基于GIS的土地利用現(xiàn)狀庫的研究與建立

紀玉國

摘 要：土地利用現(xiàn)狀庫建設(shè)是國土資源信息化建設(shè)的重要基礎(chǔ)工作，目標是查清土地利用狀況，掌握土地管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對國土資源的科學管理。本文探討了利用GIS 軟件構(gòu)建縣級土地利用現(xiàn)狀庫，基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的基礎(chǔ)，以ArcGIS為實現(xiàn)平臺，遵循土地利用數(shù)據(jù)建庫標準，根據(jù)即墨區(qū)已有的土地資料，建立土地利用現(xiàn)狀庫以及數(shù)據(jù)庫更新方法研究。

前 言

土地調(diào)查是國家法定的一項重大的國情國力調(diào)查。改革開放以來，我國已經(jīng)開展了二次全國土地調(diào)查，分別完成于1999年和2009年，摸清了土地資源的“家底”。目前，全國第三次全國土地調(diào)查工作也在緊鑼密鼓進行中。第三次土地調(diào)查將利用“3S”技術(shù)，以正射影像圖為基礎(chǔ)，利用已經(jīng)完成的土地利用現(xiàn)狀數(shù)字圖和相應(yīng)的土地利用調(diào)查資料建立GIS環(huán)境下的空間數(shù)據(jù)庫。為各地空間規(guī)劃、主體功能區(qū)規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和國土資源管理需要。

1 概述

1.1 ArcGIS軟件簡介

本文設(shè)計使用的是ArcGIS for Desktop。它是ArcGIS產(chǎn)品線上的桌面端軟件產(chǎn)品，使用它能夠?qū)崿F(xiàn)制圖，地理分析，數(shù)據(jù)編輯，數(shù)據(jù)管理，可視化和空間處理等。本文功能實現(xiàn)就是在ArcMap、ArcCatalog、ArcToolBox模塊中完成。

1.2 土地利用現(xiàn)狀庫

土地利用現(xiàn)狀庫是以準確、實時的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)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。土地利用現(xiàn)狀庫包括基礎(chǔ)地理要素、土地利用要素、土地權(quán)屬要素、基本農(nóng)田要素、柵格要素、其他要素等?！巴恋乩矛F(xiàn)狀庫”是一個地理信息系統(tǒng)，是土地信息系統(tǒng)的一個重要分支和組成部分[1]。土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，在經(jīng)過采集和整理，運用系統(tǒng)的方法和技術(shù)，建立起數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)土地管理工作數(shù)字化。

2 土地利用現(xiàn)狀庫建庫準備

2.1即墨區(qū)概況

即墨區(qū)位于中國山東半島西南部，地處東經(jīng)120°07′-121°23′，北緯36°18′-36°37′，東臨黃海，與日本、韓國隔海相望，南依嶗山，近靠青島。全市東西長76.25千米，南北寬36.25千米，面積1932.44平方千米。境內(nèi)地貌總體為低山丘陵，地面高程多在海拔20-100米之間，平均海拔54.47米。地勢大致呈東南高，西北低。屬暖溫帶季風大陸型氣候區(qū)，四季變化和季風進退都比較明顯。

2.2土地利用現(xiàn)狀庫建立目標

全面掌握城市、建制鎮(zhèn)和村莊內(nèi)部土地利用狀況基礎(chǔ)信息，建立城鄉(xiāng)一體化的土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫，推進城鄉(xiāng)地籍的一體化管理，支撐農(nóng)村土地管理制度改革

2.4 數(shù)據(jù)準備

本文研究的項目所給數(shù)據(jù)為國家提供的即墨區(qū)調(diào)查底圖，參照數(shù)據(jù)為二調(diào)的成果資料。該項目只是對地類圖斑進行建庫，所以只需要二調(diào)數(shù)據(jù)的地類圖斑層數(shù)據(jù)，將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)出。本次項目要在ArcGIS中完成，所以必須把格式為.mif的文件轉(zhuǎn)換成.shp文件，用FME軟件實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換。用ArcGIS將底圖數(shù)據(jù)和參照數(shù)據(jù)一同調(diào)入，通過二者疊加對比及實地調(diào)繪和補充調(diào)查進行土地利用現(xiàn)狀庫的建立[2]。

3 土地利用現(xiàn)狀庫的建立

3.1 土地利用現(xiàn)狀庫設(shè)計

土地利用現(xiàn)狀圖是農(nóng)村地籍管理的基本圖件，采用梯形分幅，它的比例尺是l：10000圖上的主要內(nèi)容有：

圖斑，是農(nóng)村地籍管理的基本對象，是由圖斑線圍成的封閉區(qū)域，圖斑線一般是極不規(guī)則的自然曲線。村界，村級行政單位間的界線。

鄉(xiāng)界，鄉(xiāng)級行政單位間的界線?？h區(qū)界，縣區(qū)級行政單位間的界線。圖斑注記，關(guān)于圖斑的數(shù)字說明，一個是圖斑號，另一個是地類號，利用橫線上下隔開，標注在圖斑范圍的中央。田坎、圖名、圖廓、接圖表等。

在ArcCatalog中建立Geodatabase數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，在ArcMap中處理圖形與屬性數(shù)據(jù)的采集、編輯、檢查修改，將土地利用數(shù)據(jù)組織到Geodatabase數(shù)據(jù)庫中，最后完成土地利用現(xiàn)狀庫的檢查。建庫流程如下圖。

