ArcGIS在農村集體土地所有權數據庫質量檢查中的應用

陳金林，葉愛東

(江西省測繪成果質量監督檢驗測試中心，南昌 330046)

1 引 言

農村集體土地所有權是法律確定的農民集體的重要財產權[1]。農村集體土地所有權數據庫中的地籍數據是通過嚴格的地籍調查程序獲得的，是土地登記發證工作的重要依據。因此，與一般的專題數據庫相比，農村集體土地所有權數據庫中的數據具有一定的法律特性。其構成也較為復雜，數據形式多樣，主要包含空間數據、屬性數據、文檔數據等。如何在數據建庫過程中及入庫后通過嚴格的質量檢查和控制以確保數據質量，關系到確權登記工作的質量及成果應用的水平。

ArcGIS作為目前最為成熟的GIS軟件具備強大和豐富的空間分析、空間查詢、數據管理等各項功能[2]，具備豐富的可視化形式，能夠很好地滿足空間數據庫檢查工作的需要。

本文對農村集體土地所有權確權登記數據庫質量檢查的內容進行了探討，結合工作實踐重點介紹了利用ArcGIS對數據庫拓撲關系、屬性質量檢查等關鍵項檢查的方法和步驟。

2 數據庫結構

農村集體土地所有權數據庫是在農村集體土地所有權調查的基礎上，按照相關數據庫標準的要求，建立的集空間信息和屬性信息為一體土地確權登記成果數據庫。內容包括基礎地理要素、土地權屬要素、土地登記數據、柵格數據、元數據、表格、文本等數據[3-4]。

基礎地理信息數據包括數學基礎、境界、居民地、交通、水系、地理名稱等。

土地權屬數據包括地籍區、地籍子區、宗地、界址線、界址點等。

柵格數據包括DOM和其他柵格數據。

3 所有權數據庫質量檢查內容

所有權數據庫作為空間數據庫的一種，影響其質量的因素主要有：數據源誤差、采集誤差及處理誤差，諸如調繪底圖及資料的準確性、權屬調查的準確性、數據入庫的正確性等。數據庫質量檢查及控制就是要消除這些因素產生的粗差，盡量將誤差最小化。質量檢查主要內容應包含以下幾個方面：成果完整性、格式正確性、數據庫結構正確性、屬性質量、圖形質量、邏輯一致性和附件質量。

3.1 成果完整性、格式正確性

檢查數據庫數學基礎是否正確，正射影像、土地登記掃描件是否完整，各要素能否正常查看。

3.2 結構正確性

檢查數據庫圖層、屬性表屬性項定義是否符合數據庫結構標準。

3.3 屬性質量

屬性檢查是否存在屬性錄入錯漏，如屬性內容空值、邏輯不一致等，要嚴格地按地籍數據庫的標準進行檢查。

3.4 邏輯一致性

邏輯一致性檢查包含空間關系正確性及圖屬一致性檢查，是所有權數據庫檢查的重點和難點。空間關系包括空間拓撲關系、方向關系和度量關系。

拓撲關系包括圖層內的拓撲關系及圖層之間的關系[5-6]。地籍中的宗地四至表示是典型的方位關系，界址點與界址點之間最小距離約束是典型的空間度量關系[7]。

3.5 圖形質量

主要檢查數據采集和編輯過程中出現的幾何異常，如碎線、碎面等。

3.6 附件質量

檢查元數據、權屬單位代碼表、面積匯總表格、各項文字報告內容完整性和正確性。

4 基于ArcGIS數據庫質量檢查方法

基于所有權數據庫特征、數據質量問題來源的分析以及質量控制內容，并結合江西省農村集體土地所有權數據庫檢查實踐，主要介紹數據庫拓撲關系和屬性質量檢查的方法。

4.1 基于ArcGIS數據庫拓撲關系檢查

在所有權數據采集及建庫過程中，受作業人員作業習慣、作業經驗、操作水平等因素影響[8]，采集的圖形數據往往存在懸掛、偽節點、重線、自相交等一系列拓撲錯誤，這些拓撲錯誤的存在會影響查詢統計的正確性，在建庫過程中及入庫完成后必須消除這些錯誤以保證數據質量。

表1 所有權數據庫拓撲規則(部分)

ArcGIS提供的拓撲規則驗證工具定義了大量拓撲關系規則(ArcGIS 10.0版共定義了28種)，為解決空間數據的拓撲關系錯誤提供了一種快捷的途徑和技術方法，該方法實現步驟如下：

①創建要素數據集

應用ArcCatalog在所有權數據庫中創建要素數據集“SYQ”，將數據庫所有空間數據添加至該數據集。

②創建拓撲

應用ArcCatalog在要素數據集“SYQ”上右鍵依次選擇“new”、“topology”，設置拓撲名稱、容差(tolerance)、參與拓撲要素類、各要素類等級、拓撲規則。

③驗證拓撲

利用ArcCatalog對創建的拓撲規則進行驗證，在ArcMap查看拓撲檢查結果，分類設置錯誤顯示標識。

④查看改正拓撲錯誤

利用ArcCatalog選中拓撲層右鍵選擇“Properties”，然后依次選擇“Errors”、“Generate Summary”可以統計各類錯誤總數。在ArcMap中，加載建立好的拓撲層，使數據處于編輯狀態，通過“Topology”工具欄中的“ErrorInspector”查看具體的錯誤信息，利用“FixTopologyTool”拓撲修復工具結合ArcMap編輯功能編輯修改拓撲錯誤。

