GIS時(shí)空數(shù)據(jù)模型在農(nóng)地流轉(zhuǎn)管理中的應(yīng)用

朱潔　宋奇海

摘要：本文將時(shí)態(tài)GIS技術(shù)引入到農(nóng)地流轉(zhuǎn)管理之中，通過對主流的幾種時(shí)空數(shù)據(jù)模型的研究比較，提出了一種適合于農(nóng)地流轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)的時(shí)空數(shù)據(jù)模型，并從時(shí)空數(shù)據(jù)的組織上建立了適用于農(nóng)地流轉(zhuǎn)的時(shí)空數(shù)據(jù)模型。

關(guān)鍵詞：時(shí)空數(shù)據(jù)模型；時(shí)態(tài)GIS；農(nóng)地流轉(zhuǎn)管理；GIS

隨著農(nóng)地流轉(zhuǎn)的發(fā)展需要，GIS技術(shù)憑借其強(qiáng)大的空間分析功能和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)管理技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于農(nóng)流轉(zhuǎn)工作之中，運(yùn)用GIS的空間數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析技術(shù)，有利于實(shí)現(xiàn)地流轉(zhuǎn)管理的標(biāo)準(zhǔn)化、信息化[1]。但是目前GIS在土地流轉(zhuǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用還只停留在傳統(tǒng)的靜態(tài)GIS上，描述的是數(shù)據(jù)的瞬態(tài)。當(dāng)用新數(shù)據(jù)代替變化后的舊數(shù)據(jù)時(shí)，舊數(shù)據(jù)不復(fù)存在，系統(tǒng)則成為另一個(gè)瞬態(tài)，因此傳統(tǒng)GIS無法分析那些變化后的的歷史數(shù)據(jù)。時(shí)態(tài)GIS（Temporal Geographical Information System，簡稱TGIS）在傳統(tǒng)的靜態(tài)GIS中增加了對時(shí)間信息的管理和處理功能，對傳統(tǒng)GIS進(jìn)行了延伸，是能夠同時(shí)對空間和時(shí)間信息做存儲(chǔ)處理、跟蹤分析等功能操作的GIS技術(shù)。

一、主流GIS時(shí)空數(shù)據(jù)模型分析

時(shí)空數(shù)據(jù)模型（Spatio-temporal DataModel ， STDM）是時(shí)態(tài)GIS的概念核心，也是時(shí)空數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)概念基礎(chǔ)。目前的影響較大的幾種主流的時(shí)空數(shù)據(jù)模型有序列快照模型、基態(tài)修正模型、時(shí)空復(fù)合模型、基于事件的時(shí)空數(shù)據(jù)模型等。

1、 序列快照模型

序列快照模型的基本思想是通過一系列片段快照來表達(dá)地理現(xiàn)象在某一時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間段內(nèi)的變化，來反映空間實(shí)體的狀態(tài)。序列快照模型是一種地理現(xiàn)象隨時(shí)間變化的原始表達(dá)，比較簡單和直觀。但是那些未變化數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲(chǔ)會(huì)導(dǎo)致大量冗余。

2、 基態(tài)修正模型

基態(tài)修正模型思想是在確定地理現(xiàn)象的初始狀態(tài)（基態(tài)）后，按照設(shè)定好的時(shí)間間隔采集地理實(shí)體，只記錄發(fā)生變化的區(qū)域，因此能夠很好的避免將未發(fā)生變化的快照重復(fù)記錄的情況，數(shù)據(jù)冗余量大大降低。

二、時(shí)空數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)依據(jù)

