“兩區(qū)”劃定數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)方法的研究

袁 偉

(中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 信息技術(shù)研究院，昆明 650041)

0 前言

2017 年4 月，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于建立糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品保護(hù)區(qū)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，全面部署了“兩區(qū)”劃定和建設(shè)工作[1]。建立“兩區(qū)”是永久基本農(nóng)田劃定以后，中央保障國(guó)家糧食安全、重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給的重大決策部署，將為農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。建立“兩區(qū)”總體上共涉及“劃-建-管-護(hù)”四個(gè)層面的內(nèi)容，“兩區(qū)”建立的總體目標(biāo)要求：用3 年時(shí)間完成10.58 億畝“兩區(qū)”地塊的劃定任務(wù)，做到全部建檔立卡、上圖入庫(kù)，實(shí)現(xiàn)信息化和精準(zhǔn)化管理；用5 年時(shí)間基本完成“兩區(qū)”建設(shè)任務(wù)，形成布局合理、數(shù)量充足、設(shè)施完善、產(chǎn)能提升、管護(hù)到位、生產(chǎn)現(xiàn)代化的“兩區(qū)”。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是“兩區(qū)”劃定的重要工作內(nèi)容，它是“兩區(qū)”建設(shè)、管理、保護(hù)階段的重要信息化基礎(chǔ)資料。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的結(jié)構(gòu)及內(nèi)容

“兩區(qū)”劃定數(shù)據(jù)庫(kù)包含空間要素和非空間要素兩部分[2][3]?？臻g要素主要包括境界與管轄區(qū)域、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)域、“兩區(qū)”劃定區(qū)域、“兩區(qū)”標(biāo)志、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)情況、柵格數(shù)據(jù)等；非空間要素主要包括表格信息和文檔信息。其邏輯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 “兩區(qū)”劃定數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)邏輯結(jié)構(gòu)圖

1.1 空間要素

空間要素包括矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)兩部分內(nèi)容，采用分層的方法進(jìn)行組織管理。

矢量數(shù)據(jù)包括“兩區(qū)”劃定要素，含“兩區(qū)”地塊、“兩區(qū)”片塊、“兩區(qū)”區(qū)塊、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)等；“兩區(qū)”田間工程要素，含點(diǎn)狀地物、線狀地物；基礎(chǔ)地理信息要素，含區(qū)域界線、縣級(jí)行政區(qū)、鄉(xiāng)級(jí)行政區(qū)、村級(jí)區(qū)域等。

柵格數(shù)據(jù)包括數(shù)字正射影像圖，數(shù)字柵格地圖和其他柵格數(shù)據(jù)。

1.2 非空間要素

非空間數(shù)據(jù)主要包括管護(hù)數(shù)據(jù)、圖件、匯總表格、文檔資料等，其中表格信息采用二維關(guān)系表的方式進(jìn)行組織管理，文檔數(shù)據(jù)采用文件管理方式。

1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)包含數(shù)據(jù)字典、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)組織。數(shù)據(jù)字典按《糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范(試行)》定義的相關(guān)屬性字段名、值域及數(shù)據(jù)描述等建立；數(shù)學(xué)基礎(chǔ)按照《糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定技術(shù)規(guī)程(試行)》執(zhí)行，同一專(zhuān)題的數(shù)據(jù)要組織成無(wú)縫拼接的整體，不同專(zhuān)題的地理圖層數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用國(guó)家2000 坐標(biāo)系。

1.4 數(shù)據(jù)格式

矢量數(shù)據(jù)采用shapefile 格式，其命名采用“圖層名稱(chēng)+6 位縣級(jí)區(qū)劃代碼+4 位年份代碼”的形式；柵格數(shù)據(jù)采用TIFF 格式，內(nèi)容和格式需符合GB/T 17798 的規(guī)定。

非空間數(shù)據(jù)采用的格式分別為：表格數(shù)據(jù)采用mdb 格式，文檔資料采用doc 或pdf 格式，圖片采用jpg 或pdf 格式。

元數(shù)據(jù)采用xml 格式描述。柵格數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)的內(nèi)容和格式符合GB/T 19710 技術(shù)要求；矢量數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)主要包括數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)、空間參照系統(tǒng)、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)質(zhì)量4 個(gè)部分。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的流程

數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)主要包括準(zhǔn)備工作、數(shù)據(jù)收集與整理、數(shù)據(jù)匯總與拼接[4]、質(zhì)量檢查、建庫(kù)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)入庫(kù)、運(yùn)行測(cè)試等環(huán)節(jié)，詳細(xì)操作流程見(jiàn)圖2。

