GIS平臺(tái)在國(guó)土資源領(lǐng)域的應(yīng)用

1、GIS平臺(tái)在國(guó)土資源領(lǐng)域的應(yīng)用摘要:本文從玉林市國(guó)土資源信息中心綜合管理系統(tǒng)”的建立經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，研究探討GIS平臺(tái)在國(guó)土資源調(diào)查的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:GIS國(guó)土資源應(yīng)用GIS是“3S”術(shù)之一,其具有高效的空間數(shù)據(jù)管理和靈活的空間綜合分析能力，利用GIS對(duì)國(guó)土資源信息進(jìn)行管理具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，面對(duì)土地利用的嚴(yán)峻形勢(shì)，國(guó)家提出確保18億畝耕地紅線(xiàn)”方能保證國(guó)家糧食安全的的約束性指標(biāo)，國(guó)土資源部還啟動(dòng)了金土工程”建設(shè),并在多個(gè)省區(qū)市進(jìn)行了試點(diǎn)建設(shè)，我市國(guó)土資源信息中心根據(jù)GIS的應(yīng)用特點(diǎn)研究建立了國(guó)土資源信息綜合管理系統(tǒng)，本文以此經(jīng)驗(yàn)出發(fā)研究探討GIS平臺(tái)在國(guó)土資源調(diào)查的應(yīng)用。1

2、GIS基本原理GIS的前身為彩色地圖出版系統(tǒng)，進(jìn)行GIS的建立就是對(duì)各種比例尺的圖幅進(jìn)行數(shù)字化處理并建立數(shù)字圖庫(kù)，以便實(shí)現(xiàn):在數(shù)據(jù)獲取過(guò)程中，存儲(chǔ)和管理地圖信息；在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，提供資料和存儲(chǔ)處理結(jié)果;在檢索和輸出過(guò)程中，形成繪圖文件或各類(lèi)地理數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)源。GIS應(yīng)用包含數(shù)據(jù)地圖庫(kù)和專(zhuān)業(yè)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的管理等過(guò)程，其流程概括（如圖1）。GIS框架構(gòu)造影響著系統(tǒng)的高效性及系統(tǒng)分析能力，下面就GIS系統(tǒng)制圖的工作方法和步驟進(jìn)行研究探討。2GIS系統(tǒng)制圖2.1圖庫(kù)圖層的建立與設(shè)置在圖層建立之前，首先要建立圖庫(kù)，在進(jìn)行圖庫(kù)參數(shù)設(shè)置時(shí)，應(yīng)根據(jù)圖幅選擇梯形分幅或矩形分幅的分幅方式，即梯形分幅要輸入橫向?qū)?/p>

3、度和縱向跨度，其值為圖幅的經(jīng)向和緯向差；矩形分幅則要輸入圖幅寬度和高度，并輸入圖幅比例尺分母。值得注意的是，在設(shè)置參數(shù)時(shí)，務(wù)必要確?？蓪?duì)設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行修改。其次是添加建立圖庫(kù)結(jié)構(gòu)，注意新舊庫(kù)類(lèi)結(jié)構(gòu)不可重復(fù)。最后就是圖幅的輸入、修改與刪除。圖幅的輸入可以選擇：(1)直接在接圖表中選取一個(gè)位置輸入；(2)通過(guò)輸入圖幅功能向當(dāng)前圖庫(kù)中輸入，系統(tǒng)根據(jù)輸入圖幅幀的橫向、縱向四分編碼來(lái)確定其在圖庫(kù)中的相對(duì)位置，并在屏幕上動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)。每一圖幅就相當(dāng)于圖庫(kù)的一條記錄，包含著圖幅標(biāo)識(shí)、左下角經(jīng)緯度以及磁偏角等等。我們知道，在GIS的圖庫(kù)中，以圖幅為單位存放數(shù)據(jù)，圖幅又由點(diǎn)、線(xiàn)面三種文件組成，以圖層來(lái)分類(lèi)存

