基于河南省的土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)融合研究

曲躍偉

摘 要：針對河南省現(xiàn)有土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)種類多、內(nèi)容重復(fù)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、更新緩慢、管理分散、利用效率低的問題，提出對現(xiàn)有各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、融合，以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的集成管理與高效應(yīng)用。通過對河南省土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)融合的技術(shù)路線與方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并錄入管理系統(tǒng)，以促進(jìn)土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的信息化管理、應(yīng)用和共享服務(wù)水平，為不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的深層次統(tǒng)計(jì)分析奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：土地;基礎(chǔ)數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)融合;集成管理

中圖分類號：P27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）01-0026-02

0 引言

隨著信息技術(shù)在國土資源管理工作中的應(yīng)用日益深入，河南省國土資源管理各業(yè)務(wù)部門形成了大量的專項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù);這些數(shù)據(jù)由于獲取的方式、時間、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)精度以及格式等的不同，存在各自獨(dú)立存儲，專項(xiàng)管理的特點(diǎn)，給日常工作需求以及數(shù)據(jù)管理帶來極大不便。通過數(shù)據(jù)融合將多源的、異構(gòu)的數(shù)據(jù)，采取一定的算法，將其集成起來，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)化管理、有效共享，以及增值利用顯得十分迫切。

本文通過對河南省土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究各數(shù)據(jù)基本特點(diǎn)，對融合數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)分層、數(shù)據(jù)精度、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)等進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用科學(xué)的技術(shù)路線，對各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，以實(shí)現(xiàn)土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的集成管理、高效應(yīng)用。

1 數(shù)據(jù)分析整理

由于各土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依托于不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)而產(chǎn)生，其數(shù)據(jù)采集的目的與標(biāo)準(zhǔn)的不一致性，使得產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在格式、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、存儲形態(tài)等方面存在很大的差異，通過對擬融合的數(shù)據(jù)（包括土地調(diào)查、土地利用規(guī)劃、基本農(nóng)田劃定、耕地后備資源、集體土地確權(quán)登記、遙感影像等）根據(jù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、分析、歸類，以便于設(shè)計(jì)不同的融合方法。融合前需根據(jù)各數(shù)據(jù)特征，將融合數(shù)據(jù)的內(nèi)容劃分為空間數(shù)據(jù)和非空間表格數(shù)據(jù)[1]。

空間數(shù)據(jù)融合的主要內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)格式、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、要素分層、實(shí)體屬性、拓?fù)潢P(guān)系、數(shù)據(jù)接邊、影像鑲嵌等。

非空間數(shù)據(jù)融合主要是對各種非空間數(shù)據(jù)表格進(jìn)行融合。

由于各數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間、生產(chǎn)單位、依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)各不相同，數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊，為了保證融合數(shù)據(jù)的質(zhì)量，還應(yīng)對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，以確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性;數(shù)據(jù)檢查質(zhì)量要求主要包括以下內(nèi)容。

數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：要求統(tǒng)一采用2000國家大地坐標(biāo)系。

矢量數(shù)據(jù)：按照已有空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查，包括空間整體性、概念一致性、要素完整性、拓?fù)湟恢滦浴⒔舆呎_性。

柵格數(shù)據(jù)：主要是對柵格時相、分辨率、坐標(biāo)參考等信息的一致性檢查;非空間數(shù)據(jù)：主要是對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致性、概念一致性、格式一致性進(jìn)行檢查，保證標(biāo)準(zhǔn)一致。

2 融合技術(shù)路線設(shè)計(jì)

在數(shù)據(jù)融合前應(yīng)保證各數(shù)據(jù)的術(shù)語、要素類型、屬性項(xiàng)或字段名稱概念和語義的一致，融合過程中采用的規(guī)范、規(guī)則及方法應(yīng)保持一致。融合數(shù)據(jù)庫在總體上應(yīng)具有概括性和包容性，嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)和GIS技術(shù)要求，容納原有數(shù)據(jù)庫的全部信息，沒有或盡量減少數(shù)據(jù)冗余，不重不漏[2]。

數(shù)據(jù)融合內(nèi)容可以分為兩個層面，即相同業(yè)務(wù)類型數(shù)據(jù)庫融合與不同業(yè)務(wù)類型數(shù)據(jù)庫融合[3]。針對此兩種數(shù)據(jù)融合的技術(shù)路線如圖1所示。

