基于GIS技術(shù)建立土地利用數(shù)據(jù)庫

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1、指導(dǎo)2004級本科生科研，論文投稿論文參加2006年大學生挑戰(zhàn)杯大賽基于GIS技術(shù)建立土地利用數(shù)據(jù)庫——Geodatabase中拓撲關(guān)系的應(yīng)用鹿宇王安琪陳晨（首都師范大學資源環(huán)境與旅游學院04級GIS班）摘要：Geodatabase中的拓撲關(guān)系管理機制,涉及到Geodatabase及其數(shù)據(jù)存儲和建模、拓撲關(guān)系的實現(xiàn)、拓撲規(guī)則和屬性、拓撲關(guān)系正確性檢查和關(guān)系錯誤處理。以1：10000土地利用現(xiàn)狀建庫流程為例，突出介紹了拓撲空間關(guān)系檢查在土地利用現(xiàn)狀分析中實際應(yīng)用。關(guān)鍵字：Geodatabase拓撲土地利用0前言本世紀50年代以來，一場以微電子技術(shù)、空間技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)

2、相結(jié)合為特征的信息革命浪潮席卷全世界。在這場信息革命過程中，一門集地球科學、空間科學、環(huán)境科學、信息科學和管理科學新理論，并綜合應(yīng)用計算機技術(shù)、測繪遙感技術(shù)、現(xiàn)代地理學和自動制圖技術(shù)等最新成果的新興邊緣科學——地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，簡稱GIS）應(yīng)運而生。地理信息系統(tǒng)（GIS）是在計算機硬件軟件支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學的理論與方法，綜合地、動態(tài)地獲取、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。又GIS的定義可以看出，在地理信息系統(tǒng)中集中存儲了以下共同內(nèi)容：1）空間分布位置信息；2）屬性信

3、息；3）拓撲空間關(guān)系信息。由此可見，空間位置、關(guān)系與度量的描述在GIS中起著舉足輕重的作用。也由于該信息的存在，使得GIS有別于計算機輔助設(shè)計（CAD）、數(shù)字地圖、地理數(shù)據(jù)庫等?！巴負洹币辉~來自于希臘文，意思是“形狀的研究”。拓撲學是幾何學分支之一，作為近代數(shù)學的一門基礎(chǔ)理論科學，拓撲學已經(jīng)滲透到數(shù)學的許多分支以及物理，化學和生物學之中，而且在工程技術(shù)中也獲得了廣泛的應(yīng)用。由于拓撲學是研究圖形在拓撲變化下不變的性質(zhì)，拓撲學已成為地理信息系統(tǒng)空間關(guān)系的理論基礎(chǔ)，為空間點、線、面之間的包含、覆蓋、相離和相接等空間關(guān)系的描述提供直接的理論依據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系及其處理方法在高級的空

4、間分析處理和空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)質(zhì)量保證方面具有相當重要的作用。如果沒有相應(yīng)的高效檢查手段和可執(zhí)行的計算機輔助檢查工具，拓撲關(guān)系檢查勢必成為地籍數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作中的瓶頸環(huán)節(jié)。本文主要介紹了在土地利用地理信息數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建中空間拓撲關(guān)系的應(yīng)用。本文設(shè)計的軟件平臺是ArcInfo，就其拓撲功能而言，8.0的版本以前采用的都是經(jīng)典數(shù)據(jù)格式COVERAGE。在COVERAGE中，拓撲關(guān)系被完整地保存，并有一組檢查工具（命令和函數(shù)）供使用者對空間數(shù)據(jù)進行拓撲關(guān)系檢查并給出錯誤定位標識和相應(yīng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。從ArcGIS8.3開始，Geodatabase中引入了基于規(guī)則的拓撲關(guān)系管理這一新的概念和技術(shù)，

5、使其拓撲關(guān)系表達和管理能力有了質(zhì)的飛躍。為了檢查和維護空間數(shù)據(jù)的拓撲關(guān)系正確性,在ArcGISDesktop中給出了一組(編輯)工具,用于對空間數(shù)據(jù)根據(jù)用戶指定的拓撲關(guān)系規(guī)則進行編輯,并幫助用戶及時發(fā)現(xiàn)可能存在的拓撲關(guān)系錯誤。Geodatabase中并不實際保存拓撲關(guān)系。1實際應(yīng)用背景新一輪國土資源大調(diào)查自1999年啟動以來，根據(jù)《新一輪國土資源大調(diào)查綱要》和《國土資源大調(diào)查“十五”規(guī)劃》，采取新機制、新思路，運用新理論、新技術(shù)，認真組織實施，“一項計劃、五項工程”進展順利，總體上完成了規(guī)劃確定的目標任務(wù)，取得了豐碩成果。國土資源大調(diào)查期間，數(shù)字國土工程基本達到了預(yù)期目標，為全

6、面推進國土資源信息化建設(shè)奠定了重要基礎(chǔ)。目前，國家級國土資源數(shù)據(jù)中心初具規(guī)模，初步形成了支撐國土資源管理的地政、礦政兩大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理體系和地學基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫體系。完成土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫5個，包括國家級、省級和50萬以上人口城市的土地利用規(guī)劃、1999-2002年50萬人口以上城市的全國土地利用遙感監(jiān)測、建設(shè)項目用地等數(shù)據(jù)庫。全國土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫建設(shè)進展順利，已完成近700個市縣的建庫工作。完成礦產(chǎn)資源與地質(zhì)環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫5個，包括國家級和省級礦產(chǎn)資源規(guī)劃、礦產(chǎn)資源儲量、礦業(yè)權(quán)、全國7000個大中型及部分小型礦產(chǎn)資源儲量空間數(shù)據(jù)庫。完成基礎(chǔ)地學數(shù)據(jù)庫24個，包括中小比例尺區(qū)域地質(zhì)圖（

7、全國1:20萬、全國1:250萬、全國1:500萬）、區(qū)域水文地質(zhì)圖系列、全國地質(zhì)工作程度、礦產(chǎn)地、區(qū)域重力、地球化學、全國地質(zhì)資料目錄等數(shù)據(jù)庫。圖文地質(zhì)資料數(shù)據(jù)庫建設(shè)進展順利，完成了8000種重要圖文地質(zhì)資料的數(shù)字化?；A(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立和信息資源的開發(fā)利用，為各級國土資源政務(wù)管理信息系統(tǒng)運行提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。在國土資源建庫的過程中，ArcInfo中的Geodatabase無疑將提供相應(yīng)的前沿技術(shù)。拓撲分析在整個技術(shù)流程中也必將占有一席之地。深入的了解拓撲分析不但可以縮短數(shù)據(jù)庫建庫的時間，