大比例尺土地利用現(xiàn)狀圖縮編方法研究――以清遠(yuǎn)市為例

1、收稿日期：大比例尺土地利用現(xiàn)狀圖縮編方法研究以清遠(yuǎn)市為例李永全王結(jié)臣李麗（南京大學(xué)地理信息科學(xué)系，南京第一作者歲，男，碩士生）摘要土地利用現(xiàn)狀圖是進(jìn)行城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃的重要依據(jù)，對于全面加強(qiáng)土地管理、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要作用不同的使用目的需要不同比例尺的土地利用現(xiàn)狀圖地圖縮編為目前得到不同比例尺的地圖所廣泛采用的方法純手工的地圖縮編方式速度慢、精度差，而全自動(dòng)地圖縮編仍是困擾地圖學(xué)界的一個(gè)難題本文研究并介紹了采用軟件對大比例尺土地利用現(xiàn)狀圖進(jìn)行半自動(dòng)化縮編的方法關(guān)鍵詞土地利用現(xiàn)狀圖；地圖縮編；人機(jī)協(xié)同中圖分類號(hào)土地利用現(xiàn)狀圖是用空間方式表達(dá)一定區(qū)域內(nèi)的當(dāng)前土地利用類型分布、面積及土地

2、利用結(jié)構(gòu)的專題地圖土地利用現(xiàn)狀圖作為土地利用現(xiàn)狀調(diào)查的主要成果，能夠?yàn)檎贫ㄍ恋乩每傮w規(guī)劃，合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)提供科學(xué)依據(jù)，也為各級(jí)政府部門制定區(qū)域規(guī)劃、農(nóng)業(yè)區(qū)劃和國土整治提供參考數(shù)據(jù)但不同的使用目的需要不同比例尺的圖件，例如在土地利用規(guī)劃中經(jīng)常需要不同比例尺的土地利用現(xiàn)狀圖件建立一套多比例尺的土地利用現(xiàn)狀圖庫，對于更好地實(shí)現(xiàn)國土資源信息化管理以及在城市建設(shè)、政府決策等方面有十分重要的意義本文結(jié)合作者參加清遠(yuǎn)市土地利用現(xiàn)狀圖縮編的有關(guān)工作，針對過去地圖縮編方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低下等問題，著重介紹了在軟件環(huán)境下對土地利用現(xiàn)狀圖半自動(dòng)化縮編的方法，詳細(xì)論述了其中若干關(guān)鍵過程的處理技巧該方法可有

3、效提高縮編過程的效率，節(jié)省工作量、費(fèi)用土地利用現(xiàn)狀圖縮編方案地圖縮編即由大比例尺制圖資料作為工作底圖編制較小比例尺地圖的過程盡管眾多的專家學(xué)者在自動(dòng)化綜合縮編領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，但該項(xiàng)工作在目前的理論技術(shù)水平下還難以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前很多制圖軟件、軟件都包含了一些可以用于地圖綜合縮編工作的功能模塊，但還缺乏完善的解決策略針對當(dāng)前情況，比較可行的方案是：借助于某種軟件或制圖軟件，采用人機(jī)協(xié)同的工作形式，將地圖綜合過程分解，合理地進(jìn)行人機(jī)分工，交互式地完成地圖縮編工作按照要求，縮編后的土地利用現(xiàn)狀圖庫數(shù)據(jù)格式為軟件支持的格式，同時(shí)考慮到軟件擁有較強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯和空間分析功能以及專門購買制圖綜合軟件花費(fèi)過高

4、等現(xiàn)實(shí)條件，選擇軟件為主要縮編實(shí)施工具，縮編過程中相關(guān)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換則借助軟件實(shí)現(xiàn)本工作中進(jìn)行縮編的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為清遠(yuǎn)市：萬土地利用現(xiàn)狀圖清遠(yuǎn)市位于廣東省的中西部，由佛岡縣、連南縣、連山縣、清城區(qū)、清新縣、陽山縣、英德市六縣一市組成該市總面積約萬，：萬土地利用更新調(diào)查由各縣獨(dú)立完成由于數(shù)據(jù)生產(chǎn)跨越時(shí)間長，多種方法、多種軟件生產(chǎn)，各縣的數(shù)據(jù)格式、編碼方案均不統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式主要有軟件支持的格式、軟件數(shù)據(jù)格式及國土資源部制定的數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)內(nèi)容包括權(quán)屬區(qū)、權(quán)屬界線、圖斑層、線狀地物、零星地類、注記等，由于各縣自然地理?xiàng)l件不同，圖層數(shù)量也不完全統(tǒng)一這次縮編工作任務(wù)如下：）建立一套多比例尺的土地利用現(xiàn)狀圖庫；）結(jié)

