淺析ＡｒｃＧＩＳ平臺與第二次全國土地調查（農村土地調查）

摘要：以建設霞浦縣土地利用現狀數據庫為例，系統介紹第二次全國土地調查（農村土地調查）目標、實現技術流程，分析ArcGIS平臺在建庫中的優勢，指出數據庫建設過程中遇到的難點、解決方式及存在的不足。

關鍵詞：第二次全國土地調查（農村土地調查）;ArcGIS平臺;數據庫建設

一、第二次全國土地調查的意義、目標及主要任務

（一）意義

第二次全國土地調查作為一項重大的國情調查，目的是全面查清當前土地利用狀況，掌握真實的土地基礎數據，建立和完善土地調查、統計和登記制度，實現土地資源信息的社會化服務，滿足經濟社會發展及國土資源管理的需要。

（二）目標

開展第二次全國土地調查以解決相關問題，具體目標如下：

1.按照國家制定的統一技術標準，通過使用現代測繪、遙感等新技術方法，全面查清霞浦縣土地利用狀況及其動態變化狀況，保持土地利用基礎圖件和數據的現勢性。

2.提高國土資源調查的科技水平，合理開發利用土地資源，加強耕地保護，實施土地用途管制，修編土地利用總體規劃，為政府有關部門決策提供可靠依據。

3.通過建立土地利用現狀數據庫為日常土地管理工作提供便利的條件，建立科學的土地利用管理信息系統，使其成為今后開展土地利用變更調查、地籍管理、用地管理等業務工作的有效工具，為全面提高國土資源管理的信息化、科技化創造條件。

（三）主要任務（農村土地調查部分）

1.開展農村土地利用現狀調查

按國家的統一要求，以1∶10000為比例尺開展農村土地利用現狀調查，查清全縣農村集體土地及農、林、牧、漁場每一塊土地的地類、位置、范圍、面積、分布等利用狀況。

2.土地權屬變更調查

土地權屬變更調查的具體任務是按照第二次全國土地調查的有關要求，對農村集體土地所有權和農、林、牧、漁場等國有土地使用權狀況進行補充調查，完善集體土地所有權和農、林、牧、漁場等國有土地使用權登記發證成果，并對宗地權屬、面積、界址等發生變化的集體土地所有權進行變更登記。

3.土地利用數據庫建設

根據第二次全國調查總體方案和數據庫建設相關規范的要求，以本次調查形成的土地利用、土地權屬、基本農田等數據為基礎，利用計算機、GIS、數據庫技術建設土地利用數據庫。所建數據庫具有數據輸入、編輯處理、統計分析、數據匯總、制圖輸出級數據更新等功能，滿足各級數據庫之間的互聯互通和同步更新。

二、技術平臺選擇

目前國內土地利用數據庫建設主要采用ArcGIS、MapGIS、Super Map三種平臺。

ArcGIS是ESRI在全面整合了GIS與數據庫、軟件工程、人工智能、網絡技術及其它多方面的計算機的全系列GIS產品。ArcGIS是一個全面的，可伸縮的GIS平臺，為用戶構建一個完善的GIS系統提供完整的解決方案。ArcGIS的基本體系能夠讓用戶在任何需要的地方部署GIS功能和業務邏輯。ArcGIS支持Geodatabase、shp、coverage三種格式的矢量數據。

MapGIS是國產優秀的ＧＩＳ軟件，可對數字、文本、地圖、遙感圖像、航片等多源地學數據進行有效采集、一體化管理、綜合空間分析及可視化分析。

SuperMap是北京超圖公司的優秀GIS產品，是管理、顯示、編輯、分析空間數據和輸出的強大工具

與其他兩種平臺比較ArcGIS作為建庫的平臺具有無可比擬的優勢。Geodatabase是為了更好的管理和使用地理要素數據，而按照一定的模型和規則組合起來的存儲空間數據和屬性數據的容器。Geodatabase是按照層次型的數據對象來組織地理數據的，這些數據對象包括對象類、要素類、要素數據集。Geodatabase借助強大的SQL語句和ArcGIS空間分析功能能夠方便完成數據庫建設的技術要求。所以本案例選擇ArcGIS作為建庫的技術平臺。

