基于空间数据库的林地保护利用规划

甘桂春, 岑 纲

(贵州省林业调查规划院， 贵州 贵阳 550003)

基于空间数据库的林地保护利用规划

甘桂春1, 岑 纲2

(贵州省林业调查规划院， 贵州 贵阳 550003)

为实现动态管理贵州省林地保护利用规划数据，构建空间地理信息技术设计贵州省林地保护利用规划中的应用流程，建立贵州省林地保护利用规划空间数据库建设的方法技术。以贵州省林地保护利用规划为例，开发基于ArcSDE的Geodatabase地理数据模型，该成果已用于贵州省林地保护利用规划的研究和编制，并可为全国林地保护利用规划数据管理提供支持。结果表明：空间数据库的建设能改善贵州省林地保护利用规划中由于林地分散地域范围广、数据量极大而带来的信息利用问题。

林地保护利用规划；GIS；空间地理信息技术；空间数据库

林地保护利用规划是实施林地用途管制，严格保护、科学利用林地的重要依据和基础工作。通过编制林地保护利用规划，对林地进行分区、分类、分级、分等，明确各区域林地利用方向，是落实林地保护利用政策，推进分区施策、分类管理的重要基础；将林地及其利用状况落实到山头地块，进行林地分区、分类、分级和分等，统一管理贵州省林地资源数据，实现林地管理全省“一套数”、“一张图”，是加强森林资源管理工作的基础。按照统一的技术标准，以县级行政区域为单位划定的林地范围，逐块登记造册，建立林地地籍档案，是推进林业可持续经营管理的基础。利用遥感为核心的现代高新技术手段，及时更新林地档案和林地利用数据，全面掌握林地年度变化状况，是增强林地保护利用的监管能力、有效考核各地政府森林资源保护目标责任制的基础。

本文从贵州省林地保护利用规划空间信息技术应用的流程分析出发，探索采用空间数据库管理林地保护利用规划的有关数据，以支持贵州省林地保护利用规划的工作，并在贵州省林地保护利用规划中得到实际应用。

1 林地保护利用规划空间信息技术分析

林地保护利用规划的概念在2010年国家林林局林规发〔2010〕203号文件首次提出，此后国家林业局发文都经常强调加强各省、县级林地保护利用规划的保护工作。

根据全国林地保护利用规划目的，结合贵州省林地保护利用规划的业务分析，构建GIS技术在贵州省林地保护利用规划中的应用流程，如图1所示。

图1 空间信息技术贵州省林地保护利用规划应用流程图 Fig.1 The application process of Guizhou Province forest land protection and utilization plan with space information techonology

从图1中可以看出: 林地保护利用规划是一项多目标的动态系统工程。GIS技术在林地保护利用规划中的发挥着举足轻重的作用，借助基于地理信息技术的IT系统，是解决这类多目标复杂管理问题的重要方法，而林地保护利用规划空间数据库则是地理信息系统研建应用的基础。

2 林地保护利用规划空间数据库设计及实现

Geodatabase的特殊性导致了空间数据库在设计方法上与传统的数据库存在一定差异[1]。根据GIS技术在林地保护利用规划中的应用流程，结合Geodatabase面向对象数据模型的特点，设计整体流程如图2所示。

图2 数据库建设流程图 Fig.2 The construction process of databases

2.1Geodatabase实体划分和数据分级分类

将林地保护利用规划相关数据分成空间数据和专业数据2大类。空间数据包含用于GIS可视化、空间分析和三维可视化等应用的，带有明显地理空间位置信息的数据，以及用于林地保护利用规划的林地区划的多源遥感影像数据，地形图栅格数据等。专业数据主要包括与林地保护利用规划相关的林地图班的属性数据以及林地保护等级、林地质量等级、林地功能分区、林地森林类别等相关专题数据。根据各类数据的特点，对要素内容继续细分，得到对应于空间数据库模型中要素的空间实体类型。

2.2确立各空间实体的相互关系

对地理空间对象的空间相互关系进行建模，包括要素与对象类之间的关联、网络和拓扑等关系，以使保证地理对象的空间和逻辑一致性。通过创建关系类、统一地理对象间的地理参照坐标系和规则定制来实现，建好的关系和规则由空间数据库自动维护[2]。

2.3空间实体对象型与关系模型转换

根据对空间关系的建模结果，确定空间数据的有效性规则，建立数据字典，并由空间实体对象模型转变关系模型，包括要素类到表、属性到字段和实体关系到表关联的各类映射。

2.4生成数据库结构

通过CASE工具设计数据库UML模型，再利用转换工具导出，经过格式及语法检验后生成基于空间数据库模型的空间数据库结构，然后在ARCGIS软件环境中，通过ArcSDE将已有的数据导入关系型数据库管理系统，如SQL Server或者Oracle等数据库系统，由数据库系统统一管理。

