土地利用数据建库

6.5.1 数据库建设技术方法及工作流程

6.5.1.1 技术方法

基于遥感影像土地利用数据建库，是以武汉中地公司开发的 MapGIS 土地利用数据库软件为工作平台，以县级行政辖区为单元，将已有的乡级及以上行政界线（采用全国第一次土地详查所确定的行政界线）叠加在以县为单位镶嵌的 1∶1 万正射影像图上，以正射影像图为本底图，参考已有的土地利用数据库或土地利用详查数据，结合遥感影像解译资料，采用人机交互的方式，目视解译采集地类图斑边界、线状地物，提取工作区土地利用分类信息。分别建立确定图斑、不确定图斑、样本图斑层，并制作外业调查工作底图，对不确定图斑、样本图斑以及抽取一定比例的确定图斑到外业进行实地验证，通过外业后处理，最终建立基于遥感影像信息的土地利用数据库。

6.5.1.2 工作流程

工作流程如图 6-19 所示。

图 6-19 基于遥感影像信息土地利用数据库建设工作流程图

6.5.2 数据采集

以县级行政辖区为单元，将土地利用数据库中乡级及以上行政界线套叠在正射影像图上，结合样本影像信息并参考已有的土地利用数据库和土地利用详查资料，采用目视解译方法提取土地利用现状信息。

（1）多元数据复合分析。

1）与已有土地利用数据库复合。利用已建成的土地利用数据库与正射影像数据叠加，参考数据库地类属性数据，根据遥感数据的光谱和空间特征，通过人机交互采集土地利用现状信息。如图 6-20 所示。

图 6-20 遥感影像与土地利用数据叠加示意图

2）与土地利用现状图复合分析。对于未建成土地利用数据库的，将收集到的土地利用现状图扫描、纠正、投影变换后与正射影像套合，辅助提取土地利用现状信息。如图 6-21 所示。

图 6-21 土地利用现状图与遥感影像图复合示意图

（2）数据采集方法及要求。

1）使用MapGIS软件进行分层矢量化，为了保证数字化精度，我们要求显示窗口放大比例在100倍以上，采用半自动、交互式分层矢量采集，这样才能保证与影像同名地物不偏移。

2）将原土地现状数据库行政界线套合在DOM影像上，根据行政界线与影像套合情况，采用修正的方法进行局部调整，即影像上以线状地物为界的原行政界线明显偏离的，以影像上线状地物为准作局部修正，影像上没有线状地物作参考的直接采用原行政界线。

3）被乡级以上行政界线、地类界线、线状地物等分割而成的封闭地块为一个图斑。上图图斑的最小面积为：耕地和农村居民点最小上图面积为3mm2×3mm2（实地为900m2），其他地类为3mm2×5mm2（实地为1500m2）。

4）地类图斑边界的采集，可采取先易后难、先平原区后山区的方法，即先采集易于判读的居民地边界，然后依次采集纹理清晰的铁路、公路、河流、沟渠等，最后采集难以区分的地类边界。

5）线状地物：对于实际宽度小于30m的铁路、公路、河流等，沿影像轮廓中心线按图示用相应单线勾绘，大于等于30m的按图斑处理，当线状地物宽度变化大于20％时，分段标记。宽度量测除其本身宽度外还包含其两侧不以排灌为主的路沟及行道树。

6）河流：河流宽度为常水位线水面宽度。常水位线以原土地利用数据库数据或正射影像为准，如土地数据库所标位置偏移较大时可做适当移动，河流宽度不再实地调查。

7）公路林带：公路两侧种植的实际宽度大于等于30m的林带，按实际宽度标绘。公路宽度小于30m，而单侧林带宽度大于30m的，公路按线状地物标识，而林带则按实际宽度标绘。

（3）数据分层。按照《基于遥感影像土地利用数据库标准》的图层划分和命名规则将矢量数据分别建立县级政区、地类图斑、线状地物、行政界线、地面控制点、地类界线、注记、样本图斑线、不一致图斑线等数据层。

