淺析自然資源數(shù)據(jù)整合方法

Analysis on the Method of Natural Resource Data Integration

LIU Dan

摘要：新形勢(shì)下開(kāi)展自然資源信息化工作，要以全覆蓋、全要素、立體調(diào)查監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，整合已有的自然資源、測(cè)繪、地礦、林草、基礎(chǔ)地理等數(shù)據(jù)，形成相互關(guān)聯(lián)的自然資源數(shù)據(jù)底板。本文以寧夏為例，提出自然數(shù)據(jù)整合的方法，分析了自然資源數(shù)據(jù)現(xiàn)狀，提出了數(shù)據(jù)整合技術(shù)路線，闡述了數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化整合的流程。

Abstract： Under the new situation， the informatization of natural resources should be based on full coverage， full-element and three-dimensional investigation and monitoring， to integrate existing natural resources， surveying and mapping， geology， forestry， grassland， basic geography and other data to form an interrelated natural resource data backplane. Taking Ningxia as an example， this paper proposes a method of natural data integration， analyzes the status quo of natural resource data， proposes a data integration technology route， and expounds the process of data standardization integration.

關(guān)鍵詞：自然資源;信息化;數(shù)據(jù)整合

Key words： natural resources;informatization;data integration

中圖分類號(hào)：P208? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）32-0201-03

1? 概述

目前，我區(qū)的自然資源信息系統(tǒng)建設(shè)各方面之間還比較獨(dú)立，系統(tǒng)各自為政的現(xiàn)象比較突出，水平參差不齊，標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分散，業(yè)務(wù)類型多樣，采用條塊化管理方式，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，集成整體難度較大，且集中存儲(chǔ)成本、維護(hù)更新成本較高，“充分共享、適度開(kāi)放、安全可靠”的自然資源數(shù)據(jù)共享開(kāi)放機(jī)制并未完全建立，一定程度上限制了自然資源各部門(mén)間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作。因此，需將分散的海量自然資源數(shù)據(jù)匯聚整合為集中管理的數(shù)據(jù)資源體系，形成統(tǒng)一集中管理的自然資源數(shù)據(jù)源，提供快速靈活全方位的服務(wù)支撐，促進(jìn)全區(qū)自然資源空間數(shù)據(jù)在各級(jí)自然資源部門(mén)間的互通共用，推進(jìn)各級(jí)行政部門(mén)間的數(shù)據(jù)共享，使自然資源數(shù)據(jù)在自然資源業(yè)務(wù)部門(mén)內(nèi)和政府部門(mén)間實(shí)現(xiàn)充分共享和有序開(kāi)放。

2? 數(shù)據(jù)現(xiàn)狀分析

近年來(lái)，自治區(qū)先后完成了天地圖、寧夏遙感影像數(shù)據(jù)中心、寧夏國(guó)土資源“一張圖”、寧夏基本農(nóng)田保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)、寧夏第一次全國(guó)地理國(guó)情普查、寧夏地理信息共享庫(kù)、寧夏應(yīng)急測(cè)繪保障能力建設(shè)項(xiàng)目、寧夏國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)、土地變更調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、林業(yè)資源更新調(diào)查等項(xiàng)目，積累了涵蓋現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、規(guī)劃管控?cái)?shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等四大類共計(jì)194小類自然資源數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量約1PB，其中遙感影像、基礎(chǔ)地理信息、國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、框架數(shù)據(jù)（涉密版）存儲(chǔ)在涉密網(wǎng)環(huán)境中。自2014年以來(lái)，全區(qū)優(yōu)于1m、2.5m分辨率的國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星影像連續(xù)5年每年全區(qū)覆蓋一次，優(yōu)于0.2m分辨率的高分辨率航拍影像數(shù)據(jù)全區(qū)已覆蓋2次。已建成由土地、地質(zhì)環(huán)境、礦產(chǎn)資源、紅線類、確權(quán)登記等數(shù)據(jù)組成的寧夏自然資源“一張圖”數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)發(fā)布在線數(shù)據(jù)服務(wù)支撐各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行。[1]

3? 整合技術(shù)路線

總體思路是全面匯集與梳理全區(qū)自然資源多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，開(kāi)展全區(qū)自然資源數(shù)據(jù)調(diào)查分析評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)庫(kù)整合標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)規(guī)范等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究和制定。推進(jìn)自然資源數(shù)據(jù)的整合、集成與共享，實(shí)現(xiàn)全區(qū)自然資源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，做到“統(tǒng)籌規(guī)劃、整體設(shè)計(jì)、急用先行、全區(qū)共享”，充分發(fā)揮全區(qū)資源各類數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。

