基于GIS的耕地储备指标数据管理技术研究

钟文平++梁宁++王中元

摘要：为满足地区耕地占补平衡需要，各地每年都有大量的耕地储备指标交易。但数据格式的多样性以及数据更新的快速性，使得耕地储备指标的流向状况不能被快速掌握，耕地储备指标的动态管理工作变得困难，指标使用管理不善导致流失的现象较为普遍。本文以韶关市耕地储备指标的动态管理为例，通过GIS与数据库技术对县（市）级历年耕地储备指标进行管理，并优化出一套较为完善的管理流程，实现指标跨县（市）交易与省（国家）级指标转让平台无缝对接，为其它地区的指标管理提供借鉴经验。

关键字：耕地储备指标；数据库；GIS；韶关市

1、引言

随着我国城市化进程的快速推进，土地储备作为土地资源集约利用和优化配置的重要手段，已在许多城市开展。科学、有效的管理好土地储备，提高土地储备管理的效率、质量和水平[1]是各部门共同需要解决的问题。

以韶关市为例，2007年以来，先后开展了耕地后备资源数据库建设、利用“园地、山坡地”补充耕地数据库建设和补充耕地专项规划数据库建设等项目，为全市各县（市、区）储备了大量的耕地后备资源，并在此基础上，通过历年的土地整治项目，验收了相当数量的耕地储备指标，为韶关市落实耕地占补平衡提供了坚实的数据基础。耕地补充方式逐步易地化，耕地储备指标交易成为实现地区双保的有效形式[2]。但在历年耕地储备指标的管理中，新增耕地指标市场化运作不规范， 资金使用效率不高[3]，又由于各种因素的影响，使得耕地储备指标仍停留在简单的台账管理模式，未能将耕地储备地块上图建库，并普遍存在着“散、混、乱”现象，不利于管理部门实时掌握指标现状，不利于为职能部门提供良好的辅助决策。

根据国土资源部信息化“十二五”规划及结合当前国土资源信息化建设需要，为及时掌握并实现动态管理及实时更新耕地储备指标，实现国土资源“一张图”管理，十分迫切且必须开展耕地储备指标库建设工作。

2、数据库框架设计

随着GIS技术的迅速发展，基于GIS的土地储备管理技术也在日趋成熟，通过GIS技术，可以向公众提供在线土地信息服务[4]，并且为各地土地利用规划和经济发展提供支持，采用GIS技术管理耕地储备指标管理是社会发展的大趋势。本文采用分层方式管理各项基础数据与专题数据，通过GIS软件分层建立基础图层及指标图层，框架结构如图1所示。

2.1 基础图层数据库体结构

基础图层数据由土地利用现状数据中转换而来，库体结构沿用原数据库中的标准，不需再另行设计，基础图层数据库体结构如表1所示。

2.2 指标图层数据库体结构

根据项目性质及日常管理需求，分别以指标所属项目、指标所属图斑两大要素分别设计专题图层库体，库体结构分别如下。

2.2.1 指标项目库体结构

指标项目属性由项目标识码、行政区代码、项目编号等字段构成，如表2所示。

2.2.2 指标图斑库体结构

指标图班属性由标识码、县名称、座落单位代码、图幅号、地类编码、地类名称、图斑面积等字段要素构成，如表3所示。

3、耕地储备指标数据建库

3.1 资料收集

根据该项目实施方案及要求，需要对以下数据资料进行收集：耕地储备指标台账；耕地储备地块坐标文件；补充耕地验收文件；土地调查年度变更调查成果；农用地分等定级数据库；地名地址数据库；最新遥感影像成果。

3.2 数据分析整理

数据以分类方式存放，由于各年度的数据管理方式不尽相同，故需要按照规定的标准进行数据整理，统一数据存放的名称。在收集的数据中，指标台账和地块坐标文件是本次数据库建设的核心，需要对此部分数据进行初步分析审核。首先是指标台账的逻辑检查，查找并整理不符合逻辑关系的数据；其次是各种原始坐标文件转换后的拓扑关系检查，对图形变形及拓扑错误问题进行纠正，以确保建库图形的准确性。