2.1 準(zhǔn)備工作

數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的準(zhǔn)備工作主要包括組織準(zhǔn)備、人員、計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備等的準(zhǔn)備。目前，生產(chǎn)單位較常用的數(shù)據(jù)建庫(kù)軟件采用為ArcGIS。

2.2 數(shù)據(jù)收集與整理

數(shù)據(jù)收集與整理主要包括工作中需要分析利用的相關(guān)參考資料和“兩區(qū)”劃定的成果資料兩部分。

按照“兩區(qū)”劃定技術(shù)規(guī)程的要求，確保“兩區(qū)”劃定成果的質(zhì)量，需從農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、自然資源局、林業(yè)和草原局等部門(mén)收集已完成的相關(guān)成果資料予以分析利用。因歷史原因，所收集的矢量數(shù)據(jù)采用的坐標(biāo)系統(tǒng)與“兩區(qū)”劃定要求的坐標(biāo)系統(tǒng)不一致。因此，需通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法將各矢量數(shù)據(jù)統(tǒng)一到國(guó)家2000 坐標(biāo)系。對(duì)全縣數(shù)據(jù)而言，一般通過(guò)收集覆蓋全域的高等級(jí)控制點(diǎn)坐標(biāo)成果計(jì)算七參數(shù)的方式完成數(shù)據(jù)成果的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。

“兩區(qū)”劃定成果資料主要包括兩區(qū)、兩區(qū)片塊、兩區(qū)地塊、匯總表格、圖件及其他文檔資料等內(nèi)容。

圖2 “兩區(qū)”劃定數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)流程圖

2.3 數(shù)據(jù)入庫(kù)

2.3.1 入庫(kù)前檢查

地物、地貌、權(quán)屬界線、兩區(qū)、兩區(qū)地塊、兩區(qū)片塊等要素的屬性按《糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定技術(shù)規(guī)程(試行)》的要求全部填寫(xiě)并檢查完善。

入庫(kù)前的檢查主要從入庫(kù)資料的完整性、規(guī)范性、準(zhǔn)確性、一致性等方面做全面檢查，并整改完善。對(duì)矢量數(shù)據(jù)而言，坐標(biāo)精度統(tǒng)一要求為0.0001m，XY 容差統(tǒng)一設(shè)置為0.001m，圖形檢查的拓?fù)淙莶罱y(tǒng)一要求為0.001m。其中，點(diǎn)狀要素重疊檢查、線狀要素碎線檢查、面狀要素相鄰節(jié)點(diǎn)檢查、面狀要素碎小圖斑檢查、面狀要素狹長(zhǎng)角檢查的容差以農(nóng)業(yè)部下發(fā)的糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定成果質(zhì)量檢查軟件的質(zhì)檢規(guī)則的規(guī)定為準(zhǔn)。對(duì)管護(hù)數(shù)據(jù)而言，務(wù)必保證字段格式正確、必填字段信息完整，身份信息真實(shí)有效等。入庫(kù)照片需特別注意檢查其分辨率不低于規(guī)程要求的值，但又不宜過(guò)大。

2.3.2 數(shù)據(jù)建庫(kù)

矢量數(shù)據(jù)按不同的類(lèi)型分層，以shape 格式存儲(chǔ)在指定的文件夾中，全庫(kù)統(tǒng)一更新標(biāo)識(shí)碼、計(jì)算兩區(qū)面積等，命名規(guī)則嚴(yán)格執(zhí)行《糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范(試行)》的要求；柵格數(shù)據(jù)采用TIFF 格式，不同種類(lèi)的柵格數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)到不同的柵格數(shù)據(jù)文件夾中。

非空間要素以mdb 格式存儲(chǔ)，使用ArcGIS Desktop 中的ArcCatalog 模塊在指定文件夾中創(chuàng)建新的個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)，按要求建立各表格要素，并完成信息錄入。需要說(shuō)明的是：數(shù)據(jù)庫(kù)中要求的浮點(diǎn)型字段，在mdb 數(shù)據(jù)庫(kù)中需設(shè)置為小數(shù)，并設(shè)置相應(yīng)的小數(shù)位數(shù)。照片、文檔資料按命名規(guī)則完整命名并存放到指定文件夾中，數(shù)據(jù)庫(kù)中錄入的路徑信息必須和存放位置保持一致，保證后期應(yīng)用時(shí)能正常調(diào)用相關(guān)信息。

