时间:2023-03-20 16:29:01
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇地籍调查论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
问卷数据显示,84%的教师认同教育评价的目的在于创造适合儿童的教育,“以学生为本”的理念逐步深入人心。面对广泛的学习资源,60%的教师认为学生应参与对资源的筛选和使用,74%的教师认真研究了学科课程标准,并将标准中的能力要求进行了细化,根据学生实际情况,分阶段制定了可操作、可测量的教学目标,44%的教师能够充分利用反馈信息,帮助学生进行自我诊断,培养学生语言认知能力。
二、教师对评价方法的使用日益多样
针对高中课程设置中三大类型模块,87%的教师认为在评价方式上应采取不同的测试方法。在教育评价中,除了使用测试法获得数据以外,47%的教师还经常使用问卷法来搜集信息,33%的教师通过访谈法记录学生学习过程,15%的教师经常撰写观察报告,5%的教师使用文献法对获取的信息进行分析。58%的教师使用电子档案将学生材料进行归类,14%的教师通过电子邮件与学生进行沟通,6%的教师创建了虚拟学习社区对学生进行心理疏导和学习指导。
三、教师对模块评价的设计维度
日益多元
很多学校将学生课堂表现、出勤及作业完成情况和学生模块考试成绩按比例核算后相加对学生予以学分认定。这样的做法将学生平日的表现纳入评价体系,有助于促进学生学习习惯和方法的养成,改变了以往仅依靠一次考试成绩来证明一切的做法。43%的教师认为,这种做法还不能充分体现过程性评价理念,应该再加入更多的内容,例如课题研究、科技制作、课题报告、操作技能测验等来促进学生综合素质的提高,改变主要依靠书面考试的评价体系。41%的教师认为学生在学习过程中的表现和学生模块成绩所占的理想比例应是4:6,认为理想比例是3:7的教师占37%。
针对这次问卷调查中反映出的问题,提出以下建议:
一、学校应进一步完善形成性评价体系
学生评价是在系统、科学和全面搜集、整理、处理和分析学生信息的基础上,对学生发展和变化的价值作出判断的过程,目的在于促进教育与教学改革,使学生全面发展。从问卷中可以看出,由于认识的不到位,各高中学校形成评价体系的机制还不成熟。28%的教师认为将课题研究、科技制作等操作能力考核内容纳入到评价体系没有必要,理由是高考没有这样的考试形式;44%的教师认为这会对学校管理和教学实施带来困难;19%的教师认为这样做加大了教师的工作量;9%的教师认为学生不会感兴趣。高中阶段的形成性评价更关注学生在完成综合性任务中表现出的自主收集信息和处理信息的能力;与人讨论、合作、沟通和协调的能力;有条理地展示任务成果的能力。因此,建议学校进一步细化模块评价体系,依据学生能力培养目标,将各个学科占40%或30%的形成性评价内容进行分解,通过让学生参与内容的制定、权重的分配、等级的划分等活动,促进学生明确发展方向,熟知学习内容,积极参与活动,运用所学知识,解决实际问题。
中图分类号:F061 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2013)05-0308-01
要实现城乡土地调查数据的一体化管理,就要首先解决好已有城乡调查数据的整合、多尺度数据的整合及编码与分区方式的统一等关键环节,已有的城镇地籍调查数据多数以1:500比例尺为主,而农村调查数据则以1:5000及1:10000为主,且调查过程为两种调查分开开展,采集的方法、流程及执行的标准也不相同,调查的重点更是一个以权属为主一个以地类为主,这给城镇地籍与农村土地调查数据的整合带来了很多困难,本文针对这一问题中的几个关键技术点提出了自已的解决建议。
1、已有城乡调查数据一体化整合现状
第二次全国土地调查工作中辽宁省各地区均完成了城镇地籍调查及建库工作、农村土地利用现状调查及建库工作,但均为双库独立运行状态,二者的一体化均为图层的简单叠加显示,接边工作为以农村土地利用现状调查数据中的城市图斑为城镇地籍调查的控制范围线,二者采用图形地类硬接边方式处理,不是真正意义上的一体化,且统计时为二者分别统计后手工整合。
2、不同尺度数据一体化整合关键技术解决
城镇1:500地籍数据、农村1:1000宅基地数据及1:5000、1:10000农村土地利用数据的融合是本研究工作中的一个核心内容。由于大比例尺城镇数据与中小比例尺的农村土地利用数据在调查方法、管理重点、建设标准、统计规范及投影坐标系的选择上都存在着差异,所以,简单地将其硬性地叠加在一起只能做到图形显示的一体化,而不能真正地达到一体化显示、统计、分析及应用。本文针对其中的投影坐标系及比例尺方面提出了建议。
(1)、投影坐标系的解决
根据现行的国土资源调查相关规范、特别是第二次全国土地调查规程的规定,调查及测绘需采用1980年西安坐标系,高斯――克吕格3度带投影,当1:500城镇地籍测量的投影长度变形大于每公里2.5cm时,需选择抵偿坐标系或地方独立坐标系,且多数的1:500城镇地籍测量都需要选择抵偿坐标系或地方独立坐标系,而农村土地利用现状数据的测绘及调查按统一的3度分带就可以满足,如果将地方坐标系的数据直接转换至统一3度分带数据库中则地方坐标系的数据必然会出现投影变形超限的问题。我们提出了多重投影的概念,其方法核心是采用三层数据应用体系,即数据存储层、中间层和应用层,其中数据存储层为数据的存储系统,传统数据存储的坐标信息多为投影后的平面坐标系和投影信息,而本研究中采用地理坐标为基础坐标存储格式,同时,每一个图元中均记录有数据采集时的投影坐标系统信息,这样的存储不必考虑数据的投影方式和投影变形问题;中间层,作用是根据应用层的不同应用请求,将地理坐标转换为投影平面坐标,并提供应用层使用;应用层,主要包括两部分,一部分是图形的表现部分,另一部分是数据计算、统计、分析及应用部分,当用于在计算机屏幕中显示时,其只是为了直观的表现出图斑、线状地物、宗地等地物的位置、形状、大小及相邻关系等,可不必考虑其中大比例尺的投影长度变形和面积变形,所以,可使用统一3度分带的高斯投影显示。而当应用层用于计算宗地面积及统计分析或打印大比例尺地籍图时,则需要考虑投影长度变形的问题,这时,中间层返回的数据则是根据其图元中的坐标系信息计算的投影平面坐标数据,从而保证了投影变形对长度和面积的影响在限差范围内。同时,由于存储的是地理坐标,这与农村土地利用现状的面积计算要求采用椭不球面积的要求也相吻合,可以直接用于计算,减少了由平面坐标计算回地理坐标的计算过程,提高了其计算的精度。
(2)不同比例尺数据接边问题的解决
城镇1:500数据与农村1:10000土地利用数据由于其采集的精度不同、采集重点不同,前者是以宗地权属为主,后者是以地类为主,所以将两者进行一体化整合时还要充分地解决好两者的接边问题,在本研究中采用了以精度为准,两权分离、权类分离的方式进行了补充调查,并根据低精度服从高精度,使用权权属实测的方式进行两者的接边工作。具体的解决方法如下:
{1}权属接边
在进行城镇地籍数据与农村土地利用数据整合接边工作中首先对权属进行了接边。以城镇地籍实测数据的最宗地边界为准(界址点线均按1:500地籍图精度实测),修改农村土地利用数据中的调绘权属边界,从而保证了其权属的准确性。
{2}地类接边