5、果圖庫中的數(shù)據(jù)格式為軟件支持的格式；）各縣數(shù)據(jù)擁有統(tǒng)一的編碼方案和屬性庫；）各縣數(shù)據(jù)擁有統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，相同比例尺的縣級(jí)數(shù)據(jù)可以拼接成完整的市級(jí)土地利用現(xiàn)狀圖依照縮編工作任務(wù)，確定技術(shù)方案，如圖縮編實(shí)施過程與方法數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換為了規(guī)范和指導(dǎo)縣（市）級(jí)土地利用數(shù)據(jù)建庫及數(shù)據(jù)交換，國土資源部年基于枟地球空間數(shù)據(jù)交換格式枠技術(shù)框架發(fā)布了數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式即為該數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的土地利用矢量數(shù)據(jù)交換格式這種數(shù)據(jù)格式對土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行了細(xì)化和定義，規(guī)定了土地利用要素的分類代碼、數(shù)據(jù)分層、數(shù)據(jù)文件的命名規(guī)則，空間幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的年月第卷第期山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）（）圖技術(shù)方案圖結(jié)構(gòu)及元數(shù)據(jù)的格式等數(shù)據(jù)

6、格式由部分組成：文件頭、要素類型參數(shù)、屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、幾何圖形數(shù)據(jù)、注記、屬性數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)可以用等一些軟件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，但縮編工作中遇到的數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)格式上進(jìn)行了某些修改，用現(xiàn)成的轉(zhuǎn)換工具不能把它轉(zhuǎn)成格式擬采取以下方案進(jìn)行處理：先把這種數(shù)據(jù)通過編寫程序轉(zhuǎn)換成軟件支持的和數(shù)據(jù)，然后采用現(xiàn)有轉(zhuǎn)換工具（如軟件中的通用轉(zhuǎn)換器）轉(zhuǎn)換成格式和是公開的外部數(shù)據(jù)交換文件，其中存儲(chǔ)圖形數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)主要通過、兩個(gè)文件與其他軟件建立數(shù)據(jù)接口，兩者都能用文本編輯工具進(jìn)行編輯，也可以編寫程序生成由“文件頭”和“數(shù)據(jù)區(qū)”兩部分組成第一部分“文件頭”定義了版本信息、字符集、投影參數(shù)坐標(biāo)類型與表結(jié)構(gòu)第二部分為“數(shù)據(jù)區(qū)”

7、，記錄了空間幾何對象的坐標(biāo)和圖形特征信息的空間數(shù)據(jù)是按照“要素”來進(jìn)行分類組織，而是按照圖層組織空間數(shù)據(jù)當(dāng)格式轉(zhuǎn)到格式時(shí)，一個(gè)要素類根據(jù)要素的幾何類型、要素層名等轉(zhuǎn)換成一個(gè)圖層一個(gè)數(shù)據(jù)文件對應(yīng)多個(gè)（）文件，一個(gè)（）文件對應(yīng)一個(gè)文件圖圖斑層接邊前圖圖斑層接邊后圖幅接邊：萬土地利用圖數(shù)據(jù)是按照圖幅進(jìn)行生產(chǎn)的，現(xiàn)實(shí)中一個(gè)對象由于不在一個(gè)圖幅范圍會(huì)被分割成幾個(gè)屬性相似的幾何對象在綜合縮編前需要對分幅數(shù)據(jù)各層進(jìn)行接邊處理以圖斑層為例，在中使用（注記）功能把圖斑層的地類碼字段值標(biāo)出（見圖），采用（合并）功能把被圖幅線分開的兩地類碼相同的圖斑合并（見圖）軟件的（合并）功能實(shí)現(xiàn)了對圖形和屬性數(shù)據(jù)的合并，合并后

