基于ArcGIS的城镇地籍数据库建设方法研究

2016-10-21毛宁利

华夏地理中文版 2016年9期

【摘要】ArcGIS具有强大的地图制作、空间数据管理、空间分析、空间信息整合、发布与共享的能力，能够较好地支持数字化地籍图和宗地属性在土地管理信息系统的应用需求。文章针对基于ArcGIS城镇地籍数据库建设的技术路线进行了详尽的介绍，同时对建库过程中的数据质量控制方面也做了简单的论述。

【关键词】ArcGIS；地籍数据库；质量控制

随着我国经济的不断发展，城市建设的速度不断加快，城镇地籍信息也处于不断的变化过程中，为了顺应土地管理事业发展的需要，采用现代技术手段来实现地籍管理科学化、信息化和现代化，从而满足土地管理对地籍管理工作的新要求，必须进行城镇地籍数据库的建设工作，其主要目标是：建立城镇地籍数据库，实现城镇调查信息的互联共享，在调查的基础上，建立土地资源变化信息的统计、监测与快速更新机制。“城镇地籍数据库”是一个地理信息系统，是城镇地籍信息系统的一个重要组成部分，总的来说就是城镇地籍现状数据经过采集、整理，并应用先进的技术和科学的方法，建立准确、高精度的数据库，实现地籍管理工作现代化。目前除了少数地区采用在国外GIS平台上进行开发外，大多数地区采用直接在现有GIS提供商的地籍管理信息系统中建设本县市的地籍數据库。文章针对基于ArcGIS城镇地籍数据库建设的技术路线进行了详尽的介绍，同时对建库过程中的数据质量控制方面也做了简单的论述。

一、ArcGIS软件简介

ArcGIS软件是Esri公司集40多年地理信息系统咨询和研发经验，奉献给用户的一套完整的GIS平台产品。它具有强大的空间分析、空间数据管理、地图制作、空间信息整合、发布与共享的能力，能够较好地支持数字化地籍图和宗地属性在土地管理信息系统的应用需求。产品线为用户提供一个全面的，可伸缩的GIS平台，ArcObjects包括了足量的可编程组件，从粗粒度的对象到细粒度的对象（比如与现状ArcMap文档交互的地图对象），涉及面极广，这些对象为开发者集成了全面的GIS功能。

（一）ArcInfo主要模块：ArcCatalog、ArcMap、Arc-Toolbox

1.Arccatalog

Arccalog是ArcGIS最常用的应用程序之一，用来管理数据库设计和地理数据的存储，不但能有助GIS数据管理人员维护GIS属性数据和空间数据，还能使普通用户快速浏览数据库。

2.ArcMap

是集空间数据编辑、显示、统计、分析、查询、打印和制图等功能。

3.ArcToolbox

是用于空间数据叠加处理、格式转换、坐标转换、生成缓冲区等的集成性工具箱。

（二）ArcGIS的数据结构

（1）矢量数据结构是通过记录空间实体坐标及其关系来表达空间对象的几何位置，尽可能精确地表现为点、线、面等空间实体。

（2）栅格数据结构是基于栅格模型的数据结构，是指以规则的阵列来表示空间地物的数据组织形式，将空间分割成有规则的栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值或量值。

（三）ArcGIS的坐标系统

投影坐标系（平面直角坐标系）和地理空间坐标系。

二、建库设计方案

城镇地籍数据库是以实时、准确的城镇地籍现状数据为依据，科学的制定的数据库，包括空间数据和属性数据两种类型，城镇地籍数据库包括基础地理要素、土地权属要素、基本农田要素、土地利用要素、栅格要素以及其他要素等。

（一）主体数据库内容

（1）基础地理信息数据包括控制点、房屋、等高线、行政区划等；

（2）土地权属数据包括宗地、界址点、界址线等；

（3）土地利用数据包括地类图斑、线状地物、地类界线等；

（4）栅格数据包括DOM、DEM、DRG和其他栅格数据；

（5）元数据包括矢量数据元数据、DOM元数据、DEM元数据等；

（6）扫描文件、报告文本、表格等其他数据。

（二）基本要求

（1）数学基础：采用第二次全国土地调查规定的坐标系统和高程基准。

（2）数据交换格式：按《城镇地籍数据库标准》规定的数据格式。

（3）数据组织：横向数据要组织成逻辑上无缝的一个整体；纵向上各种数据通过空间坐标定位，互相叠加和套合；在物理存储上可以把连续的实体分离到不同的存储单元和存储空间中进行存储。