3.1 數(shù)據(jù)調(diào)研與分析

全區(qū)自然資源數(shù)據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查梳理分析主要技術(shù)流程包括數(shù)據(jù)綜合調(diào)研、數(shù)據(jù)收集梳理、數(shù)據(jù)整理分析、數(shù)據(jù)報(bào)告編制。

通過(guò)實(shí)地調(diào)研、行政協(xié)調(diào)、召開(kāi)座談會(huì)等方式，基于已建成的國(guó)土資源“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)情況，初步確定整合數(shù)據(jù)列表、數(shù)據(jù)整合清單等數(shù)據(jù)要求。開(kāi)展整理對(duì)全區(qū)各類自然資源數(shù)據(jù)，分析現(xiàn)有數(shù)據(jù)的類型齊全性、內(nèi)容完整性、數(shù)據(jù)量大小、數(shù)據(jù)格式規(guī)范性、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)符合度等內(nèi)容，全面掌握各類數(shù)據(jù)的基本情況。提出現(xiàn)有數(shù)據(jù)存在的問(wèn)題，修正、補(bǔ)充、完善的可行性、可能性解決方案，提交全區(qū)自然資源數(shù)據(jù)現(xiàn)狀分析報(bào)告。

3.2 數(shù)據(jù)資源目錄編制

通過(guò)對(duì)寧夏自然資源數(shù)據(jù)的梳理，分析自然資源數(shù)據(jù)之間的層次、類別和關(guān)系，對(duì)自然資源領(lǐng)域數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，制定統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼與分類體系，形成自然資源系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源目錄，以此作為數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、共享交換、開(kāi)放服務(wù)的基礎(chǔ)。技術(shù)流程主要包括確定數(shù)據(jù)資源規(guī)劃目標(biāo)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)資源規(guī)劃、數(shù)據(jù)資源目錄編制以及數(shù)據(jù)資源目錄編制綜合管理等。[2]

3.3 數(shù)據(jù)建模

按照信息資源規(guī)劃的方法，采用統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）用例圖、時(shí)序圖、類圖、包圖、對(duì)象圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、協(xié)作圖、組件圖、部署圖和符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的流程圖等詳細(xì)描述全區(qū)自然資源業(yè)務(wù)過(guò)程分析模型，全面分析全區(qū)自然資源業(yè)務(wù)過(guò)程使用、處理及產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)（過(guò)程和結(jié)果），確定全區(qū)自然資源業(yè)務(wù)模塊相關(guān)的數(shù)據(jù)內(nèi)容（源數(shù)據(jù)、過(guò)程數(shù)據(jù)、目標(biāo)數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等）、數(shù)據(jù)流，繪制寧夏自然資源全類型、全要素、全過(guò)程的業(yè)務(wù)模型和數(shù)據(jù)模型，合理確定U/C矩陣，科學(xué)劃分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例。

統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型是按照統(tǒng)一的定義以空間對(duì)象為核心進(jìn)行信息的組織與描述，同時(shí)，按照統(tǒng)一規(guī)則對(duì)空間對(duì)象進(jìn)行編碼;在此基礎(chǔ)上，形成對(duì)象實(shí)體模型、關(guān)系模型等;用于描述對(duì)象的空間特征、業(yè)務(wù)特征、邏輯關(guān)系、業(yè)務(wù)行為?？臻g對(duì)象不僅在多個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)都有唯一標(biāo)識(shí)，還結(jié)合關(guān)系模型實(shí)現(xiàn)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)。

3.4 數(shù)據(jù)整合與入庫(kù)

根據(jù)數(shù)據(jù)分析報(bào)告和數(shù)據(jù)庫(kù)建模標(biāo)準(zhǔn)，制定數(shù)據(jù)整合方案，并據(jù)此進(jìn)行土地、測(cè)繪、礦產(chǎn)、林草、水資源等數(shù)據(jù)的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化處理。通過(guò)要素抽取、梳理完善、空間化處理、格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、編碼轉(zhuǎn)換、邏輯處理、關(guān)聯(lián)關(guān)系建立等步驟，實(shí)現(xiàn)在橫向上使各類數(shù)據(jù)同業(yè)務(wù)、同期限的標(biāo)準(zhǔn)分幅和行政區(qū)數(shù)據(jù)能在統(tǒng)一空間參考下按照行政區(qū)形成邏輯上無(wú)縫拼接的一個(gè)整體。在縱向上，使各類數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一致的空間定位，能夠相互疊加和套合。[3]

