基于ArcGIS軟件蘭州新區(qū)房地產(chǎn)地理信息數(shù)據(jù)庫的建立

喬轉(zhuǎn)萍

(甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局張掖礦產(chǎn)勘查院，甘肅 張掖 734012)

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，房地產(chǎn)作為城市發(fā)展支柱產(chǎn)業(yè)之一，目前城市房產(chǎn)主要有兩類：住宅類房產(chǎn)和商業(yè)類房產(chǎn)。房地產(chǎn)的地理信息最初是由簡(jiǎn)單的鋼尺量距，隨著測(cè)量?jī)x器的不斷出現(xiàn)，如全站儀、RTK等，房地產(chǎn)的宗地界址點(diǎn)和宗地面積越來越準(zhǔn)確，同時(shí)伴隨著電子計(jì)算機(jī)和CAD的出現(xiàn)，更使得房地產(chǎn)數(shù)據(jù)管理越來越信息化。

GIS是地理信息系統(tǒng)的縮寫，地理信息系統(tǒng)(GIS，Geographic Information System)是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲(chǔ)、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，隨著GIS的發(fā)展，也有稱GIS為“地理信息科學(xué)”(Geographic Information Science)，近年來，也有稱GIS為"地理信息服務(wù)"(Geographic Information Service)。GIS是一種基于計(jì)算機(jī)的工具，一個(gè)用于管理、分析和顯示地理信息的系統(tǒng)，它可以對(duì)空間信息進(jìn)行分析和處理(簡(jiǎn)而言之，是對(duì)地球上存在的現(xiàn)象和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析)。 GIS 技術(shù)把地圖這種獨(dú)特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作(例如查詢和統(tǒng)計(jì)分析等)集成在一起。從空間數(shù)據(jù)庫的角度看，GIS是一個(gè)包含了用于表達(dá)通用GIS數(shù)據(jù)模型(要素、柵格、拓?fù)洹⒕W(wǎng)絡(luò)等)數(shù)據(jù)集的空間數(shù)據(jù)庫[1]。隨著GIS理論的發(fā)展與完善，GIS不斷地向集成化、智能化方向發(fā)展，主要有以下幾個(gè)方面：⑴圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的結(jié)合;⑵ GIS和RS的結(jié)合;⑶ GIS與GPS和CCD技術(shù)的結(jié)合; ⑷GIS與專家系統(tǒng)的結(jié)合[2]。

目前GIS主流軟件有ArcGIS(美國(guó)ESRI公司開發(fā))、MapInfo(美國(guó)MapInfo公司開發(fā))、MapGIS(中國(guó)中地?cái)?shù)碼集團(tuán)公司開發(fā))。ArcGIS軟件為美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所(簡(jiǎn)稱ESRI)開發(fā)，其功能強(qiáng)大，是世界上應(yīng)用廣泛的GIS軟件之一，是一個(gè)全面的、完善的、可伸縮的GIS軟件平臺(tái)，ArcGIS在全面整合了GIS與數(shù)據(jù)庫、軟件工程、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其他多方面的計(jì)算機(jī)主流技術(shù)之后，成功地推出的代表GIS最高技術(shù)水平的全系列GIS產(chǎn)品,兼容大部分矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、CAD 數(shù)據(jù)，具有強(qiáng)大的拓?fù)潢P(guān)系，便捷的元數(shù)據(jù)管理，強(qiáng)大的緩沖區(qū)分析、交集求差、裁剪等功能[3]，蘭州新區(qū)房地產(chǎn)地理信息數(shù)據(jù)庫在ArcGIS基礎(chǔ)上建立，使得管理者輕松便捷的管理數(shù)據(jù)。

1 城市房地產(chǎn)地理信息數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來源格式分析

1.1 地圖

蘭州新區(qū)各種地圖是地理信息的一種數(shù)據(jù)源，因?yàn)榈貓D是地理數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)描述形式。

1.2 遙感影像數(shù)據(jù)

遙感影像是地理信息中一個(gè)極為重要的信息源，隨著RS的發(fā)展，遙感數(shù)據(jù)在地理信息中的地位越來越重要，通過遙感影像可以快速、準(zhǔn)確地獲得大面積的、綜合的各種專題信息。

1.3 CAD格式數(shù)據(jù)

早期通過簡(jiǎn)易鋼尺量距得到的房地產(chǎn)地理信息數(shù)據(jù)現(xiàn)在基本上都通過先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器全站儀和RTK進(jìn)行了精確測(cè)量，通過CAD軟件繪制并保存。