4、儲(chǔ)不同的信息，并劃分為若干個(gè)圖層(相同、相近或相關(guān)的屬性放置于同一個(gè)圖層，不分類(lèi)的地理信息放置于過(guò)渡層)。比如一幅地形圖，可以把圖幅內(nèi)所有的交通設(shè)施及其名稱(chēng)注釋放在一個(gè)圖層中；把所有的地層分界線(xiàn)如角度不整合界線(xiàn)、平行不整合界線(xiàn)及地層名稱(chēng)代號(hào)放于地層圖層中等等。同一圖幅的多個(gè)圖素具有不同的屬性結(jié)構(gòu)，同一庫(kù)類(lèi)中對(duì)應(yīng)圖幅的圖素屬性結(jié)構(gòu)應(yīng)相匹配。這樣的圖層劃分與設(shè)置就為以后查詢(xún)、調(diào)用、編制目的性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)圖件提供了高效率的查詢(xún)手段。無(wú)關(guān)聯(lián)的信息則分層存放。不同比例尺標(biāo)準(zhǔn)分幅的圖層設(shè)置應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或結(jié)合具體工作的需要進(jìn)行。比如：交通管理系統(tǒng)的圖層劃分可依據(jù)交通設(shè)施類(lèi)別（鐵（公）路、橋梁、港

5、口等）、道路等級(jí)等來(lái)進(jìn)行。而在地質(zhì)管理系統(tǒng)系列圖層劃分則可依據(jù)礦種、規(guī)模、礦床的成因類(lèi)型等來(lái)進(jìn)行，也可依據(jù)物探、遙感等不同類(lèi)型的信息源來(lái)進(jìn)行?？傊?，圖層的劃分要結(jié)合圖素內(nèi)容、邏輯的信息內(nèi)容及地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。2.2圖形圖素矢量化以往的地理信息主要是以圖紙為載體的，限制著地理信息的高效處理和管理，因而要建立完善的玉林市國(guó)土資源信息中心綜合管理系統(tǒng)”必然要對(duì)已有的圖件圖素進(jìn)行掃描生成光柵文件并進(jìn)行量化處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖素進(jìn)行輸入、編輯、修改等功能。GIS調(diào)用的光柵文件格式主要為*tif,而掃描生成的光柵文件有:*.pex、*.png、*tif、*jpg等，因而要使掃描的光柵圖像方便GIS調(diào)用

6、,常常需要利用photoshop等系列圖像處理軟件進(jìn)行光柵文件的裁剪及文件類(lèi)型的轉(zhuǎn)換，生成*tif格式文件，方便GIS光柵文件求反功能轉(zhuǎn)換成*.rmb格式進(jìn)行矢量化處理。圖素的矢量化包括（點(diǎn)、線(xiàn)、面）狀圖素的矢量化。首先，點(diǎn)狀圖素的矢量化是從GIS符號(hào)庫(kù)中選取與點(diǎn)狀像素相同的子圖，并賦予相對(duì)應(yīng)的寬、高、旋轉(zhuǎn)角度值等。線(xiàn)狀圖素的矢量化則是通過(guò)線(xiàn)狀圖素的屬性來(lái)確定其存放的圖層，且置為當(dāng)前通過(guò)手動(dòng)式等方式來(lái)進(jìn)行矢量化。在選擇矢量化方式時(shí)，干擾因素大的圖件使用手動(dòng)式。矢量化所采用的線(xiàn)型及參數(shù)設(shè)置要依據(jù)線(xiàn)型的特點(diǎn)，如線(xiàn)的粗細(xì)，X、Y值。X表示線(xiàn)段在X軸方向上的重復(fù)頻率，X值越小，線(xiàn)段重復(fù)的頻率越高,反之

7、越低；Y值的大小只影響到某些線(xiàn)型，如平行不整合界線(xiàn)中雙線(xiàn)之間的距離。設(shè)置好各參數(shù)后，沿著線(xiàn)型像素的中央不斷取值，描繪線(xiàn)狀圖素呈線(xiàn)型，曲線(xiàn)轉(zhuǎn)彎處加密取點(diǎn)，反之曲線(xiàn)彎曲度不大處少取點(diǎn)，以減少矢量化值的誤差。面狀圖素的矢量化就是在（如:道路、水體、巖體等面圖素）的封閉區(qū)域填充不同的顏色及花紋。若系統(tǒng)庫(kù)中不存所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)、線(xiàn)、面狀圖素要件，則可通過(guò)符號(hào)編輯框的編輯保存功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.3圖素圖件誤差校正圖紙放置時(shí)間過(guò)程，總會(huì)發(fā)生變形，圖件的精度就會(huì)降低，為了提高精度，就要對(duì)光柵文件矢量化后的圖素予以誤差校正。誤差校正主要是通過(guò)坐標(biāo)平移，依據(jù)采集的實(shí)際值和理論值比較對(duì)比，然后設(shè)置好校正控制點(diǎn)依次對(duì)點(diǎn)、線(xiàn)、面