在对权属进行接边后,还要对边界两边的地类进行接边。当城镇地籍数据与农村土地利用数据整合到一起后,在地类上需要打破第二次全国土地调查分类中的农村部分适用的内容,而直接使用统一的分类标准,其接边工作主要是将界线两边的同一地类进行统一。将城镇地籍内部不同用途的地类进行补充调查细化分类。保证其实际地类的准确性。
{3}线状地物接边
在农村土地利用数据中存在线状地物,而在城城镇地籍调查数据中由于其比例尺较大,所以,不存在线状地物的,两者的接边工作主要是对其线状地物的权属、地类、宽度属性进行接边,从而保证其地类一致性。在本研究中还将城镇地籍数据内部的线状地物按农村土地利用调查的标准进行补充绘制其面状中线线。使其在进行统计计算时可以按农村土地利用统计的方法和标准进行统计。
3、结论
本文仅仅是对城乡调查数据的一体化整合关键技术中的坐标系与比例尺接边问题提出了一些解决的设想,要真正实现城乡一体化数据的无缝整合,还需要解决好城乡统一编码、城乡统一调查地类标准、解决好城镇宗地与农村土地利用现状图斑的关系问题。因此,要实现真正的城乡一体化还有很长的路要走。
土地地籍调查工作的目的是通过查清每一宗土地的位置、权属、界线、数量和利用状况,获取“权属合法,界址清楚,面积准确”的土地地籍管理信息,实现全市土地调查、登记及发证的一体化管理,并通过建立健全新的土地调查机制及土地利用动态监测制度,实现城乡土地数据的及时、快速、准确更新,为实现对国土资源管措施的跟踪监督打下坚实的基础。
本论文主要讨论了地籍控制测量的原则,应用方法,精度要求等内容。介绍了地籍控制测量的方法,对控制测量前的调查工作做了解释。对图根控制网的加密,基本原则和精度要求进行了设计,包括选点,观测,数据处理等工作做了详细介绍。
关键词:地籍测量、控制测量、图根加密
目 录
摘 要.... 0
第一章 概 述.... 2
1.1 地籍测量含义... 2
1.2 地籍测量特征... 2
1.3地籍测量在我国的发展状况... 3
1.4 地籍测量的目的和任务... 4
1.5 地籍测量的重要意义... 5
第二章 地籍控制的准备工作.... 6
2.1坐标系统... 6
2.2图幅规格和编号... 6
2.3调查范围与比例尺... 7
2.4 作业技术依据... 8
第三章 地籍控制测量方法.... 9
3.1 导线测量... 9
3.2三角测量... 11
3.3 GPS控制测量... 14
3.4 图根控制测量作业要求... 16
第四章图根控制网加密.... 19
4.1 光电测距导线加密... 19
4.2 交会法加密控制点方法... 21
4.3 GPS加密控制网... 22
第五章报告总结.... 24
致 谢.... 25
参 考 文 献.... 26
第一章 概 述
1.1 地籍测量含义地籍测量是为获取和表达信息所进行的测绘工作。其基本内容是测定土地及去附着物的权属、位置、数量、质量和利用状况等。具体内容如下:
一、前言
GPS是由美国国防部主持研制,以空中卫星为基础的无线电导航系统。该系统能为全球提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、三维速度和时间信息。利用静态定位或运动定位,可满足多方面的需要,由此使得GPS用户遍布全世界。目前,GPS技术已广泛应用于土地测绘、城镇规划、地球资源调查与管理、石油地质勘测等领域并发挥着更大作用。GPS以其速度快、精度高、效益好等优点,在土地领域应用中取得了良好效果,并且随着我国土地使用制度改革的不断深化,GPS应用前景更加广阔。
二、GPS在地籍测量中的应用
1.GPS在地籍控制测量中的应用。根据国家土地局颁布的《城镇地籍调查规程》要求,笔者根据在河北、山东、湖北、浙江等地GPS地籍控制测量成果检查验收的情况,提出以下三点认识:(1)GPS地籍控制网点的精度和密度。地籍测量的首要任务是进行全区的控制测量,它是测绘地籍图件和数据的基础。而地籍控制网点的精度和密度主要是为满足土地权属范围的特征点,即界址点服务。关于网点的密度,GPS地籍网可按测区范围和先后次序分基本网和加密网两类。基本网控制较大的测区,点的密度大致按城市三、四等边长要求定,加密网点密度相当于5“级小三角网或导线。对于中、小城镇的地籍控制,考虑到城市的长远规划和近期需要,布设四等网和5”级小三角网或导线。(2)位置基准点偏差对GPS网的影响。应用常规手段建立城镇地籍控制网时,如果附近没有国家控制点作为位置基准点,往往以假定坐标值的点作为起算点,从而建立起一个独立的坐标系。当应用GPS定位技术代替常规测量建立地籍控制网时,由于GPS定位得到的是WGS-84坐标系的三维坐标差,故GPS网在参考椭球面上的网形与其在参考椭球面上的位置基准有关。在经度方向上位置基准的偏差能使GPS网产生整体旋转,但对于一定范围、高差较小的GPS网而言,其位置基准在经纬度方向上的偏差(一般百米以内)对投影在椭球上网形的影响可忽略不计;对于高差大的GPS网则要求有较精确的起算数据。由于位置基准在高程方向的偏差使投影在椭球面上的GPS网的尺度发生变化,所以,可用常规方法来精确测定高程。(3)GPS地籍控制网的优化设计。在经典三角测量的控制网中,兼顾精度、可靠性及成本费用等准则的优化设计已有许多研究成果和应用。与经典观测相比,GPS观测具有更为复杂的函数和随机模型。尽管GPS具有灵活多样的布网方式,速度快、精度高等特点,但GPS地籍控制网的设计也存在优化问题。在GPS网优化设计时,应考虑到规程要求精度、仪器标称精度、网的可靠性准则、人员配备与预支成本费用等条件,可采用机助模拟法(也可其他方法)对GPS网的图形结构、观测量的增减进行优化设计。优化设计后的GPS测绘更能显示出GPS卫星定位技术的高精度与高效益,并在地籍调查中发挥重大作用。
2.把GPS新技术引入地籍细部测量中。地籍细部测量是地籍调查不可分割的组成部分,目的是测定每宗土地的权属界址点、线、位置、形状、数量等基本情况。由地籍调查规程所知,在地籍平面控制测量基础上的地籍细部测量,对于城镇街坊界址点及街坊内明显的界址点间距允许误差为10 cm,城镇街坊内部隐蔽界址点及村庄内部界址点间距允许误差为15 cm。利用GPS的RTK技术能满足上述精度要求,建议在适合布设GPS点的部分测区使用该项技术。对于影响GPS卫星信号接收的遮蔽地带使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具,采用解析交会法、极坐标法、图解交会法等进行地籍勘丈,这样有利于加快地籍细部测量进度。
3.手持式GPS接收机在土地利用动态监测中的应用。(1)传统监测方法的弊端。传统的野外监测采用的是简易补测法或平板仪补测法。近代采用的遥感手段在土地利用现状监测中,虽然对于宏观变化有很强的适用性,但受限于成像条件和地形环境,目前还不能全面及时地反映动态的变化,特别在微观监测方面仍多采用传统技术方法。简易补测法只适用于小范围变更且变更物周围有明显的特点时的情况。当已知明显的物点较少,变更范围较大的地区,传统的监测方法是采用乎板仪补测。平板仪补测法速度慢、效率低,并且实施过程中易受主观因素干扰,使精度不能保持稳定,影响监测戍果质量。(2)应用手持式GPS接收机进行土地利用动态监测。手持差分型GPS接收机,轻便灵活,具有六通道,可跟踪8颗卫星,能记录点线、面等数据,可存储很多点的三维GPS位置数据和属性特征。利用手持式GPS接收机进行土地利用动态监测,基准站可用其中一台手持式GPS接收机(若数据兼容.也可放置大地型GPS接收机),通过相位平滑伪距差分的方法,解算出流动站的位置,从而达到定位目的。