3.2 Geodatabase的建立

首先，根據(jù)自己的需要建立個人地理數(shù)據(jù)庫。啟動ArcCatalog，選擇存放路徑，file-new-personal database，根據(jù)自己需要命名。其次，在已建立的ArcGIS數(shù)據(jù)庫中右鍵選擇new-Feature Dataset，建立要素集。最后，在已建立的地類圖斑數(shù)據(jù)集上右鍵選擇new-Feature class，建立要素類。

3.3 土地利用現(xiàn)狀庫矢量化

按照底圖繪制各個面域，由于相鄰的兩個面域之間是無縫的、緊密聯(lián)系的，所以在繪制前，要進行捕捉功能設(shè)置，點擊editor-snapping，根據(jù)需要自己進行設(shè)置。

3.4 屬性數(shù)據(jù)錄入

屬性數(shù)據(jù)采集要求：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼方法符合《土地利用現(xiàn)狀庫標準》要求；屬性數(shù)據(jù)采集以數(shù)據(jù)源為依據(jù)；屬性值應(yīng)保證正確無誤；屬性數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)應(yīng)保持邏輯一致性。采用手工錄入的方法完成。在ArcGIS環(huán)境下錄入屬性數(shù)據(jù)，具體步驟如下：

① 選擇需要輸入屬性的地物。

② 點擊editor工具欄中的Attributes按扭，打開Attributes對話框。

③ 根據(jù)采集的信息輸入相應(yīng)的屬性值，見圖3-4。

3.5 成果檢驗

1）屬性信息檢查

輸入的屬性信息與實際資料進行一一對照，并及時更改錯誤信息，方便人們的查詢。

2）區(qū)域檢查

檢查圖斑是否有相交，重疊，裂縫等問題，并進行相應(yīng)的處理。

①右鍵需要檢查的要素集，選擇new-topology，點擊下一步。

②打開選擇參與創(chuàng)建拓撲的要素類。

③設(shè)置拓撲規(guī)則。單擊Add Rule，在其中選擇拓撲規(guī)則，檢查他們之間是否有重疊和縫隙，選擇Must Not Overlap With拓撲規(guī)則，選“是”，進行檢查。

④啟動ArcMap模塊，加載建立的拓撲數(shù)據(jù)層。

⑤若存在問題單擊search now 即可檢驗出拓撲錯誤。

4 土地利用現(xiàn)狀庫更新

4.1 更新方法的選取

數(shù)據(jù)庫更新的方法多種，遙感技術(shù)輔助更新法是目前大比例尺現(xiàn)狀庫更新常用的方法。

4.2 更新基本流程

4.2.1 更新前期工作

更新的前期工作分為下面七個部分：

1）資料準備

2）外業(yè)調(diào)繪

3）地類調(diào)繪

4）線狀地物調(diào)繪

5）補測地物調(diào)繪

6）調(diào)繪圖件整飾

7）調(diào)查手簿和補測記錄表的填寫[10]

4.2.2 更新流程

4.3 數(shù)據(jù)庫更新檢驗

4.3.1 質(zhì)量評定

1）精度要求

按照《山東省第二次土地調(diào)查技術(shù)細則》等相關(guān)規(guī)程、標準和規(guī)定要求，對外業(yè)調(diào)查要求的精度指標進行檢查。

2）檢查內(nèi)容入數(shù)量

對圖斑定位、定性是否準確，檢查量應(yīng)占調(diào)查區(qū)圖幅數(shù)的15%；

對權(quán)屬界線是否準確，權(quán)屬性質(zhì)是否清楚，法律手續(xù)是否齊備，檢查量應(yīng)占抽查圖幅數(shù)的30%的權(quán)屬界線。

3）等級評定

成果等級分為優(yōu)秀、良好、合格和不合格四級。

4.3.2 項目成果

1）圖件

① 分幅土地利用現(xiàn)狀圖；

② 縣級土地利用圖（掛圖）。

2）調(diào)查表單

① 圖幅理論面積與控制面積接合圖表；

② 權(quán)屬界線調(diào)整協(xié)議書；

③ 行政區(qū)域界線接邊調(diào)整協(xié)議書；

④ 外業(yè)調(diào)查手薄及外業(yè)調(diào)查原始資料；

⑤ 坡地梯田田坎系數(shù)測算表；

⑥ 新、舊土地分類轉(zhuǎn)換對應(yīng)表；

⑦ 土地利用現(xiàn)狀庫系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)匯總表。

5 項目中遇到的問題

5.1 建庫過程中遇到的問題及解決方法

數(shù)據(jù)采集過程中還遇到圖斑覆蓋圖斑的問題（島狀多邊形），導致采集數(shù)據(jù)的面積增加，如圖5-1所示情況。

因為計算機不會自動的把小多邊形與大多邊形進行分割處理，所以兩個圖斑重疊在一起，得到的面積也就增加，這時需要把小多邊形從大多邊形中分割出去。

6 結(jié)論

基于ArcGIS的土地利用現(xiàn)狀庫已經(jīng)初步建成，但本文設(shè)計尚存淺顯之處，對有些問題的處理不是很成熟，對于尚為解決的問題需通過細致嚴謹?shù)难芯恐鸩酵瓿伞?/p>

參考文獻：

[1] 周媛，冀書葉.地理信息系統(tǒng)在國土資源管理中的應(yīng)用[J].科技之窗，2005，4：1～2.

[2] 劉緯.縣級土地利用現(xiàn)狀庫建設(shè).測繪與空間地理信息[J]. 2005，12 （08）：45-46.