數(shù)據(jù)融合主要分為兩個階段工作，分別為數(shù)據(jù)融合準(zhǔn)備階段與數(shù)據(jù)融合階段。

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段通過研究待融合數(shù)據(jù)的有關(guān)文檔材料，分析待融合數(shù)據(jù)的內(nèi)容、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)質(zhì)量等具體情況，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢查和評價;確定融合的要求和方法，并制定數(shù)據(jù)融合的計(jì)劃方案，確定數(shù)據(jù)組織方式。

數(shù)據(jù)融合階段是對相同業(yè)務(wù)類型數(shù)據(jù)與不同業(yè)務(wù)類型數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，最終實(shí)現(xiàn)核心數(shù)據(jù)庫的建成。對于不滿足要求的數(shù)據(jù)，根據(jù)不同融合類型對應(yīng)的數(shù)據(jù)組織方式，進(jìn)行融合處理。

3 數(shù)據(jù)融合

3.1 矢量數(shù)據(jù)融合

3.1.1 數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一

矢量數(shù)據(jù)融合前需在數(shù)據(jù)格式上進(jìn)行統(tǒng)一（shp），對于格式不符合要求的，需將原有的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成規(guī)定的格式，轉(zhuǎn)換后需滿足空間實(shí)體無丟失;空間實(shí)體位置無偏移;空間實(shí)體幾何精度符合要求;空間實(shí)體屬性內(nèi)容無缺失。

3.1.2 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)統(tǒng)一

數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的一致性是保證融合后數(shù)據(jù)在空間位置上保持一致的關(guān)鍵;根據(jù)融合要求，待融合數(shù)據(jù)需將數(shù)學(xué)基礎(chǔ)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為“2000國家大地坐標(biāo)系”。對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)缺失的，需重新定義其數(shù)學(xué)基礎(chǔ);對于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)不一致的，需進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換（包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、高程基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換、投影變換等），將各基礎(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至相同坐標(biāo)系。

3.1.3 要素分層

由于不同的數(shù)據(jù)可能存在相同的數(shù)據(jù)圖層，數(shù)據(jù)融合時需對相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)層進(jìn)行取舍，以保證融合后的數(shù)據(jù)中圖層的唯一性。

3.1.4 統(tǒng)一屬性表達(dá)

由于不同的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有各自的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及字段定義，或參照的標(biāo)準(zhǔn)不同，導(dǎo)致屬性值表達(dá)的語義、概念相同的屬性代碼存在不一致的現(xiàn)象。在核心數(shù)據(jù)庫的融合過程中需要對不同圖層的相同屬性表達(dá)進(jìn)行統(tǒng)一，保持全庫的一致。

3.1.5 實(shí)體對象調(diào)整

將各要素層按照空間位置關(guān)系進(jìn)行疊加，以某一要素層為基準(zhǔn)圖層，按照邏輯一致性要求，將其他各圖層上的實(shí)體對象按照“低精度服從高精度”的原則進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，調(diào)整時應(yīng)保證不同要素層間實(shí)體對象的拓?fù)潢P(guān)系應(yīng)正確。

3.1.6 拓?fù)渲亟?/p>

拓?fù)渲亟ò〝?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后的拓?fù)渲亟ê蛯?shí)體對象調(diào)整后的拓?fù)渲亟ǎ饕康氖窃诟袷睫D(zhuǎn)換后或者實(shí)體要素調(diào)整后，保證各要素間邏輯關(guān)系正確，滿足后期分析應(yīng)用需求。

3.1.7 數(shù)據(jù)索引構(gòu)建

由于融合后數(shù)據(jù)量巨大，為滿足數(shù)據(jù)瀏覽、疊加分析、屬性查詢、空間查詢、統(tǒng)計(jì)分析、空間面積量算等需求，需建立不同層級快速索引機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲組織;通常以行政轄區(qū)、時間、標(biāo)識碼等方式為空間數(shù)據(jù)創(chuàng)建索引。

3.1.8 數(shù)據(jù)字典建立

根據(jù)各類數(shù)據(jù)中已有的各類數(shù)據(jù)字典，進(jìn)行融合及制定融合后數(shù)據(jù)字典，包括：建立元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn);建立土地利用分類標(biāo)準(zhǔn);建立土地利用規(guī)劃分類標(biāo)準(zhǔn);建立核心數(shù)據(jù)庫操作權(quán)限類型;建立核心數(shù)據(jù)庫各類數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn);建立數(shù)據(jù)密級;建立各級行政代碼等。

