ArcGIS在农村集体土地所有权数据库质量检查中的应用

陈金林，叶爱东

(江西省测绘成果质量监督检验测试中心，南昌 330046)

1 引 言

农村集体土地所有权是法律确定的农民集体的重要财产权[1]。农村集体土地所有权数据库中的地籍数据是通过严格的地籍调查程序获得的，是土地登记发证工作的重要依据。因此，与一般的专题数据库相比，农村集体土地所有权数据库中的数据具有一定的法律特性。其构成也较为复杂，数据形式多样，主要包含空间数据、属性数据、文档数据等。如何在数据建库过程中及入库后通过严格的质量检查和控制以确保数据质量，关系到确权登记工作的质量及成果应用的水平。

ArcGIS作为目前最为成熟的GIS软件具备强大和丰富的空间分析、空间查询、数据管理等各项功能[2]，具备丰富的可视化形式，能够很好地满足空间数据库检查工作的需要。

本文对农村集体土地所有权确权登记数据库质量检查的内容进行了探讨，结合工作实践重点介绍了利用ArcGIS对数据库拓扑关系、属性质量检查等关键项检查的方法和步骤。

2 数据库结构

农村集体土地所有权数据库是在农村集体土地所有权调查的基础上，按照相关数据库标准的要求，建立的集空间信息和属性信息为一体土地确权登记成果数据库。内容包括基础地理要素、土地权属要素、土地登记数据、栅格数据、元数据、表格、文本等数据[3-4]。

基础地理信息数据包括数学基础、境界、居民地、交通、水系、地理名称等。

土地权属数据包括地籍区、地籍子区、宗地、界址线、界址点等。

栅格数据包括DOM和其他栅格数据。

3 所有权数据库质量检查内容

所有权数据库作为空间数据库的一种，影响其质量的因素主要有：数据源误差、采集误差及处理误差，诸如调绘底图及资料的准确性、权属调查的准确性、数据入库的正确性等。数据库质量检查及控制就是要消除这些因素产生的粗差，尽量将误差最小化。质量检查主要内容应包含以下几个方面：成果完整性、格式正确性、数据库结构正确性、属性质量、图形质量、逻辑一致性和附件质量。

3.1 成果完整性、格式正确性

检查数据库数学基础是否正确，正射影像、土地登记扫描件是否完整，各要素能否正常查看。

3.2 结构正确性

检查数据库图层、属性表属性项定义是否符合数据库结构标准。

3.3 属性质量

属性检查是否存在属性录入错漏，如属性内容空值、逻辑不一致等，要严格地按地籍数据库的标准进行检查。

3.4 逻辑一致性

逻辑一致性检查包含空间关系正确性及图属一致性检查，是所有权数据库检查的重点和难点。空间关系包括空间拓扑关系、方向关系和度量关系。

拓扑关系包括图层内的拓扑关系及图层之间的关系[5-6]。地籍中的宗地四至表示是典型的方位关系，界址点与界址点之间最小距离约束是典型的空间度量关系[7]。

3.5 图形质量

主要检查数据采集和编辑过程中出现的几何异常，如碎线、碎面等。

3.6 附件质量

检查元数据、权属单位代码表、面积汇总表格、各项文字报告内容完整性和正确性。

4 基于ArcGIS数据库质量检查方法

基于所有权数据库特征、数据质量问题来源的分析以及质量控制内容，并结合江西省农村集体土地所有权数据库检查实践，主要介绍数据库拓扑关系和属性质量检查的方法。

4.1 基于ArcGIS数据库拓扑关系检查

在所有权数据采集及建库过程中，受作业人员作业习惯、作业经验、操作水平等因素影响[8]，采集的图形数据往往存在悬挂、伪节点、重线、自相交等一系列拓扑错误，这些拓扑错误的存在会影响查询统计的正确性，在建库过程中及入库完成后必须消除这些错误以保证数据质量。

表1 所有权数据库拓扑规则(部分)

ArcGIS提供的拓扑规则验证工具定义了大量拓扑关系规则(ArcGIS 10.0版共定义了28种)，为解决空间数据的拓扑关系错误提供了一种快捷的途径和技术方法，该方法实现步骤如下：

①创建要素数据集

应用ArcCatalog在所有权数据库中创建要素数据集“SYQ”，将数据库所有空间数据添加至该数据集。

②创建拓扑

应用ArcCatalog在要素数据集“SYQ”上右键依次选择“new”、“topology”，设置拓扑名称、容差(tolerance)、参与拓扑要素类、各要素类等级、拓扑规则。

③验证拓扑

利用ArcCatalog对创建的拓扑规则进行验证，在ArcMap查看拓扑检查结果，分类设置错误显示标识。

④查看改正拓扑错误

利用ArcCatalog选中拓扑层右键选择“Properties”，然后依次选择“Errors”、“Generate Summary”可以统计各类错误总数。在ArcMap中，加载建立好的拓扑层，使数据处于编辑状态，通过“Topology”工具栏中的“ErrorInspector”查看具体的错误信息，利用“FixTopologyTool”拓扑修复工具结合ArcMap编辑功能编辑修改拓扑错误。

图1 ArcGIS拓扑检查工具

4.2 基于ArcGIS数据库属性质量检查

数据库属性质量检查包括属性表结构定义正确性、属性内容完整性和属性内容正确性三个方面，检查依据主要是数据建库的标准规范等。其中对属性表结构定义正确性检查较为简单，只要利用ArcMap或ArcCatalog来查看各要素属性表结构定义，与相关标准进行对比分析就可以实现，而对属性内容的完整性和正确性检查相对较为灵活。可以通过ArcMap的“属性选择”功能来实现，具体方法如下：