三、存在的问题
手持差分型GPS接收机的内业处理软件中的绘图模块所绘制图件与土地利用现状图相差较大,由此就存在着野外实测与内业成图的不匹配。利用GPS差分技术进行监测点定位,定位数据使用微机软件自动成图,解决好野外监测与内业成图的连续性,在这方面还有待于有关人员研究开发。
四、实时动态定位(RTK)技术在建设用地勘测定界中的应用前景
建设用地中的土地勘测定界是实地确定土地使用界线范围、测定界桩位置、计算用地面积等方面的测绘技术工作,它为各级政府的土地管理部门审批土地、地籍管理提供基础资料。建设用地勘测定界的工作穆序为:审查用地文件及有关图件――现场踏勘――图上红线设计――实地放样――复核测量――面积量算――绘建设地界图――填绘建设用地管理图――资料的管理――归档。在反复实地踏勘、图上设计、权属调查后制定放样数据。利用GPS的RTK技术进行勘测定界放样,能避免解析法放样、关系距离放样等放样方法的复杂性,同时也简化了建设用地勘测定界的工作程序,特别是对公路、铁路、河道、输电线路等线性工程和特大工程的放样更为有效和实用。
RTK是指载波相位实时动态差分(Rea-time Kinematic)定位,它是GPS定位发展到现在的最新技术,RTK实时处理能达到厘米级精度,完全满足建设用地勘测界址点坐标对邻近图根点点位中误差及界址线与邻近地物或邻近界线的距离中误差不超过10 cm的精度要求。RTK的基准站由主机、GPS天线、电台、电于手簿、放大器、数据通讯天线等组成,移动站由电子手簿、主机、GPS天线及数据通讯天线组成。通过同时接收卫星信息与基准站发送的改正信息,经过解码,自动给出具有厘米级精度的定位数据。然后,利用微机通过随机软件传送到电子手簿供实地勘测定界放样。利用RTK放样是坐标直接放样。并且建设用地勘测定界中的面积量算,实际上由随机软件中的面积计算功能利用坐标直接计算并检核。
五、GPS与GIS的有机结合对地籍泊息系统的影响
地籍信息系统包括地籍信息的输入、管理、输出三大部分,它是利用计算机等先进技术,对地籍数据采集、处理和图表成果输出的信息管理系统。利用GPS技术野外实测,把野外特征界址点坐标数据和属性信息记录下来一并传输到地籍信息数据库中,经过加工、处理,最后绘制输出成果图件。GIS是一个庞大的地理信息系统,地籍信息系统可看作为GIS的一部分,地籍信息系统的开发研制可以借鉴成熟的GIS系统,并且GPS与GIS的有机结合将改进地籍信息系统部分模块的功能,为地籍信息系统向现代化、自动化、网络化方向发展打下基础。
六、结束语
随着GPS技术的不断发展,特别是GPS、GIS、RS(遥感系统)的有机结合,GPS将在土地测绘中应用更为广泛。GPS技术在土地领域也将发挥重大作用并产生巨大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]马克伟等.城镇地籍调查规程.北京:地质出版社,1993年版.
一、土地登记档案的一般特性
土地登记档案是土地登记制度(亦是法律制度)的一种体现。它是土地管理部门代表政府依据国家的法律、法规,遵循有关法定程序所建立的反映有关土地位置、面积、用途、使用条件等情况的图纸、簿册等文件材料。它具有区域性、政策性、公正性、可变性等不同于其它专业性档案的特性。
1、区域性。《土地登记规则》第四条"土地登记以县级行政区为单位组织进行。"显然,土地登记具有极其鲜明的区域性。土地登记的两个主要内容:一是土地权属的状况;二是相邻宗地的相互关系。也就是说:土地登记档案是在基层土地管理部门实际工作中形成,按照区域特定编码而整理装订成卷的。
2、政策性。土地是人类赖以生存和发展的基础。对土地所有权和使用权做出确定的档案资料,都是经过土地管理人员,严格按照一定的法律程序,依据国家不同历史时期有关土地政策、法规,在工作中运用的结果。也可以说,它是不同时期国家关于土地政策在实践中具体真实的记录。
3、公正性。土地登记档案必须有申请人、相关人和经办人表达正确意见的书面形式的载体。由土地权利人主动向土地管理机关申请,经土地管理工作者权属调查、实地测量,其结果以公示的方式并由审核机关核准终结。
4、可变性。与其他档案文件资料不同,土地登记文件资料中的一部分需随着土地权属和主要用途的变更而经常变化。如土地登记卡,地籍二底图等这些文件、图册资料的内容,要在变更土地登记中不断变化,如不及时更改已经发生的土地登记文件资料,将使国家多年投入大量的人力、物力、财力所形成的地籍资料失去准确性和保存价值这一特点,决定了其特殊的管理方法。
5、产权的不可移动性。土地作为一种固定财产,其土地权利人不可能像对其他商品那样随意搬迁,移动。档案中将土地权利的主、客体内容记录在册,土地权利人所取得的所有权、使用权及他项权利只能在依法确定的范围内行使自,不能随意向周围(四至)相邻宗地实施主观意向。
二、土地登记档案的管理措施
(一)应提倡规范化统一管理。
随着土地出让数量增多和房地产业务的迅速发展,以土地使用权转让、出租、抵押为主要内容的变更土地登记数目逐年增加,如果不尽快对土地登记档案实行规范统一管理,十几年所建立起来的地籍调查成果将失去意义和价值,后果将是不堪设想。规范、统一管理是当务之急。
1、原国家土地管理明文规定,土地档案的业务管理,由市(县)级以上档案局、馆,进行直接的业务监督,指导。
2、土地登记文件资料管理,由负责土地登记工作的业务部门完成。在进行土地登记文件资料更新时,由负责土地登记工作的业务主管部门向档案室办理借阅手续,然后根据变更土地申请和调查,核实的结果在有关的登记文件资料上作相应的更新。待更新工作结束后,将整理的卷宗移交档案室存档。土地登记文件资料更新工作是一项经常性的工作,必须建立和健全档案更新制度,履行更新审批手续。
3、专业技术资料的更新,按照《地籍调查规程》技术要求,以行政辖区为单位,按街道、街坊、宗地进行编号,建立档案检索合帐,使辖区内每一宗地均有户头,每一次交易就办理一次登记。对其变更的宗地,按变更地籍调查要求编号。此方法对于初始土地登记档案及变更(包括权利人多次变更)均可在一个地号内便可检索到,对每变更一个土地权利人,在变更前案卷上,加盖注销印章,并在相应的卡、册及检索台帐中注名宗地的去向、编号。这样能够及时准确地反映一块土地的历史演变过程的文字和图册记载。政府通过办理土地登记,审核房地产交易的合法性、规范性,依法办理土地登记手续等,对房地产市场实施有效的监督、管理,并使之规范化。
(二)注重现代化管理手段。
随着社会主义市场经济体制及房地交易市场的良好发展趋势,以加入世贸组织为契机,以更加全面、科学、快捷、准确的土地档案资料,为社会主义经济发展和档案管理事业提供有利的支持和更加优质的服务,以增强全民依法使用土地的自觉性,提高土地资料的合法性、权威性和知名度。
abstract:data is very important for land information system,a key to land information the system's developments success is whether the data quantity is accuracy. this paper will study the data quantity the problem in land information the system establish the process.