（4）属性结构的建立及属性输入。按照《基于遥感影像土地利用数据库标准》对分层数据分别建立属性结构，逐层输入属性内容。

（5）建立数据字典。数据字典设计是数据库设计的一项重要内容。新建工程前首先要建立系统的数据字典文件。依据《基于遥感影像土地利用数据库标准》定义的相关属性字段名、值域以及数据描述等建立基于遥感影像土地利用数据库运行所必需的数据字典。主要包括地类编码、行政区和权属单位等数据字典。

1）设置数据字典参数。按照国标《中华人民共和国行政区划代码》，省级行政区、省辖市级行政区、县级行政区的行政代码长度均为2位，乡级及行政村级政区代码均为3位。在“土地利用数据库管理系统”中，依次设置各级行政区划代码位数。如图6-22所示。

图 6-22 新建数据字典

2）编辑数据字典。根据技术要求中规定的基于遥感影像的土地利用分类，修改、增添或减少数据字典中的地类码。如图6-23所示。

图 6-23 编辑数据字典

（6）建立接图表。接图表文件记录了每个图幅的图名、图号、经度、纬度等信息，是标准图幅输出的依据。本项目接图表是根据大地坐标建立索引（图6-24）。

图 6-24 建立接图表

（7）数据入库。经过入库前数据检查，准备好完全拓扑无错误和图数一致的数据，并且建立好数据字典和接图表后，可建立工程文件，进行数据入库管理。

以县级行政辖区为单位，对采编的行政辖区、行政界线、地类图斑、线状地物、地类界线、注记、影像、DEM 等文件进行数据整理入库，建立土地利用信息管理数据库。

（8）数据预处理。数据预处理是进行表格汇总打印输出的前提，是为汇总输出和空间分析进行数据准备。实质上是扣除线状地物的面积、利用耕地系数计算耕地面积以及每个图斑净面积的计算。如图 6-25 所示。

（9）数据汇总。汇总输出各类面积汇总表。建立基于遥感影像土地利用数据管理系统。

图 6-25 数据预处理

徐才江1 陈和平1 陈志荣2

（1.宁波市国土资源局江北分局信息中心，宁波，3150202.浙江大学浙江省资源与环境信息系统重点实验室，杭州，310028）

摘要：元数据对促进土地基础数据的管理、使用和共享均有重要的作用。在对土地利用现状数据元数据的描述和元数据构成要素及其关系分析的基础上，设计并分析了土地利用现状元数据管理系统的框架结构和系统设计流程，结合实例详细介绍了用XML组织土地利用现状元数据内容和用XSLT转换XML文档的具体实现方法，最后在开发的土地利用现状数据库系统（LandEx）中进行集成，实现了有效管理土地利用现状数据的目的。提出并设计实现的元数据管理系统在土地基础数据管理实践中具有一定的代表性和通用性。

关键词：元数据；土地利用；信息系统

土地利用现状、土地利用规划、地籍、地价等土地基础数据是进行土地管理和相关工作的基础数据之一，它在编制国民经济计划、土地利用总体规划、基本农田保护区划及日常土地证发放等方面具有重要的意义。但是，由于其数据来源复杂，数据格式多样，数据的空间、时间和属性信息变化快等特点，如何更好地管理和使用这些数据已成为各级土地管理部门面临的突出问题。负责数据生产的部门需要有效的数据管理、维护和更新方法；而数据使用部门需要一种更快、更加全面和有效的方法从土地基础数据库中发现、访问、获取和使用现势性强、精度高、易访问的数据。在这种情况下，土地基础数据的内容、质量、状况等元数据信息变得尤为重要，成为土地基础数据有效管理和应用的重要手段。因此，如何在土地基础数据库中建立有效的元数据管理系统成了土地基础数据库建设与更新的核心内容之一。

目前，地理空间数据元数据的研究主要偏向于元数据标准的制订和发展，而各种元数据标准是为了描述如何实现数据维护、数据共享、查询和传输等功能，至于如何在计算机上组织实现和管理这些元数据信息则涉及的较少。在这种背景下，本文以浙江省土地利用现状数据元数据管理系统的实现为例，提出了用XML进行描述、组织和存储土地利用现状空间数据的元数据，论述了元数据管理系统的设计与实现过程，最后在系统中实现了土地利用现状元数据的有效管理。

