基于河南省的土地基础数据融合研究

曲跃伟

摘 要：针对河南省现有土地基础数据种类多、内容重复、结构复杂、更新缓慢、管理分散、利用效率低的问题，提出对现有各种数据进行分析、整理、融合，以实现对数据的集成管理与高效应用。通过对河南省土地基础数据融合的技术路线与方法进行设计，对各项数据进行融合，并录入管理系统，以促进土地基础数据的信息化管理、应用和共享服务水平，为不同业务数据的深层次统计分析奠定基础。

关键词：土地;基础数据;数据融合;集成管理

中图分类号：P27 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0026-02

0 引言

随着信息技术在国土资源管理工作中的应用日益深入，河南省国土资源管理各业务部门形成了大量的专项业务数据;这些数据由于获取的方式、时间、数据内容、数据精度以及格式等的不同，存在各自独立存储，专项管理的特点，给日常工作需求以及数据管理带来极大不便。通过数据融合将多源的、异构的数据，采取一定的算法，将其集成起来，以实现数据的优化管理、有效共享，以及增值利用显得十分迫切。

本文通过对河南省土地基础数据进行分析，研究各数据基本特点，对融合数据的数据编码、数据分层、数据精度、数学基础等进行设计，采用科学的技术路线，对各种基础数据进行融合，以实现土地基础数据的集成管理、高效应用。

1 数据分析整理

由于各土地基础数据依托于不同的业务应用系统而产生，其数据采集的目的与标准的不一致性，使得产生的数据在格式、数据标准、存储形态等方面存在很大的差异，通过对拟融合的数据（包括土地调查、土地利用规划、基本农田划定、耕地后备资源、集体土地确权登记、遥感影像等）根据数据管理系统技术规范和相关的标准，对数据进行梳理、分析、归类，以便于设计不同的融合方法。融合前需根据各数据特征，将融合数据的内容划分为空间数据和非空间表格数据[1]。

空间数据融合的主要内容包括：数据格式、数学基础、要素分层、实体属性、拓扑关系、数据接边、影像镶嵌等。

非空间数据融合主要是对各种非空间数据表格进行融合。

由于各数据产生的时间、生产单位、依据的标准各不相同，数据质量参差不齐，为了保证融合数据的质量，还应对各项数据进行检查，以确保数据的完整性和一致性;数据检查质量要求主要包括以下内容。

数学基础：要求统一采用2000国家大地坐标系。

矢量数据：按照已有空间数据标准对各项数据进行质量检查，包括空间整体性、概念一致性、要素完整性、拓扑一致性、接边正确性。

栅格数据：主要是对栅格时相、分辨率、坐标参考等信息的一致性检查;非空间数据：主要是对数据结构一致性、概念一致性、格式一致性进行检查，保证标准一致。

2 融合技术路线设计

在数据融合前应保证各数据的术语、要素类型、属性项或字段名称概念和语义的一致，融合过程中采用的规范、规则及方法应保持一致。融合数据库在总体上应具有概括性和包容性，严格按照数据库标准和GIS技术要求，容纳原有数据库的全部信息，没有或尽量减少数据冗余，不重不漏[2]。

数据融合内容可以分为两个层面，即相同业务类型数据库融合与不同业务类型数据库融合[3]。针对此两种数据融合的技术路线如图1所示。

数据融合主要分为两个阶段工作，分别为数据融合准备阶段与数据融合阶段。

数据准备阶段通过研究待融合数据的有关文档材料，分析待融合数据的内容、数据格式、数据质量等具体情况，对数据库进行检查和评价;确定融合的要求和方法，并制定数据融合的计划方案，确定数据组织方式。

数据融合阶段是对相同业务类型数据与不同业务类型数据进行融合，最终实现核心数据库的建成。对于不满足要求的数据，根据不同融合类型对应的数据组织方式，进行融合处理。

3 数据融合

3.1 矢量数据融合

3.1.1 数据格式统一

矢量数据融合前需在数据格式上进行统一（shp），对于格式不符合要求的，需将原有的数据格式转换成规定的格式，转换后需满足空间实体无丢失;空间实体位置无偏移;空间实体几何精度符合要求;空间实体属性内容无缺失。

3.1.2 数学基础统一

数学基础的一致性是保证融合后数据在空间位置上保持一致的关键;根据融合要求，待融合数据需将数学基础统一转换为“2000国家大地坐标系”。对于数学基础缺失的，需重新定义其数学基础;对于数据基础不一致的，需进行统一转换（包括坐标转换、高程基准转换、投影变换等），将各基础数据转换至相同坐标系。

3.1.3 要素分层

由于不同的数据可能存在相同的数据图层，数据融合时需对相同内容的数据层进行取舍，以保证融合后的数据中图层的唯一性。

3.1.4 统一属性表达

由于不同的基础数据有各自的数据结构及字段定义，或參照的标准不同，导致属性值表达的语义、概念相同的属性代码存在不一致的现象。在核心数据库的融合过程中需要对不同图层的相同属性表达进行统一，保持全库的一致。