（三）建库流程

三、数据库建设步骤

（一）建库前的准备工作

建库的前期准备工作主要包括图形结构完善、相关属性完善和影像文件的扫描。建库工作包括图形格式转换、图形拓扑检查与修改、属性数据入库、检核库体、修改完善等内容。

（二）数据格式转换

格式转换主要是利用CASS提供的转换功能将CAD文件格式转换为带有属性信息的shp文件格式。

（1）CAD图准备：对CAD图形要素表达的信息，要求图面整洁、层次分明，一定要删除冗余的图层、碎片、碎线等信息。针对属性数据参数层次不齐的问题，应对照注记层信息，重点添加完善宗地实体、房屋的属性信息，并执行拓扑检查。

（2）转换shp格式：将配置好的INDEX.INI和ATTRIBUTE.DEF文件覆盖在CASS安装目录下，此文件是参考基础地理信息分类并根据《城镇地籍数据库标准》配置的，定义了数据的结构、层次以及包含语义，例如房屋的属性结构描述就包含了房屋名称、房屋层数、房屋结构等必要信息，宗地的属性结构描述则包含了地籍号、通信地址等，它们都是数据库的重要组成部分，利用CASS软件导出宗地的属性数据，利用CASS二调版软件导出宗地的空间数据、房屋的空间数据、属性及其他地形类数据。利用ArcMap将CLKZD_D.shp文件打开，利用ArcMap的要素字段添加工具增添X、Y80坐标属性字段和属性值。

（三）ArcGIS数据库的建立

1.街坊数据入库

在CMS中逐个建立街坊数据库，步骤为：设置数据库-选择创建数据库-选择数据库类型-选择保存路径-创建工作库、选择相应的投影坐标系、范围和数学基础。

2.图形数据入库

shp文件导入：根据数据库的属性字段和CAD导出的shp属性字段的一一映射关系，设置好映射并保存，然后将上述数据转换得到的shp文件在CMS中利用批量导入工具导入。

3.属性数据入库

将Excel中的属性数据导入到数据庫中，根据地籍号的顺序进行排序。在CMS里面建好mdb格式的数据库后，用Microsoft Access打开，将《城镇地籍数据库标准》要求的宗地属性表中的必填字段的属性填入其中，并进行添加和修改完善宗地属性。宗地属性完善后，还要将地籍档案资料逐一扫描，再全部按宗地复制到数据库文件中，实现空间数据与档案影像数据的关联。

四、数据质量控制

地形地籍数据库的质量控制问题是关系到数据建设的关键问题，主要包含空间数据精度、属性完善性、拓扑规则一致等问题。质量控制主要从源头做起，一方面要把握好DWG源文件的质量，另一方面GIS的数据质量控制又可从其两种不同的数据类型入手，在此基础上，数据库的质量控制也就相对简单很多。

（1）数据具有严格的拓扑结构，严格执行拓扑规则检查，做到自身不重叠、地物不丢失，是凡地物交接的地方都必须用拓扑编辑修改检查。

（2）所有数据层的点、线、面的属性结构合理；属性输入正确，特别是属性信息必须与源资料信息一致，此处参照注记信息，且关键属性的取值不得为空。

（3）经过转换或拼接后的所有数据必须分层，保证内容齐全且分层正确。

（4）所有数据的存储格式和命名方法内容完整，符合《城镇地籍数据库建设规范》和《城镇地籍数据库标准》要求。

五、结语

基于ArcGIS的城镇地籍数据库的建立和应用在当前还是一个比较新的研究领域，他是把图形学和空间数据库以及数据挖掘等技术结合起来的一种新兴的技术。文章提出了一种能够满足规范和标准要求的城镇地籍数据库的建设方法，期待能更加科学合理地为城镇地籍信息管理服务。

参考文献

[1] 王长征.现代城镇地籍数据库建设及相关问题研究[J].测绘与空间地理信息，2008，31（04）：8-91.

[2] 国务院第二次全国土地调查领导小组办公室.第二次全国土地调查数据库建设技术规范[S].2007.

[3] 蒋文彪，查宗祥，胡小华.城镇地籍数据库标准[M].北京：中国国家标准出版社，2007.