縣級土地利用總體規劃數據建庫技術及其實踐

朱立志

（1.福建省測繪院，福建 福州 350003）

土地規劃管理需要一個標準化、高精度的土地利用規劃數據庫的支撐，然而上輪規劃利用CAD等軟件建設完成的土地利用規劃數據庫質量較差且沒有統一數據庫標準，無法實現土地利用總體規劃的信息化、技術化和科學化管理[1]。為了創建一個標準規范且高質量的土地利用規劃數據庫，以適應本輪規劃的數據庫管理，筆者在具體規劃數據庫建設實踐中，利用ArcGIS功能強大的特點，解決了數據銜接、建庫與制圖一體化等問題，并提出了規劃數據庫質量檢查方法，保證了在整個建庫過程中數據質量的有效控制。

1 總體設計

1.1 數據庫標準

本次規劃數據庫建設以國土資源部2010年10月發布實施的TD/T 1027-2010《縣級土地利用總體規劃數據庫標準》作為規劃數據庫建設工作的技術標準，以下簡稱《標準》。

1.2 軟件和格式要求

本次規劃數據庫建設以ArcGIS為建庫軟件，數據 庫 格 式 為 Personal Geodatabase（PGDB）， 能 與Microsoft Access軟件實現較好的兼容[2]。

1.3 數據庫內容

根據《標準》，數據庫由空間要素和非空間要素構成。空間要素圖層主要包含基礎地理信息、規劃基礎信息、基期現狀、目標年規劃、規劃柵格。結合當地土地資源情況，建甌市土地利用規劃空間要素圖層劃分見表1[3]。非空間要素主要包括規劃文檔資料、規劃表格。具體非空間要素圖層劃分見表2。表1、表2均引用于《標準》相關規范。

表1 空間要素圖層描述表

表2 非空間要素圖層描述表

根據建庫技術標準和基礎數據格式要求，土地規劃數據庫分為空間數據庫和非空間數據庫。空間數據庫采用分層的形式，通過要素集管理要素類圖層,非空間數據庫通過數據表進行管理。

2 技術流程和方法

筆者結合對土地利用規劃數據成果的總結分析和建庫實踐經驗，探索出一條基于ArcGIS的土地利用規劃數據庫建設技術流程，如圖1所示。其中，數據庫檢查工作貫穿該技術路線的始終。

2.1 基礎數據采集

根據《標準》要求，本次縣級土地利用規劃數據庫建設必須以全國第二次土地調查（以下簡稱“二調”）數據庫為基礎，基礎數據采集工作主要是利用“二調”數據庫創建基礎地理信息要素、基期現狀要素、規劃基礎信息要素。由于建甌市“二調”數據庫為ArcGIS格式，而本次規劃庫建設同樣采用ArcGIS平臺，因此無需進行數據格式轉換，可直接進行數據提取。除此以外，還要收集建甌市相關規劃成果及反映當地人口、地理、土地等方面的基礎資料。

1）創建基礎地理信息要素：從“二調”數據庫中提取的行政區圖層，按照《標準》要求重新建立字段名稱以及賦予屬性值。在此圖層基礎上將面要素轉換成線要素，獲取行政區界線圖層。地理名稱注記圖層從建甌市已有地形圖中提取，并使用注記要素的表達形式，主要為交通、水系、行政區劃等內容。

2）創建基期現狀要素：將“二調”數據庫中的地類圖斑、線狀地物、地類界線圖層，按照國土資源部（2009）51號文件要求，根據土地規劃分類對土地利用現狀數據進行轉換和歸并，形成規劃基期年各類用地基礎數據（以下簡稱“規劃基數”），主要包括基期地類圖斑、基期線狀地物和基期地類界線。

3）創建規劃基礎信息要素：以“二調”數據庫為基礎，結合收集的風景旅游資源、面狀基礎設施建設等資料，進行規劃基礎信息要素圖層內容的提取，創建規劃基礎信息要素圖層。

2.2 規劃建庫

2.2.1 規劃要素提取

建甌市規劃數據庫建設工作是在建甌市土地利用總體規劃編制成果通過驗收后開展的，為實現規劃數據庫建設與規劃編制成果的統一銜接[4]。規劃數據庫建設時，規劃要素是從規劃編制成果中提取出來的。

規劃要素提取主要是依據規劃編制的基礎資料和規劃圖件，在“規劃基數”的基礎上進行規劃要素內容的提取，如果原有規劃數據文件格式與本次建庫的PGDB文件格式不一致，需進行數據格式轉換，轉換過程中要防止數據丟失和錯誤，并對結果進行檢查。縣級土地利用規劃要素提取包括土地用途區、基本農田保護區、建設用地管制區、土地整治重點區域、重點建設項目（分點狀、線狀、面狀）以及其他規定的數據。