三、工作技術路線

（一）技術流程

工作準備→行政區域界接邊、權屬界補充調查→地類補充調查→地類轉換→圖件編制→面積計算與匯總→數據庫建設→報告編寫→成果檢查驗收→成果資料整理、歸檔。技術流程如下：

（二）數據庫建設

第二次全國土地調查技術規程采用新的地類分類標準，將地類分為12大類。之前霞浦土地利用更新調查數據庫采用三大類的分類標準，因此建設霞浦縣土地利用數據庫主要分以下兩個步驟完成：（1）霞浦縣土地利用更新調查與第二次全國土地調查成果的銜接；（2）霞浦縣土地利用數據庫的建設。

1.霞浦縣土地利用更新調查與第二次全國土地調查成果的銜接

更新調查與第二次全國土地調查成果的銜接工作內容主要包括一下幾個方面：（1）土地分類標準銜接；（2）獨立工礦用地銜接；（3）耕地坡度級別確定；（4）可調整地類銜接；（5）水工建筑用地銜接；（6）灘涂，葦地銜接；（7）地類符號。

（1）土地分類標準銜接

參照第二次全國土地調查技術規程中的土地利用現狀分類與三大類對照表，將霞浦土地利用更新調查數據庫按土地利用現狀分類標準轉換。由三大類轉化為土地利用現狀分類分為三種情況，第一種是地類的直接對應，例如旱地直接對應為旱地；第二種是地類的歸并，例如灌溉水田和望天田兩類歸并為水田一類；第三種情況是地類的分解，例如灘涂一類分解為內陸灘涂和沿海灘涂兩類。

地類銜接主要對DLTB，DLJX，XZDW，FZDC四個圖層進行。DLTB圖層地類銜接完，還要進一步對圖斑進行判讀，對在新土地分類中地類相同的相鄰圖斑進行歸并。例如在DLTB層中一塊灌溉水田圖斑和一塊望天田圖斑相鄰，按照新的分類標準兩個地類都轉換為水田，則地類轉換完還需將兩塊圖斑合并為同一個圖斑。其中如果地類界線剛好是線狀地物或者是權屬界線則不能合并。DLTB圖層圖斑合并完，對應DLJX層中的地類界線要刪除掉。圖斑合并程序流程圖如下：

(2)獨立工礦用地銜接

將DLTB圖層中的獨立工礦用地依標準分幅圖幅挑選出來，對照土地利用更新調查外業調繪記錄表，在記錄表中有明確記錄獨立工礦用地用途的參照二調土地分類標準直接將其歸類到采礦用地或是村莊，建制鎮。對于記錄表中能夠找到對應圖斑，但用途不明的先將同一圖幅的影像圖套進去判讀，地物特征明顯的圖斑可以直接歸類到對應地類，地物特征不明顯的要到實地判讀。對于記錄表上沒有記錄的圖斑，需要直接到實地判讀。對于原獨立工礦用地的區分應做記錄。

(3)耕地坡度級別確定

從歸并完的DLTB圖層中提取耕地作為一個獨立的圖層，將其與霞浦的坡度圖層進行空間疊加分析，生成耕地坡度級別圖。將生成的耕地坡度級別圖分成5個坡度級別顯示，對于其中圖斑面積小于2000M2的，搜索出與其相鄰的同地類圖斑進行合并。圖斑合并遵循坡度就低不就高的原則。

(4)可調整地類銜接

《土地利用現狀分類》中取消了可調整地類，根據工作需要，在耕地二級類下增設三級類：可調整水田、可調整旱地和可調整水澆地。土地利用更新調查成果中的可調整地類應按原地類來源歸入相應的耕地三級類中，并做好記錄。具體做法如下：

找出更新調查成果中所有可調整地類，查閱1999年以來歷年的土地變更資料，包括相關圖件和數據。從1999年開始往后查閱對應變更圖件和數據，以早年的數據作為判斷的標準，早年數據記錄是水田、旱地或是水澆地的則歸到對應的可調整地類。對于歷年變更數據中無法查到圖斑變更記錄的，歸還原地類匯總，不做可調整地類。

(5)水工建筑用地銜接

搜索出DLTB和XZDW圖層中的水工建筑用地，查閱對應的土地利用更新調查外業調繪記錄表和判斷變更成果圖，屬于人工修建的閘，壩，堤路林的歸為水工建筑用地，其他的歸為溝渠。