2.5数据库的存储及访问模式

林地保护利用规划地理空间数据存储于大型数据库(如Oracle)，通过ArcSDE进行管理和应用，可以在本地直接访问或者通过网络进行访问[3]。

3 贵州省林地保护利用规划数据库实例应用

3.1贵州省林地保护利用规划数据库分析与建设

贵州省林地保护利用规划工作通过各县市林业局征求各县市发展改革委、财政局、国土局、环保局、城建局、农业局、交通局、水利局等相关部门的意见，与各县主体功能区、土地利用、产业发展、城乡建设、基础设施建设等相关规划相衔接，数据源丰富，数据量极大。本研究的数据量己达TB级，主要包括：

(1)基础数据。一万遥感影像数据(按来源来分SPOT5影像、ALOS影像，按年份分有2005年至2010年)、一万栅格地形图(DRG)和五万数据地形模型(DEM)，相关数据均根据国家测绘成果管理规定，经相应处理后进行使用。

(2)基础地理信息。行政界线(省界、地州界、县界、乡界、村界)；行政注记(省注记、地州注记、县注记、乡注记、村注记)；居民点；公路线；铁路线；水域。

(3)专业数据(林地保护利用规划图班数据)。各县林业局对林业用地实地补充调查数据以及结合相关规划数据进行区划的数据。

(4)专题数据。林地保护等级；林地质量等级；林地功能分区；林地森林类别。

3.2贵州省林地保护利用规划空间数据库实际应用

3.2.1 数据的编辑、管理、存储及更新 基于空间数据库模型，采用ArcSDE和Oracle数据库配置建立的贵州省林地保护利用规划空间数据库实现了对基础地理信息数据、林地图班属性数据、林地专题数据的统一存储和管理[4]。数据库具有很强的可扩展性，其长事务管理、版本控制机制还可以实现对贵州省林地保护利用规划空间数据库的并行操作与管理[5]。

3.2.2 对各类应用信息系统的支持 以建立的贵州省林地保护利用规划空间数据库为基础，开发单机或网络环境下的各类应用系统以支持林地保护利用规划和森林资源动态更新管理的需求。如图3所示是贵州省林地保护利用规划管理系统的应用界面。

图3 贵州省林地保护利用规划系统Fig.3 Forest land protection and utilization plan system of Guizhou Province

3.2.3 对贵州省林地保护利用规划的支持 该系统在贵州省林地保护利用规划中发挥着相当重要的作用，已成为贵州省林地管理人员的有力工具。建立贵州省林地保护利用规划空间数据库，可为正在开展的省林地保护利用规划的研究编制和下期林地年度更新奠定基础，促进林业信息技术专业人员和林业基层工作人员对省林地保护利用规划的深入了解，推动贵州省林地保护利用规划工作开展。

4 结论

建立贵州省林地保护利用规划空间数据库，实现多源海量空间与属性数据的集成管理，是林地保护与利用、林业调查规划设计、年度更新及动态监测等多种应用的有力保障。在贵州省林地保护利用规划中采用的空间数据组织方式基于ArcSDE的空间数据库地理数据模型、面向对象的空间数据模型，不仅更好实现了空间数据智能化的存储和管理以及空间数据的规则关系，也为建设其它类似系统提供了良好的研发基础，还为贵州省林地保护利用规划提供了统一的软件平台, 并可为全国林地保护利用规划数据管理提供支持。

[1] 罗智勇,刘湘南.基于Geodatabase模型的空间数据库设计方法[J].地球信息科学, 2004 , 6 (4) : 105-109.

[2] 黄颖,谢忠．分布式异构多级空间数据转换机制的研究与实现[J].测绘科学,2007,32(4)：151．

[3] 周艳明,陈镇虎．分布式GIS 软件体系结构[J].计算机工程,2001,27(9)：811-817．

[4] 林娜,王斌.空间数据库增量式更新机制的研究[J].测绘科学, 2008, 33( 3) : 198-200．

[5] 孙瑞志,刘广利,高万林．信息网格技术实现农业信息共享服务[M]//赵春江,薛绪掌. 数字农业研究进展．北京：中国农业出版社,2005．

(文字编校：杨 骏)

Forestlandprotectionandutilizationplanbasedonspatialdatabases

GAN Guichun1, CEN Gang2

(Forest Inventory and Planning Institute of Guizhou Province, Guiyang 550003, China)

For dynamic management of data in the Guizhou Province forest land protection and utilization plan, to build the application process in the spatial geographic information technology design of it, to establish spatial database construction technology of it. Taking the example of the Guizhou Province forest land protection and utilization plan, to develope based on ArcSDE Geodatabase geographic data model. Related results have been used in the Guizhou province forest land protection and utilization plan, to provide strong support of data management for national forest land protection and utilization plan. The results show that: the development of spatial databases for the Guizhou Province forest land protection and utilization plan is useful overcoming problems due to the wide geographical scope of dispersed forest land and the amount of data.

forest land protection and utilization plan;GIS;spatial geographic information technology; spatial databse

2012-11-18

2013-01-05

甘桂春(1979-)，男，江西省萍乡市人，工程师，主要从事林业信息工程、林业调查规划等方面的工作。

F 326.2; P 208

A

1003-5710(2013)01-0083-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 01. 023