key words:land information systems;data quality;error;accuracy;remote sensing;digitize;resolution;coordinate transformation;vector data;raster data;topological.
一、前言
土地是人类的宝贵财富,是人类社会进行物质生产所必需的基本条件和自然基础。如何科学、合理地利用有限的土地资源,如何及时了解与掌握土地利用变化数量和空间特点,对于保持耕地总量动态平衡和土地持续利用具有十分重要的意义。wwW.133229.COm
随着社会经济的日趋多样化,土地部门的业务工作及范围也在不断扩大,原有的靠手工操作,图纸管理的模式已经越来越不能满足高效率的需求。为强化土地管理,满足社会对土地资源信息更多、更细、更完善的服务要求,各土地管理部门纷纷加入信息化、数字化的改革大潮。特别是在市场经济条件下,因土地管理部门工作的严肃性、准确性、科学性和规范化要求,管理中任何规定的确定和变更都需要完成大量的信息收集、分析、综合、决策和评估等工作,土地管理也只有强有力的信息技术(it)的支持下,才能做到真正的科学决策和管理。
土地信息系统(lis)是地理信息系统的一个分支,是一种基于宗地[以宗地(地块)为单位]的计算机管理信息系统。是一种利用计算机技术及其属性数据进行采集、处理、管理、查询、分析、应用和维护更新的空间信息系统,是土地管理的现代化工具,是土地规划和管理定量化、科学化的方法、手段。但是,在土地信息系统的建设过程中,还存在许多问题,给土地信息系统的建设及发挥带来一定困难。这里仅对土地信息系统建设中的数据质量问题进行探讨。
二、对lis数据质量的认识
数据是一种未经加工的原始资料,是客观对象的表示,它可以是数字、文字、符号、图像,数据是信息的具体表达形式。一个lis系统包括空间数据、属性数据、空间数据之间的关系以及空间数据与属性数据之间的关联。
人们往往以为计算机为基础的信息系统的数据质量是可靠的,很少怀疑利用信息系统产生的分析结果在数据质量方面会有问题,但事实远非如此。在某些情况下,由于多种原因,计算机分析的结果甚至会比手工分析的误差更大。这里除软件、硬件的质量问题,计算方法上的问题,以及分类、编码、输入、操作的明显疏忽外,数据本身的质量是重要的原因。
众所周知,数据是lis的“血液”,是组成系统的重要元素。数据质量的好坏是土地信息系统成功与否的关键所在;数据质量的高低优劣,都直接影响到土地信息系统的经济效益和社会效益,决定了系统应用价值的大小;数据的可靠,质量的好坏将直接影响到整个系统的成败。系统如果不能提供正确、可靠的信息,这个系统也就失去了存在的价值。
数据质量的好坏是一个相对概念,并具有一定的针对性。衡量其好坏主要有以下几个指标:误差、数据的准确度、数据的精度和不确定性[1]。数据质量是数据整体性能的综合体现。
统而言之,数据的质量问题主要表现在两个方面:一是数据是否及时反映了现实世界;二是数据是否保持了一致性和完整性。
土地信息系统的数据量大,数据来源广,数据采集的任务重,在数据库建立过程中会出现许多人为和系统的误差,甚至还有可能产生数据错误,最后采集的数据无法准确反映规划和管理的实际状况,建立在此数据库基础上的系统往往也就达不到管理自动化辅助决策的目的,而只不过是“看看而已”的一种“摆设”罢了。
数据库(包括空间数据库和非空间数据库)是土地信息系统最基本、最重要的组成部分,也是投资比重最大的部分。数据质量的好坏,直接影响系统的功能和应用。不仅要根据技术规程衡量数据质量,还要从数据使用角度分析数据质量问题。数据质量通常是指数据的可靠性和精度,它主要用数据的误差来度量的。现就土地信息系统建立过程中的数据质量问题作进一步的探讨。
三、数据源质量的问题
土地信息系统的数据源指建库中所需要的各种数据类型的来源。它是土地信息系统最基本、最重要的组成部份。土地信息系统的数据源多种多样,主要包括有:地图,地图是系统最主要的数据源,因为地图是地理数据的传统描述形式,是具有共同参考坐标系统的点、线、面的二维平面形式的表示,内容丰富,图上实体间的空间关系直观,而且实体的类别和属性可以用各种不同的符号加以识别和表示。土地信息系统其图形数据大部分都来自地图,土地信息系统的属性数据主要有地籍图、宗地图、土地详查图、土地利用现状图、行政区划图、专题图、乃至地形图等各种图件的矢量化地图数据。二是遥感影像数据,遥感影像数据是一个极其重要的信息源。通过遥感影像可以快速、准确地获得大面积的、综合的各种专题信息,航天遥感影像还可以取得周期性的资料,这些都为土地信息系统提供了丰富的信息。三是统计数据,包括土地的分类、面积、权属、分布及质量、等级状况、利用状况、非法占地等统计资料。四是实测数据,包括gps点位数据、地籍测量数据等。五是数字数据,包括数字图形数据和属性数据。数字数据主要有地籍号、档案卷宗号、地类号、图号、手簿号、宗地界址点点号及坐标控制点坐标,宗地面积,面积中误差、年代、日期等等。属性数据包括图形、图像以外的各种文字、数字信息。其中文字信息主要是与宗地档案,文件档案组成相关的各种检索和查询信息(如:土地权利人姓名或单位各称、土地座落,文件档案的标题、发文机关、公文字号等等),以及土地登记、地籍调查、权属审核、登记发证各办公流程中的各种键盘输入信息。六是各种立法文件和文字档案,主要有地籍档案、文件档案等具有法律效力或需要经常查阅的原始文件材料,它们是土地信息的重要组成部分,在土地的规划管理中起着很大的作用。
数据源质量问题指数据的采集和录入中可能产生的误差,建库所需的各种类型的数据的可靠性和精度。
从土地信息系统建立的过程来看,它的主要因素有:各种测量数据,地图和遥感数据等的误差;调查和统计造成的属性数据误差,以及文档数据的错误等,数字化前的预处理、手扶踀自动化的分辨率和矢量化精度。
1、遥感数据
地理信息系统、遥感和计算机辅助制图是现代地理学的重要技术手段。遥感作为一种获取和更新空间数据的强有力手段,能及时地提供准确、综合和大范围进行动态监测的各种资源与环境的信息,因此遥感数据是土地信息系统的一个重要数据源。
所谓遥感(remote sensing)就是遥远感知的意思,也就是不直接接触目标物和现象,在距离地物几公里到几百里、甚至上千里的飞机、飞船、卫星上,使用光学或电子仪器接受地面物体或发射的电磁波信号,并从图像胶片或数据磁带形式记录下来,传送到地面,经过信息处理,判读分析和野外实地验证,最终服务于有关部门的规划决策 [2]。土地管理部门可以运用遥感技术快速获取现状空间的信息。