AutoCAD軟件是由美國(guó)歐特克有限公司(Autodesk)出品的一款自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，可以用于繪制二維制圖和基本三維設(shè)計(jì)，通過它無需懂得編程，即可自動(dòng)制圖，因此它在全球廣泛使用，可以用于土木建筑、裝飾裝潢、工業(yè)制圖、工程制圖、電子工業(yè)、服裝加工等多方面領(lǐng)域。

CAD的優(yōu)點(diǎn)有：圖形功能強(qiáng)，勞動(dòng)強(qiáng)度低，圖面清潔；線分不同線型、顏色、寬度，圖案有各種不同顏色、花紋。缺點(diǎn)是屬性處理能力弱。

目前土木建筑和裝飾裝潢領(lǐng)域多采用CAD或基于CAD開發(fā)的軟件(例如天正軟件)，城市房地產(chǎn)地理信息如果采用CAD格式，則方便兼容建筑和裝潢數(shù)據(jù)。

1.4 GIS格式數(shù)據(jù)

相比CAD軟件，GIS軟件的屬性功能非常強(qiáng)大，圖案符號(hào)豐富眾多，表現(xiàn)形式多樣。尤其是坐標(biāo)系統(tǒng)幾乎包含了世界上所有國(guó)家的坐標(biāo)系統(tǒng)，便于各坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，也方便CAD等其他軟件和GIS軟件之間的格式轉(zhuǎn)換。

1.5 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

測(cè)繪儀器全站儀、RTK的普及，使得勘測(cè)數(shù)據(jù)、宗地界址點(diǎn)、房產(chǎn)要素?cái)?shù)據(jù)可準(zhǔn)確獲得，能在建設(shè)、規(guī)劃、土地利用、不動(dòng)產(chǎn)登記等方面提供準(zhǔn)確可靠的資料。

2 蘭州新區(qū)目前收集的數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)和格式

蘭州新區(qū)是2012年8月批復(fù)設(shè)立的全國(guó)第五個(gè)、西北第一個(gè)國(guó)家級(jí)新區(qū)，被賦予“西北地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極、國(guó)家重要的產(chǎn)業(yè)基地、向西開放的重要戰(zhàn)略平臺(tái)、承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)”的重大戰(zhàn)略使命，是絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和歐亞大陸橋的重要節(jié)點(diǎn)，發(fā)揮東西合作交流和聯(lián)通中亞、西亞、中東、歐洲的重要通道作用。

蘭州新區(qū)目前接管的中川鎮(zhèn)、秦川鎮(zhèn)和西岔鎮(zhèn)，分別隸屬于甘肅省永登縣和皋蘭縣，兩縣數(shù)據(jù)的中央子午線不同，分別是102°和105°，因此這些數(shù)據(jù)不能直接使用，必須轉(zhuǎn)換成相同的中央子午線，其中中川鎮(zhèn)、秦川鎮(zhèn)原來隸屬于甘肅省永登縣管轄，收集到以下數(shù)據(jù)：

(1)全國(guó)第二次土地調(diào)查遙感影像數(shù)據(jù)和地類數(shù)據(jù)、征地拆遷數(shù)據(jù)為1980西安坐標(biāo)系、3°帶、中央子午線102°(34帶)；

(2)城區(qū)建筑物、規(guī)劃設(shè)計(jì)圖為中川城市坐標(biāo)系；

(3)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村行政界線、城市道路路網(wǎng)、城市水系、全國(guó)第三次國(guó)土調(diào)查遙感影像數(shù)據(jù)和地類數(shù)據(jù)、房地產(chǎn)宗地、樓幢地理信息為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、3°帶、中央子午線102°(34帶)。

而西岔鎮(zhèn)原來隸屬于甘肅省皋蘭縣管轄，收集到以下數(shù)據(jù)：

(1)全國(guó)第二次土地調(diào)查遙感影像數(shù)據(jù)和地類數(shù)據(jù)、征地拆遷數(shù)據(jù)為1980西安坐標(biāo)系、3°帶、中央子午線105°(35帶)；

(2)部分城區(qū)建筑物、規(guī)劃設(shè)計(jì)圖為中川城市坐標(biāo)系；

(3)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村行政界線、城市道路路網(wǎng)、城市水系、全國(guó)第三次國(guó)土調(diào)查遙感影像數(shù)據(jù)和地類數(shù)據(jù)、房地產(chǎn)宗地、樓幢地理信息為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、3°帶、中央子午線105°(35帶)。

以上數(shù)據(jù)都有CAD格式和GIS格式。

3 基于ArcGIS軟件建立蘭州新區(qū)房地產(chǎn)地理信息數(shù)據(jù)庫構(gòu)架[4]

