国源1：1万土地利用数据库建设解决方案

国源1：1万土地利用数据库建设解决方案

一、土地利用数据库建设的目的意义

　　土地利用现状数据经过整理、采集，并运用科学的方法，先进的技术，建立准确、高精度的土地利用数据库，对于实现土地管理工作现代化有着重大意义。
　　1、准确、实时的土地利用现状数据，为科学制定土地利用总体规划提供了基础和依据；
　　2、利用计算机管理土地利用现状数据，改变了以往手工办公方式，对土地管理工作走上科学化、现
　　　代化轨道具有重要意义；
　　3、以磁介质为媒体的电子数据改变了以纸介质为媒体的存储方式，防止了数据的丢失和损坏。

二、技术依据

1、中华人民共和国行业标准（草案）《县（市）级土地利用现状数据库标准》。
2、《全国土地利用现状调查技术规程》。
3、中华人民共和国土地管理行业标准TD1002— 93，《土地利用现状调查地（市）级汇总技术规程》。
4、中华人民共和国土地管理行业标准TD1003 — 94，《土地利用现状调查省级汇总技术规程》。
5、《土地利用现状调查技术规程》的补充规定和说明（1987年国家土地局）。
6、ZBA75002—89《测绘产品检查验收规定》。
7、中华人民共和国国家标准GB/T5791—93，《1：10000地形图图式》。
8、ZBA75003—89《测绘产品质量评定标准》。
9、国家基础地理信息系统全国1：25万地形数据库技术规定。
10、中华人民共和国国家军用使用标准GJB220249—94，军用数字地图数字化作业规范。

三、技术方法
　　依据《土地利用现状调查技术规程》和《县（市）级土地利用数据库管理系统》建库的具体要求进行。采用计算机技术，完成土地利用现状图件和属性的建库工作，其技术工作过程如下：

	（一）准备工作 1、分幅图扫描及校正　　根据树脂薄膜图相对于普通纸图变形小、不易伸缩的特点，所以数字化工作的底图采用薄膜二底图。扫描仪分辨率400dpi，以保证栅格图像的精度，以PCX格式存储数据。栅格图像校正采用四点定向方法，对于不能满足精度要求的情况，采用多点定向方法，根据图幅理论值，对栅格图像进行校正，并以BMP格式保存校正后数据。 2、理论图廓的生成　　根据1∶1万图幅分幅规则，由图幅号确定理论图幅四角经纬度，根据下列公式求得北京坐标系大地坐标，在AutoCAD下生成理论图幅内图廓。　　x = X + sinBcosB + sinBcos3 B(5-t2+9η2+4η4) + sinBcos5B(6l-58t2+t4) 　　y= cosB + cos3 B(1-t2+η2)+ cos5B(5-18t2+t4+14η2-58η2t2) （二）数据采集　　图形数据采集是在AutoCAD下完成的。根据土地利用现状图的实际情况以及规程要求，在AutoCAD下定制了一部分工具和符号并制定了相应的技术要点。　　1、根据图幅理论图廓，缩放校正后的栅格图象大小，移动栅格图象位置，使之与理论内图廓完全吻合。　　2、在图形矢量化过程中，将图象线条放大到3~4mm宽，在线条中间跟踪图象，在画曲线时，要求采点均匀，走线圆滑。　　3、对于相临图斑共用一条边界的情况，共用边界不重复跟踪，利用AutoCAD下边界处理的命令，利用已有边界，自动生成区域。　　4、在每张分幅图矢量化结束后，首先由绘图员自行检查，然后交检查员检查，最后将分幅图打印出来与膜图扣合，全部检查无误，分幅图才能进行拼接。　　5、在分幅图拼接过程中，采用人工拼接的方法。在拼接交叉点距离过大的情况下，以保证精度为前提，取交叉点的中点进行拼接。　　属性数据采集在地理信息系统平台MapInfo中进行。台帐数据录入结束后，根据详查控制面积，对汇总数据进行检查，以保证各行政单位各地类面积与控制面积相同。

