县级土地利用现状数据库

建设及应用培训班

甘肃省国土资源规划研究院2003 年 11 月

“ 数字国土工程”

第一部分 数字国土工程概况第二部分 工程建设基础知识第三部分 县级土地利用数据库建设第四部分 数据库成果变更与应用

第三部分 县级土地利用数据库建设

1 、工作准备 2 、资料预处理 3 、数据采集、编辑处理 4 、数据建库 5 、建库质量控制 6 、图件、表格数据输出及文字报告编写 7 、数据库成果验收 8 、成果归档 9 、数据库更新与应用 10 、数据库运行与管理

一、数据库建设准备

数据库建设方案设计 成立数据库建设领导小组

确定数据库建设的组织方式

成立项目组，确定技术路线

数据库建设工艺流程设计

资料准备及预处理

数据库建设

数据库的预检与验收

数据库的变更与应用

1 、工程建设的组织

– 数据库建设就整体而言包括数据、人员、资金、计算机软硬件环境、技术和组织管理等要素。其中：

管理是数据库建设实现的组织保证； 土地利用数据是土地利用数据库建设的基础； 人员是数据库建设实现的主体； 资金是数据库建设的保障； 计算机硬件和软件是数据库建设实现的工具； 技术是数据库建设的手段。 因此，各组成要素相互联系，缺一不可，只有充分

考虑各方面因素，并做好充分准备，才能够顺利开展土地利用数据库建设工作。

数据库建设组织方式：土地管理部门 + 科研院所、高等院校及专门的计算机公司土地管理部门 + 土地专业技术部门土地管理部门自行建库

建库承担单位情况

为适应土地利用数据库建设的需要 , 甘肃省土地规划研究室成立了甘肃新兴土地信息科技中心 , 专门负责土地利用数据库的建设 , 现配置有智能全站仪 2 台套、GPS 卫星定位仪 4 台套、 A0 幅面扫描仪 1台、 HP3500 彩色喷墨绘图仪 1 台、 NOVAJET 彩色喷墨绘图仪 1 台、奔腾 III 以上计算机 30 台套， MAPGIS 、瑞得、威远图、地星等专业软件 19套，局域网络已经建立，具备建立标准化国土资源信息系统的能力。

项目管理方式

制定《土地利用数据库建库工作流程》 合理的人员搭配 规范每一个工作环节，使它们既相互独立

又相互制约 根据不同情况制定相应工作解决方案

2 、数据库建设前期准备

技术准备

软、硬件准备

资料准备

专业技术人员准备

工程技术人员： 熟悉计算机软、硬件技术； 掌握测绘学和制图学知识； 通晓 GIS 技术和土地管理等相关专业知识。 数据采集作业员： 了解计算机软件应用和制图学等相关知识； 熟悉土地管理知识。