1 土地利用现状元数据概述

1.1 元数据在土地利用现状应用领域的内容

元数据被概括地定义为“关于数据的数据”。在地理空间数据中，元数据是指地理空间相关数据集和信息资源的描述信息，它通过对地理空间数据的内容、质量、条件、位置和其他特征进行描述与说明，帮助和促进人们有效地定位、评价、比较、获取和使用地理相关数据。在土地管理领域，土地利用现状元数据主要是关于土地利用空间数据和相关信息资源的描述信息，主要包括：标志信息、数据集名称、数据集引用信息，数据集质量信息，数据集性质，数据集格式，空间参照系统信息，内容信息等。

1.2 元数据构成要素及其关系

根据《中国可持续发展信息共享元数据内容标准》中关于元数据的论述，可将元数据分为三层：元数据子集、元数据实体和元数据元素。元数据元素是元数据的最基本单位，在元数据实体中是唯一的；元数据实体是相同特性的元数据元素的集合，由一个或多个相同特性的元素构成；元数据子集是相互关联的元数据实体或元素的集合。在同一个子集中实体可以有两类，即简单实体和复合实体，简单实体只包含元素，复合实体既包含简单实体又包含元素，同时简单实体与复合实体及构成这两种实体的元素之间具有继承关系。因此，浙江省土地利用现状元数据子集、元数据实体和元数据元素之间的相互构成关系可以用图1进行说明，其中地理范围为复合实体，包括了地理描述和地理坐标范围两个简单实体。

图1 元数据构成要素关系图

2 基于 XML 的土地利用现状元数据系统设计与实现

2.1 系统的总体结构框架

设计的浙江省土地利用现状元数据管理系统通过9个功能模块组成，各模块按图2进行详细划分。元数据创建模块提供了元数据的初始创建，其中关于空间数据的内容信息通过自主开发的数据库引擎（ReSDE）从数据库中自动读取，保证了元数据内容与空间数据的一致性。图3为元数据 *** 作界面，根据土地利用数据的特点进行创建元数据。转换模块是为了满足用户多种格式的输出和显示需求而进行的对XML文档的转换，采用XSLT、JavaScript技术实现。显示模块也叫元数据浏览模块，是在元数据XML文档转换基础上的显示样式。图4是系统中根据定义好的XSLT样式文件经过XSLT处理器做相应转换后的元数据信息显示效果，左边目录树为数据库中土地利用的空间数据集，只要选择其中的数据集，右边就会显示其对应的元数据信息。图1中元数据的关系可以通过点击相应的数据节点进行逐步展开浏览，元数据子集对应的是第一层节点，下一层为元数据实体，如果是复合实体还可以继续展开浏览，直到元数据元素。由于土地利用现状空间数据会随着土地的变更等 *** 作而经常发生变化，因此描述其空间数据的元数据也就会做相应的改动，编辑模块提供了这种实时修改现有元数据的功能。元数据存储模块负责对土地利用元数据的XML文档进行存储。为了满足元数据管理系统的安全性需要，系统提供了用户登陆和身份认证的功能。查询模块是面向所有用户的，不涉及用户对元数据内容的修改等，所以不需要身份认证，可以满足用户对所需数据的快速查询、访问等功能。

图2 元数据管理模块划分

图3 创建与编辑元数据

图4 浏览元数据

2.2 系统设计流程

本文设计实现的土地利用现状元数据管理系统是在Oracle 9i数据库平台上采用VC＋ ＋6.0开发的，用到了XML、XSLT、JavaScript的相应技术。元数据系统设计的过程如图5所示。土地利用现状元数据组织成XML文档时，结构大致按照图1元数据要素的构成关系进行组织元数据集，最后把所有的元数据子集组织成一个XML文档，XML文档中的内容根据具体要管理的对象来决定，这里按照《浙江省土地利用现状更新调查技术报告》中元数据样式参考规范中的内容结构进行组织，其中标签设计参照FGDC元数据标准和ISO/TC211元数据体系来确定。完成设计后的XML文档可以有多种存储方式，可存在数据库或文件系统中，本系统采用Oracle 9 i作为后台数据库，将元数据信息存在表空间中，并创建与空间数据集关联的一组表来对元数据进行管理。功能模块设计主要根据图2所示的每种功能做具体编码实现。XSLT转换文档设计主要是定义相应的样式文件来让XSLT处理器对XML文档做相应转换工作。用户界面设计以每个数据子集按一个属性页的方式进行设计，以方便用户查找和 *** 作。

