土地利用现状数据库建设是“数字国土”建设的重要内容。国土资源部于 1999年启动了县级土地利用现状建库示范工程计划。为进一步推动建库工程的实施,2002年 3月,国土资源部将武汉市土地利用现状数据建库列为 全国地市级建库试点,2003年 5月又将武汉市土地利用现状更新调查列为全国试点。经过几年的努力,武汉市国土资源局建立起了覆盖全市统一的、分年度的土地利用现状数据库,并积极开展了各种应用。
全市一盘棋
武汉市国土资源局按照“统一规划、统一组织、统一平台、统一标准”的工作思路,运用市场机制,加强外协,组织全市 7个主城区和 6个远城区共同开展了土地利用现状数据建库工作,建立起了全市集中、统一的土地利用现状数据库管理系统。
武汉市土地利用现状数据库建设起步于 2001年,在建库之初,该局就以 “数字国土”工程建设思想为指导,将 1∶1万土地利用现状数据库与整个土地管理基础平台——武汉市土地利用动态管理信息系统一并进行规划。
武汉市土地利用动态管理信息系统涵盖了国土资源管理业务中的土地利用现状调查、土地变更、土地利用总体规划和基本农田保护规划实施、新增建设用地报批、土地开发复垦整理、土地动态监测等内容。它以土地利用现状调查为基础,实现图文一体化的远程用地报批与开发复垦整理业务信息管理。土地利用动态管理信息系统建设工作量大,涉及面广。因此,武汉局采取整体规划、分期实施的方法。第一步是将土地详查及变更调查资料录入计算机系统,建立全市土地利用现状数据库,实现土地利用现状和变更资料的自动化管理;第二步是在土地利用现状数据库的基础上,建立全市土地利用规划数据库,实现土地利用规划编制与实施的计算机化;第三步是利用土地利用现状数据库和土地利用规划数据库,开展新增建设用地报批、土地开发整理等应用,实现图文一体化的远程用地报批等业务,全面实现土地利用动态管理信息系统的功能。这样总体规划、分布实施,各项目标可以相继在较短的时间内实现并尽快发挥作用。同时,土地利用现状数据库的先期建成,又能及时为后期工作提供基础数据,从而使各项工作统一到一个基础数据平台上。
在硬件设施方面,武汉局建立了覆盖全市规划国土部门的计算机广域网络,主干采用光纤联接,局信息中心搭建了高配置的服务器集群、光通道磁盘阵列和备份系统,全市的土地利用现状数据库及相关地理信息资料集中存贮在市局信息中心服务器上,各部门通过广域网调用。地理信息系统软件方面,武汉局在充分考察调研的基础上,选择了国产地理信息系统 MapGIS作为整个土地利用动态管理信息系统的基础平台。在爱地土地利用现状数据库管理系统软件的基础上,进行了二次开发,完善了数据检查、数据更新、市级汇总等功能,形成了符合武汉市建库要求的土地利用数据库软件。
统一了工作平台后,各区的业务都在一个平台上开展。一方面实现了各区基础数据的统一,提高了成果的可利用性;另一方面保持了各项业务数据的一致性,节约了投资。
武汉局遵照部、省有关技术规范和标准体系,并结合武汉市的特点进行完善,初步形成了地市级土地利用现状数据库建设的技术体系。武汉局制定了《土地利用动态管理信息系统建设工作方案》、《土地利用动态管理信息系统建设技术方案》,指导 1∶1万土地利用现状数据库系统的设计。在数字化生产中,制定了《1∶1万土地利用现状数据库数字化技术要求》和《1∶1万土地利用现状图图例》,指导全市 377幅 1∶1万土地利用现状图的数字化。
利用遥感影像更新
由于种种原因,武汉市土地利用现状调查基础资料图、数、实地三者不完全一致,影响了土地利用现状数据库的质量和应用效能,需要尽快开展土地利用现状更新调查工作。在建库与更新工作孰先孰后的问题上,该局选择了“先建库—再更新—后完善数据库”的做法。
适逢开展新一轮的土地利用总体规划修编试点工作,武汉局当即向部里申请将武汉市作为规划修编的试点,并以此为契机开展土地更新调查工作,得到了国土资源部地籍司的高度重视和大力支持。在湖北省国土资源厅的指导下,确定了武汉市开展土地更新调查工作的总体思路:以土地利用现状数据库为基础,利用 2002年 10月分辨率为 2.5米的卫星遥感影像图,结合建设用地报批、开发复垦等相关资料,通过室内判读和外业实地调查,按新土地分类对全市土地利用现状进行全面的更新调查,利用调查成果对全市土地利用现状数据库进行更新,从而保证数据库成果的充分应用。
在土地更新调查工作中,将 2.5米分辨率的卫星遥感正射影像经过纠正后,通过 1∶1万土地利用现状数据库,叠加到 2002版 1∶1万土地利用现状图上,形成了土地更新调查工作底图。既保留了遥感卫片丰富的影像信息,又有线划图斑信息和地类代码。通过室内判读可以清晰地辨认大部分的更新信息,辅之于必要的外业实地调查工作,这样在很短的时间内,通过较小的工作量,获得最大的工作效果,避免了重复劳动。土地利用现状数据库和遥感卫片相结合,使得土地更新调查工作和数据库进一步完善,达到了事半功倍的效果。
在土地利用现状数据库建设工作中,武汉局从制度上建立数据库的变更和更新机制,明确各单位的工作职责:各区(分)局负责外业调查,按照市局制定的外业调查技术要求,将变化要素上图,并填写记录表;勘测院将外业调查的图件成果进行数字化,形成变更数字化图;信息中心对数字化变更调查成果进行集成,建立变更年度土地利用现状数据库,并汇总出表,计算变更流量;市局地籍处负责组织和协调,对各阶段成果进行审核,并将最终数据上报省国土资源厅。更新后的土地利用现状数据库集中存放在市局的服务器上,与规划国土管理信息系统集成在一起,集中进行管理,各处室、各单位以及区(分)局通过计算机网络调用数据库中的图件和数据。