2.2.2 數據處理

數據處理主要內容有空間要素分層、拓撲關系處理、屬性數據輸入和非空間要素處理。

1）空間要素分層。按照《標準》，縣級規劃數據庫包含基礎地理信息、土地用途、環境要素、土地利用分區和重點建設項目等數據；具體分層嚴格按照《標準》規定進行，主要包括土地用途區層、規劃基本農田保護區層、規劃基本農田調整層、建設用地管制區層、建設用地管制邊界層和土地整治重點區域層等。

2）拓撲關系處理。利用ArcGIS 的修復與檢查工具“Check Geometry”，對所有要素進行空間要素幾何錯誤檢查和修復；利用ArcGIS中拓撲檢查工具“Topology”，對空間數據建立正確的拓撲關系，根據具體情況定義拓撲規則，并對其進行拓撲檢查，對檢查出來的拓撲錯誤進行修改，確保各空間要素拓撲關系正確。

3）屬性數據輸入。按照《標準》屬性結構要求，給各空間要素層添加屬性字段，然后對各要素層屬性表進行編輯，輸入屬性內容，確保其在地理空間上每個地類要素有準確的規劃地類屬性、土地用途分區屬性等；對于面狀圖層還要進行面積重新量算；權屬屬性及現狀數據屬性從二調數據庫中直接導入，且各屬性數據之間能夠相互檢索。

4）非空間要素處理。縣級規劃數據庫非空間要素主要有規劃表格和規劃文檔，其中規劃表格是對地類要素規劃前后變化情況、規劃調控指標以及各規劃指標之間關系的描述說明。充分利用ArcGIS圖形屬性表導出工具和Excel軟件中的數據透視表面積匯總功能是常用的便捷有效的非空間要素處理方式，并根據規劃表格格式要求制作數據表格。

2.2.3 數據建庫

數據處理完畢并檢查無誤后，就可采用ArcGIS Desktop軟件進行建庫。數據庫的建立包括空間數據庫、非空間數據庫等的建立。

1）數據庫創建。在ArcCatalog中新建個人數據庫，數據庫名稱為建甌市土地利用總體規劃數據庫，在數據庫下新建要素集，參數設置如下：坐標系為1980西安坐標系，容差均為0.000 1；要素集分別為基期現狀、目標年規劃、行政區劃、規劃基礎信息要素集。在各要素集下，按照《標準》要求，新建要素類，將基礎數據及規劃要素層數據按要求導入到相應要素類中；并將規劃指標表、規劃文檔等非空間要素導入到數據庫，完成數據入庫工作，建成建甌市規劃數據成果庫見圖3。

2）建立數據字典。規劃數據庫中的數據字典記錄了數據庫運行過程中所需的元數據信息，如規劃地類編碼、土地用途區類型代碼、權屬單位代碼等信息，是數據庫系統工作的基礎[5]。

本研究結合建甌市的實際情況以及規劃數據庫建設的要求，根據建甌市土地利用現狀圖斑中的權屬單位代碼建立規劃數據庫的數據字典，如35代表福建，3507代表南平市，350783代表建甌市， 350783001代表徐墩鎮，350783001001代表嶺頭村。

3）建立數據索引。為提高數據查詢、面積統計的效率，使用接合圖表和行政區劃圖分別建立覆蓋建甌市的標準分幅圖數據索引和行政區數據索引。

2.3 數據檢查和質量控制

數據質量檢查工作貫穿于數據庫建設始終，從而保證數據庫成果的高質量。數據質量檢查通過計算機自動檢查和人機交互輔助檢查，形成全面的、嚴密的數據質量控制體系。其主要檢查內容有空間屬性數據符合性檢查、空間圖形數據檢查、非空間數據檢查和圖數一致性檢查[6]。

2.3.1 空間屬性數據符合性檢查

1）數據結構一致性檢查。根據《標準》，檢查屬性字段的數量，屬性字段名稱、代碼、類型和屬性字段的長度、小數位數是否符合標準要求。在確保具有標準屬性結構的字段后，可根據需要適當保留原始數據中的部分字段。

2）數值范圍符合性檢查。檢查字段取值是否符合《標準》規定的值域范圍，編號字段取值是否唯一。

2.3.2 空間圖形數據檢查

1）圖層層內以及層間要素拓撲關系檢查。主要使用以下拓撲規則“Must Not Have Gaps”、“Must Not Overlap”、“Must Be Covered By”、“Must Not Self-Intersect”等，從而使規劃圖層要素滿足以下拓撲關系：行政區面層內無重疊、無縫隙；行政區界線層與行政區面層要素邊界完全重合；基期地類圖斑、土地用途分區、建設用地管制區面層內無重疊、無縫隙，和整個行政區域重合且不能超出行政區邊界；規劃基本農田保護區、規劃基本農田調整、面狀重點建設項目、土地整治重點區域面層內無重疊、無縫隙，且被行政區域包含；所有線層要素不能自相交。

