自然資源時空大數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容研究

趙福君 李入洋 朱崇高

（1.連云港時空智能信息有限公司 江蘇連云港222000；2.連云港市贛榆區(qū)自然資源和規(guī)劃局 江蘇連云港222000）

1 引言

2018 年3 月國家正式成立了自然資源部，將原有分散于國土部門、林業(yè)部門、海洋部門、水利部門、測繪地理信息部門等管理的與自然資源相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一由自然資源部管理。自然資源相關(guān)的時空數(shù)據(jù)涉及到水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂、礦產(chǎn)七個方面，是一個涵蓋多個原行業(yè)或部門的綜合性的新數(shù)據(jù)集合。因此，自然資源大數(shù)據(jù)必然是數(shù)量龐大的、多源異構(gòu)的、格式各異的、各種不同標準的數(shù)據(jù)集。此外，為了監(jiān)測自然資源的變化需要定期或不定期的開展調(diào)查或年度變更等對數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀情況進行管理，由此產(chǎn)生了多時態(tài)的時空數(shù)據(jù)。

由于自然資源部成立時間不久，自然資源相關(guān)數(shù)據(jù)的概念也是新興事物，因此,目前從事自然資源管理相關(guān)方面的研究機構(gòu)比較少，形成具有指導意義的規(guī)范和標準很少，基于此本文以江蘇省連云港市贛榆區(qū)的自然資源數(shù)據(jù)為例，探索出適合贛榆轄區(qū)內(nèi)的自然資源時空大數(shù)據(jù)的建設(shè)內(nèi)容。

2 研究內(nèi)容

2.1 研究范圍

贛榆地處蘇魯交界，海洋、農(nóng)業(yè)、礦產(chǎn)、水利等資源豐富，涵蓋了水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂、礦產(chǎn)等自然資源統(tǒng)一確權(quán)關(guān)注的全部內(nèi)容，研究贛榆自然資源數(shù)據(jù)具有典型的代表性。

2.2 單元劃分及代碼

自然資源登記單元科學劃分是確權(quán)登記工作的前置條件和工作基礎(chǔ)[1]。登記單元的劃分和代碼編制是以《不動產(chǎn)單元設(shè)定與代碼編制規(guī)則》、《不動產(chǎn)登記暫行條例》、《信息分類和編碼的基本原則與方法》（GB/T 7027）作為參考依據(jù)，探索自然資源的登記單元及代碼[5-7]。

自然資源的劃分單元按照水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂、礦產(chǎn)七類劃分自然資源類型，緊鄰相同地類劃分為一個單元，代碼采用七層28 位層次碼結(jié)構(gòu)，由自然資源代碼與定著物單元代碼構(gòu)成。自然資源單元代碼結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 自然資源單元代碼結(jié)構(gòu)圖

2.3 關(guān)鍵屬性信息

根據(jù)自然資源的特點，關(guān)鍵屬性信息包括自然資源單元面積、自然資源單元類型、自然資源單元類別、自然資源單元面積、自然資源單元類別數(shù)量、自然資源單元類別質(zhì)量、自然資源單元位置（包括空間坐標和四至描述）、用途管制要求、生態(tài)紅線要求、特殊保護要求、變化原因及變化內(nèi)容等。

2.4 數(shù)學基礎(chǔ)

1、平面坐標系

采用“2000 國家大地坐標系”。

2、高程系統(tǒng)

采用“1985 國家高程基準”。

3 實現(xiàn)方法

3.1 模型選擇

根據(jù)自然資源數(shù)據(jù)的特點，基態(tài)修正模型是非常適合建立自然資源時空數(shù)據(jù)庫的模型?；鶓B(tài)修正模型是記錄時空對象的初始狀態(tài)，在后繼的時間序列中只記錄相對于前一時刻變化的部分，通過兩者疊加獲得后繼時態(tài)版本[5]。

3.2 建模方法

由于各類自然資源之間存在很多空間上的重疊，加上礦產(chǎn)資源、水資源等資源管理的特殊性，采用傳統(tǒng)二維數(shù)據(jù)表達方式進行自然資源數(shù)據(jù)展示及管理已經(jīng)難以滿足業(yè)務(wù)管理的需要[6]。因此,自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)的成果需要采用三維建模技術(shù)，實現(xiàn)全領(lǐng)域三維真實模擬數(shù)據(jù)。

3.4 存儲策略

由于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是由多張能相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)表構(gòu)成[7]，因此其在數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計挖掘中具有比對象型數(shù)據(jù)庫更加方便和靈活的特性，與各自然資源相互關(guān)聯(lián)的特性相一致。因此，選擇關(guān)系型數(shù)據(jù)庫更為合理。

4 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

4.1 數(shù)據(jù)關(guān)系建立

按照水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂、礦產(chǎn)等劃分自然資源分類，此為第一層級。并設(shè)定特征碼：水流為1，森林為2，山嶺為3，草原為4，荒地為5，灘涂為6，礦產(chǎn)為7，其他為0；

分別按照水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂、礦產(chǎn)各自的子類進行標示定著物并以01 開始，其他類為00；

按照行政區(qū)劃，各自然資源特征碼和定著物特征碼可以進行統(tǒng)計分析、匯總、數(shù)據(jù)挖掘等各類應(yīng)用。

4.2 表結(jié)構(gòu)設(shè)計

自然資源時空大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)主要包括行政區(qū)劃代碼、自然資源單元代碼、坐標、四至描述、時態(tài)記錄、與時態(tài)記錄相對應(yīng)的變化原因及內(nèi)容等。自然資源單元代碼表結(jié)構(gòu)主要包括自然資源區(qū)代碼、自然資源子區(qū)代碼、自然資源特征碼、自然資源順序號、定著物特征碼、定著物單元號等。

自然資源特征碼表結(jié)構(gòu)主要包括自然資源特征碼標示及其說明等。

定著物特征碼表結(jié)構(gòu)主要包括定著物特征碼及其說明等。

5 結(jié)束語

通過對自然資源時空大數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容的研究，保證了自然資源數(shù)據(jù)的三維特征和時空信息的完整性，保證了自然資源數(shù)據(jù)在空間數(shù)學基準上的一致性，保證了自然資源編碼在全國范圍內(nèi)的唯一性。一方面為自然資源調(diào)查內(nèi)容與方法做足準備，另一方面也為自然資源數(shù)據(jù)各類應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支持。