基于GIS的耕地儲備指標(biāo)數(shù)據(jù)管理技術(shù)研究

鐘文平++梁寧++王中元

摘要：為滿足地區(qū)耕地占補(bǔ)平衡需要，各地每年都有大量的耕地儲備指標(biāo)交易。但數(shù)據(jù)格式的多樣性以及數(shù)據(jù)更新的快速性，使得耕地儲備指標(biāo)的流向狀況不能被快速掌握，耕地儲備指標(biāo)的動態(tài)管理工作變得困難，指標(biāo)使用管理不善導(dǎo)致流失的現(xiàn)象較為普遍。本文以韶關(guān)市耕地儲備指標(biāo)的動態(tài)管理為例，通過GIS與數(shù)據(jù)庫技術(shù)對縣（市）級歷年耕地儲備指標(biāo)進(jìn)行管理，并優(yōu)化出一套較為完善的管理流程，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)跨縣（市）交易與?。▏遥┘壷笜?biāo)轉(zhuǎn)讓平臺無縫對接，為其它地區(qū)的指標(biāo)管理提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵字：耕地儲備指標(biāo)；數(shù)據(jù)庫；GIS；韶關(guān)市

1、引言

隨著我國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，土地儲備作為土地資源集約利用和優(yōu)化配置的重要手段，已在許多城市開展。科學(xué)、有效的管理好土地儲備，提高土地儲備管理的效率、質(zhì)量和水平[1]是各部門共同需要解決的問題。

以韶關(guān)市為例，2007年以來，先后開展了耕地后備資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)、利用“園地、山坡地”補(bǔ)充耕地數(shù)據(jù)庫建設(shè)和補(bǔ)充耕地專項規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設(shè)等項目，為全市各縣（市、區(qū)）儲備了大量的耕地后備資源，并在此基礎(chǔ)上，通過歷年的土地整治項目，驗(yàn)收了相當(dāng)數(shù)量的耕地儲備指標(biāo)，為韶關(guān)市落實(shí)耕地占補(bǔ)平衡提供了堅實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。耕地補(bǔ)充方式逐步易地化，耕地儲備指標(biāo)交易成為實(shí)現(xiàn)地區(qū)雙保的有效形式[2]。但在歷年耕地儲備指標(biāo)的管理中，新增耕地指標(biāo)市場化運(yùn)作不規(guī)范， 資金使用效率不高[3]，又由于各種因素的影響，使得耕地儲備指標(biāo)仍停留在簡單的臺賬管理模式，未能將耕地儲備地塊上圖建庫，并普遍存在著“散、混、亂”現(xiàn)象，不利于管理部門實(shí)時掌握指標(biāo)現(xiàn)狀，不利于為職能部門提供良好的輔助決策。

根據(jù)國土資源部信息化“十二五”規(guī)劃及結(jié)合當(dāng)前國土資源信息化建設(shè)需要，為及時掌握并實(shí)現(xiàn)動態(tài)管理及實(shí)時更新耕地儲備指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)國土資源“一張圖”管理，十分迫切且必須開展耕地儲備指標(biāo)庫建設(shè)工作。

2、數(shù)據(jù)庫框架設(shè)計

隨著GIS技術(shù)的迅速發(fā)展，基于GIS的土地儲備管理技術(shù)也在日趨成熟，通過GIS技術(shù)，可以向公眾提供在線土地信息服務(wù)[4]，并且為各地土地利用規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供支持，采用GIS技術(shù)管理耕地儲備指標(biāo)管理是社會發(fā)展的大趨勢。本文采用分層方式管理各項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)，通過GIS軟件分層建立基礎(chǔ)圖層及指標(biāo)圖層，框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1 基礎(chǔ)圖層數(shù)據(jù)庫體結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)圖層數(shù)據(jù)由土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)換而來，庫體結(jié)構(gòu)沿用原數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)，不需再另行設(shè)計，基礎(chǔ)圖層數(shù)據(jù)庫體結(jié)構(gòu)如表1所示。

2.2 指標(biāo)圖層數(shù)據(jù)庫體結(jié)構(gòu)

