浅析自然资源数据整合方法

Analysis on the Method of Natural Resource Data Integration

LIU Dan

摘要：新形势下开展自然资源信息化工作，要以全覆盖、全要素、立体调查监测为基础，整合已有的自然资源、测绘、地矿、林草、基础地理等数据，形成相互关联的自然资源数据底板。本文以宁夏为例，提出自然数据整合的方法，分析了自然资源数据现状，提出了数据整合技术路线，阐述了数据标准化整合的流程。

Abstract： Under the new situation， the informatization of natural resources should be based on full coverage， full-element and three-dimensional investigation and monitoring， to integrate existing natural resources， surveying and mapping， geology， forestry， grassland， basic geography and other data to form an interrelated natural resource data backplane. Taking Ningxia as an example， this paper proposes a method of natural data integration， analyzes the status quo of natural resource data， proposes a data integration technology route， and expounds the process of data standardization integration.

关键词：自然资源;信息化;数据整合

Key words： natural resources;informatization;data integration

中图分类号：P208                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）32-0201-03

1  概述

目前，我区的自然资源信息系统建设各方面之间还比较独立，系统各自为政的现象比较突出，水平参差不齐，标准化程度不高，数据存储分散，业务类型多样，采用条块化管理方式，信息孤岛现象严重，集成整体难度较大，且集中存储成本、维护更新成本较高，“充分共享、适度开放、安全可靠”的自然资源数据共享开放机制并未完全建立，一定程度上限制了自然资源各部门间的数据共享和协同工作。因此，需将分散的海量自然资源数据汇聚整合为集中管理的数据资源体系，形成统一集中管理的自然资源数据源，提供快速灵活全方位的服务支撑，促进全区自然资源空间数据在各级自然资源部门间的互通共用，推进各级行政部门间的数据共享，使自然资源数据在自然资源业务部门内和政府部门间实现充分共享和有序开放。

2  数据现状分析

近年来，自治区先后完成了天地图、宁夏遥感影像数据中心、宁夏国土资源“一张图”、宁夏基本农田保护数据库、宁夏第一次全国地理国情普查、宁夏地理信息共享库、宁夏应急测绘保障能力建设项目、宁夏国土空间基础信息平台、土地变更调查、地质环境调查、林业资源更新调查等项目，积累了涵盖现状数据、规划管控数据、管理数据、社会经济数据等四大类共计194小类自然资源数据，数据量约1PB，其中遥感影像、基础地理信息、国情监测数据、框架数据（涉密版）存储在涉密网环境中。自2014年以来，全区优于1m、2.5m分辨率的国产卫星影像连续5年每年全区覆盖一次，优于0.2m分辨率的高分辨率航拍影像数据全区已覆盖2次。已建成由土地、地质环境、矿产资源、红线类、确权登记等数据组成的宁夏自然资源“一张图”数据库，通过发布在线数据服务支撑各业务系统的运行。[1]

3  整合技术路线

总体思路是全面汇集与梳理全区自然资源多源异构数据，开展全区自然资源数据调查分析评价、数据库整合标准、数据库标准、数据库建设規范等相关标准研究和制定。推进自然资源数据的整合、集成与共享，实现全区自然资源数据的统一管理，做到“统筹规划、整体设计、急用先行、全区共享”，充分发挥全区资源各类数据的应用价值。

3.1 数据调研与分析

全区自然资源数据现状调查梳理分析主要技术流程包括数据综合调研、数据收集梳理、数据整理分析、数据报告编制。

通过实地调研、行政协调、召开座谈会等方式，基于已建成的国土资源“一张图”核心数据库及相关数据库建设情况，初步确定整合数据列表、数据整合清单等数据要求。开展整理对全区各类自然资源数据，分析现有数据的类型齐全性、内容完整性、数据量大小、数据格式规范性、数据标准符合度等内容，全面掌握各类数据的基本情况。提出现有数据存在的问题，修正、补充、完善的可行性、可能性解决方案，提交全区自然资源数据现状分析报告。