认真学习技术规范及各种技术要求；

制定建库技术方案和实施方案；

进行各项业务及计算机技术培训；

进行县（市）级土地利用

数据库建设技术培训；

合理的人员搭配

数 据 采 集10È Ë

质 量 控 制2人

数 据 入 库 及 成 果 分 析 1人

数 据 库 工 程人 员 搭 配

软件准备

windows95 以上及 windowsNT 操作系统，

土地利用数据库软件及相关数据采集软件：

第一批通过测评的土地利用数据库管理系统软件

软件名称 软件开发单位

金地农村地籍管理信息系统 昆明云金地科技有限公司

MAPGIS 土地利用数据库管理系统土地利用现状管理信息系统

地星土地利用现状变更管理信息系统MDC2000 图数一体化动态监测软件

武汉中地信息工程有限公司武汉瑞得信息工程有限公司北京地星科技发展公司北京大东远星科技发展公司

（ 1 ）能检查和纠正原图的图纸变形。

（ 2 ）能采集各要素的图形数据、属性数据和地名数据。

（ 3 ）能产生拓扑和非拓扑结构化数据。

（ 4 ）能对图形、拓扑、属性检查并进行以增、删、改为主要内 容的编辑。

（ 5 ）能作符号化绘图输出检查。

（ 6）能进行不同坐标系之间的变换。

（ 7 ）投影变换和数据加密等所用各种算法应保证数据精度。

（ 8 ）能进行常用的图形数据格式交换（ DXF、 E00、 STDF等）。

数据采集和处理软件功能要求

土地利用数据库系统软件功能要求

（ 1 ）满足《县（市）级土地利用数据库标准》的要求。

（ 2 ）能实现数据采集和处理软件的功能要求。

（ 3 ）能完成基于空间分析的数据库更新功能。

（ 4 ）能完成基于土地利用数据应用的多种数据查询、数据汇总、统计分析和表格输出功能。

（ 5 ）能完成基于土地利用数据应用的各种标准的和非标准的图件自动化输出功能。

（ 6）能支持土地利用基础数据的网络共享和应用。

土地利用数据库系统选用软件

基础操作平台选用 WIN98 做为基本平台；

部分属性采集选用 Visual FoxPro 数据库管理软件；

图形数据采集和处理软件选用中国地质大学开发的国产软件 MAPGIS 地理系统软件；

部分数据检查汇总工作采用 EXCEL 制表软件；

土地利用数据库系统软件选用中国土地勘测规划院、福建省土地利用规划院与中国地质大学联合开发的“爱地”土地利用现状数据库管理系统软件。

硬件准备

P Ⅲ 以上台式机 20 台

扫描仪

局域网

打印机

绘图仪

在土地利用数据库建设中，为了保证数据的安全保密性，采用基于 Winnt/Win98 支持下的内部 局 域 网 环 境 ， 一 台 Winnt 服 务 器 ， 25 台Win98 计算机（奔腾 III350 ，内存 128M 以上的微机）；输入设备采用美国公司 Intergraph生产 AnAtech Eolution 的高分辨率（ 800 、扫描精度误差 ±0.05% ）灰度扫描仪；输出设备采用美国 HP3500 彩色绘图仪 , 从而在硬件设备方面保证了图形数据采集、图形数据处理、图形数据查询、图形数据输出的质量。

资料准备

1 、资料的选择2 、资料的分类3 、资料的要求

资料内容

县级土地利用标准分幅图

县、乡、村各类土地面积统计表

县、乡土地边界接合图表

分幅权属界线图

碎部面积量算表

外业调查记载表

线状地物扣除表

零星地物扣除表

县级以下行政单位代码表

权属单位代码表

飞地面积统计表

县土地利用现状调查报告

乡土地利用现状调查说明书

其它相关的详查图、航片、控制点

数据和详查成果资料

耕地坡度分级汇总表

资料的选择

数据、资料的种类

基年数据和资料

变更数据和资料

参考数据和资料

选择资料时需要考虑的因素资料的内容资料的精度资料的现势性资料加 工难易程度资料介 质资料形式

对原始资料的要求及处理方法

1 、对图件资料的要求及处理方法

2 、对表格资料的要求及处理方法

3 、电子数据转换

对图件资料的要求及处理方法

资料的选择：

经过土地详查 验收合格后保存完好无损的标准分幅图；或具有与分幅图相 同等级坐标控制的分乡图 。

图件的质量要求– 图幅平整无折痕、图廓完整、无污点脏斑。– 独立符号清晰可见，线划符号浓黑饱满。– 线划清晰，灰度一致，不应有毛刺、发虚现象。– 图面注记完整，无遗漏。

数学基础：地图投影——采用克拉索夫斯基椭球体，高斯—克吕格投影（等角横切椭圆柱投影）。

坐标系：采用 1954 年北京坐标系。

高程系：采用 1985 国家高程基准。

表格、数据质量要求

面积量算手 簿和台帐– 只有当面积量算手 簿不全或破损丢失时才可使用台帐中地类

面积作为 对应土地利用现状图中图斑、线状地物和零星地类的面积。

行政和权属单位代码表辖区面积控制表和县、乡、村各类土地面积统计表等参考表格

二、基于MAPGIS 的原始数据采集与编辑

数据采集、编辑处理 图件扫描、矢量化误差校正、投影转换点、线、面属性数据录入数据接边处理数据分层

图面预处理

（ 1 ）检查相邻图幅接边情况，线状要素的连续性，图斑界线是否闭合以及等高线是否连续、相接、与水系的关系是否正确等。（ 2 ）标出同一条线上具有不同属性内容线段的分界点等。（ 3 ）添补不完整的线化，如被注记符号压盖而间断的线划等。（ 4 ）对图面上的各种注记标示清楚，包括图廓内外各种注记。（ 5 ）标出资料示意图上打“ ×” 部分，即原资料上已废除的内容。