3.5 數(shù)據(jù)管理與服務(wù)發(fā)布

構(gòu)建海量、多源、異構(gòu)管理數(shù)據(jù)的綜合數(shù)據(jù)集成化管理手段，解決大量數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)，分頭管理的問(wèn)題，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)遷移、標(biāo)準(zhǔn)化整合、數(shù)據(jù)入庫(kù)等數(shù)據(jù)整合建庫(kù)功能，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)一注冊(cè)、統(tǒng)一出入口、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一展示等統(tǒng)一管理功能，實(shí)現(xiàn)圖屬關(guān)聯(lián)、空間關(guān)聯(lián)、時(shí)態(tài)關(guān)聯(lián)、業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)等關(guān)系的構(gòu)建、查詢、印證、分析的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析功能，實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο笕芷诘臅r(shí)空管理以及跨業(yè)務(wù)[4]、跨部門(mén)的橫向聯(lián)動(dòng)更新和自治區(qū)-市-縣跨層級(jí)的縱向聯(lián)動(dòng)更新。

4? 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化整合流程

依據(jù)統(tǒng)一的寧夏自然資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合規(guī)范，梳理得到的數(shù)據(jù)模型對(duì)照映射關(guān)系，利用自動(dòng)化、流程化的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)，對(duì)各類自然資源數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化整合工作，達(dá)到數(shù)據(jù)字段結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、內(nèi)容值域統(tǒng)一、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)規(guī)范、文件命名規(guī)范、目錄組織規(guī)范、數(shù)據(jù)關(guān)系建立等要求。

4.1 數(shù)據(jù)模型建立

依據(jù)統(tǒng)一的寧夏自然資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合規(guī)范，對(duì)來(lái)自不同科室、單位的自然資源多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)系梳理，基于數(shù)據(jù)差異性分析的結(jié)論，構(gòu)建現(xiàn)狀數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)模型的對(duì)照映射關(guān)系，判斷是否涵蓋目標(biāo)對(duì)象數(shù)據(jù)模型中涉及的全部屬性內(nèi)容;并建立模型對(duì)應(yīng)關(guān)系，明確數(shù)據(jù)抽取原則及優(yōu)先級(jí)排序。

4.2 數(shù)據(jù)模型梳理步驟

4.2.1 數(shù)據(jù)模型制作

數(shù)據(jù)模型包含數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)分層、屬性結(jié)構(gòu)、地物分類、屬性值域等方面的內(nèi)容。

目標(biāo)數(shù)據(jù)模型文件制作：依據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合規(guī)范，利用數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)中的模型設(shè)計(jì)器工具，制作各類自然資源數(shù)據(jù)模型。

4.2.2 數(shù)據(jù)模型映射表制作

基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)模型及目標(biāo)數(shù)據(jù)模型文件，利用數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)中的模型映射表制作工具，完成現(xiàn)狀數(shù)據(jù)到目標(biāo)數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)圖層、屬性字段、內(nèi)容值域等信息的映射關(guān)系配置，形成各類數(shù)據(jù)的模型映射關(guān)系文件，為后續(xù)自動(dòng)化抽取現(xiàn)狀數(shù)據(jù)到目標(biāo)數(shù)據(jù)模型打基礎(chǔ)。

4.3 應(yīng)梳理的數(shù)據(jù)模型

梳理的數(shù)據(jù)模型包括土地、測(cè)繪、礦產(chǎn)、林草、水資源這五類數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型。其中土地類數(shù)據(jù)包括土地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)、土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)、土地業(yè)務(wù)審批數(shù)據(jù)、土地影像數(shù)據(jù)、土地年度變更調(diào)查、城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤數(shù)據(jù)、耕地占補(bǔ)平衡等;礦產(chǎn)類數(shù)據(jù)包括采礦權(quán)、探礦權(quán)、礦產(chǎn)儲(chǔ)量、礦產(chǎn)資源規(guī)劃數(shù)據(jù)等;測(cè)繪類數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、地理國(guó)情數(shù)據(jù)、地理空間框架數(shù)據(jù)、航攝影像數(shù)據(jù)[5];林草類數(shù)據(jù)，包括林地年度變更調(diào)查等數(shù)據(jù)。

4.4 數(shù)據(jù)抽取

按照數(shù)據(jù)整合規(guī)范，進(jìn)行待整合數(shù)據(jù)抽取，抽取待整合的圖層，抽取后的數(shù)據(jù)按照空間要素分類、分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)。

4.5 標(biāo)準(zhǔn)化處理

4.5.1 格式轉(zhuǎn)換

參照數(shù)據(jù)分析梳理出的各類自然資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式類型，利用數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換功能，完成不同數(shù)據(jù)格式如SHP、GDB、MDB等的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

