基于ArcGIS的城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫建設(shè)方法研究

【摘 要】ArcGIS具有強大的地圖制作、空間數(shù)據(jù)管理、空間分析、空間信息整合、發(fā)布與共享的能力，能夠較好地支持數(shù)字化地籍圖和宗地屬性在土地管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用需求。文章針對基于ArcGIS城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫建設(shè)的技術(shù)路線進行了詳盡的介紹，同時對建庫過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方面也做了簡單的論述。

【關(guān)鍵詞】ArcGIS；地籍數(shù)據(jù)庫；質(zhì)量控制

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市建設(shè)的速度不斷加快，城鎮(zhèn)地籍信息也處于不斷的變化過程中，為了順應(yīng)土地管理事業(yè)發(fā)展的需要，采用現(xiàn)代技術(shù)手段來實現(xiàn)地籍管理科學化、信息化和現(xiàn)代化，從而滿足土地管理對地籍管理工作的新要求，必須進行城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作，其主要目標是：建立城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)城鎮(zhèn)調(diào)查信息的互聯(lián)共享，在調(diào)查的基礎(chǔ)上，建立土地資源變化信息的統(tǒng)計、監(jiān)測與快速更新機制。“城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫”是一個地理信息系統(tǒng)，是城鎮(zhèn)地籍信息系統(tǒng)的一個重要組成部分，總的來說就是城鎮(zhèn)地籍現(xiàn)狀數(shù)據(jù)經(jīng)過采集、整理，并應(yīng)用先進的技術(shù)和科學的方法，建立準確、高精度的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)地籍管理工作現(xiàn)代化。目前除了少數(shù)地區(qū)采用在國外GIS平臺上進行開發(fā)外，大多數(shù)地區(qū)采用直接在現(xiàn)有GIS提供商的地籍管理信息系統(tǒng)中建設(shè)本縣市的地籍數(shù)據(jù)庫。文章針對基于ArcGIS城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫建設(shè)的技術(shù)路線進行了詳盡的介紹，同時對建庫過程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方面也做了簡單的論述。

一、ArcGIS軟件簡介

ArcGIS軟件是Esri公司集40多年地理信息系統(tǒng)咨詢和研發(fā)經(jīng)驗，奉獻給用戶的一套完整的GIS平臺產(chǎn)品。它具有強大的空間分析、空間數(shù)據(jù)管理、地圖制作、空間信息整合、發(fā)布與共享的能力，能夠較好地支持數(shù)字化地籍圖和宗地屬性在土地管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用需求。產(chǎn)品線為用戶提供一個全面的，可伸縮的GIS平臺，ArcObjects包括了足量的可編程組件，從粗粒度的對象到細粒度的對象（比如與現(xiàn)狀A(yù)rcMap文檔交互的地圖對象），涉及面極廣，這些對象為開發(fā)者集成了全面的GIS功能。

（一）ArcInfo主要模塊：ArcCatalog、ArcMap、Arc-Toolbox

1.Arccatalog

Arccalog是ArcGIS最常用的應(yīng)用程序之一，用來管理數(shù)據(jù)庫設(shè)計和地理數(shù)據(jù)的存儲，不但能有助GIS數(shù)據(jù)管理人員維護GIS屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，還能使普通用戶快速瀏覽數(shù)據(jù)庫。

2.ArcMap

是集空間數(shù)據(jù)編輯、顯示、統(tǒng)計、分析、查詢、打印和制圖等功能。

3.ArcToolbox

是用于空間數(shù)據(jù)疊加處理、格式轉(zhuǎn)換、坐標轉(zhuǎn)換、生成緩沖區(qū)等的集成性工具箱。

（二）ArcGIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

（1）矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是通過記錄空間實體坐標及其關(guān)系來表達空間對象的幾何位置，盡可能精確地表現(xiàn)為點、線、面等空間實體。

（2）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是基于柵格模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是指以規(guī)則的陣列來表示空間地物的數(shù)據(jù)組織形式，將空間分割成有規(guī)則的柵格單元，在各個柵格單元上給出相應(yīng)的屬性值或量值。

（三）ArcGIS的坐標系統(tǒng)

投影坐標系（平面直角坐標系）和地理空間坐標系。

二、建庫設(shè)計方案

城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫是以實時、準確的城鎮(zhèn)地籍現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為依據(jù)，科學的制定的數(shù)據(jù)庫，包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩種類型，城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫包括基礎(chǔ)地理要素、土地權(quán)屬要素、基本農(nóng)田要素、土地利用要素、柵格要素以及其他要素等。

（一）主體數(shù)據(jù)庫內(nèi)容

（1）基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)包括控制點、房屋、等高線、行政區(qū)劃等；

（2）土地權(quán)屬數(shù)據(jù)包括宗地、界址點、界址線等；

（3）土地利用數(shù)據(jù)包括地類圖斑、線狀地物、地類界線等；

（4）柵格數(shù)據(jù)包括DOM、DEM、DRG和其他柵格數(shù)據(jù)；

（5）元數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)、DOM元數(shù)據(jù)、DEM元數(shù)據(jù)等；

（6）掃描文件、報告文本、表格等其他數(shù)據(jù)。

（二）基本要求

（1）數(shù)學基礎(chǔ)：采用第二次全國土地調(diào)查規(guī)定的坐標系統(tǒng)和高程基準。

（2）數(shù)據(jù)交換格式：按《城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫標準》規(guī)定的數(shù)據(jù)格式。