ArcGIS軟件中的數(shù)據(jù)庫有兩種：個(gè)人地理信息數(shù)據(jù)庫和多用戶地理信息數(shù)據(jù)庫。個(gè)人地理信息數(shù)據(jù)庫對(duì)于ArcGIS用戶是免費(fèi)的，它是使用Microsoft Jet Engine數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)，將GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在小型數(shù)據(jù)庫中，個(gè)人Geodatabase更像基于文件的工作空間，數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)量最大為2 GB，使用微軟的Access數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)屬性表；多用戶地理信息系統(tǒng)Multiuser Geodatabase通過ArcSDE支持多種數(shù)據(jù)平臺(tái)，包括IBM DB2、Informix、Oracle和SQL Serve[5]。

數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)組織一般可以分為四級(jí)：數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄、文件和數(shù)據(jù)庫[6]。

我國(guó)從2018年7月1日起全面啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，目前蘭州新區(qū)的基礎(chǔ)地理信息測(cè)繪數(shù)據(jù)、規(guī)劃設(shè)計(jì)圖、建筑施工圖、第三次國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)、農(nóng)房一體不動(dòng)產(chǎn)都采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，綜合考慮國(guó)家政策規(guī)定和數(shù)據(jù)一致性，蘭州新區(qū)房地產(chǎn)地理信息數(shù)據(jù)庫也采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，投影采用高斯-克呂格投影，高程采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，中央子午線34帶建立，將35帶以及其他數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換使用。

新建蘭州新區(qū)房地產(chǎn)地理信息數(shù)據(jù)庫后可以按照行政區(qū)劃、道路交通、房地產(chǎn)信息、水系、地類、征地拆遷等建立要素集，如圖1所示。每個(gè)子集里按照各種要素分類建立點(diǎn)線面要素。

圖1 要素集架構(gòu)圖

4 整合數(shù)據(jù)，建立房地產(chǎn)地理信息數(shù)據(jù)庫[7]

4.1 在上述房地產(chǎn)數(shù)據(jù)庫構(gòu)架的基礎(chǔ)上，首先將坐標(biāo)系相同、中央子午線相同的數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中[8]

在收集到的數(shù)據(jù)中，中川鎮(zhèn)、秦川鎮(zhèn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村行政界線、城市道路路網(wǎng)、城市水系[9]、全國(guó)第三次國(guó)土調(diào)查遙感影像數(shù)據(jù)和地類數(shù)據(jù)、房地產(chǎn)宗地、樓幢地理信息為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、3°帶、中央子午線102°(34帶)，因此這些數(shù)據(jù)可以直接導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中。

4.2 將坐標(biāo)系相同但是中央子午線不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中

西岔鎮(zhèn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村行政界線、城市道路路網(wǎng)、城市水系、全國(guó)第三次國(guó)土調(diào)查遙感影像數(shù)據(jù)和地類數(shù)據(jù)、房地產(chǎn)宗地、樓幢地理信息為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、3°帶、中央子午線105°，設(shè)置圖框坐標(biāo)系為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、3°帶、中央子午線102°，這些數(shù)據(jù)采用動(dòng)態(tài)投影的方式加載，按照?qǐng)D框坐標(biāo)系進(jìn)行導(dǎo)出，如圖2所示，即可轉(zhuǎn)換為中央子午線102°的數(shù)據(jù)了。和中川鎮(zhèn)、秦川鎮(zhèn)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、3°帶、中央子午線102°數(shù)據(jù)合并。

圖2 導(dǎo)出數(shù)據(jù)對(duì)話框圖

4.3 不同坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成2000國(guó)家大地坐標(biāo)系、3°帶、中央子午線102°數(shù)據(jù)

全國(guó)第二次土地調(diào)查遙感影像數(shù)據(jù)和地類數(shù)據(jù)、征地拆遷數(shù)據(jù)為1980西安坐標(biāo)系、3°帶、中央子午線102°或105°，因此這些數(shù)據(jù)必須通過轉(zhuǎn)換才可使用。1980西安坐標(biāo)系和2000國(guó)家大地坐標(biāo)系是兩個(gè)以不同參考橢球?yàn)榛鶞?zhǔn)的坐標(biāo)系，常用的方法有三參數(shù)法、四參數(shù)法和七參數(shù)法。

(1)三參數(shù)(△X、△Y、△Z)的基本方法是利用該點(diǎn)的1980西安坐標(biāo)系和2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的平面坐標(biāo)，分別計(jì)算兩個(gè)坐標(biāo)系X、Y、Z之間的差值△X、△Y、△Z。

(2)四參數(shù)是在區(qū)域范圍不大，最遠(yuǎn)距離不大于30 km(經(jīng)驗(yàn)值)內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這種方法受距離的限制。在較小范圍內(nèi)四參數(shù)的精度較高。

