“两区”划定数据库建设方法的研究

袁 伟

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 信息技术研究院，昆明 650041)

0 前言

2017 年4 月，国务院印发了《关于建立粮食生产功能区和重要农产品保护区的指导意见》，全面部署了“两区”划定和建设工作[1]。建立“两区”是永久基本农田划定以后，中央保障国家粮食安全、重要农产品有效供给的重大决策部署，将为农业供给侧结构性改革、农业现代化发展提供坚实基础。建立“两区”总体上共涉及“划-建-管-护”四个层面的内容，“两区”建立的总体目标要求：用3 年时间完成10.58 亿亩“两区”地块的划定任务，做到全部建档立卡、上图入库，实现信息化和精准化管理；用5 年时间基本完成“两区”建设任务，形成布局合理、数量充足、设施完善、产能提升、管护到位、生产现代化的“两区”。数据库建设是“两区”划定的重要工作内容，它是“两区”建设、管理、保护阶段的重要信息化基础资料。

1 数据库建设的结构及内容

“两区”划定数据库包含空间要素和非空间要素两部分[2][3]。空间要素主要包括境界与管辖区域、基本农田保护区域、“两区”划定区域、“两区”标志、高标准农田建设情况、栅格数据等；非空间要素主要包括表格信息和文档信息。其逻辑结构见图1。

图1 “两区”划定数据库建设逻辑结构图

1.1 空间要素

空间要素包括矢量数据和栅格数据两部分内容，采用分层的方法进行组织管理。

矢量数据包括“两区”划定要素，含“两区”地块、“两区”片块、“两区”区块、基本农田保护区等；“两区”田间工程要素，含点状地物、线状地物；基础地理信息要素，含区域界线、县级行政区、乡级行政区、村级区域等。

栅格数据包括数字正射影像图，数字栅格地图和其他栅格数据。

1.2 非空间要素

非空间数据主要包括管护数据、图件、汇总表格、文档资料等，其中表格信息采用二维关系表的方式进行组织管理，文档数据采用文件管理方式。

1.3 数据库表结构

数据库表结构包含数据字典、数学基础与数据组织。数据字典按《粮食生产功能区和重要农产品生产保护区划定数据库规范(试行)》定义的相关属性字段名、值域及数据描述等建立；数学基础按照《粮食生产功能区和重要农产品生产保护区划定技术规程(试行)》执行，同一专题的数据要组织成无缝拼接的整体，不同专题的地理图层数据统一采用国家2000 坐标系。

1.4 数据格式

矢量数据采用shapefile 格式，其命名采用“图层名称+6 位县级区划代码+4 位年份代码”的形式；栅格数据采用TIFF 格式，内容和格式需符合GB/T 17798 的规定。

非空间数据采用的格式分别为：表格数据采用mdb 格式，文档资料采用doc 或pdf 格式，图片采用jpg 或pdf 格式。

元数据采用xml 格式描述。栅格数据的元数据的内容和格式符合GB/T 19710 技术要求；矢量数据的元数据主要包括数据标识、空间参照系统、数据内容、数据质量4 个部分。

2 数据库建设的流程

数据库建设主要包括准备工作、数据收集与整理、数据汇总与拼接[4]、质量检查、建库参数设置、数据入库、运行测试等环节，详细操作流程见图2。

2.1 准备工作

数据库建设的准备工作主要包括组织准备、人员、计算机软硬件设备等的准备。目前，生产单位较常用的数据建库软件采用为ArcGIS。

2.2 数据收集与整理

数据收集与整理主要包括工作中需要分析利用的相关参考资料和“两区”划定的成果资料两部分。

按照“两区”划定技术规程的要求，确保“两区”划定成果的质量，需从农业农村局、自然资源局、林业和草原局等部门收集已完成的相关成果资料予以分析利用。因历史原因，所收集的矢量数据采用的坐标系统与“两区”划定要求的坐标系统不一致。因此，需通过坐标转换的方法将各矢量数据统一到国家2000 坐标系。对全县数据而言，一般通过收集覆盖全域的高等级控制点坐标成果计算七参数的方式完成数据成果的坐标系统转换。