8、的要素屬性同合并前的某一要素屬性經(jīng)過（合并）后，屬性表中的面積值已與實(shí)際圖形不符，需重新計(jì)算地類圖斑綜合原則與方法土地利用圖上的主要內(nèi)容就是各類用地的分布，且都是以面狀要素的形式存在于圖上的土地利用圖縮編的主要工作就是把小面積地類圖斑合并到相鄰的大面積地類圖斑中而如何對原有地圖內(nèi)容進(jìn)行選取、簡化、概括和關(guān)系協(xié)調(diào)，將土地利用的規(guī)律性和典型特征，清晰準(zhǔn)確地表示出來是完成土地利用現(xiàn)狀圖編制的關(guān)鍵通過參考相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對現(xiàn)存比例尺為：萬的土地利用圖進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)，制定以下縮編規(guī)則（以縮編：萬土地利用現(xiàn)狀圖為例）：）面積規(guī)則：一般地說，地類圖斑圖上面積小于的要進(jìn)行歸并；）寬度規(guī)則：圖上寬度小于的狹長圖斑

9、（面積可能大于）可歸并；非重要地類（如林地、草地），寬度小于可歸并；）長度規(guī)則：主要公路圖上長度以上、一般公路以上、溝渠以上予以保留；）重要性規(guī)則：灌溉水田、建設(shè)用地、特殊用地等，可從緊執(zhí)行規(guī)則（嚴(yán)格執(zhí)行上圖，某些地方也可以上圖）；林地、草地等可從松執(zhí)行規(guī)則（甚至可達(dá)上圖）重要性次序：湖泊、坑塘；居民點(diǎn)、工礦用地、交通用地（機(jī)場、港口、碼頭）；耕地；林地、牧草地、未利用地、葦?shù)?、灘涂）合并?guī)則：性質(zhì)相近規(guī)則：在進(jìn)行相鄰地類圖斑合并時(shí)，盡可能歸并到性質(zhì)最接近的地類，如葦?shù)乜刹⑷牒訛?；?quán)屬相同規(guī)則：對地類圖斑進(jìn)行合并，要考慮行政界線，在同一行政區(qū)域（權(quán)屬區(qū)、鄉(xiāng)）內(nèi)進(jìn)行合并兩相同地類的地塊相鄰，但不

10、在同一個(gè)鄉(xiāng)，則不進(jìn)行歸并；相同地類、同一行政單元（鄉(xiāng)），可以合并為了更方便快速地對地類圖斑進(jìn)行合并，在中為圖斑層新建兩個(gè)字段和，分別用來存儲(chǔ)圖斑面積和合并規(guī)則標(biāo)識(shí)編寫以下代碼來計(jì)算各地類圖斑面積，賦予字段：依照本文上面制定的縮編規(guī)則，編寫以下代碼給字段賦值（其中字段標(biāo)識(shí)圖斑地類碼信息，、等為圖斑地類碼值）：第卷山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）第期“”“”“”“”“”“”“”“”“”“”“”“”“”“”經(jīng)過以上處理，每個(gè)圖斑都有一個(gè)屬性值制定合并規(guī)則，見表表圖斑合并規(guī)則屬性值合并規(guī)則無需合并需合并，粗略考慮周圍圖斑地類需合并，需認(rèn)真考慮周圍圖斑地類圖圖斑合并前圖圖斑合并后對于為的圖斑，利用中的（融

11、合）工具和周圍圖斑融合，融合過程中需保證相合并的圖斑權(quán)屬相同，即在同一行政區(qū)，見圖和圖對于為的圖斑，需要人工主觀辨別，和周圍地類相似的圖斑進(jìn)行合并因此，利用的（合并）工具采用人機(jī)交互的方式進(jìn)行合并在實(shí)際縮編工作中，可以把不需要合并的圖斑用淺色表達(dá)，需要合并的圖斑用醒目的顏色表達(dá)，并且采用（標(biāo)注）功能把字段值標(biāo)出，以便于制圖人員快速找到目標(biāo)，提高縮編工作的效率河流道路等狹長圖斑的線化處理從大比例尺地圖綜合縮編到小比例尺地圖，所有地物的圖上寬度都會(huì)產(chǎn)生一定比例的縮小，原來在大比例尺上表現(xiàn)為圖斑的一些地物縮小到小比例尺圖上已不再適合用圖斑的形式來表達(dá)，這些地物主要是河流道路因此，在縮編過程中，將這些