圖1 ArcGIS拓撲檢查工具

4.2 基于ArcGIS數據庫屬性質量檢查

數據庫屬性質量檢查包括屬性表結構定義正確性、屬性內容完整性和屬性內容正確性三個方面，檢查依據主要是數據建庫的標準規范等。其中對屬性表結構定義正確性檢查較為簡單，只要利用ArcMap或ArcCatalog來查看各要素屬性表結構定義，與相關標準進行對比分析就可以實現，而對屬性內容的完整性和正確性檢查相對較為靈活。可以通過ArcMap的“屬性選擇”功能來實現，具體方法如下：

(1)加載數據，打開“Select By Attributes”對話框；

(2)先對要檢查的屬性字段進行“Get Unique Values”分析，檢查字段枚舉值是否正確；

(3)在條件查詢文本框內輸入適當的SQL查詢條件對數據屬性內容進行過濾提取，通過靈活設置不同的SQL語句可以實現不同的檢查功能：

①界址線微短線、宗地碎面檢查

這項檢查主要檢查界址線、宗地等圖層是否存在不合理的碎線、碎面，查詢語句如下：

select*from jzx where jzxcd<0.2；

select*from zd where jsmj<400。

②數據庫必填字段空值檢查

這項檢查主要是檢查數據庫的必填字段是否有空值。查詢語句如下：

select*from jzd where (ysdm=″) or (jzdh=″)or......；select*from jzx where (ysdm=″) or (jzxlb=″)or......；select*from jzx where (ysdm=″) or (zddm=″)or......。

③宗地統一編碼規范性檢查

宗地代碼長度檢查

select zddm from zd where len(zddm) <> ′19′；

宗地代碼唯一性檢查

select zddm from zd group by zddm havingcount(*)>1查詢結果為空時，數據庫無重復宗地號。

4.3 ArcGIS空間關聯工具(Spatial Join)在數據庫質量檢查中的應用

(1)界址點號在地籍子區、宗地內唯一性檢查

按照地籍調查規程要求，在地籍子區范圍內必須保證界址點號唯一，檢查方法如下：

①利用ArcToolBox分析工具執行空間關聯(SpatialJoin)將地籍子區代碼賦到界址點層，參數選擇JZD，DJZQ，JOIN_ONE_TO_MANY，IS_WITHIN；

②對結果表執行查詢

select djzqdm，jzdh from JZD_SpatialJoin group by djzqdm，jzdh having count(*)>1

宗地內界址點號唯一性檢查同理。

(2)數據庫邏輯一致性檢查

這項檢查主要是檢查數據庫屬性值之間的邏輯一致性、屬性與圖形之間的一致性，確保數據庫無邏輯性錯誤。如：

閱讀作為小學語文的重要組成部分，是學生語文學習的重點。因此在藏族小學語文教學過程中，要根據藏族小學生的閱讀情況，結合小學語文教學內容，通過科學、合理的途徑，激發學生對閱讀的興趣，養成良好的閱讀習慣，努力培養藏族小學生的閱讀能力，不斷提高藏族小學生的閱讀水平，從而促進藏族小學生的不斷發展。

宗地編碼與地籍子區編碼一致性檢查：

①執行Analysis Tools—OverLay—SpatialJoin(參數選擇JOIN_ONE_TO_ONE，IS_WITHIN)將地籍子區代碼賦到宗地層；

②執行查詢select*fromZD_SpatialJoin where left(zddm，12)<>djzqdm。

4.4 ArcGIS 頻度(Frequency)工具在數據庫質量檢查中的應用

頻度(Frequency)工具是ArcGIS統計分析工具之一，主要用于統計某字段出現次數。在所有權數據庫質量檢查中可以有兩個方面的應用：①檢查字段值的唯一性，如標識碼、宗地代碼的唯一性；②可以用于分類面積匯總值正確性檢查。

宗地代碼唯一性檢查：在分析工具(Analysis Tools)統計(Statistics)下選擇頻度(Frequency)工具，計算“宗地代碼”字段值的頻度，查看值是否大于1。

分類面積匯總檢查，如按地籍子區統計各權屬性質宗地數及實測面積、發證面積，方法如下：

運行頻度(Frequency)工具，頻度字段選擇“權屬性質”，“地籍子區代碼”，匯總字段選擇“實測面積”、“發證面積”，計算即可得到按地籍子區統計的各權屬性質宗地數及實測面積、發證面積。見下圖：

圖2 ArcGIS頻度工具分類面積匯總結果

5 實驗分析

本文利用ArcGIS 10.0采用上述方法對江西省部分縣市所有權數據庫成果進行了拓撲關系、屬性質量、邏輯一致性、面積匯總值等內容的檢查。檢查情況如下表：

表2 檢查效果分析

從以上可以看出，采用本文方法對1個縣/市所有權數據庫檢查(不含與調查資料比對屬性正確性)平均僅需半個工作日，能夠較好滿足檢查工作的需要。

6 結束語

所有權數據庫的質量檢查控制直接關系到整個土地登記發證工作的成敗。本文結合實踐總結了所有權數據庫質量檢查的內容，重點介紹了ArcGIS在空間拓撲規則驗證工具和空間查詢、統計分析等工具在數據庫質量檢查中的應用。

實踐證明，利用這些工具能有效的檢測出數據庫錯誤信息，提高檢查工作的效率，取得較好的效果。不足之處在于中間數據處理工作需人工干預，無法實現全自動化檢查。通過ArcGIS二次開發工具，依靠特定算法和質檢規則開發一套成熟的質檢軟件實現對數據庫進行系統的自動化檢查將成為今后研究的重點和難點。

參考文獻：

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