(6)灘涂，葦地銜接

提取霞浦縣內陸界線，形成一個閉合的區構面。將這個面與DLTB圖層中的灘涂、葦地進行空間分析，落在閉合面里面的為內陸灘涂，落在外面的為沿海灘涂。

(7)地類符號

使用二調的符號庫，對于地類圖斑有變更的其地類符號也要做相應的變更、修改FZDC圖層中的ZJFH字段，實現符號統改比較方便。

2.土地利用數據庫建設

在原有土地利用更新調查數據庫的基礎上，根據《福建省土地利用數據庫規范》把銜接成果按照相關標準批量入庫形成二次調查成果銜接數據庫。部分的要素層在轉換時只需要進行屬性結構的轉換；部分要素層需要進行空間信息的重組；對于土地利用數據庫規劃新增的要素層，在補充調查時采用新的屬性表結構，在建庫時直接導入即可。

(1)要素層轉換

①屬性結構轉換

對于不需要空間信息重組的要素層如分幅圖層等，只需根據字段的對應關系寫入新的表結構即可。需要注意的是屬性代碼是否有發生變化，所有要素層的要素代碼都要根據福建省土地利用數據庫規范重新計算。

②注記相關要素層空間信息重組

由于土地利用數據庫規劃將各類注記存儲在一個注記要素層中，所以要將更新調查數據庫中各地類注記要素的信息提取到同一個注記層要素，并根據注記的分類幅不同的要素代碼。

③土地利用要素相關要素層空間信息重組

線狀地物層的轉換。提取更新調查數據庫中地類界線的線狀地物，與線狀地物層的所有要素合并導入土地利用數據庫的線狀地物層，同時保留原地類界線要素層的線狀地物。線狀地物要素層的空間信息重組后，還要進行屬性字段的轉化。

地類界線層的轉化。由于土地利用數據庫規劃和更新調查數據庫規劃對于地類界線要素層存儲的空間定義是相同的，所不同的只是屬性結構的定義，因此地類界線層的轉換只要進行字段的轉換即可。

地類圖斑的轉換。由于土地利用數據庫規劃和更新調查數據庫規范對于地類要素圖層存儲的空間信息定義是相同的，所不同的只是屬性結構的定義，因此地類圖斑層的轉換只需按照字段的轉換即可。

(2)土地利用數據庫的內容

根據《福建省土地利用數據庫規范》建庫，入庫的主要內容可以分為以下八大部分。

①定位基礎圖層

定位基礎圖層包括測量控制點、數字正射影像圖糾正控制點及測量控制點注記等層要素。

②行政區劃圖層

包括行政區、行政區界線及行政要素注記等層要素。

③地貌地形圖層

包括等高線、高層注記、坡度圖、點狀地形要素、線狀地形要素、面狀地形要素、地形注記要素等層要素。

④土地利用圖層

包括地類圖斑、線狀地物、地類界線及土地利用要素注記等層要素。

⑤土地權屬圖層

包括宗地、界址線、界址點、宗地注記等層要素。

⑥基本農田圖層

包括基本農田保護片、基本農田保護圖斑、基本農田注記等層要素。

⑦柵格數據

包括數字正射影像圖、數字柵格地圖、數字高程模型、其他柵格數據等層要素。

⑧其他圖層

包括開發區、分幅圖層、輔助點層、輔助線層、輔助面層等。

（三）建庫技術難點及其處理方式

1.耕地坡度的確定

福建省第二次全國土地調查技術規程要求外業調查時沒有對耕地坡度級別表示的，要根據省廳下發的坡度級別數據庫確定耕地坡度級別。對于外業調查的耕地圖斑套合坡度級別數據庫后，出現一個耕地圖斑對應多個坡度級別的，要進行內業處理，使得一個耕地圖斑只對應一個耕地坡度級別進行田坎面積的扣除。對于套合后形成的耕地圖斑面積大于2000平方米的，直接按坡度級別界線劃定圖斑界線；對于圖斑面積小于2000平方米的按照“就低不就高”的原則綜合到相鄰的大圖斑去。霞浦土地利用更新調查數據庫中的耕地是單塊圖斑對應多個坡度，因此要對耕地層進行內業處理，使得一個耕地圖斑只對應一個耕地坡度。