尽管遥感技术有很多好处,但因其自身特性,获取的遥感数据可能存在一些误差。如:不同的高度引起的问题,由于传感器的结构及稳定性产生的问题,对信号进行数字化产生的误差。传感器在航线、航向上出现的误差,大气辐射产生的误差,地形和地貌等因素产生的误差等等。在遥感资料的获取时,有些误差是可以控制的,有些则不可控。因此必须对原始数据进行预处理,包括利用地面控制对原始数据进行几何校正,图像增强和分类。对获取的遥感数据进行光谱校正,特征提取,自动识别分类、自动成图等处理[3]。
2、测量数据
各种原始的测量数据是土地信息系统的主要来源之一。包括宗地的权属界线、位置、形状、数量、面积、各级行政界线、地形图测量等。由于人和环境的因素,测量数据不可避免地受到人为误差(对中、读数、平分等误差)、仪器、环境的影响。来源于地面测量的数字数据中含有控制测量和碎部测量误差。其中控制点误差又受控制网的参考基准、网形和观测精度以及观测费用等因素的影响。碎部点误差除了继承了控制点的误差外,还受自身观测方法,观测精度和地界的人为判断,以及地物地貌的取舍等因素的影响。当然原始数据误差受观测仪器、观测者和外界环境三种因素影响。除此之外,还有测量数据的实时性以及数据老化,采集数据的密度不合理,或概括取舍不合理,选取测量规范标准不一致或精度等级不一致造成测量数据的不一致的影响。
地籍要素是构建土地信息系统极为关键的一步,其测量数据的精度高低决定了系统功能能否得到正确和充分发挥。
从地籍测量成果的有效性和土地管理的可能性来考虑,为了保证各权属单元之间的界线清晰,边界无争议,并且双方都能接受而不损害他人和国家的利益,地籍测量要达到一定精度。因此,必须要有相应的数据采集方法作为保证。地籍要素的采集方法目前主要有两种,一种是传统的模拟式外业测图方法,另一种是野外全数字化数据采集方法。传统方法的主要作法是在地籍控制测量的基础上,用解析法测量出权属界址点坐标,以控制点或以界址点为基础施测成地籍图,要形成入库数据信息,则要通过对原图数字化来实现。用传统数据采集方法形成地籍要素数字信息其误差影响因素较多,主要误差来源为:测站点误差m1,量距误差m2,在测图板上描绘方向线误差为m3,刺点误差m4,数字化仪采点误差m5等。按有关专著论述,一般情况下,m1≈±0.12mm,m2≈±0.2,m3≈±0.1mm,m4≈±0.14mm,这四项误差为野外采集误差。数字化m5的影响因素比较复杂,误差产生首先与图形要素有关,要素本身的复杂程度对数字化精度有显著影响,数字化仪本身的精度更应引起重视。正常情况下,用常规数字化仪进行数字化时,精度一般可达到±0.13mm。综合上述得,地籍要素采集精度m采 为:
m采 =±
=±
=±0.02mm
按1:500比例尺来考虑,实地误差将达到±10cm,由此可见,按传统方法施测,则拟入库的地籍要素信息很难达到规定的±5cm的精度标准[4]。
采用野外全数字化方法,界址点野外数据采集一般采用直接测定坐标法,即将全站仪或测距仪置于测站点上,对界址点上的移动棱镜进行水平角和距离测定,电子手薄记录计算。此种方法的主要误差来源为水平角测角误差mβ和测距误差md,测角中误差角保守为±5″,测距误差主要来自移动棱镜偏离界址点位置误差,其偏离值按2cm考虑。测距平均边长取100m,按点位误差精度估算公式m2= 来计算,则m≈±2cm,即便考虑测站误差和其他偶然的联合影响,点位精度也肯定在规定范围内,所以地籍要素信息数据的野外全数字化有利于提高界址点精度,从而保证地籍数据的质量。
3、调查、统计、文档数据问题
土地信息系统的建设过程中,涉及大量的调查统计数据,这些资料尚存在许多不足之处,为土地信息系统的建设带来了一定困难。
建立土地信息系统,必须首先进行土地基本信息的搜集,开展地籍调查工作,核实宗地权属,掌握土地利用状况,获得宗地位置、形状及其面积的准确数据,为建库奠定基础。
现就地籍调查工作加以探讨,众所周知,权属调查的工作之一是填写地籍调查表。由于权属调查技术性强,工作量大,参与人员多且水平不同等原因,填写后的地籍调查表或多或少会出现下面一些问题。在填土地使用者名称时,单位本应填写全称,可出现了类似这样的情况:某林业局有3宗地,而在3份地籍调查表上出现了xx林业局、县林业局、林业局等名称。按这样的名称录入建立信息系统,将导致不能正确地自动的归户。在填写土地使用者性质时,本应该写“全民”或“集体”或“个体”或“个人”,而出现了“国营”或“国有”或“私营”这样的名词。在填写宗地四至时应说明权属界线所经地物名称及归属、位置、与誰接壤。但出现了东(南、西、北)至xx,而未填出接xx。且有的四至填写错误,如两宗地共用一堵墙时,则只能出现两宗都至墙中,或一宗至墙内另一宗至墙外,但填出了两宗都至墙外或墙内等情况。在填写界址标示处的界址线位置时也有类似错误,有的表填写字迹潦草,或使用简化字,让人难以辨认。有的内容还可以猜出,但户主的姓名、调查员、勘丈员的签名等内容实在难辩;有的表中该填的内容而未填,任意涂改。
共用宗的处理,一个地块被几个权属单位共同使用,而其间又难以划清权属界线,这样的地块称为共用宗[5]。不少县(市)是这样处理的:有多少土地使用者就填多少份地籍调查表,表上的内容按各分宗填写。这样做的好处是所填的内容详细,调查表和土地登记申请书、审批表形成一一对应的关系。但其弊端也是显而易见的,其一较大地增大了填表的工作量,其二增大了复杂程度,在填写四至时,如遇一个土地使用者使用几个地块则不得不写清几个地块的四至;为填清界址指标,又得设置内部界址点,增加了宗地草图和地籍图的负荷量,填表时如不小心还会造成表与表之间的相互矛盾。为了和地调表统一,有的在形成宗地界址点成果表时,除了有宗地界址点成果表外,还有分宗的界址点成果表。如果内部界址点是在纸图上图解的,则将该宗地的宗地界址点和内部界址点和计算机展点后,会出现界址线混乱的情况。在土地信息系统建库时,这些内部点是不能当界址点录入进库的。如进库则在面积统计时,这种内部界址点所围成的区域的面积就被多统计了一次。
建立完备的信息系统,必须具备这样的条件:大比例的地形图或地籍图;野外测量的界址点数据;宗地的属性数据(土地登记申请书、地籍调查表、审批表等)。全省在进行大大规模的城镇地籍时,由于受当时的条件限制,自动化程度低,各作业单位作业水平的不同,或多或少出现一些问题。在建库时所发现的问题主要是界址点的坐标成果与地籍上的位置不吻合;相邻宗的同一界址点坐标不同;界址边长、宗地面积计算有误。某些县(市)为了进行土地登记,由于多方面的原因,在进行初始地籍调查时,只作权属调查,不作规范的地籍测量。为了计算面积,用皮尺或钢尺丈量界址边长及相关尺寸,用几何图形法计算出宗地面积,而不测址点坐标和地籍图。这样做不利于信息化的管理。