武汉局将土地利用现状数据库建设与土地日常管理工作相结合,在对日常管理工作提供数据支撑的同时,及时将办公自动化信息叠加到土地利用现状数据库中,使土地利用现状数据库能动态反映土地利用现状的变化,保障土地利用现状数据库的现势性。
提高数据建库的科技含量
在土地利用现状数据建库和更新调查过程中,武汉局注重科技创新,积极采用高新技术手段,努力提高数据库的科技含量,提高建库和更新的工作质量和工作效率。
分年度建库,全面反映土地利用历史变化。其他县(市)建库,往往是建立基年数据库或某一变更年的数据库,不能反映历年土地利用的变化情况。而武汉局先建立基期年的土地利用现状数据库,然后再叠加各年的变更数据,建立了从 1996年~2002年历年的土地利用现状数据库,全面反映了几年来土地利用变化情况,为掌握土地规划实施状况,制定合理的土地利用方案提供了依据。
以计算机面积取代台账面积,确保建库数据的图数一致。其他地方建库,一般是将图形和属性数据分别录入,即图形通过扫描矢量化图纸得到,而属性通过录入详查表格得到。这样,图斑的计算机量算面积与详查时的面积一般不一致,从而造成变更和统计的一系列困难。武汉局在数据建库时,采用数字化的图斑面积代替原详查的图斑面积,从而确保了图形面积和属性面积的严格一致。这一做法,可以直接利用空间数据库进行变更、统计,不必再在建库数据和台账数据间进行转换,也使得该局在今后每年的变更调查中,实现变更图斑与上报数据的严格一致。
开发计算机数据检查模块,提高数据质量。通过人工浏览来检查数据的质量,难以发现所有同类的错误。在建库过程中,武汉局开发了数据检查模块,能够既快速又准确地发现逻辑错误的位置和个数,便于修改,从而保证了数据的质量。
采用数字高程模型计算坡度,使坡度系数的计算更准确、合理。土地利用详查时,采用抽样调查的方式测算坡度系数,坡度系数的改正没有落实到图斑上,仅仅是对统计数字进行修正。利用数字高程模型 DEM数据计算坡度,则是以全市域的 DEM为基础计算,利用 GIS技术形成全市坡度等级图,使坡度系统计算更准确、合理。同时,利用坡度等级图与土地利用图斑图叠置,将坡度分级值加到图斑上,使得坡度改正由详查的统计改正落实到了具体图斑改正。
广泛集成多源、多尺度数据,为数据库的广泛运用奠定基础。武汉局是规划、国土合一的部门,积累了大量的基础数据,系统按照统一的地理参考系统,采用矢量数据分层、分块和影像金字塔技术,集成了0.61米分辨率的 QuickBird高分辨率卫星遥感影像、2.5米分辨率的 SPOT5高分辨率卫星遥感影像、数字高程模型等多源多尺度信息。采用格网索引技术,实现遥感影像数据、DEM数据的动态调用,并能根据屏幕视野范围调用不同详细程度、不同比例尺的数据。这些多数据源、多尺度的基础数据与土地利用现状数据库相互补充,为扩展土地利用现状数据的应用领域奠定了基础。
整合3S技术对土地利用现状数据库进行快速更新。在土地利用现状更新调查期间,正值国土资源部信息中心主持的国家 863项目《重大行业 3S应用示范—国土资源》在武汉局进行试点。该局结合 863项目研究,对遥感影像纠正、配准、融合、变化信息的自动提取等关键技术进行研究,充分利用该项目研究成果,提高了发现变化的准确度,缩短了工作周期。利用 GPS技术测量影像纠正控制点,提高了影像纠正的准确度。采用了 GIS技术建立了土地利用现状数据库,使数据处理,图形制作、统计分析更加快捷。
强化数据库成果应用
应用是数据库建设的归宿和生命力所在。武汉局边开展土地利用现状数据库建设与更新,边探索数据库应用的路子。首先是以土地利用现状数据库的应用为抓手,规范地籍管理行为,创新地籍管理理念,为土地利用现状变更调查、土地利用动态监测、集体土地所有权登记发证和土地权属争议调处工作提供了新方法。其次,广泛应用于国土资源管理各类业务,全面提升管理水平,使得土地利用总体规划、新增建设用地报批、“城中村”土地利用现状调查等国土资源业务有了统一的基础平台,保持了基础数据的一致性,确立了地籍数据的权威。再就是积极拓展其在林业、环保等相关行业的应用,巩固土地调查数据的权威。同时,积极开展数据挖掘,从中获取社会、经济、地理以及国土资源等方面的各类数据,为国民经济、社会发展和政府决策提供信息支持服务,充分发挥基础数据的作用。
近年来,武汉局加大了办公自动化建设力度,积极推进电子报批和市局、分局二级管理一体化电子审批工作,建设用地报批、土地开发复垦、土地动态监测、土地执法等日常管理业务都逐步实现电子化,土地利用现状数据建库成果在土地管理工作中的作用日益凸显,以此为基础建立的武汉市土地利用动态管理信息系统也日趋完善。武汉局将按照“数字武汉”、“数字国土”和“金土工程”建设的总体要求,加快建设成果在土地管理各项业务和相关行业的应用,为国民经济、社会发展提供更为广泛的决策支持服务。
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