100

图件扫描

在综合考虑软硬件的承受能力及图件质量之后，我们选择了 300dpi �的分辨率、灰度扫描方式来进行土地利用现状工作底图的分幅扫描。

为保证下一步误差校正的精度，利用 PHOTOSHOP图形编辑软件对每幅光栅文件进行了角度纠正，使内图廓下边左右两角点的连线水平。

读图、分层

图形矢量化以前，首先认真读图，对整个图形主要结构要有一个了解，然后根据一定的目的和分类指标，对底图上的图形要素进行分类。例如，地形图按照要素的特性分成公路层、水系层、地貌层等等。每一类作为一个图层，对每一个图层赋一个图层名。在数字化中提供修改当前图层功能，当前图层下采集的数据都赋为当前图层。我们可以在编辑系统的图层菜单中，给它们重新命名。对图形进行分层，有助于图形的编辑与检索。当我们对图形编辑时可以调入相应的图层，无关图层不调入，这样进入工作区的图形数据就可大大减少，从而提高检索与显示速度；同时也避免了无关图形干扰编辑者的视线。例如，要制作水系分布图，那么就可以容易地把水系层及有关的要素提取出来，保存为一个文件，这样大大节省了时间及费用，并且提高工作效率。

对底图资料充分了解后，就可以拟一个数字化工作提纲。它包括总的图层数，每一层的命名，每个数据文件的命名，工作的先后顺序，工作进度等等。

设置系统环境

工作目录应设成工作文件存放的目录；如我们建库目录在 D:\ 培训；矢量字库目录应指到相对应盘下

“的 CLIB”目录下即可；系统库目录应指到相对应盘下

“的 SLIB”目录下即可；系统库中包括符号库、线型库、颜色库、层名字典等，可以编辑和追加，以此为根据设计数字化参数表。系统临时目录应指到相对应盘下的任一临时目录即可；“系统临时目录”所指向的目标盘应何留足够的空间存放临时文件，系统在退出时会自动删除此目录夹中的所有临时文件；若系统非正常退出 ,则需用户自行删除其中的临时文件。

矢量化

分幅利用土地利用图中记录了土地利用的各类数据信息，在将这些数据信息输入计算机后，为了便于管理及使用方便，应将相同属性的数据放在同一个数据层中。主要数据层 : 行政辖区、地类图斑、线状地物、零星地类、其它基础地理要素等

多重属性线要素的矢量化

多重属性线：在土地利用现状图中，许多线状要素具有多重属性，同时属于不同的数据层，因而在数据采集时要对此种类型的要素进行特殊处理。多重属性的线状要素常发生在境界与其他线状要素之间，与一般线状要素相比，多重属性的线状要素需要复合编码，参与复合编码的因子包括多重属性标识码和线段方向。

采集方法：多重属性的线状要素只需要采集一次，为了编码方便，在采集具有方向的多重属性的线状要素时一般将其矢量化方向按如下方法设置：即境界在线状地物的左右位置确定编码，境界在前进方向左右跳绘，则其编码设置为以“ A”开头的复合编码，境界在前进方向左侧，则其编码设置为以“ B”开头的复合编码，境界在前进方向右侧，则其编码设置为以“ C”开头的复合编码。

3. 2 跳 绘 界 线 界 线 名 称 CMYK( 灰 阶 ) 线 型

0 ， 0 ， 0 ， 255 省 界 跳 绘

省 界 跳 绘

省 界 跳 绘

地 、 市 界 跳 绘

地 、 市 界 跳 绘

地 、 市 界 跳 绘

县 界 跳 绘

0 ， 0 ， 0 ， 255

0 ， 0 ， 0 ， 255

0 ， 0 ， 0 ， 255

0 ， 0 ， 0 ， 255

0 ， 0 ， 0 ， 255

0 ， 0 ， 0 ， 255

10. 0

1. 0

误差校正的步骤

I. 在扫描影象图上采集图面控制点坐标。II. 通过公式计算或者用计算机生成理论控制点坐标。III. 计算得到图面控制点和理论控制点的坐标对应关系IV. 校正矢量化数据。下图是图面控制点和理论控制点的对应关系表。

误差校正是根据图形数字化过程中因纸张变形、变换比例尺等产生的变形，计算出其校正系数，然后根据校正系数，校正变形图形。校正是对整幅图的全体图 元或局部图元块，而非对个别图元而言。

为了保证成图精度，对原始图件选择图幅控制点进行纠正，纠正中误差小于 0.1mm.