4、图形数字化
影响数据质量的因素是多方面的,有相当一部分来自于建库过程中的数字化过程。建库过程中的数据质量,包括数字化前的预处理,纸张变形、手扶跟踪数字化精度或扫描数字化的分辨率和矢量化精度。
(1)数字化前的预处理
用于数字化作业的地形图(工作底图)一般采用聚酯薄膜图,其变形一般小于0.2‰。采用纸质图纸时,图纸的尺寸随湿度和温度的变化而变化,温度不变的情况下,温度由0%增至25%,则纸的尺寸可能改变1.6%[6]。因为纸的膨胀率和收缩率不相同,即使温度回到原来的大小,图纸也不能恢复原来的尺寸。因此在数字化时要适当的比例因子,通过仿射变换进行几何纠正,以减小工作底图变形产生的位置误差,达到相应的精度。
对不同种类和比例的工作底图进行数字化时,应注意它的投影方式是否一致,比例是否匹配。对于不同投影方式应在数字化后及时变换为系统要求的投影方式。对于不同比例应将比例尺和精度记录到元数据中,以便估记由此可能产生的误差。
(2)跟踪数字化
手扶跟踪数字是一种自动化精度较低的数字化方式,其数字化精度也因操作员及其工作的疲劳程度而异,操作员的劳动强度较高。随着大幅面扫描仪的成本不断降低,扫描和矢量化技术不断完善,这种数字化方式可能成为自动扫描数字化的一种补充。
手扶数字化是从地形图输入空间数据的最广泛采用的输入方法。把地形图放置于数字化桌上,用手持设备,跟踪每一个地图特征、数字化设备精确量测鼠标的位置,产生数据形式的坐标数据。
影响跟踪数字化数据质量的因素很多;主要有:数字化底图中地理要素的宽度、密度和复杂程度对数字化结果的质量有着显著影响。数字化仪的分辨率和精度对数字化数据质量有着直接的决定性的影响。《地形图数字化规范》规定,数字化仪的分辨率不能小于每厘米394线(约1000dpi),精度不低于0.127mm(0.005英寸)。常见数字化仪在分辨率方面通常能满足要求,而在精度方面却有相当一部分不能达到要求。在选择数字化仪时要特别注意其精度指标,以满足lis工程的需要。数字化操作员的技能与经验不同而引入的人为因素误差是不同的,由于操作员视力、操作习惯,熟练程度和疲劳程度的不同,最佳采样点位值判断,十字丝与目标点重合程度的判断会有一定程度的差异,影响数字化的质量。操作方式(如曲线采点方式和采点数目)也会影响数字化数据的质量。
假定各种误差影响符合误差传播规律,手扶跟踪数字化的综合精度应按下式求得:[7]
m数=±
其中:m数 表示手扶跟踪数字化的综合精度;m定 表示工作底图定向误差,m仪 表示数字化仪精度,m人 表示人为因素误差。
(3)、扫描数字化
扫描数字化用高精度扫描仪将图像等扫描并形成栅格数据文件进行处理,将之转化矢量图形数据。规范规定:图形定位控制点扫描误差不大于0.1mm,相对于工作底图,矢量化后的扫描点误差不大于0.15mm,线划误差不大于0.2mm。影响扫描数字化质量的因素除原图质量外,还包括:扫描精度、定向精度、矢量化精度损失等。
①扫描仪的分辨率和精度
扫描仪的分辨率和精度对扫描数字化质量的影响是至关重要的。因此,要根据具体情况选择适当的扫描仪。目前,大幅面扫描仪大致有,滚筒式(drum),平板式(flatebed),直进式(direct feed)3种。这些扫描仪能够输出一种或多种形式栅格数据文件(二值、灰度和彩色)。
滚筒式扫描仪精度较高价格较贵,能以较高的分辨率扫描ao或更大的图纸。
平板式扫描仪与滚筒式一样精度高、价格贵、分辨率很高,但一般幅面不会超过a1幅面。由于平板式扫描仪幅面小,扫描后多需进行拼接,从而增加了工作难度,引入了更多的误差源。lis工程一般不选用这种扫描仪。
直接式扫描仪精度较低,价格也较便宜。通常能够满足一般lis工程的需要。
目前,需要的大幅面扫描仪品牌有:contex、vider、anatech等。
在选择扫描仪时,应注意其是否采用硬件消蓝。光学分辨率代表了扫描仪的分辨率能力,而经销商往往只是给出插值分辨。同时,应注意扫描仪的歪斜失真,歪斜失真的大小与扫描仪的走纸方式有关。
②栅格数据矢量化的精度损失
在土地信息系统中,栅格数据与矢量数据各具特点与适用性,为了在一个系统中可以兼容这两种数据,以便有利于进一步分析处理,常常需要实现两种结构的转换。
栅格的矢量转换处理的目的,是为了将栅格数据分析的结果,通过矢量绘图装置输出,或者为了数据压缩的需要,将大量的面状栅格数据转换为由少量数据表示的多边形边界,但是主要目的是为了能将自动扫描仪获取的栅格数据加入矢量形式的数据库。
在栅格数据矢量的过程中的细化、跟踪等均可能引入一些误差。复杂图形全自动化矢量化效果极差,会产生众多的交叉线,导致多边形跟踪错误。对此,应采用交互式矢量化方法。因此在选择矢量化软件时不应仅仅关心自动化程度(全自动矢量化软件价格往往很高)。还要特别注意是否具有以下功能:智能去斑,裁剪,扭曲较正,比例控制,水平校正,光栅编辑和交互式矢量化等。
③扫描数字化方法误差
扫描数字化的几何分辨率是扫描数字化方法误差中最重要的误差源,减小这种误差的唯一方法就是提高扫描仪的几何分辨率。但是,随着分辨率的提高,栅格数据量以平方级速度增长。这往往造成计算机存储资源耗尽,数据处理时间平方级延长。以300dpi(约每mm12个点)的分辨率扫描时,独立点间距离的相对精度为1.4/1000左右。全自动矢量化细化过程所产生的点位误差为1~2个像素点,而交互跟踪矢量化最大点位误差可以控制在一个像素点。按300dpi计,每个像素点相当于图上0.01mm。扫描数字化综合精度可按下式计算:
m扫=±
其中:m扫 表示扫描数字化的综合精度;m定 表示底图定向误差;m仪 表示扫描仪精度;m矢 表示矢量化误差。这里,m定取±0.12mm,按300dpi计算m仪取±0.09mm,m矢取±0.1mm。则m扫=±0.180[8]。
四、数据处理质量
土地信息系统的数据库建立后,其中已经包含了数据源和数据库建库所引入的误差。数据库中的多源数据,经过系统的各种分析处理后,在形成新的数据和最后产品的过程中还会产生新的数据质量问题。这些问题包括:几何改正,坐标变换和比例变换,几何数据的编辑、属性数据的编辑、空间分析,数据格式的转换等。
1、空间分析