（3）數(shù)據(jù)組織：橫向數(shù)據(jù)要組織成邏輯上無縫的一個整體；縱向上各種數(shù)據(jù)通過空間坐標定位，互相疊加和套合；在物理存儲上可以把連續(xù)的實體分離到不同的存儲單元和存儲空間中進行存儲。

（三）建庫流程

三、數(shù)據(jù)庫建設(shè)步驟

（一）建庫前的準備工作

建庫的前期準備工作主要包括圖形結(jié)構(gòu)完善、相關(guān)屬性完善和影像文件的掃描。建庫工作包括圖形格式轉(zhuǎn)換、圖形拓撲檢查與修改、屬性數(shù)據(jù)入庫、檢核庫體、修改完善等內(nèi)容。

（二）數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

格式轉(zhuǎn)換主要是利用CASS提供的轉(zhuǎn)換功能將CAD文件格式轉(zhuǎn)換為帶有屬性信息的shp文件格式。

（1）CAD圖準備：對CAD圖形要素表達的信息，要求圖面整潔、層次分明，一定要刪除冗余的圖層、碎片、碎線等信息。針對屬性數(shù)據(jù)參數(shù)層次不齊的問題，應(yīng)對照注記層信息，重點添加完善宗地實體、房屋的屬性信息，并執(zhí)行拓撲檢查。

（2）轉(zhuǎn)換shp格式：將配置好的INDEX.INI和ATTRIBUTE.DEF文件覆蓋在CASS安裝目錄下，此文件是參考基礎(chǔ)地理信息分類并根據(jù)《城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫標準》配置的，定義了數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、層次以及包含語義，例如房屋的屬性結(jié)構(gòu)描述就包含了房屋名稱、房屋層數(shù)、房屋結(jié)構(gòu)等必要信息，宗地的屬性結(jié)構(gòu)描述則包含了地籍號、通信地址等，它們都是數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，利用CASS軟件導出宗地的屬性數(shù)據(jù)，利用CASS二調(diào)版軟件導出宗地的空間數(shù)據(jù)、房屋的空間數(shù)據(jù)、屬性及其他地形類數(shù)據(jù)。利用ArcMap將CLKZD_D.shp文件打開，利用ArcMap的要素字段添加工具增添X、Y80坐標屬性字段和屬性值。

（三）ArcGIS數(shù)據(jù)庫的建立

1.街坊數(shù)據(jù)入庫

在CMS中逐個建立街坊數(shù)據(jù)庫，步驟為：設(shè)置數(shù)據(jù)庫-選擇創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫-選擇數(shù)據(jù)庫類型-選擇保存路徑-創(chuàng)建工作庫、選擇相應(yīng)的投影坐標系、范圍和數(shù)學基礎(chǔ)。

2.圖形數(shù)據(jù)入庫

shp文件導入：根據(jù)數(shù)據(jù)庫的屬性字段和CAD導出的shp屬性字段的一一映射關(guān)系，設(shè)置好映射并保存，然后將上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換得到的shp文件在CMS中利用批量導入工具導入。

3.屬性數(shù)據(jù)入庫

將Excel中的屬性數(shù)據(jù)導入到數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)地籍號的順序進行排序。在CMS里面建好mdb格式的數(shù)據(jù)庫后，用Microsoft Access打開，將《城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫標準》要求的宗地屬性表中的必填字段的屬性填入其中，并進行添加和修改完善宗地屬性。宗地屬性完善后，還要將地籍檔案資料逐一掃描，再全部按宗地復制到數(shù)據(jù)庫文件中，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與檔案影像數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。

四、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

地形地籍數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量控制問題是關(guān)系到數(shù)據(jù)建設(shè)的關(guān)鍵問題，主要包含空間數(shù)據(jù)精度、屬性完善性、拓撲規(guī)則一致等問題。質(zhì)量控制主要從源頭做起，一方面要把握好DWG源文件的質(zhì)量，另一方面GIS的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制又可從其兩種不同的數(shù)據(jù)類型入手，在此基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量控制也就相對簡單很多。

（1）數(shù)據(jù)具有嚴格的拓撲結(jié)構(gòu)，嚴格執(zhí)行拓撲規(guī)則檢查，做到自身不重疊、地物不丟失，是凡地物交接的地方都必須用拓撲編輯修改檢查。

（2）所有數(shù)據(jù)層的點、線、面的屬性結(jié)構(gòu)合理；屬性輸入正確，特別是屬性信息必須與源資料信息一致，此處參照注記信息，且關(guān)鍵屬性的取值不得為空。

（3）經(jīng)過轉(zhuǎn)換或拼接后的所有數(shù)據(jù)必須分層，保證內(nèi)容齊全且分層正確。

（4）所有數(shù)據(jù)的存儲格式和命名方法內(nèi)容完整，符合《城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)范》和《城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫標準》要求。

五、結(jié)語

基于ArcGIS的城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫的建立和應(yīng)用在當前還是一個比較新的研究領(lǐng)域，他是把圖形學和空間數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)結(jié)合起來的一種新興的技術(shù)。文章提出了一種能夠滿足規(guī)范和標準要求的城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫的建設(shè)方法，期待能更加科學合理地為城鎮(zhèn)地籍信息管理服務(wù)。

參考文獻

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作者簡介：毛寧利（1975.02- ），女，工程師，研究方向：地圖制圖、地質(zhì)測繪。