(1)加载数据，打开“Select By Attributes”对话框；

(2)先对要检查的属性字段进行“Get Unique Values”分析，检查字段枚举值是否正确；

(3)在条件查询文本框内输入适当的SQL查询条件对数据属性内容进行过滤提取，通过灵活设置不同的SQL语句可以实现不同的检查功能：

①界址线微短线、宗地碎面检查

这项检查主要检查界址线、宗地等图层是否存在不合理的碎线、碎面，查询语句如下：

select*from jzx where jzxcd<0.2；

select*from zd where jsmj<400。

②数据库必填字段空值检查

这项检查主要是检查数据库的必填字段是否有空值。查询语句如下：

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宗地统一编码规范性检查

宗地代码长度检查

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

宗地代码唯一性检查

select zddm from zd group by zddm havingcount(*)>1查询结果为空时，数据库无重复宗地号。

4.3 ArcGIS空间关联工具(Spatial Join)在数据库质量检查中的应用

(1)界址点号在地籍子区、宗地内唯一性检查

按照地籍调查规程要求，在地籍子区范围内必须保证界址点号唯一，检查方法如下：

①利用ArcToolBox分析工具执行空间关联(SpatialJoin)将地籍子区代码赋到界址点层，参数选择JZD，DJZQ，JOIN_ONE_TO_MANY，IS_WITHIN；

②对结果表执行查询

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

宗地内界址点号唯一性检查同理。

(2)数据库逻辑一致性检查

这项检查主要是检查数据库属性值之间的逻辑一致性、属性与图形之间的一致性，确保数据库无逻辑性错误。如：

阅读作为小学语文的重要组成部分，是学生语文学习的重点。因此在藏族小学语文教学过程中，要根据藏族小学生的阅读情况，结合小学语文教学内容，通过科学、合理的途径，激发学生对阅读的兴趣，养成良好的阅读习惯，努力培养藏族小学生的阅读能力，不断提高藏族小学生的阅读水平，从而促进藏族小学生的不断发展。

宗地编码与地籍子区编码一致性检查：

①执行Analysis Tools—OverLay—SpatialJoin(参数选择JOIN_ONE_TO_ONE，IS_WITHIN)将地籍子区代码赋到宗地层；

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

4.4 ArcGIS 频度(Frequency)工具在数据库质量检查中的应用

频度(Frequency)工具是ArcGIS统计分析工具之一，主要用于统计某字段出现次数。在所有权数据库质量检查中可以有两个方面的应用：①检查字段值的唯一性，如标识码、宗地代码的唯一性；②可以用于分类面积汇总值正确性检查。

宗地代码唯一性检查：在分析工具(Analysis Tools)统计(Statistics)下选择频度(Frequency)工具，计算“宗地代码”字段值的频度，查看值是否大于1。

分类面积汇总检查，如按地籍子区统计各权属性质宗地数及实测面积、发证面积，方法如下：

运行频度(Frequency)工具，频度字段选择“权属性质”，“地籍子区代码”，汇总字段选择“实测面积”、“发证面积”，计算即可得到按地籍子区统计的各权属性质宗地数及实测面积、发证面积。见下图：

图2 ArcGIS频度工具分类面积汇总结果

5 实验分析

本文利用ArcGIS 10.0采用上述方法对江西省部分县市所有权数据库成果进行了拓扑关系、属性质量、逻辑一致性、面积汇总值等内容的检查。检查情况如下表：

表2 检查效果分析

从以上可以看出，采用本文方法对1个县/市所有权数据库检查(不含与调查资料比对属性正确性)平均仅需半个工作日，能够较好满足检查工作的需要。

6 结束语

所有权数据库的质量检查控制直接关系到整个土地登记发证工作的成败。本文结合实践总结了所有权数据库质量检查的内容，重点介绍了ArcGIS在空间拓扑规则验证工具和空间查询、统计分析等工具在数据库质量检查中的应用。

实践证明，利用这些工具能有效的检测出数据库错误信息，提高检查工作的效率，取得较好的效果。不足之处在于中间数据处理工作需人工干预，无法实现全自动化检查。通过ArcGIS二次开发工具，依靠特定算法和质检规则开发一套成熟的质检软件实现对数据库进行系统的自动化检查将成为今后研究的重点和难点。

参考文献：

[1] 张书波，高云.科学构建集体土地所有权数据库 动态管理土地登记信息[J].国土资源，2013(1)：50-51.

[2] 郑建，於辉军，丁艳梅.ArcGIS在土地调查成果质量检查中应用的几点体会[J].浙江测绘，2010(4)：37-38.

[3] 中华人民共和国国土资源部.TD/T 1015-2007城镇地籍数据库标准[S].北京：中华人民共和国国土资源部，2007.

[4] 中华人民共和国国土资源部.TD/T 1001-2012地籍调查规程[S].北京：中华人民共和国国土资源部，2012.

[5] 周晓光，陈军，蒋捷，等.地籍地块间的空间拓扑关系[J].测绘学报，2003，32(4)：356-361.

[6] 潘雅辉，冯杭建，李伟.土地利用现状空间数据库拓扑关系分析及基于规则的高效检测[J].测绘科学，2007，32(6)：116-119.

[7] 吴长彬，闾国年，舒飞跃.基于知识与规则的地籍数据质量检查方法[J].地理与地理信息科学，2007，23(5)：22-25.

[8] 刘庆元，韦建超，左廷英.城镇地籍建库的数据质量控制[J].城市勘测，2007(2)：33-36.