1.面向?qū)ο蟮姆椒?/p>

面向?qū)ο蟮姆椒ǎ∣bject Oriented）最為貼近人類認(rèn)識(shí)世界的思維方式，是用來分析和解決問題的方法[3]。面向?qū)ο蟮姆椒軌蛞愿匀坏姆绞綄?fù)雜的時(shí)空信息模型化，是支持復(fù)雜的時(shí)空對象建模的最為有效的方法[4]。面向?qū)ο蟮姆椒ㄕJ(rèn)為客觀世界的事物是具有獨(dú)立性的，空間事件的空間實(shí)體可以被看作是具備獨(dú)立性特點(diǎn)的完整的對象。從面向?qū)ο蟮姆椒ǖ慕Ｋ枷肷蟻砜矗r(nóng)地流轉(zhuǎn)中的地塊對象不再是傳統(tǒng)GIS模型中的由幾何圖形構(gòu)成的地理實(shí)體，而是具有獨(dú)立性的完整的地理實(shí)體對象。對象有著各自的內(nèi)部屬性、規(guī)律和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的同時(shí)，對象之間又相互作用、相互聯(lián)系著，由此構(gòu)成了不同的系統(tǒng)。本文將面向?qū)ο蟮姆椒ㄗ鳛榻５闹笇?dǎo)思想。

2.對象的變化與事件

農(nóng)地對象主要分為點(diǎn)狀土地對象（界址點(diǎn)）、線狀土地對象（界址線）和面狀土地對象（地塊、行政區(qū)）。對象的變化可以分為離散的變化和連續(xù)的變化，諸如冰川的移動(dòng)、森林的火災(zāi)和水的流動(dòng)等這類變化就是連續(xù)的變化，而農(nóng)地流轉(zhuǎn)中地塊的分割、權(quán)屬的流轉(zhuǎn)等這些空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的變化都是離散的變化。離散的變化被描述為事件，事件是對象從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)的過程，一個(gè)事件就是一個(gè)或多個(gè)對象的狀態(tài)的變化。農(nóng)用地流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)中宗地的分割、合并等導(dǎo)致對象狀態(tài)變化的操作都屬于事件。對象與事件之間因?yàn)椤白兓笨偸窍嗷リP(guān)聯(lián)著。基于事件的時(shí)空數(shù)據(jù)模型能很好的處理離散的變化，該模型注重表達(dá)引起變化的事件。因此，可以將基于事件的模型的思想引入農(nóng)用地流轉(zhuǎn)管理數(shù)據(jù)建模中。

三、時(shí)空數(shù)據(jù)建模

在農(nóng)用地流轉(zhuǎn)中，地理實(shí)體是由行政區(qū)、宗地、界址線和界址點(diǎn)等構(gòu)成的空間實(shí)體以及由權(quán)屬人、權(quán)證、合同等構(gòu)成的非空間實(shí)體組成。面向?qū)ο蟮姆椒ㄊ菍⒖陀^世界中的實(shí)體抽象成問題域中的對象，并以對象作為最基本的元素，將對象當(dāng)作分析問題、解決問題的核心。因此可以將農(nóng)地流轉(zhuǎn)中的空間實(shí)體和非空間時(shí)體抽象成空間對象和非空間對象，非空間對象也即屬性對象。時(shí)間特征也是農(nóng)用地流轉(zhuǎn)管理數(shù)據(jù)中不可忽視的重要組成部分，因此可以按照面向?qū)ο蟮姆椒ǎ梢詫r(shí)間抽象成時(shí)間對象。事件的發(fā)生是導(dǎo)致對象發(fā)生變化的原因。因此，對象中還應(yīng)當(dāng)封裝了對象標(biāo)識(shí)和相應(yīng)行為的操作。事件是使對象產(chǎn)生變化的行為，是發(fā)生在對象的空間、屬性、時(shí)間上的操作以及對象之間的聯(lián)合操作。

四、結(jié)束語

本文在分析討論當(dāng)前主流的幾種時(shí)空數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，通過將面向?qū)ο蟮姆椒ê突谑录臅r(shí)空數(shù)據(jù)模型相結(jié)合得出了適用于農(nóng)地流轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)模型，并從數(shù)據(jù)組織方法的角度進(jìn)行時(shí)空數(shù)據(jù)建模。本研究較好的解決了現(xiàn)如今時(shí)空數(shù)據(jù)模型研究的針對性不強(qiáng)的問題，但是其適用性的驗(yàn)證有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 謝雨航，段建南.基于WebGIS土地流轉(zhuǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2013（13）： 58-59.