12、不滿足最小上圖條件的河流、道路處理成線狀要素提取到一線圖層，并賦予相應(yīng)的屬性保存起來具體操作是把這些河流、道路圖斑利用工具轉(zhuǎn)化成線，然后利用提取出中心線，賦予屬性保存起來，最后在圖斑層上沿著這些河流、道路的中心線進(jìn)行切割以及分段切割，并使之和周圍圖斑合并處理結(jié)果見圖縮編工作中若干問題利用軟件采取人機(jī)交互的方式進(jìn)行大比例尺地圖縮編，可較為有效地提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間 ，但在實(shí)際工作中還遇到一些問題：圖河流道路圖斑合并結(jié)果）包括在內(nèi)的一些軟件在制圖綜合方面還存在著語義知識(shí)缺乏的不足例如的（融合）工具可以用于小面積地類圖斑的合并，但該工具僅提供了相鄰圖斑公共邊最長和相鄰圖斑面積最大兩種規(guī)則進(jìn)行圖

13、形合并，而沒有提供按照語義屬性（如地類碼）進(jìn)行取舍對于為的小面積地類圖斑，需人工仔細(xì)判斷，使之與周圍相似地類圖斑合并不僅效率不高，而且容易出錯(cuò)第期李永全，等：大比例尺土地利用現(xiàn)狀圖縮編方法研究第卷第卷山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）第期）：萬土地利用現(xiàn)狀更新調(diào)查由各縣獨(dú)立進(jìn)行由于各縣生產(chǎn)數(shù)據(jù)時(shí)采用的坐標(biāo)系不統(tǒng)一，有的縣級(jí)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)中不含分帶號(hào)，導(dǎo)致不能夠直接把各縣數(shù)據(jù)拼接成市級(jí)完整數(shù)據(jù)，因此需要在軟件中對這些縣級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換，統(tǒng)一各縣數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系同時(shí)，各縣數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接后，邊界上有少量圖斑相重疊，權(quán)屬不明確，需要參閱相關(guān)資料圖，進(jìn)行相應(yīng)處理結(jié)語與討論土地利用現(xiàn)狀圖縮編是一項(xiàng)非常重要的工作通過縮

14、編建立一套多比例尺的土地利用現(xiàn)狀圖庫，不僅能夠?yàn)榈貐^(qū)基礎(chǔ)地理信息建設(shè)打下良好的基礎(chǔ)，而且能夠?yàn)閲临Y源管理提供重要保障本文針對手工縮編方法的不足，結(jié)合實(shí)際工作，介紹了在軟件環(huán)境下進(jìn)行地圖縮編的技術(shù)方案及實(shí)施細(xì)節(jié)、技巧，從實(shí)際工作情況看，該方法較之手工縮編方法簡單、高效，對今后的縮編工作有一定的參考和借鑒意義地圖縮編是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，用制圖軟件來實(shí)現(xiàn)地圖縮編是多種數(shù)據(jù)操作的有序組合，完全人工操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，影響效率可以研究把一些連續(xù)的不用人工干預(yù)的數(shù)據(jù)操作提取出來，采用的工具建立模型，來提高縮編工作的效率同時(shí)，可以研究一些算法來實(shí)現(xiàn)地圖縮編中的若干環(huán)節(jié)，如自動(dòng)圖幅接邊，小面積圖斑融合等如何在縮編工作中更多地減少人工干預(yù)，提高工作效率為進(jìn)一步研究的方向參考文獻(xiàn)艾廷華，郭寶辰，黃亞峰：萬地圖數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)綜合縮編中國地理年會(huì)年學(xué)術(shù)年會(huì)暨海峽兩岸地理學(xué)術(shù)研討會(huì)論文