2.3.3 入庫(kù)后檢查

通過(guò)人工和計(jì)算機(jī)相結(jié)合的檢查方式對(duì)入庫(kù)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。入庫(kù)后的矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、管護(hù)數(shù)據(jù)及文檔資料等的數(shù)量應(yīng)與入庫(kù)前的數(shù)量一致，各矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的對(duì)象數(shù)量應(yīng)與入庫(kù)前的數(shù)量一致，統(tǒng)計(jì)表格的記錄數(shù)量應(yīng)與入庫(kù)前的數(shù)量一致。

2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)檢

數(shù)據(jù)庫(kù)質(zhì)檢可通過(guò)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)一下發(fā)的糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃定成果質(zhì)量檢查軟件進(jìn)行，該質(zhì)檢軟件可實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)的完整性、矢量數(shù)據(jù)、管護(hù)數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)一致性等方面進(jìn)行檢查。針對(duì)檢查出的錯(cuò)誤及警告信息，在其檢查報(bào)告中有詳細(xì)的記錄，可較方便地通過(guò)對(duì)照檢查記錄完成對(duì)數(shù)據(jù)的修改。

3 質(zhì)量控制

數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是“兩區(qū)”劃定工作的關(guān)鍵性工作，直接關(guān)系到本項(xiàng)工作的成敗。在數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的組織策劃階段就需要成立專(zhuān)門(mén)的質(zhì)檢小組，在數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的各個(gè)階段，在完成自檢的基礎(chǔ)上，全程參與質(zhì)量檢查，切實(shí)履行好“兩級(jí)檢查”的職責(zé)?！皟杉?jí)檢查”執(zhí)行過(guò)程中，需分別填寫(xiě)好檢查記錄和修改記錄。針對(duì)數(shù)據(jù)建庫(kù)，需仔細(xì)填寫(xiě)入庫(kù)臺(tái)賬備查。

質(zhì)量控制主要體現(xiàn)在制定并嚴(yán)格遵守?cái)?shù)據(jù)建庫(kù)流程，主要完成數(shù)據(jù)入庫(kù)前的檢查、入庫(kù)過(guò)程中的檢查及入庫(kù)后的檢查3 個(gè)階段。質(zhì)量控制的內(nèi)容主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和邏輯一致性，以及空間數(shù)據(jù)分層和文件命名的規(guī)范性等方面。

4 存在的問(wèn)題及解決方法

“兩區(qū)”劃定數(shù)據(jù)建庫(kù)過(guò)程中存在的常見(jiàn)問(wèn)題有：(1)文件命名錯(cuò)誤或不規(guī)范，導(dǎo)致軟件無(wú)法識(shí)別相關(guān)數(shù)據(jù)；(2)匯總表格中的面積與矢量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的面積不一致；(3)日期一致性錯(cuò)誤；(4)元數(shù)據(jù)信息記錄不全。

針對(duì)以上常見(jiàn)的問(wèn)題，數(shù)據(jù)建庫(kù)過(guò)程中要認(rèn)真研究規(guī)程中對(duì)數(shù)據(jù)命名格式的要求，嚴(yán)格按要求對(duì)各要素命名；統(tǒng)計(jì)表及矢量數(shù)據(jù)的屬性值均需嚴(yán)格按規(guī)程要求的精度賦值；針對(duì)日期一致性的問(wèn)題需按“兩區(qū)”劃定流程的時(shí)間節(jié)點(diǎn)認(rèn)真檢查填寫(xiě)；熟悉元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式，據(jù)實(shí)認(rèn)真填寫(xiě)相關(guān)內(nèi)容。

針對(duì)質(zhì)檢軟件檢查出的非技術(shù)原因造成的錯(cuò)誤和警告信息，如質(zhì)檢軟件不能識(shí)別的生僻字報(bào)“非法字符”類(lèi)錯(cuò)誤，可通過(guò)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)主管部門(mén)出具相關(guān)的情況說(shuō)明，逐級(jí)向上級(jí)匯報(bào)解決。

5 結(jié)語(yǔ)

“兩區(qū)”劃定數(shù)據(jù)庫(kù)是“兩區(qū)”劃定成果的記錄和證明，是“兩區(qū)”劃定工作中的一個(gè)及其重要的環(huán)節(jié)，能否快捷高效地建立數(shù)據(jù)庫(kù)，關(guān)系到“兩區(qū)”劃定工作的具體成效。數(shù)據(jù)的收集與整理、數(shù)據(jù)建庫(kù)方法、數(shù)據(jù)建庫(kù)軟件的選擇在數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)過(guò)程中都起著關(guān)鍵的作用。建立運(yùn)行良好的“圖-庫(kù)-實(shí)地”一致的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為“兩區(qū)”的建設(shè)、管理、保護(hù)等提供了信息化的基礎(chǔ)，達(dá)到“兩區(qū)”劃定的目的與意義。