8、文件進(jìn)行校正。坐標(biāo)平移就是利用GIS中整塊移動(dòng)”功能進(jìn)行坐標(biāo)變換，如果圖幅的下邊線(xiàn)不水平，變換的同時(shí)，圖幅會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)一定角度的偏轉(zhuǎn)，并使圖幅下邊線(xiàn)上所有點(diǎn)的Y值均為0。而實(shí)際值的采集主要是：圖幅變形較小的圖幅校正控制點(diǎn)一般選圖幅的4個(gè)角點(diǎn)和圖幅內(nèi)均勻分布5個(gè)點(diǎn)，當(dāng)圖幅變形較大時(shí)，可加密控制點(diǎn)。理論值的采集則是輸入每幅圖左下角的經(jīng)緯度值,GIS自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)比例所需要的圖框，采用與實(shí)際圖幅相同的網(wǎng)間距，采用交點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)校正圖幅。圖幅校正時(shí)，畸變了的圖形要運(yùn)用高精度的數(shù)學(xué)方法糾正到理論圖形上去，使每幅圖的實(shí)際控制點(diǎn)與其理論值對(duì)應(yīng)，理論圖框內(nèi)部點(diǎn)X、Y取值時(shí)就要與實(shí)際控制點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。2.4圖幅接邊、編輯

9、、整飾、輸出圖幅接邊的主要目的是將相鄰圖幅間接合處圖元的連接誤差消除。接邊操作時(shí)，要注意同一圖幅的圖元不能進(jìn)行接邊；接邊的圖元接合誤差較大,超出允許接邊容許誤差時(shí)，系統(tǒng)提示錯(cuò)誤，不給予接邊處理操作，這時(shí)若要進(jìn)行接邊處理，那就要調(diào)整接邊參數(shù)，加大接邊容許誤差等等。將較大比例尺的圖幅拼接成較小比例尺的圖幅時(shí)，拼接順序是先上下后左右，比如1:5萬(wàn)圖幅由4個(gè)1:2.5萬(wàn)的圖幅拼接縮小而成。拼接的具體操作為：取下面圖幅的左上角圖廓點(diǎn)的X、Y值作為上面圖幅坐標(biāo)平移變換的AX、AY之值,將上面的圖幅進(jìn)行坐標(biāo)變換后,添加到下面圖幅上去，形成一個(gè)新的圖幅，這個(gè)新的圖幅由上、下兩個(gè)1:2.5萬(wàn)的圖幅經(jīng)過(guò)上、下拼接

10、而成。同樣，也可以將右側(cè)上、下兩個(gè)圖幅拼接，最后再左右拼接，縮至一半便成為一個(gè)1:5萬(wàn)的圖幅。由于1:2.5萬(wàn)圖幅為梯形分幅，上、下拼接后形成的圖幅仍為梯形，左右拼接時(shí)，在圖幅的中縫部位，出現(xiàn)一個(gè)上寬下窄的V”形裂隙,此時(shí)采用旋轉(zhuǎn)變換的方法，盡量使V”形裂隙的上端口縮小，直至在誤差范圍之內(nèi)即可。當(dāng)然，在誤差校正時(shí)也可將1:2.5萬(wàn)圖幅直接校正到1:5萬(wàn)的圖框中，稍做比例尺變換后，添加到1:5萬(wàn)圖幅的圖框中形成1:5萬(wàn)的圖幅,這種變換方法可避免圖幅中縫V”形裂隙的出現(xiàn)。由較大比例尺的圖幅拼接成較小比例尺的圖幅后，各種符號(hào)、注釋常常會(huì)出現(xiàn)疊加、移位的現(xiàn)象，這樣就需要對(duì)圖幅內(nèi)的各種圖素進(jìn)行編輯、修改等，使之趨于合理、互不影響。具體操作時(shí)，主要是將地形圖的圖素文件創(chuàng)建成工程文件并設(shè)編輯項(xiàng)，處理不同圖素之間的相互關(guān)系。同時(shí)對(duì)圖框外的內(nèi)容比如圖切剖面、圖例等，往往通過(guò)輔助圖件突出其在圖幅內(nèi)的重點(diǎn)現(xiàn)象等，制作方法跟前面介紹的大圖件相同,要注意圖件整體美觀、布局合理。最后就是輸出圖件，根據(jù)對(duì)圖件的效果及質(zhì)量要求借助于繪圖儀選擇光柵文件格式輸出等將圖件以紙質(zhì)的形式表現(xiàn)出來(lái)。3結(jié)語(yǔ)GIS具有高效性和