土地信息动态变更关键技术研究

邓兴升，孙虹虹，汤仲安，徐 柱，纪亚洲

（1. 长沙理工大学 测绘工程系，湖南 长沙 410004；2. 湖南省测绘科技研究所, 湖南 长沙 410004； 3. 西南交通大学 地球科学与环境工程学院, 四川 成都 610031；4. 徐州师范大学 城市与环境学院, 江苏 徐州 221116）

土地数据的现势性是国土资源信息化的生命力所在[1-3]。为了保持 “全国第二次土地调查”（以下简称“二调”）数据成果的现势性、真实性和准确性，满足国土资源管理和经济社会发展的需要，对土地利用数据库实施日常“动态变更”非常必要。如何快速获取土地利用变化信息，动态更新土地利用数据库，成为亟待研究的课题。

1 土地变更快速发现

为了解决土地更新速度慢、更新数据来源不全面、不能及时反映土地利用现状的问题，有效利用已有土地执法监察、新增建设用地、土地开发复垦整理等土地勘测定界成果进行实时更新，项目组研究了业务驱动的土地利用变化快速自动发现技术模式，在研究土地规划实施、土地综合整治、地籍管理、耕地保护、执法监察等业务及关联关系的基础上，通过理清各项土地管理业务的关联关系，找出各项业务中引发土地利用变化的动因，在不干扰业务管理系统的情况下，在业务管理系统/业务数据库中植入变化发现技术，通过插件直接从业务数据库中快速捕获土地变化信息。

2 数据更新频度与权限

对于省级和国家级土地信息数据库，存在更新频度与权限问题。数据更新频度与权限涉及管理制度，在该问题上，项目组制订了《土地信息动态变更管理办法》，提出了“日常发现、月度标注、季度分析、年度变更”模式。日常发现由县区国土下属单位常态化实施，并在电子政务、业务驱动等流程中植入插件发现土地日常变更信息；月底由管理机构对本月获取、处理的土地信息进行审核，审查图件、文件、数据等资料的合法性、匹配性和准确性，确保批准文件、图、数、表与实地一致；审核通过后，对土地信息进行标注；季末由主管部门逐级汇总本行政区内土地利用变化情况，开展土地利用变化分析，综合形成季度土地信息动态变更成果；年底各级主管部门根据土地信息月度标注、季度分析成果，结合国家年度土地变更调查和遥感监测工作，汇总形成年度土地信息动态变更成果。经国家检查验收确认后，统一更新各级土地信息基础数据库和国土资源综合信息监管平台。

3 变更数据的一致性

数据库更新应支持多种数据源的土地变更数据格式，统一变更数据标准，并在数据库建设部门部署数据交换平台软件。变更数据一致有2层含义：国家、省、市、县区4级数据库内容一致和数据格式一致性。二调在各省设立了数据中心，以县为最小建设单元，包括土地利用数据和地籍数据2方面的内容，按照国土资源部颁布的统一标准，将各县调查数据汇集到省，导入Oracle大型数据库。目前二调中采用的GIS软件主要有ArcGIS和MapGIS 两大类，由于软件不同，导致异构数据源的格式不一致，汇总整合存在困难。国土资源部推出了VCT作为标准矢量交换格式，国内软件MapGIS、SuperMAP等提供了VCT支持，但国外软件ArcGIS、MapINFO等不支持VCT格式，需先采用国内软件转换。在土地信息动态变更中，变更数据也存在多种格式，为了支持不同的GIS软件，保证数据能被识别接收，要求下级区县提交变更数据时，同时提交VCT格式文件。

4 数据动态智能更新

数据库更新是一个将新采集的变化信息与数据中心原有主数据库中未变化信息进行融合的过程。这一过程包括在原有数据库中插入新增的地形地物、地籍信息，删除已消失的相应对象信息，更新替换部分变化的空间对象信息并保存历史数据。主数据库更新方法可分为2大类，一类是直接用新收集的同一尺度的变化信息进行更新；另一类是用更新过的大比例尺数据更新小比例尺数据。