根據(jù)項目性質(zhì)及日常管理需求，分別以指標(biāo)所屬項目、指標(biāo)所屬圖斑兩大要素分別設(shè)計專題圖層庫體，庫體結(jié)構(gòu)分別如下。

2.2.1 指標(biāo)項目庫體結(jié)構(gòu)

指標(biāo)項目屬性由項目標(biāo)識碼、行政區(qū)代碼、項目編號等字段構(gòu)成，如表2所示。

2.2.2 指標(biāo)圖斑庫體結(jié)構(gòu)

指標(biāo)圖班屬性由標(biāo)識碼、縣名稱、座落單位代碼、圖幅號、地類編碼、地類名稱、圖斑面積等字段要素構(gòu)成，如表3所示。

3、耕地儲備指標(biāo)數(shù)據(jù)建庫

3.1 資料收集

根據(jù)該項目實(shí)施方案及要求，需要對以下數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集：耕地儲備指標(biāo)臺賬；耕地儲備地塊坐標(biāo)文件；補(bǔ)充耕地驗(yàn)收文件；土地調(diào)查年度變更調(diào)查成果；農(nóng)用地分等定級數(shù)據(jù)庫；地名地址數(shù)據(jù)庫；最新遙感影像成果。

3.2 數(shù)據(jù)分析整理

數(shù)據(jù)以分類方式存放，由于各年度的數(shù)據(jù)管理方式不盡相同，故需要按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，統(tǒng)一數(shù)據(jù)存放的名稱。在收集的數(shù)據(jù)中，指標(biāo)臺賬和地塊坐標(biāo)文件是本次數(shù)據(jù)庫建設(shè)的核心，需要對此部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行初步分析審核。首先是指標(biāo)臺賬的邏輯檢查，查找并整理不符合邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)；其次是各種原始坐標(biāo)文件轉(zhuǎn)換后的拓?fù)潢P(guān)系檢查，對圖形變形及拓?fù)溴e誤問題進(jìn)行糾正，以確保建庫圖形的準(zhǔn)確性。

3.3 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化入庫

由于指標(biāo)數(shù)據(jù)格式存在多源情況，需要將格式不一的矢量數(shù)據(jù)通過專業(yè)軟件統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式。

3.3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

（1）CAD格式文件轉(zhuǎn)換

原有CAD格式數(shù)據(jù)主要是存在北京54、西安80及部分地區(qū)獨(dú)立坐標(biāo)系，需要將各數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成西安80坐標(biāo)系（帶號），并將原始數(shù)據(jù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重建，確保地塊圖形不變形。

（2）TXT格式文件轉(zhuǎn)換

坐標(biāo)文件轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)使用的是廣州阿爾法公司的坐標(biāo)文件轉(zhuǎn)換工具，坐標(biāo)文件生成的矢量數(shù)據(jù)為shape格式，如圖2所示。

坐標(biāo)矢量數(shù)據(jù)生成后，檢查圖斑文件是否正確，包括坐標(biāo)系統(tǒng)、圖形形狀、圖形面積等。

3.3.2 數(shù)據(jù)修復(fù)

當(dāng)數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后經(jīng)常會出現(xiàn)圖形變形的情況（如圖3所示）以及計算機(jī)面積為負(fù)值的問題（如圖4所示）。

圖形變形的原因是坐標(biāo)文件格式有錯，需要人工按照正確的坐標(biāo)格式修正坐標(biāo)文件。出現(xiàn)計算機(jī)面積為負(fù)值的原因是圖形存在自身的拓?fù)溴e誤，需要進(jìn)行拓?fù)錂z查和修復(fù)。利用ArcGIS等專業(yè)軟件對單文件進(jìn)行拓?fù)錂z查，使用“Check Geometry”檢查發(fā)現(xiàn)錯誤，再通過“Repair Geometry”進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后查看圖形是否因修復(fù)發(fā)生變形，如發(fā)生變形應(yīng)及時修正，具體的修正方法依實(shí)際情況可用“新建”、“分割”、“擦除”等方式處理，修復(fù)結(jié)果如圖5所示。