“两区”划定成果资料主要包括两区、两区片块、两区地块、汇总表格、图件及其他文档资料等内容。

图2 “两区”划定数据库建设流程图

2.3 数据入库

2.3.1 入库前检查

地物、地貌、权属界线、两区、两区地块、两区片块等要素的属性按《粮食生产功能区和重要农产品生产保护区划定技术规程(试行)》的要求全部填写并检查完善。

入库前的检查主要从入库资料的完整性、规范性、准确性、一致性等方面做全面检查，并整改完善。对矢量数据而言，坐标精度统一要求为0.0001m，XY 容差统一设置为0.001m，图形检查的拓扑容差统一要求为0.001m。其中，点状要素重叠检查、线状要素碎线检查、面状要素相邻节点检查、面状要素碎小图斑检查、面状要素狭长角检查的容差以农业部下发的粮食生产功能区和重要农产品生产保护区划定成果质量检查软件的质检规则的规定为准。对管护数据而言，务必保证字段格式正确、必填字段信息完整，身份信息真实有效等。入库照片需特别注意检查其分辨率不低于规程要求的值，但又不宜过大。

2.3.2 数据建库

矢量数据按不同的类型分层，以shape 格式存储在指定的文件夹中，全库统一更新标识码、计算两区面积等，命名规则严格执行《粮食生产功能区和重要农产品生产保护区划定数据库规范(试行)》的要求；栅格数据采用TIFF 格式，不同种类的栅格数据分别存储到不同的栅格数据文件夹中。

非空间要素以mdb 格式存储，使用ArcGIS Desktop 中的ArcCatalog 模块在指定文件夹中创建新的个人地理数据库，按要求建立各表格要素，并完成信息录入。需要说明的是：数据库中要求的浮点型字段，在mdb 数据库中需设置为小数，并设置相应的小数位数。照片、文档资料按命名规则完整命名并存放到指定文件夹中，数据库中录入的路径信息必须和存放位置保持一致，保证后期应用时能正常调用相关信息。

2.3.3 入库后检查

通过人工和计算机相结合的检查方式对入库后的数据进行检查。入库后的矢量数据、栅格数据、管护数据及文档资料等的数量应与入库前的数量一致，各矢量数据对应的对象数量应与入库前的数量一致，统计表格的记录数量应与入库前的数量一致。

2.4 数据库质检

数据库质检可通过农业农村部统一下发的粮食生产功能区和重要农产品生产保护区划定成果质量检查软件进行，该质检软件可实现从数据的完整性、矢量数据、管护数据、栅格数据、元数据、数据一致性等方面进行检查。针对检查出的错误及警告信息，在其检查报告中有详细的记录，可较方便地通过对照检查记录完成对数据的修改。

3 质量控制

数据库建设是“两区”划定工作的关键性工作，直接关系到本项工作的成败。在数据库建设的组织策划阶段就需要成立专门的质检小组，在数据库建设的各个阶段，在完成自检的基础上，全程参与质量检查，切实履行好“两级检查”的职责。“两级检查”执行过程中，需分别填写好检查记录和修改记录。针对数据建库，需仔细填写入库台账备查。

质量控制主要体现在制定并严格遵守数据建库流程，主要完成数据入库前的检查、入库过程中的检查及入库后的检查3 个阶段。质量控制的内容主要体现在数据的完整性、准确性和逻辑一致性，以及空间数据分层和文件命名的规范性等方面。

4 存在的问题及解决方法

“两区”划定数据建库过程中存在的常见问题有：(1)文件命名错误或不规范，导致软件无法识别相关数据；(2)汇总表格中的面积与矢量数据统计的面积不一致；(3)日期一致性错误；(4)元数据信息记录不全。

针对以上常见的问题，数据建库过程中要认真研究规程中对数据命名格式的要求，严格按要求对各要素命名；统计表及矢量数据的属性值均需严格按规程要求的精度赋值；针对日期一致性的问题需按“两区”划定流程的时间节点认真检查填写；熟悉元数据的数据格式，据实认真填写相关内容。

针对质检软件检查出的非技术原因造成的错误和警告信息，如质检软件不能识别的生僻字报“非法字符”类错误，可通过当地农业主管部门出具相关的情况说明，逐级向上级汇报解决。

5 结语

“两区”划定数据库是“两区”划定成果的记录和证明，是“两区”划定工作中的一个及其重要的环节，能否快捷高效地建立数据库，关系到“两区”划定工作的具体成效。数据的收集与整理、数据建库方法、数据建库软件的选择在数据库建设过程中都起着关键的作用。建立运行良好的“图-库-实地”一致的数据库系统为“两区”的建设、管理、保护等提供了信息化的基础，达到“两区”划定的目的与意义。