從歸并完的DLTB圖層中提取耕地作為一個獨立的圖層，將其與霞浦的坡度圖層進行空間疊加分析，生成耕地坡度級別圖。將生成的耕地坡度級別圖分成5個坡度級別顯示，對于其中圖斑面積小于2000M²的，搜索出與其相鄰的同地類圖斑進行合并。圖斑合并遵循坡度就低不就高的原則。具體的合并情況如下面幾種所述：

（1）情況1如下圖所示，中間的圖斑坡度為3面積小于2000M²，相鄰的三塊圖斑坡度分別2，4，5且面積都大于2000M²，則坡度為3的圖斑應合并到坡度為2的圖斑。

(2)情況2如下圖所示，中間的圖斑坡度為3面積小于2000M²，相鄰三塊圖斑面積坡度分別為1，4，5且面積都大于2000M²，雖然圖斑合并要遵循坡度就低原則，但3與1出現了跳級，所以坡度為3的圖斑應合并到與其坡度相差只有一個級別的坡度為4的圖斑。

（3）情況3如下圖所示，中間的圖斑坡度為3面積小于2000M²，左右兩塊圖斑坡度分別為1，5且面積都大于2000M²，則坡度為3的圖斑就低合并到與其坡度差最小的圖斑中，即并到坡度為1的圖斑。

(4)情況4如右圖所示，中間圖斑坡度為5，面積小于2000M²，與其相鄰的上下兩塊圖斑坡度都為4，且面積都大于2000M²，則坡度為5的圖斑可以隨機與上圖斑或是下圖斑進行合并，合并完生成兩塊坡度都4的圖斑，繼續對兩塊圖斑進行合并。

（5）情況5如下圖所示，相鄰的兩塊圖斑坡度分別為3，4且面積都小于2000M²，，則對兩塊圖斑按坡度就低原則進行合并。

（6）情況6如右圖所示，只有一塊獨立圖斑，面積小于2000M²則不用處理。

2.圖斑地類平面面積的計算

在地類銜接和屬性結構建立完成的基礎上重新計算圖斑地類平面面積。DLTB層在計算圖斑地類平面面積前需先和對應的坡度圖進行疊加分析，使得一個耕地圖斑按坡度級別對應不同耕地坡度級別，并根據不同坡度級別分別對各分割后的耕地圖斑賦田坎系數，計算田坎面積。圖斑地類平面面積計算公式如下：

圖斑地類平面面積=圖斑平面面積-田坎面積-線狀地物面積

田坎面積=（圖斑平面面積-線狀地物面積）*田坎系數

土地利用數據庫中的線狀地物層與更新調查數據庫中的線狀地物層不同。土地利用數據庫中的線狀地物層由原更新調查數據庫中的XZDW圖層和從DLJX圖層提取線狀地物組成。在新的XZDW圖層中原更新調查數據庫中的XZDW圖層部分的扣除比例賦為1，從DLJX圖層提取的線狀地物扣除比例賦為0.5。具體流程圖如下：

四、結語

采用ArcGIS平臺，依據《福建省土地利用數據庫規范》建設霞浦縣土地利用現狀數據庫，具有數據冗余度低，圖層要素管理高效，數據匯總方便等優勢。霞浦土地利用現狀數據庫的建設對于建設資源節約型、環境友好型社會，促進經濟社會全面協調可持續發展，有效保護國土資源起到巨大作用。本數據庫建設過程也存在不足的地方，圖斑的合并與耕地坡度的確定都是重復的，工作量大的步驟，很多都是靠手工操作，人工判斷的方式處理，導致整體效率偏低，如若在相應工作中實現程序處理，將大大提高工作效率。這也是本技術流程要改進的地方。

參考文獻：

[1]第二次全國土地調查總體方案.

[2]福建省土地利用數據庫規范.福建省第二次全國土地調查領導小組辦公室.

[3]福建省第二次全國土地調查作業單位人員培訓教材.福建省國土資源宣傳教育中心.

[4]第二次全國土地調查技術規程.中華人民共和國國土資源部.

[5]第二次全國土地調查培訓教材.國務院第二次全國土地調查領導小組辦公室.中國農業出版社.

[6]http://www.fjgtzy.gov.cn/.

（作者單位：福建所思達國土規劃咨詢有限公司）