	（三）数据转换　　数据转换是在MapInfo下接收AutoCAD拼接完毕的县（区）图的过程。首先要求在AutoCAD下以DXF格式保存图形，然后利用MapInfo的数据转换功能转入DXF文件，并对转入的点、线、面文件分层进行处理。　　根据《县（市）级土地利用数据库管理系统》的建库要求，建立数据库属性结构，并录入各类属性数据。对于地类图斑层，录入图斑的标识信息，完成图斑数据录入,达到图形数据与属性数据的一致性。　　建立完整的土地利用数据库工程。四、精度分析　　在土地利用数据建库过程中，成果精度主要取决于数字化精度。栅格图象人工数字化方法的误差主要存在于四个方面：一是图纸伸缩误差；二是图纸扫描误差；三是栅格图象校正误差；四是数字化时操作误差。　　1、图纸伸缩产生的误差　　图纸伸缩产生的误差由于纸张质地不同，差别也比较大。在实际工作中，我们接触的图纸纸质大致为两种，即聚脂薄膜和普通描图纸。根据详查规程要求，详查结束后，绘制聚脂薄膜底图，但是经过十多年存放，图纸在存储期间，由于受潮、热胀冷缩、折叠、磨损等因素影响，形状已经发生了或多或少的改变。一般50cm图纸的伸缩都在0.1cm之内。　　2、图纸扫描误差　　一般工程扫描仪的扫描精度偏低，而且由于其走纸机构设计缺陷，会造成“歪斜失真”。我们工作中采用的是美国Intergraph公司生产的ANATech EAGLE SLI 3840扫描仪，其扫描失真的出厂指标为±0.1%，实际工作精度均在0.06%以内。一幅50×50标准图幅的扫描误差一般小于0.025cm。　　3、栅格图象校正误差　　根据栅格图象的内图廓的四个顶点进行四点定向，由于扫描分辨率不同，定向误差如下表：

	土地利用现状图为1∶10000小比例尺地图，在实验中采用400dpi的分辨率进行图纸扫描，定向误差为1.27mm，纸上误差为0.127mm。　　4、数字化时操作误差　　在进行图形数字化过程中，由于人为习惯，操作方式不同，跟踪地图时视野大小，曲线圆滑程度，数字化后图斑面积必然存在着不同。下面是对同一块图斑进行多次跟踪得到的数据：

		根据公式： m=√∑[(mi-m平)/m平]2/n 其中：mI为每次测量的面积 m平为面积平均值 n为测量次数求得面积中误差为m=0.0026 下表为对面积大小不同的图斑，在两次跟踪后的结果：

	由以上的数据可知，在数字化的过程中，由于人工操作产生的误差是很小的，基本可以控制在0.5%以内。根据《土地利用现状调查技术规程》的规定，其它方法量算面积允许误差（见下表）

		5、误差综合评定　　根据加权平均值的方法，对以上四项误差进行综合评定。我们可以得出利用矢量化后的土地利用现状图计算的面积中误差一般为0.0015，也就是说矢量化后电子地图在精度方面完全可以符合《土地利用现状调查技术规程》的要求。
	五、质量控制　　质量控制贯穿土地利用数据库建设的全过程，包括扫描影像的质量控制、栅格图像校正的质量控制、数字化的质量控制、拼接的质量控制以及图形和属性数据一致性检查等。　　1、扫描影像质量　　图纸扫描确定分辨率400dpi，扫描速度10，扫描后图像清晰，内图廓四点容易提取。扫描误差一般小于0.025cm。　　2、栅格图像校正　　栅格图像经四点校正后，与理论图廓完全扣合。栅格图像的校正误差一般为0.02mm。　　3、拼接质量控制　　图幅拼接过程中，相临图幅对应要素间距离一般在0.6mm到1.0mm之间，取两要素的中点进行拼接。　　4、图形和属性数据一致性　　核查图形和台帐上的图斑数目，保证图形和台帐数据的一致性。　　5、详查数据与计算机计算数据比较　　通过土地利用数据建库工作，我们发现详查数据与计算机计算的图斑汇总数据存在着一定的差异，但差值比较小。　　（1）图斑面积对比

	（2）图幅面积对比

	（3）县、乡两级辖区汇总面积对比

	（4）土地利用一级分类面积对比

	利用计算机量算的图斑面积受到图纸伸缩误差、扫描误差、以及矢量化过程中操作误差等的影响，但避免了人为的计算错误，因此计算机量算的图斑面积更客观、更可靠。在两项差值比较小的情况下，我们认为可以逐步实现由详查面积向计算机量算面积的转换。六、成果输出　　1、标准1：1万土地利用现状图；　　2、土地统计台帐；　　3、土地统计簿一、二、三；　　4、乡镇土地利用现状图；　　5、土地利用现状数据库。

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