3.3 数据标准化入库

由于指标数据格式存在多源情况，需要将格式不一的矢量数据通过专业软件统一转换成标准格式。

3.3.1 数据转换

（1）CAD格式文件转换

原有CAD格式数据主要是存在北京54、西安80及部分地区独立坐标系，需要将各数据统一转换成西安80坐标系（带号），并将原始数据的拓扑结构重建，确保地块图形不变形。

（2）TXT格式文件转换

坐标文件转换成矢量数据使用的是广州阿尔法公司的坐标文件转换工具，坐标文件生成的矢量数据为shape格式，如图2所示。

坐标矢量数据生成后，检查图斑文件是否正确，包括坐标系统、图形形状、图形面积等。

3.3.2 数据修复

当数据经过转换后经常会出现图形变形的情况（如图3所示）以及计算机面积为负值的问题（如图4所示）。

图形变形的原因是坐标文件格式有错，需要人工按照正确的坐标格式修正坐标文件。出现计算机面积为负值的原因是图形存在自身的拓扑错误，需要进行拓扑检查和修复。利用ArcGIS等专业软件对单文件进行拓扑检查，使用“Check Geometry”检查发现错误，再通过“Repair Geometry”进行修复，修复后查看图形是否因修复发生变形，如发生变形应及时修正，具体的修正方法依实际情况可用“新建”、“分割”、“擦除”等方式处理，修复结果如图5所示。

3.4 数据处理

从空间数据分层看，行政区、行政界线、道路、水系、地名地址、地类图斑、地类界线是成果数据，通过导入数据的方式进行入库。本指标库的建设，主要是指标项目层和指标图斑层的建设。指标项目层是以项目为单位的数据储存图层，相对应的是指标报表；指标图斑层是以图斑为单位的数据储存图层，相对应的是坐标文件。两者的联系是项目编号，地块图斑组成指标项目。endprint

3.4.1 搭建数据结构

在ArcCatalog中新建NewPersonalGeodatabase，容差设置为0.0001，分别建立基础图层和指标图层数据集。基础图层用于存放已有的成果数据，指标图层用于存储指标数据，在基础数据层中导入相关数据成果，在指标图层中建立ZBTB和ZBXM，根据数据结构建立属性字段。

3.4.2 属性批量赋予

根据指标报表在EXCEL中填好属性结构中各字段数据，将原整理好的表格属性批量转换，形成ZBTB和ZBXM属性表，结果如图6所示。

3.4.3 指标图形处理

根据年份合并各项目图斑，根据指标报表并赋予年份信息及项目编号，年份字段与项目编号字段需与标准结构一致。处理完各年份数据后，将各年份数据合并成县（区）图斑数据。

将同项目编号的图斑进行融合，形成项目数据。将生成的指标图斑数据和指标项目数据中的全部图斑分别复制ZBTB和ZBXM中，然后根据关键字段“项目编号”挂接已处理好的ZBTB和ZBXM属性表，将图形与属性的一一对应进行挂接，结果如图7所示。

4、数据库质量检查

4.1 初步检查

整体对数据库进行检查，主要检查数学基础是否正确、要素分层是否齐全、属性结构是否正确、是否存在不合理拓扑错误、成果资料是否齐全等。

4.2 详细检查

（1）变形检查：对图斑进行形状检查，检查图斑是否存在变形。检查的依据是原始坐标文件转换的图斑；检查的方式是逐图斑人工检查。

（2）属性检查：对属性中的各个数据进行检查，检查所填数据是否与收集资料一致。

（3）逻辑检查：对各属性间的数据进行逻辑检查，主要的逻辑检查有：指标量=使用量+剩余量+剔除量；使用量=本县使用+市内流转+市外流转；图斑面积=主要地类面积1+主要地类面积2+主要地类面积3+其它地类面积；项目计算机面积等于图斑计算机面积之和等。

5、结论

本文以广东省韶关市为例，对县级耕地储备指标进行了清理并初步建成了耕地储备指标数据库，初步实现了耕地储备指标由台账管理向信息化管理的跨越。由于该项工作在广东省乃至全国尚无成熟的经验可借鉴，本次数据库建设更多的是从方便日常管理的方向去考虑整体库体的搭建，后期将根据日常管理上其它要求，对本底库进行更新维护。

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