4.5.2 模型轉(zhuǎn)換

利用準(zhǔn)備階段的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型文件，將土地、測(cè)繪、礦產(chǎn)、林草、水資源五類數(shù)據(jù)中的圖層名稱與屬性結(jié)構(gòu)定義內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范化整理，自動(dòng)化完成數(shù)據(jù)圖層、屬性字段結(jié)構(gòu)、內(nèi)容值域等轉(zhuǎn)換處理，形成標(biāo)準(zhǔn)化的自然資源空間數(shù)據(jù)[6]。

4.6 對(duì)象編碼統(tǒng)一賦值

為保證空間數(shù)據(jù)對(duì)象在整個(gè)數(shù)據(jù)資源中的唯一性，利用數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)中的對(duì)象編碼賦值功能，按照統(tǒng)一規(guī)則對(duì)自然資源數(shù)據(jù)空間對(duì)象進(jìn)行編碼賦值，實(shí)現(xiàn)空間對(duì)象的分類和標(biāo)識(shí)，便于后續(xù)基于編碼建立空間對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

4.7 文件組織整理

依照自然資源一體化數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制規(guī)定，對(duì)文件名稱、文件內(nèi)容等規(guī)范化整理，處理完成之后，按照數(shù)據(jù)庫(kù)入庫(kù)的文件組織目錄要求進(jìn)行整理，便于自動(dòng)檢查與入庫(kù)。

4.8 拓?fù)湔?/p>

依照寧夏自然資源數(shù)據(jù)資源整合與建庫(kù)技術(shù)規(guī)范，利用數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)整合系統(tǒng)中的拓?fù)湔砉ぞ?，?duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)溴e(cuò)誤檢查與修復(fù)處理，使之滿足數(shù)據(jù)入庫(kù)要求。

4.9 元數(shù)據(jù)制作

元數(shù)據(jù)是完整數(shù)據(jù)的重要組成部分，其質(zhì)量納入數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和檢查的工作范圍。元數(shù)據(jù)采集要貫穿任務(wù)計(jì)劃、資料分析、數(shù)據(jù)整合、檢查驗(yàn)收、成果匯交等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

依照數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與要求，參考《國(guó)土資源信息核心元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》、《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品元數(shù)據(jù)》等規(guī)范文件，對(duì)待入庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行元數(shù)據(jù)采集，并輸出為標(biāo)準(zhǔn)元數(shù)據(jù)文件，標(biāo)準(zhǔn)的寧夏自然資源數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)以XML文件存儲(chǔ)。采集完后還應(yīng)檢查元數(shù)據(jù)內(nèi)容是否完整，必填項(xiàng)內(nèi)容是否為空等。

5? 總結(jié)

整合現(xiàn)有的土地、測(cè)繪、地礦、林草、水資源等自然資源數(shù)據(jù)，構(gòu)建統(tǒng)一的自然資源大數(shù)據(jù)體系，初步形成自然資源“一張圖”。開(kāi)展涵蓋現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、規(guī)劃管控?cái)?shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的自然資源數(shù)據(jù)分析，并按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合;設(shè)計(jì)與構(gòu)建自然資源一體化數(shù)據(jù)模型，并進(jìn)行應(yīng)用支撐服務(wù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，支撐自然資源監(jiān)管決策、自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)及自然資源政務(wù)服務(wù)等業(yè)務(wù)需求是當(dāng)前發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊澤運(yùn)，康家銀，趙廣東.利用QUICKBIRD全色遙感影像更新城市大比例尺地形圖[J].測(cè)繪工程，2005，14（2）：29-31.

[2]齊立新，張新長(zhǎng)，郭泰圣.規(guī)劃數(shù)據(jù)的整理與分類研究[B].測(cè)繪通報(bào)，2013（08）：28-32.

[3]黃海英，鐘生偉，胡景海.DLG質(zhì)量檢查探究[J].地理空間信息，2009（6）.

[4]孟令頌，陳鵬，童小華，等.基于全生命周期和改進(jìn)事件的地籍對(duì)象時(shí)空數(shù)據(jù)模型研究[J].地理信息世界，2015，22（4）：51-56.

[5]湯國(guó)安，張友順，劉詠梅，謝元禮，等.遙感數(shù)字圖像處理[M].科學(xué)出版社，2004，3：189-198.

作者簡(jiǎn)介：劉丹（1991-），女，寧夏銀川人，寧夏自然資源信息中心助理工程師，主要從事自然資源管理信息化規(guī)劃及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范規(guī)程擬訂和推廣應(yīng)用等工作。