根据管理制度要求，动态智能更新数据时并不擅自改变年度数据库，而是把它作为一个本底标准库。新设计一个年度动态变化库，用于收集存储实时发现的变化信息（仅存储增量信息），对变化信息施加各种检查与分析，并进行空间比对与自动校正处理。处理后的年度动态变化库经审核是可靠的，则可实时动态更新土地利用现状库。当需要一年中任何时间点数据库时，可通过时间筛选增量库内容，然后对本底数据库进行快速更新与碎片处理。该种数据管理模式的数据存储量小，数据追溯容易，同时将年度变更任务常态化处理，大幅减轻了年度变更的压力，是对年度工作的有力补充。

5 时态GIS技术

在土地信息数据更新的过程中，应采用时态GIS技术[4,5]，保留历史变更数据，使得在调查分析需要时，土地信息能够回溯到历史状态。为了顾及土地信息的现势性和状态回溯2方面的要求，数据库中应该保存最新的土地信息，查询发布等操作第一接触到的应该是现势信息。同时，数据库中也应保存过去的更新记录、图表、更新包等信息，能够根据时间点与数据库基准状态整合形成历史更新图表；记录土地更新历史的方案中有版本归档方案、基态修正方案、链式记录级元组方案[6]。其中基态修正是以原始数据为基准状态，记录变化量，具有数据量增长小、更新周期短的优势，适合国土资源数据历史保存的应用。对于多次变更的图斑，在增量变更时，应该以变更发生的先后为序进行数据更新，并保留历史记录。

6 坐标与比例一致性

二调数据库统一采用1980西安坐标系，高斯平面3°带坐标，比例尺采用1∶10 000。GB/T 13989-2012《国家基本比例尺分幅和编号》自2012年10月1日实施，明确规定了1∶2 000、1∶1 000、1∶500纳入国家基本地图，并分配了统一的分幅编号规则。由地图分幅规则决定了在单幅国家基本地图中，并不会出现高斯投影跨带的问题。二调成果范围覆盖全国，横跨25～45共21个3°带，在土地利用信息更新中涉及跨带的县区，即使相邻的点Y坐标也可能有巨大的差异，在图幅拼接时就需要进行投影换带处理，使得坐标具有一致性。

二调数据库的更新，农村和城镇所采用的比例尺不同，农村部分仍然采用1∶10 000，而城镇部分采用大比例尺，即1∶500或1∶1 000。在不同比例尺的图幅接边时，虽可通过缩放图幅统一比例尺，但在建库过程中应遵守基本原则，即保留大比例尺高精度数据不因统一比例尺而损失细节信息。

7 更新数据的质量与安全

在二调数据库动态更新过程中，应保证数据真实和准确；否则，不仅会使新数据无效，还会影响原来的数据。保证数据质量应从数据获取的源头抓起，CORS、GNSS/PDA等技术为动态变更数据获取提供了良好的方法，可获得2 cm级的平面定位精度，满足大比例尺图幅精度要求。

二调数据库属国家机密，其安全至关重要。数据安全有2层含义，①数据应有最新的备份，防止数据中心服务器由于各种原因损害造成的数据不可恢复，因此提倡采用异地存放数据库硬拷贝的措施；②数据库的访问/复制应受权限控制，数据不能泄漏，无关人员不得接触数据，可在相关软件中实施加密算法，下载数据离开本机便不能正常使用。

[1]于金羽. 第二次土地调查数据更新维护对策探讨[J]. 国土资源科技管理，2011, 28(1): 107-111

[2]渠丽萍, 高燕. 基于MapGIS的土地调查数据库建设[J]. 资源与产业，2010, 12(2): 179-182

[3]谈媛媛. 土地调查数据库更新模型研究[J]. 国土资源信息化，2009(5): 29-32

[4]袁国宾, 李三玉. 时态GIS模型研究[J]. 计算机工程与科学，2004(12): 105-107

[5]郑湘丽. 基于时态GIS的地籍数据存储管理方法研究[J]. 北京测绘, 2012 (3): 5-7

[6]李三玉, 李林涛, 杜红星. 第二次土地调查数据库增量更新研究[J]. 地理空间信息，2009，7(增刊): 58-60