3.2 数据资源目录编制

通过对宁夏自然资源数据的梳理，分析自然资源数据之间的层次、类别和关系，对自然资源领域数据进行统一规划，制定统一数据编码与分类体系，形成自然资源系统数据资源目录，以此作为数据互联互通、共享交换、开放服务的基础。技术流程主要包括确定数据资源规划目标、统一数据资源规划、数据资源目录编制以及数据资源目录编制综合管理等。[2]

3.3 数据建模

按照信息资源规划的方法，采用统一建模语言（UML）用例图、时序图、类图、包图、对象图、状态图、活动图、协作图、组件图、部署图和符合国家标准的流程图等详细描述全区自然资源业务过程分析模型，全面分析全区自然资源业务过程使用、处理及产生的全部数据（过程和结果），确定全区自然资源业务模块相关的数据内容（源数据、过程数据、目标数据、状态数据、关联数据、历史数据等）、数据流，绘制宁夏自然资源全类型、全要素、全过程的业务模型和数据模型，合理确定U/C矩阵，科学划分数据库实例。

统一数据模型是按照统一的定义以空间对象为核心进行信息的组织与描述，同时，按照统一规则对空间对象进行编码;在此基础上，形成对象实体模型、关系模型等;用于描述对象的空间特征、业务特征、逻辑关系、业务行为。空间对象不仅在多个业务环节都有唯一标识，还结合关系模型实现对象之间的关联。

3.4 数据整合与入库

根据数据分析报告和数据库建模标准，制定数据整合方案，并据此进行土地、测绘、矿产、林草、水资源等数据的规范化与标准化处理。通过要素抽取、梳理完善、空间化处理、格式转换、坐标转换、编码转换、逻辑处理、关联关系建立等步骤，实现在横向上使各类数据同业务、同期限的标准分幅和行政区数据能在统一空间参考下按照行政区形成逻辑上无缝拼接的一个整体。在纵向上，使各类数据与基础地理数据实现一致的空间定位，能够相互叠加和套合。[3]

3.5 数据管理与服务发布

构建海量、多源、异构管理数据的综合数据集成化管理手段，解决大量数据分散存储，分头管理的问题，需要实现数据抽取、数据迁移、标准化整合、数据入库等数据整合建库功能，实现各类数据的统一注册、统一出入口、统一组织、统一展示等统一管理功能，实现图属关联、空间关联、时态关联、业务关联等关系的构建、查询、印证、分析的数据关联分析功能，实现面向对象全生命周期的时空管理以及跨业务[4]、跨部门的横向联动更新和自治区-市-县跨层级的纵向联动更新。

4  数据标准化整合流程

依据统一的宁夏自然资源基础数据整合规范，梳理得到的数据模型对照映射关系，利用自动化、流程化的数据整合系统，对各类自然资源数据进行处理，实现对数据的标准化整合工作，达到数据字段结构统一、内容值域统一、数学基础规范、文件命名规范、目录组织规范、数据关系建立等要求。

4.1 数据模型建立

依据统一的宁夏自然资源基础数据整合规范，对来自不同科室、单位的自然资源多源异构的数据进行关系梳理，基于数据差异性分析的结论，构建现状数据与目标数据模型的对照映射关系，判断是否涵盖目标对象数据模型中涉及的全部属性内容;并建立模型对应关系，明确数据抽取原则及优先级排序。

4.2 数据模型梳理步骤

4.2.1 数据模型制作

数据模型包含数据集、数据分层、属性结构、地物分类、属性值域等方面的内容。

目标数据模型文件制作：依据基础数据整合规范，利用数据整合系统中的模型设计器工具，制作各类自然资源数据模型。

4.2.2 数据模型映射表制作

基于现有的数据模型及目标数据模型文件，利用数据整合系统中的模型映射表制作工具，完成现状数据到目标数据模型的数据图层、属性字段、内容值域等信息的映射关系配置，形成各类数据的模型映射关系文件，为后续自动化抽取现状数据到目标数据模型打基础。