3.1.5 实体对象调整

将各要素层按照空间位置关系进行叠加，以某一要素层为基准图层，按照逻辑一致性要求，将其他各图层上的实体对象按照“低精度服从高精度”的原则进行相应的调整，调整时应保证不同要素层间实体对象的拓扑关系应正确。

3.1.6 拓扑重建

拓扑重建包括数据格式转换后的拓扑重建和实体对象调整后的拓扑重建，主要目的是在格式转换后或者实体要素调整后，保证各要素间逻辑关系正确，满足后期分析应用需求。

3.1.7 数据索引构建

由于融合后数据量巨大，为满足数据浏览、叠加分析、属性查询、空间查询、统计分析、空间面积量算等需求，需建立不同层级快速索引机制进行数据存储组织;通常以行政辖区、时间、标识码等方式为空间数据创建索引。

3.1.8 数据字典建立

根据各类数据中已有的各类数据字典，进行融合及制定融合后数据字典，包括：建立元数据标准;建立土地利用分类标准;建立土地利用规划分类标准;建立核心数据库操作权限类型;建立核心数据库各类数据标准;建立数据密级;建立各级行政代码等。

3.1.9 元数据维护

数据融合汇总后，需要对元数据进行重新生成和重新编制目录等。确保元数据与数据的关联的准确性;在数据经历重要处理时追加或更新相关元数据信息。

3.2 栅格数据融合

栅格数据融合即是对历年的各种比例尺的遥感监测影像数据进行融合。

3.2.1 栅格数据检查

由于遥感影像数据存在数据类型、影像分辨率等的不同，融合前需要先行对栅格数据进行检查。主要对数据完整性和一致性进行检查。保证遥感数据全覆盖，数据内容完整，格式一致。

3.2.2 栅格数据融合

影像数据融合的主要工作是对少数非IMG格式的影像进行格式转换，以及对同一辖区不同批次的影像进行镶嵌处理。对影像格式转换，要求转换后DOM数据的颜色不失真，分辨率不降低。对影像镶嵌要求镶嵌后地理范围全覆盖;镶嵌接边处无明显的色调突变现象，且相邻图幅接边地物要素应保持无缝拼接;镶嵌重叠带不出现模糊或重影;镶嵌后整体影像反差适中，色调均匀，纹理清晰。

3.2.3 栅格数据维护

栅格数据融合后通过系统对所有影像重新构建金字塔，统一赋空间参考。

3.3 非空间数据融合

非空间数据融合主要是对一些表格等文档资料数据的整合;包括各项数据是否完整，各项数据结构与相应的标准是否一致，数据格式与相关要求和标准是否一致，数据内容与空间数据汇总内容是否保持一致等;其处理方法为：（1）不符合標准要求的数据结构，修改非空间表格数据结构，与标准保持一致;（2）不完整的非空间表格数据，添加相应的数据;（3）不正确的非空间表格数据，按照相关标准重新计算统计;（4）格式不一致的非空间数据，按照规定格式进行格式转换。

4 融合入库

通过对全省土地基础数据的融合，剔除重复及冗余数据，重新构建拓扑关系，统一空间坐标信息，全面融合各专项业务数据，利用管理系统的入库工具将融合后的数据录入系统，通过对入库的数据进行数据完整性、图层完整性、数学基础、要素个数、数据浏览显示及运行情况等进行检核无误后，形成具有基础地理信息、行政区划数据、土地利用数据、土地权属数据、基本农田数据、土地利用规划数据、耕地后备资源数据、土地确权数据、遥感影像数据为一体的土地基础数据;通过数据管理系统对融合后的数据进行集成管理，以实现多业务数据的集成分析[4]。

5 结语

土地基础数据产生的多源化、数据管理的多平台化以及应用需求的专业化，造就了现有不同业务类型数据的获取方式、数据内容、数据精度、数据格式以及数学基础等的差异化，该差异化造成各种数据的重复获取、重复投入，并且同一数据的质量也存在差异，且给数据在管理分析应用上带来极大的制约，通过对其进行融合，建立土地基础数据库管理系统，实现各业务数据的统一管理、统一分析，不但充分发挥现有数据的社会效用，也便于在不用业务数据之间进行深度分析，为国土资源管理工作提供更全面、更有深度、更有意义的数据成果，服务于社会经济发展。

参考文献

[1] 郭黎.多源空间数据融合技术探讨[J].地理信息世界，2007（2）：62-66.

[2] 高艳芳.地球化学数据产品的整合与共享服务[D].北京：中国地质大学，2012.

[3] 孟祥明.城乡多源地籍数据一张图技术研究[J].测绘与空间地理信息，2015（11）：41-46.

[4] 章冯.增城国土资源数据整合研究[J].测绘与空间地理信息，2014（3）：189-192.