3.4 數(shù)據(jù)處理

從空間數(shù)據(jù)分層看，行政區(qū)、行政界線、道路、水系、地名地址、地類圖斑、地類界線是成果數(shù)據(jù)，通過導(dǎo)入數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行入庫。本指標(biāo)庫的建設(shè)，主要是指標(biāo)項目層和指標(biāo)圖斑層的建設(shè)。指標(biāo)項目層是以項目為單位的數(shù)據(jù)儲存圖層，相對應(yīng)的是指標(biāo)報表；指標(biāo)圖斑層是以圖斑為單位的數(shù)據(jù)儲存圖層，相對應(yīng)的是坐標(biāo)文件。兩者的聯(lián)系是項目編號，地塊圖斑組成指標(biāo)項目。endprint

3.4.1 搭建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在ArcCatalog中新建NewPersonalGeodatabase，容差設(shè)置為0.0001，分別建立基礎(chǔ)圖層和指標(biāo)圖層數(shù)據(jù)集?；A(chǔ)圖層用于存放已有的成果數(shù)據(jù)，指標(biāo)圖層用于存儲指標(biāo)數(shù)據(jù)，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層中導(dǎo)入相關(guān)數(shù)據(jù)成果，在指標(biāo)圖層中建立ZBTB和ZBXM，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立屬性字段。

3.4.2 屬性批量賦予

根據(jù)指標(biāo)報表在EXCEL中填好屬性結(jié)構(gòu)中各字段數(shù)據(jù)，將原整理好的表格屬性批量轉(zhuǎn)換，形成ZBTB和ZBXM屬性表，結(jié)果如圖6所示。

3.4.3 指標(biāo)圖形處理

根據(jù)年份合并各項目圖斑，根據(jù)指標(biāo)報表并賦予年份信息及項目編號，年份字段與項目編號字段需與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)一致。處理完各年份數(shù)據(jù)后，將各年份數(shù)據(jù)合并成縣（區(qū)）圖斑數(shù)據(jù)。

將同項目編號的圖斑進(jìn)行融合，形成項目數(shù)據(jù)。將生成的指標(biāo)圖斑數(shù)據(jù)和指標(biāo)項目數(shù)據(jù)中的全部圖斑分別復(fù)制ZBTB和ZBXM中，然后根據(jù)關(guān)鍵字段“項目編號”掛接已處理好的ZBTB和ZBXM屬性表，將圖形與屬性的一一對應(yīng)進(jìn)行掛接，結(jié)果如圖7所示。

4、數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢查

4.1 初步檢查

整體對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢查，主要檢查數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是否正確、要素分層是否齊全、屬性結(jié)構(gòu)是否正確、是否存在不合理拓?fù)溴e誤、成果資料是否齊全等。

4.2 詳細(xì)檢查

（1）變形檢查：對圖斑進(jìn)行形狀檢查，檢查圖斑是否存在變形。檢查的依據(jù)是原始坐標(biāo)文件轉(zhuǎn)換的圖斑；檢查的方式是逐圖斑人工檢查。

（2）屬性檢查：對屬性中的各個數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，檢查所填數(shù)據(jù)是否與收集資料一致。

（3）邏輯檢查：對各屬性間的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯檢查，主要的邏輯檢查有：指標(biāo)量=使用量+剩余量+剔除量；使用量=本縣使用+市內(nèi)流轉(zhuǎn)+市外流轉(zhuǎn)；圖斑面積=主要地類面積1+主要地類面積2+主要地類面積3+其它地類面積；項目計算機(jī)面積等于圖斑計算機(jī)面積之和等。

5、結(jié)論

本文以廣東省韶關(guān)市為例，對縣級耕地儲備指標(biāo)進(jìn)行了清理并初步建成了耕地儲備指標(biāo)數(shù)據(jù)庫，初步實(shí)現(xiàn)了耕地儲備指標(biāo)由臺賬管理向信息化管理的跨越。由于該項工作在廣東省乃至全國尚無成熟的經(jīng)驗(yàn)可借鑒，本次數(shù)據(jù)庫建設(shè)更多的是從方便日常管理的方向去考慮整體庫體的搭建，后期將根據(jù)日常管理上其它要求，對本底庫進(jìn)行更新維護(hù)。

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