图幅纠正控制点采集个数的要求：1 、图幅边长与对角线长度与理论值的误差小于 0.3mm ，以 4 个内图廓点作为控制点；2 、图幅边长与对角线长度与理论值的误差在 0.3-1mm ，采集 29 个控制点；3 、图幅边长与对角线长度与理论值的误差在 1-2mm ，采集 49 个控制点； 4 、图幅边长与对角线长度与理论值的误差大于 2mm ，需重新展点裱版清绘

投影转换

县（市）级土地利用数据库的数据投影方式采用 3度分带的高斯投影，矢量化后的图形数据的坐标系是图面坐标系（单位为毫米），我们需要将其转换为大地坐标系（单位为米）。进行坐标转换时对控制点的要求如下：

1 ： 1万分幅图采集四个内图廓点作为坐标系转换控制点。 1 ： 5万分幅图采集四个内图廓点和五个均匀分布的公里格

网点作为坐标系转换控制点。

属性数据采集

对地类图斑直接按图形逐个输入属性数据

对线状地物用外部数据库采集输入

地类图斑文件属性表

线状地物文件属性表

零星地物文件属性表

行政区划文件属性表

数据接边处理

对坐标转换后的分幅数据进行接边处理，把相邻图幅分割开的同一图形对象的不同部分拼接成一个逻辑上完整的对象。

接边质量控制采用软件半自动接边和手工接边，相邻图幅间同名要素的处理方法是将两要素各移动一半 ,在中间部位结合 ,接边后同名点限差控制在 0.1mm 以内 ,接边误差控制按《县（市）级土地利用数据库建设技术规范》执行。

三、“爱地”软件数据入库

数据库系统组成

数据库建立步骤

– 入库前的预处理，比如文件名、层名的定义– 建立空间数据索引– 建立数据字典– 建立数据库– 试运行、检查数据– 编辑处理、完善

入库前数据检核处理

入库前数据检核处理的目的 为了消除源数据中的错误，保证整个数据库的正确性 数据检核处理的原则 严格以数据源为依据。 数据检核处理的内容 空间数据的分层检查 文件命名检查 数据字典录入 图形数据拓扑结构检查与修改 属性数据结构的检查与修改 属性数据的逻辑一致性的检查等

分层数据行政区层和行政界线层及界址点层。 土地利用图斑层和图斑界线层。 线状地物层。 零星地物层。 其它基础地理要素点线层（如等高线、测量控制点等）。

数据库数据字典。 辖区范围内 1:1万标准分幅索引图(接合图)。

接合图表

数据字典

地类图 斑

四、建库质量控制

扫描影像质量检查 数字化的质量检查 数据校正和转换质量检查 数据拼接质量检查 属性数据录入的检查 图形与属性一致性的检查

自检与预检

扫描影像质量检查

扫描清晰度满足矢量化要求，角度误差不超过 0.2度

数字化的质量检查

矢量化后未经误差校正的分幅图件与扫描影像放大 40倍套合检查，数字化误差在 0.1mm 以内，图幅定位误差在 0.2mm 以内，满足限差要求。

数据分层检查

居民地注记

高程点及注记

河流注记

宽度注记

零星地类及注记

跳绘界线

画圈处为多边形 拓扑检查有错误，不合格。

区文件拓扑错误检查

数据校正和投影转换质量检查

校正后的控制点点位绝对误差在 0.1mm 以内

数据拼接质量检查

同名弧段限差在 0.1mm 以内 , 同名弧段和线误差不超过 0.1mm

画圈处为接边不合 格该处为接边合 格

属性数据录入的检查

属性结构完整，但是有多边形碎片产生，不合 格

图形和属性一致性的检查

逐线、逐图斑的检查了每幅图的属性输入情况，确保图形和属性一致性的问题。