平面直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型：

式中，x0,y0為平移參數(shù)；α為旋轉(zhuǎn)參數(shù)；m為尺度參數(shù)；x2,y2為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系下的平面直角坐標(biāo)；x1,y1為原坐標(biāo)系下平面直角坐標(biāo)，單位為m。

(3)一般而言比較嚴(yán)密的是用布爾薩七參數(shù)，即X平移，Y平移，Z平移，X旋轉(zhuǎn)，Y旋轉(zhuǎn)，Z旋轉(zhuǎn)，尺度變化。計(jì)算七參數(shù)需要在一個(gè)地區(qū)內(nèi)查找3個(gè)或3個(gè)以上的已知重合點(diǎn)(1980西安坐標(biāo)系和2000國(guó)家大地坐標(biāo)系)，重合點(diǎn)在5個(gè)以上換算成果精度更高。

利用ArcGIS軟件arctoolbox工具欄“投影和變換”工具，如圖3所示，合理選擇轉(zhuǎn)換方法，根據(jù)計(jì)算的1980西安坐標(biāo)系和2000國(guó)家大地坐標(biāo)系之間參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如圖4所示。

圖3 自定義坐標(biāo)變換工具條圖

圖4 自定義地理變換對(duì)話框圖

4.4 將CAD格式轉(zhuǎn)換為GIS格式

CAD格式數(shù)據(jù)包含點(diǎn)、線、面，利用ArcGIS軟件arctoolbox工具欄“數(shù)據(jù)管理工具”分別轉(zhuǎn)換，如圖5所示。轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)中央子午線不同的再按照4.2的方法轉(zhuǎn)換。

5 屬性數(shù)據(jù)的設(shè)置和管理

縣級(jí)行政區(qū)(面要素)屬性有：行政區(qū)名稱、行政區(qū)代碼；城市道路路網(wǎng)(面要素)屬性有：道路路名稱、道路街名稱；房地產(chǎn)宗地(面要素)屬性有：宗地代碼、不動(dòng)產(chǎn)單元號(hào)、土地坐落、土地用途、權(quán)利類型、權(quán)利性質(zhì)、權(quán)利人、使用期限等；房地產(chǎn)房屋(面要素)屬性有：不動(dòng)產(chǎn)單元號(hào)、幢號(hào)、房屋編號(hào)、房屋坐落等。

圖5 要素轉(zhuǎn)換工具條圖

按照《不動(dòng)產(chǎn)單元設(shè)定與代碼編制規(guī)則》，同一宗地內(nèi)的房屋不動(dòng)產(chǎn)單元代碼采用七層28位層次碼結(jié)構(gòu)，由宗地(宗海)代碼與定著物單元代碼構(gòu)成，分述如下：

(1)宗地(宗海)代碼為五層19位層次碼，按層次分別表示縣級(jí)行政區(qū)劃代碼、地籍區(qū)代碼、地籍子區(qū)代碼、宗地(宗海)特征碼、宗地(宗海)順序號(hào)，其中宗地(宗海)特征碼和宗地(宗海)順序號(hào)組成宗地(宗海)號(hào)。

(2)定著物單元代碼為二層9位層次碼，按層次分別表示定著物特征碼、定著物單元號(hào)[10]。

6 地圖出圖

根據(jù)出圖需要，行政界線、城市道路路網(wǎng)、水系、房地產(chǎn)宗地、房屋等要素設(shè)置好線型、顏色、標(biāo)準(zhǔn)，方便出圖，如圖6所示。

圖6 屬性注記效果圖

7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

ArcGIS數(shù)據(jù)可以根據(jù)屬性篩選，例如要統(tǒng)計(jì)中川鎮(zhèn)的宗地面積，可在篩選條件中輸入公式：“鄉(xiāng)級(jí)行政區(qū)域名稱”=“中川鎮(zhèn)”，即可篩選出在中川鎮(zhèn)區(qū)域的所有宗地，在宗地面積列，點(diǎn)擊右鍵統(tǒng)計(jì)，即可得出中川鎮(zhèn)的宗地面積[11]。

8 結(jié) 語

整合所有可以利用的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上利用ArcGIS軟件建立房地產(chǎn)地理信息數(shù)據(jù)庫，方便掌握一個(gè)城市房地產(chǎn)位置和相關(guān)信息，以上已經(jīng)在蘭州新區(qū)房地產(chǎn)地理信息管理中得到應(yīng)用，使得城市房地產(chǎn)地理信息管理更方便，這對(duì)其他城市房地產(chǎn)管理部門及其行業(yè)有借鑒作用。