2）碎圖斑檢查。實地面積小于400 m2的圖斑被認為是碎圖斑。通常處理碎圖斑的做法是合并到相鄰的地類圖斑中去。對于由于特殊情況造成的無法處理的碎圖斑，要說明原因。

3）碎線段檢查。線段實地長度小于0.2 m，且屬于構面線段的被認為是碎線段。處理碎線的做法通常是合并到相鄰的線段中去。

2.3.3 非空間數據檢查

非空間數據要素檢查主要是針對規劃表格部分。

1）表格數據結構一致性檢查：表格字段的數量、長度和字段名稱、代碼、類型、值域范圍是否符合《標準》。

2）表格數值范圍符合性檢查：字段取值是否符合《標準》中規定的值域范圍。

3）表格內邏輯一致性檢查：各規劃表格中的規劃指標是否符合規劃邏輯一致性，如各項補充耕地面積合計與各項減少耕地面積合計的差值，是否與規劃期間耕地凈增減面積一致，容差不大于1 hm2。

4）表格間邏輯一致性檢查：各規劃表格之間的規劃指標是否符合規劃邏輯一致性，如建甌市“各鄉鎮規劃控制指標表”中的各類控制指標合計數，是否與土地利用主要調控指標表中的規劃目標年相應指標一致。

2.3.4 圖數一致性檢查

圖數一致性檢查主要是檢查空間圖形數據中作為規劃主要表達要素的圖上量算面積與非空間數據中的規劃表格指標數據是否達到一致，如土地用途分區圖上量算面積是否與“土地用途分區面積表”中統計面積一致。

2.4 規劃數據庫成果輸出

規劃數據庫成果輸出的內容包括2部分：①各類規劃表格數據，即表2中的規劃表格內容；②縣級土地利用總體規劃的圖件，即表1中的規劃柵格圖內容。

規劃表格輸出成果利用ArcGIS中Export（導出）工具，先將規劃數據庫中的Table文件或圖形屬性表導成DBF格式文件，然后將其在Excel軟件中打開，按照統計字段進行面積匯總，形成各類規劃表格。此方法的優勢是保證了圖表的一致性，如圖4所示。

規劃圖件成果編制以比例尺為1∶75 000的縣級土地利用現狀圖為現狀底圖，而規劃數據庫比例尺為1∶10 000，因此需將數據庫中各專題規劃要素圖層進行縮編，縮編采用ArcToolbox中Disso1ve(融合)、Smooth Polygon／Line（平滑）等工具。將縮編好的規劃圖層添加到底圖上，并采用《縣級制圖規范符號庫》（ArcGIS版本）對屬性字段進行符號化處理，圖面整飾參照TD/T 1021-2009《縣級土地利用總體規劃制圖規范》要求進行[7]，如圖5所示。規劃圖的編制直接利用1∶10 000規劃數據庫成果，并利用庫的屬性字段進行縮編及符號化自動匹配處理，效率較高，能較快完成制圖工作，有效實現了圖庫一體化。

3 結 語

本文詳細描述了規劃數據庫建設的技術流程和方法，且對規劃數據庫質量檢查技術進行了研究。通過建甌市規劃數據庫建設實踐，本文提出的規劃數據庫建設方法有效實現了規劃數據庫與“二調”數據、規劃數據庫與規劃編制成果的完好銜接，達到了規劃建庫與規劃制圖一體化的目的，并確保了規劃數據庫的高質量。

[1]王萬茂,韓桐魁.土地利用規劃學[M].北京:中國農業出版社,2005

[2]崔鐵軍.地理空間數據庫原理[M].北京:科學出版社,2007

[3]TD/T 1027-2010.縣級土地利用總體規劃數據庫標準[S].

[4]陳毅龍.基于 Geodatabase 的土地利用規劃數據庫的設計與實現[J].徐州工程學院學報:自然科學版,2009,24(2):66-71

[5]劉紅婷,程琦峰.基于GIS的土地利用規劃數據庫建設探討[J].軟件導刊,2008,17(6):96-97

[6]潘雅輝,馮杭建.土地利用規劃數據整理建庫技術路線探討[J].浙江國土資源,2006(8):51-53

[7]TD/T 1021-2009.縣級土地利用總體規劃制圖規范[S].