自然资源时空大数据建设内容研究

赵福君 李入洋 朱崇高

（1.连云港时空智能信息有限公司 江苏连云港222000；2.连云港市赣榆区自然资源和规划局 江苏连云港222000）

1 引言

2018 年3 月国家正式成立了自然资源部，将原有分散于国土部门、林业部门、海洋部门、水利部门、测绘地理信息部门等管理的与自然资源相关的数据统一由自然资源部管理。自然资源相关的时空数据涉及到水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂、矿产七个方面，是一个涵盖多个原行业或部门的综合性的新数据集合。因此，自然资源大数据必然是数量庞大的、多源异构的、格式各异的、各种不同标准的数据集。此外，为了监测自然资源的变化需要定期或不定期的开展调查或年度变更等对数据的现状情况进行管理，由此产生了多时态的时空数据。

由于自然资源部成立时间不久，自然资源相关数据的概念也是新兴事物，因此,目前从事自然资源管理相关方面的研究机构比较少，形成具有指导意义的规范和标准很少，基于此本文以江苏省连云港市赣榆区的自然资源数据为例，探索出适合赣榆辖区内的自然资源时空大数据的建设内容。

2 研究内容

2.1 研究范围

赣榆地处苏鲁交界，海洋、农业、矿产、水利等资源丰富，涵盖了水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂、矿产等自然资源统一确权关注的全部内容，研究赣榆自然资源数据具有典型的代表性。

2.2 单元划分及代码

自然资源登记单元科学划分是确权登记工作的前置条件和工作基础[1]。登记单元的划分和代码编制是以《不动产单元设定与代码编制规则》、《不动产登记暂行条例》、《信息分类和编码的基本原则与方法》（GB/T 7027）作为参考依据，探索自然资源的登记单元及代码[5-7]。

自然资源的划分单元按照水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂、矿产七类划分自然资源类型，紧邻相同地类划分为一个单元，代码采用七层28 位层次码结构，由自然资源代码与定着物单元代码构成。自然资源单元代码结构如图1 所示。

图1 自然资源单元代码结构图

2.3 关键属性信息

根据自然资源的特点，关键属性信息包括自然资源单元面积、自然资源单元类型、自然资源单元类别、自然资源单元面积、自然资源单元类别数量、自然资源单元类别质量、自然资源单元位置（包括空间坐标和四至描述）、用途管制要求、生态红线要求、特殊保护要求、变化原因及变化内容等。

2.4 数学基础

1、平面坐标系

采用“2000 国家大地坐标系”。

2、高程系统

采用“1985 国家高程基准”。

3 实现方法

3.1 模型选择

根据自然资源数据的特点，基态修正模型是非常适合建立自然资源时空数据库的模型。基态修正模型是记录时空对象的初始状态，在后继的时间序列中只记录相对于前一时刻变化的部分，通过两者叠加获得后继时态版本[5]。

3.2 建模方法

由于各类自然资源之间存在很多空间上的重叠，加上矿产资源、水资源等资源管理的特殊性，采用传统二维数据表达方式进行自然资源数据展示及管理已经难以满足业务管理的需要[6]。因此,自然资源调查数据的成果需要采用三维建模技术，实现全领域三维真实模拟数据。

3.4 存储策略

由于关系型数据库是由多张能相互关联的数据表构成[7]，因此其在数据分析、统计挖掘中具有比对象型数据库更加方便和灵活的特性，与各自然资源相互关联的特性相一致。因此，选择关系型数据库更为合理。

4 数据库建设

4.1 数据关系建立

按照水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂、矿产等划分自然资源分类，此为第一层级。并设定特征码：水流为1，森林为2，山岭为3，草原为4，荒地为5，滩涂为6，矿产为7，其他为0；

分别按照水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂、矿产各自的子类进行标示定着物并以01 开始，其他类为00；

按照行政区划，各自然资源特征码和定着物特征码可以进行统计分析、汇总、数据挖掘等各类应用。

4.2 表结构设计

自然资源时空大数据数据库的表结构主要包括行政区划代码、自然资源单元代码、坐标、四至描述、时态记录、与时态记录相对应的变化原因及内容等。自然资源单元代码表结构主要包括自然资源区代码、自然资源子区代码、自然资源特征码、自然资源顺序号、定着物特征码、定着物单元号等。

自然资源特征码表结构主要包括自然资源特征码标示及其说明等。

定着物特征码表结构主要包括定着物特征码及其说明等。

5 结束语

通过对自然资源时空大数据建设内容的研究，保证了自然资源数据的三维特征和时空信息的完整性，保证了自然资源数据在空间数学基准上的一致性，保证了自然资源编码在全国范围内的唯一性。一方面为自然资源调查内容与方法做足准备，另一方面也为自然资源数据各类应用提供了数据支持。