3.1.9 元數(shù)據(jù)維護(hù)

數(shù)據(jù)融合匯總后，需要對元數(shù)據(jù)進(jìn)行重新生成和重新編制目錄等。確保元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)確性;在數(shù)據(jù)經(jīng)歷重要處理時追加或更新相關(guān)元數(shù)據(jù)信息。

3.2 柵格數(shù)據(jù)融合

柵格數(shù)據(jù)融合即是對歷年的各種比例尺的遙感監(jiān)測影像數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。

3.2.1 柵格數(shù)據(jù)檢查

由于遙感影像數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)類型、影像分辨率等的不同，融合前需要先行對柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。主要對數(shù)據(jù)完整性和一致性進(jìn)行檢查。保證遙感數(shù)據(jù)全覆蓋，數(shù)據(jù)內(nèi)容完整，格式一致。

3.2.2 柵格數(shù)據(jù)融合

影像數(shù)據(jù)融合的主要工作是對少數(shù)非IMG格式的影像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，以及對同一轄區(qū)不同批次的影像進(jìn)行鑲嵌處理。對影像格式轉(zhuǎn)換，要求轉(zhuǎn)換后DOM數(shù)據(jù)的顏色不失真，分辨率不降低。對影像鑲嵌要求鑲嵌后地理范圍全覆蓋;鑲嵌接邊處無明顯的色調(diào)突變現(xiàn)象，且相鄰圖幅接邊地物要素應(yīng)保持無縫拼接;鑲嵌重疊帶不出現(xiàn)模糊或重影;鑲嵌后整體影像反差適中，色調(diào)均勻，紋理清晰。

3.2.3 柵格數(shù)據(jù)維護(hù)

柵格數(shù)據(jù)融合后通過系統(tǒng)對所有影像重新構(gòu)建金字塔，統(tǒng)一賦空間參考。

3.3 非空間數(shù)據(jù)融合

非空間數(shù)據(jù)融合主要是對一些表格等文檔資料數(shù)據(jù)的整合;包括各項(xiàng)數(shù)據(jù)是否完整，各項(xiàng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)是否一致，數(shù)據(jù)格式與相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)是否一致，數(shù)據(jù)內(nèi)容與空間數(shù)據(jù)匯總內(nèi)容是否保持一致等;其處理方法為：（1）不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，修改非空間表格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與標(biāo)準(zhǔn)保持一致;（2）不完整的非空間表格數(shù)據(jù)，添加相應(yīng)的數(shù)據(jù);（3）不正確的非空間表格數(shù)據(jù)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)重新計(jì)算統(tǒng)計(jì);（4）格式不一致的非空間數(shù)據(jù)，按照規(guī)定格式進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。

4 融合入庫

通過對全省土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的融合，剔除重復(fù)及冗余數(shù)據(jù)，重新構(gòu)建拓?fù)潢P(guān)系，統(tǒng)一空間坐標(biāo)信息，全面融合各專項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，利用管理系統(tǒng)的入庫工具將融合后的數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，通過對入庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性、圖層完整性、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、要素個數(shù)、數(shù)據(jù)瀏覽顯示及運(yùn)行情況等進(jìn)行檢核無誤后，形成具有基礎(chǔ)地理信息、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、土地權(quán)屬數(shù)據(jù)、基本農(nóng)田數(shù)據(jù)、土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)、耕地后備資源數(shù)據(jù)、土地確權(quán)數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)為一體的土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù);通過數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對融合后的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理，以實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集成分析[4]。

5 結(jié)語

土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的多源化、數(shù)據(jù)管理的多平臺化以及應(yīng)用需求的專業(yè)化，造就了現(xiàn)有不同業(yè)務(wù)類型數(shù)據(jù)的獲取方式、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)格式以及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)等的差異化，該差異化造成各種數(shù)據(jù)的重復(fù)獲取、重復(fù)投入，并且同一數(shù)據(jù)的質(zhì)量也存在差異，且給數(shù)據(jù)在管理分析應(yīng)用上帶來極大的制約，通過對其進(jìn)行融合，建立土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分析，不但充分發(fā)揮現(xiàn)有數(shù)據(jù)的社會效用，也便于在不用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間進(jìn)行深度分析，為國土資源管理工作提供更全面、更有深度、更有意義的數(shù)據(jù)成果，服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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