4.3 应梳理的数据模型

梳理的数据模型包括土地、测绘、矿产、林草、水资源这五类数据的数据模型。其中土地类数据包括土地质量等别数据、土地利用总体规划数据、土地业务审批数据、土地影像数据、土地年度变更调查、城乡建设用地增减挂钩数据、耕地占补平衡等;矿产类数据包括采矿权、探矿权、矿产储量、矿产资源规划数据等;测绘类数据，包括基础地理信息数据、地理国情数据、地理空间框架数据、航摄影像数据[5];林草类数据，包括林地年度变更调查等数据。

4.4 数据抽取

按照数据整合规范，进行待整合数据抽取，抽取待整合的图层，抽取后的数据按照空间要素分类、分层结构进行存储。

4.5 标准化处理

4.5.1 格式转换

参照数据分析梳理出的各类自然资源基础数据的数据格式类型，利用数据动态整合系统中的数据交换功能，完成不同数据格式如SHP、GDB、MDB等的数据转换。

4.5.2 模型转换

利用准备阶段的标准化数据模型文件，将土地、测绘、矿产、林草、水资源五类数据中的图层名称与属性结构定义内容进行规范化整理，自动化完成数据图层、属性字段结构、内容值域等转换处理，形成标准化的自然资源空间数据[6]。

4.6 对象编码统一赋值

为保证空间数据对象在整个数据资源中的唯一性，利用数据整合系统中的对象编码赋值功能，按照统一规则对自然资源数据空间对象进行编码赋值，实现空间对象的分类和标识，便于后续基于编码建立空间对象之间的关联关系。

4.7 文件组织整理

依照自然资源一体化数据库设计和质量控制规定，对文件名称、文件内容等规范化整理，处理完成之后，按照数据库入库的文件组织目录要求进行整理，便于自动检查与入库。

4.8 拓扑整理

依照宁夏自然资源数据资源整合与建库技术规范，利用数据动态整合系统中的拓扑整理工具，对各类数据进行拓扑错误检查与修复处理，使之满足数据入库要求。

4.9 元数据制作

元数据是完整数据的重要组成部分，其质量纳入数据质量控制和检查的工作范围。元数据采集要贯穿任务计划、资料分析、数据整合、检查验收、成果汇交等各个生产环节。

依照数据库设计与要求，参考《国土资源信息核心元数据标准》、《基础地理信息数字产品元数据》等规范文件，对待入库的数据进行元数据采集，并输出为标准元数据文件，標准的宁夏自然资源数据的元数据以XML文件存储。采集完后还应检查元数据内容是否完整，必填项内容是否为空等。

5  总结

整合现有的土地、测绘、地矿、林草、水资源等自然资源数据，构建统一的自然资源大数据体系，初步形成自然资源“一张图”。开展涵盖现状数据、规划管控数据、管理数据、社会经济数据的自然资源数据分析，并按照标准规范对数据进行整合;设计与构建自然资源一体化数据模型，并进行应用支撑服务系统的开发，支撑自然资源监管决策、自然资源调查监测评价及自然资源政务服务等业务需求是当前发展的方向。

参考文献：

[1]杨泽运，康家银，赵广东.利用QUICKBIRD全色遥感影像更新城市大比例尺地形图[J].测绘工程，2005，14（2）：29-31.

[2]齐立新，张新长，郭泰圣.规划数据的整理与分类研究[B].测绘通报，2013（08）：28-32.

[3]黄海英，钟生伟，胡景海.DLG质量检查探究[J].地理空间信息，2009（6）.

[4]孟令颂，陈鹏，童小华，等.基于全生命周期和改进事件的地籍对象时空数据模型研究[J].地理信息世界，2015，22（4）：51-56.

[5]汤国安，张友顺，刘咏梅，谢元礼，等.遥感数字图像处理[M].科学出版社，2004，3：189-198.

作者简介：刘丹（1991-），女，宁夏银川人，宁夏自然资源信息中心助理工程师，主要从事自然资源管理信息化规划及数据库建设技术标准、规范规程拟订和推广应用等工作。