2.3 实例分析

2.3.1 元数据的 XML 表达实例

可扩展标记语言XML是W3 C （万维网联盟）认可的文档标记标准。定义了利用简单的、人类可读的标签对数据进行标记所采用的一般语法，提供了计算机文档的一种标准格式。XML一个很大的优点是自定义性，DTD和XML schema从功能上来说就是一种元数据，还可以利用XML Schema对元数据进行扩展。由于元数据描述对象的不同层次之间具有图1所示的隶属和继承关系，因此，非常适合用XML来组织和表达这种关系。

把元数据组织成XML文档时除了合理的结构安排还要注意标签的使用，以增加XML文档的可读性。具体XML部分代码组织形式如下：

＜？xml version＝′1.0′encoding＝′gb2312′？＞

＜？xml－stylesheet type＝″text/xsl″href＝″workxsl.xsl″？＞ ＜！—指定相应的转换样式表－ － ＞

＜metadata＞

＜spatialrefInfo＞

＜name＞《中华人民共和国行政区划代码》（GB/T2260－1999）＜/name＞

＜refname＞1980 西安平面坐标系＜/refname＞

＜coortype＞投影坐标系＜/coortype＞

＜projname＞高斯－克吕格投影（3 度带）＜/projname＞

＜/ spatialrefInfo ＞

＜/metadata＞

2.3.2 XML 文档的转换实例

由于XML的内容与表示是分开的，并不描述其内容如何被显示，为了满足用户多种格式的输出和显示需要，所以对XML文档要进行转换工作。利用XSLT技术，在对相互信息定义和结构了解的基础上，建立相应的样式文件来让XSLT处理器做相应的转换工作，从而可以面向用户进行直观地显示。具体对应上面XML文档的XSLT转换代码如下：

＜？xml version＝″1.0″encoding＝′gb2312′？＞

＜xsl：stylesheet xmlns：xsl＝http：//www.w3.org/TR/WD － xsl TYPE＝″text/javas-cript″＞

＜xsl：template match＝″/″＞

＜！—说明：调用程序中 JavaScript 定义的函数，以响应鼠标事件 － － ＞

＜div CLASS＝″ph2″onmouseover＝″doHilite （）″onmouseout＝″doHilite （）″

onclick＝″hideShowGroup （this）″＞空间参照系统信息

＜info＞ ＜xsl：value－of select＝′metadata/ spatialrefInfo /name′/ ＞ ＜/info＞ ＜br/ ＞

＜info＞ ＜xsl：value－of select＝′metadata/ spatialrefInfo / refname′/ ＞ ＜/info＞ ＜br/ ＞

＜info＞ ＜xsl：value－of select＝′metadata/ spatialrefInfo /coortype ′/ ＞ ＜/info＞ ＜br/ ＞

＜info＞ ＜xsl：value－of select＝′metadata/ spatialrefInfo /projname′ / ＞ ＜/info＞ ＜br/ ＞

＜/xsl：template＞ ＜/xsl：stylesheet＞

转换后的XML文档是HTML，由于HTML是静态的，为了方便浏览和满足友好的交互性要求，用JavaScript语言做相应编码来达到目的，具体函数调用的方式见代码说明。

3 结语

根据本文所述设计并实现的浙江省土地利用现状数据元数据管理系统在实际应用中取得了很好的效果，满足了数据管理和元数据 *** 作的基本要求，并具有 *** 作简单、用户界面良好等特点。由于土地利用现状数据元数据具有地理空间数据元数据的一般特点，所以本文提出的元数据管理系统的设计和实现方法在实践中具有一定的代表性和通用性，它不仅适用于土地利用现状数据的元数据管理系统中，而且对开发土地基础数据库其他元数据系统也具有一定的实用性。在实际工作中，除了对构建元数据管理系统重视外，还应加强对土地基础数据元数据标准的研究工作，从而建立更加科学合理的描述土地基础数据的元数据标准。

参考文献

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