空间分析是对分析空间数据的技术的通称。从客观上区分,可归纳为:空间的图形数据的拓扑运算;非空间属性数据的运算;空间和非空间属性的联合运算等[9]。空间分析赖以进行的基础是空间数据库,土地信息系统的空间数据分析,是实现土地资源信息系统的实际运用的重点途径。
空间分析中的叠加分析是土地信息系统中十分常用的一种分析方法,是用户经常用以提取数据的手段之一。通过同一地区不同内容的多幅地图的叠加组合,产生新的图形和属性信息。在这个过程中往往产生拓扑匹配、位置和属性方面的数据质量问题。由于叠加时多边形的边界可能不完全重合,从而产生若干无意义多边形。对这些无意义多边形进行处理的结果往往会改变界线的位置,叠加后形成的新的多边形的属性值也可能存在由于属性组合带来的误差。
2、坐标变换
土地信息系统数据来源较多,各种数据输入信息系统应便于系统对数据进行图形显示,叠加查询,统计分析处理。lis要实现这些功能,一个首要和基本的前提就是各种不同来源的数据在系统内必须在一致的地形图坐标系下。但是,在实际的数据采集过程中,大量的数据坐标并不一定属于系统用户所要求的坐标系,原始数据为一种坐标系,系统要求的数据为另一种地图坐标系,有的数据坐标根本没有地理意义,对此情况,必须提供从一种地图坐标系到另一中坐标系的坐标变换。
在具体的操作过程中,有可能产生新的误差。在不同比例尺下对坐标数据的重新设立产生误差,进行投影变换和/或基准面变换时产生的误差。生产实践中为提高数据质量,确保系统的数据精度和可靠性,通常用仿射变换和相似变换等模型来进行数据处理,以减小或消除误差。
坐标变换的实质是建立两个平面点之间的一一对应关系,现有一般gis(lis是gis的专题)软件大都提供了以下两种模型实现坐标变换。
一是仿射变换:仿射变换也称六参数变换,其变换公式为:[10]
x´=ax+by+c
(ⅰ)
y´=dx+ey+f
(ⅱ)
其中,x´、y´为地图输出坐标系中的坐标点对;x、y为输入坐标中的坐标点时;a,b,c,d,e,f为方程参数。参数在坐标系空间上的几何意义为:a和a分别确定点(x,y)在输出坐标中x方面和y方向上的缩放尺度。b和d确定旋转角度,c和f分别确定在x方向和y方向上的水平移尺寸。
二是相似变换:当式(ⅰ)、(ⅱ)中的参数满足条件a=e=scos@,b=-d=ssin@时,则得到四参数的相似变换公式:
x´=ax+by+b (ⅲ)
y´=-bx+ay+d (ⅳ)
式中,x´、y´为输出地图坐标系中的坐标点对;x、y为输入地图坐标中的坐标点对;a、b、c、d为方程参数,相似变换实质上也是坐标系间的平移,旋转和缩放尺度的变换,式中c和d分别为坐标在x轴和y轴上的平移大小, 为缩放比例,@=arctg(b/a)为旋转角度。
为了求出以上公式中的参数,建立两种坐标之间的仿射(或相似)转换关系,至少需要三个(或两个)已知的控制点坐标。而实际上,应选择多于三个(或两个)控制点,方能按照最小二乘法原理进行平差,得出系数值,代入上述方程即建立输入和输出坐标系之间的仿射(或相似)变换数学模型。
可以看出,仿射变换和相似变换都为线性函数变换模型,可实现对原图形的平移、旋转和缩放,相比较而言,相似变换不能进行x轴、y轴不均匀缩放的变换,而仿射变换能保证更高的数据精度。
3、数据变换
(1)cad向gis的转换
目前我国土地管理中存在一个较为普遍的问题是土地信息系统的构建与图形数据采集较少作用一个整体来通盘考虑,地籍测绘大大超前于信息管理系统构建。中小城市这种问题表现得更为突出。为满足土地确权发证,土地定级估价等需要,1995年前测绘的地籍图等图件因受技术条件的限制绝大部分是采用传统白纸测图方法完成的。随着计算机技术的发展和在测绘工作中的普及应用,1995年之后数字地图逐渐取代传统测绘。但一个不容忽视的事实是,绝大多数测绘图软件是在autocad上进行二次开发完成的。有些甚至是采用低版本的cad,有些测绘图软件虽然测的是数字图,但只有非编码的图形文件,不保留信息,或者图形编辑以后,返不成信息。这种数字图说到底仅仅是从传统的白纸图过渡到计算机驱动绘制的白纸图。本质上与传统测绘没有什么区别。有些虽然采用了较高版本的cad基础软件二次开发成数字测图软件并采用了数字编码技术,但由于较少考虑cad与gis的数据共享问题(土地信息系统属于专题gis)。在着手考虑构建土地信息系统时,遇到的突出问题则是如何充分,有效利用已有数字信息资料,并确保数据转换质量。
对于传统模拟图或难以返成信息的所谓数字图只能采用原图数字化,形成数字信息后方可加以利用,但其精度丢失是不可避免的。
对于采用了编码技术,也能返成信息的数字图,其数字信息可以通过数据转换来实现数据共享,但由于 cad与gis图形数据之间其数据格式,数据内容甚至数据概念都有很大差异,数据转换时应注意以下三个方面:[11]①数据格式转换。不同的软件有不同的数据格式,有些可以通过通用数据格式如dxf实现转换,但转换过程中的数据丢失也的确令人烦恼。②数据元素转换。cad与gis两者之间的图形元素不是一一对应关系,cad图形中的图形元素种类要比gis图形文件中的图形元素种类多,gis中只有点、线、面三类基本图形元素,而cad中包括有点、线、面、注记、矩形等多种图形元素,在具体转换中,cad的图形元素哪些转换成gis的点,哪些元素转换面面,什么元素需要转换成gis的属性数据,什么元素则不需要转换到gis中去等。cad与gis图形元素之间的对应关系,都需要认真细致地加以技术处理,使空间数据和属性数据在输入系统后正确地连接起来。③拓扑关系的形成。因为cad的图形元素之间没有拓扑关系,实现cad向gis数据转换的一个重要内容就是要将转换后的图形数据按照一定的技术要求经过编辑,在gis环境下建立几何元素的拓扑关系。
在实际转换中,还会出现许多意想不到的技术问题,会影响数据转换质量,有待进一步解决。
(2)矢量数据结构向栅格数据结构的转换
土地信息系统的建设中,许多数据如行政边界,交通干线,土地利用类型、土壤类型等都是用矢量数字化的方法输入计算机或以矢量的方式存在计算机中,表现为点、线、多边形数据。然而,矢量数据直接用于多种数据的复合分析等处理将比较复杂,特别是不同数据要在位置上一一配准,寻找交点并进行分析。相比之下利用栅格数据模式进行处理则容易得多。加之土地覆盖的叠置复合分析更需要把其从矢量数据的形式转变为栅格数据的形式。
矢量数据的基本坐标是直角坐标(x,y),其坐标原点一般取图的左下角。网格数据的基本坐标是行和列(i,j),其坐标原点一般取图的左上角。两种数据变换时,令直角坐标x和y分别与行与列平行。由于矢量数据的基本要素是点、线、面,因而只要实现点、线、面的转换,各种线划图形的变换问题基本上都可以解决[12]。
矢量数据变成栅格数据的原理与方法并不困难,但由于矢量数据的记录方式各不相同,也会产生一些问题。如多边形之间公共边原来只有一条交界线,转变成网格后成为有一定宽度的界线,产生了一定的近似性。特别是几条线交叉处,一个网格元素中包括了相邻的几种类别,转换时只能用其中的一种类别作为交叉点所在的元素的类别,这种误差应在允许的范围以内。而减小网格尺寸,虽提高了精度,但大大提高了数据的冗余量。
栅格数据结构需要大量的计算机内存来存贮和处理数据,才能达到与矢量数据结构相同的空间分辨率,而矢量结构在某些特定形式的处理中,如象多边形叠置,空间均值处理等尚有大量的技术问题来解决。值得注意的是,无论采用哪种转换方法,转换的结果都会不同程度地引起原始信息的损失。
4、空间数据的编辑
通过矢量数字化或扫描数字化所获取的原始空间数据,都不能避免地存在错误或误差。属性数据在建库时,也难免会存在错误。诸如:空间数据的不完整或重复,空间点、线、面数据的丢失或重复,区域中心点的遗漏,栅格数据矢量化时引起的断线等,空间数据位置的不准确、线段过长或过短,线段的断裂、相邻多边形结点的不重合及空间数据的变形等。因此,必须对图形数据和属性数据进行一定的
土地信息系统数据编辑是消耗时间的交互处理工作,对空间数据不完整或位置的误差,主要是利用lis图形编辑功能,如删除(目标、属性、坐标),修改(平移、拷贝、连接、分裂、合并、装饰)、插入等进行处理。对空间数据比例尺的不准确和变形,可以通过比例尺变换和纠正来处理。
在数据的编辑过程中,由可能产生一些新的问题。如:线段的相关与延伸出现的问题,图形的平移与旋转出现的问题,删除“细部多边形”时产生的误差,数值计算与变化的误差;文件的合并以及形成新文件的问题;属性数据的重新定义和更新的问题。有的问题时可能避免的,有的问题则无法避免。因此,必须进行检核。通过耐心细致的检查,主要误差都能从数据中寻找出来,并有效消除误差。一般采用叠合比较法,目视检查法和逻辑法。
叠合比较法是空间数字化正确与否的最佳检核方法,按与原图相同的比例尺把数字化的内容绘在透明材料上,此后与原图叠合在一起,在透光桌上仔细的观察和比较。一般。对于空间数据的比例尺不准确和空间数据的变形马上就可以观察出来,对于空间数据的位置不完整和不准确则须把遗漏、位置错误的地方明显地标注出来。目视检查指在屏幕上用目视检查的方法,检查一些明显的数字化误差与错误,包括线段过长或过短,多边形的重叠和裂口、线段的断裂等。
5、由计算机引起的问题
在计算机中,数据是由一定字长的编辑数码表示的,由计算机字长可能引起一种误差。这种误差出现在各种数值运算和模型分析中,由这种误差引起的问题很多[13],例如lis空间数据库中整数编码对面积和周长计算的影响,比例尺变换和旋转变换对拓扑关系的影响等。削弱误差影响的主要方法有:改变数据在计算机中的表示方式,采用合适的算法等。
除了数据处理精度外,数据存储精度也与计算机字长有关。16位的计算机在存储低分辨率的栅格图像时不会出现问题,但存储高精度的控制点坐标或点位精度要求高的地理数据时,则不能胜任。
五、数据应用质量
土地信息数据在使用过程中往往出现一些质量问题,这些问题包括数据的完备程度,时间的有效性,拓扑关系的正确等。
1、数据的完备程度
数据的完备程度指地理数据在范围、内容、及结构方面满足所有要求的完整程度。包括数据范围、空间实体类型、空间关系分类、属性特征分类等方面的完整性。
一般来说,空间范围越大,数据的完整性就越差。在土地信息系统的建库过程中,数据不完整最简单的例子是缺少数据。如计算机从gps接收机传输位置数据时,由于软件受干扰或其它因素的缘故,只记录下经度而丢失纬度,以至造成数据不完整。另外由于gps接收机无法收到四颗或更多的卫星信号而无法计算高程数据也会造成数据的不完整。又如某个应用项目需要1:5000的基础底图,但现在的地图数据只覆盖项目区的一部分,底图数据便不完整。
在土地信息系统底建库中,涉及大量的地籍档案。地籍档案来源于土管机关的地籍部门,数量大、形式多、浩繁、零乱,随着时间地推移,以及人为和自然的各种因素地影响,有可能遭到损坏。如档案老化,书写材料低劣、地籍档案变到污染,变色、虫蛀等现象,进而影响到整个系统的质量。
2、数据的现势性
数据的现势指数据反映客观现象目前状况的程度。数据的现势差,反映的客观现象就可能不准确。不同现象的变化频率是不同的。如地形的变化一般来说比人类建设要缓慢,地形可能会由于山崩、雪崩、泥石流、人工挖掘及填海等原因而在局部区域改变。但由于地图制作周期较长,局部的变化往往不能及时地反映在地形图上,对那些变化较快的地区,地形图就失去了现势性。城市地区土地覆盖变化较快,这类地区土地覆盖图的现势性就比发展较慢的农村地区会差些。地形图上记录着所用航空像片获得的年代。若又用其他数据进行过修改(一般是较新的航空像片),也应记录于上。
在土地信息系统建库中,要求地籍信息和地籍图必须具有现势性。地籍信息变更比较频繁,如土地利用类型,权属或宗地的重划,合并等。由于受自然因素和人为作用的影响,土地资源的数量、质量、分布和使用情况都处在经常变化之中。基于这一特点,土地管理部门提供的数据很难保证现势性,这也是影响数据质量的一个重要方面。
3、拓扑关系
在lis中,为了真实地反映地理实体,不仅要包括实体的位置、形状、大小和属性,还包括必须反映实体之间的相互关系,这些关系就是指它们之间的邻接关系,关联关系和包含关系,拓扑关系。拓扑关系的核心是建立点、线、面的关联关系。通常有以下几种空间关系:点-点关系、点-线关系、点-面关系、线-线关系、线-面关系、面-面关系。空间数据的拓扑关系,对数据处理和空间分析具有非常重要的意义[14]。
利用拓扑关系,可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的位置关系。利用拓扑关系,可以确定某县有多少耕地,分析土地利用类型及对土地适宜性做出评价等。
在拓扑关系的建立中,拓扑过程中伴随有数据所表达的空间特征的位置坐标的变化,拓扑关系的不正确等情况,导致空间分析的结果错误,给土地管理决策带来一定的影响。
六、结论
数据是lis最基本和最重要的组成部分,同时也是一个lis项目中投资比重最大的一个部分。数据质量的好坏,会直接影响到lis的系统功能和应用质量问题的三个方面(数据源的质量问题、数据处理质量问题、数据应用质量问题)着手,对lis的数据质量问题进行了一定的归纳总结和初步的探讨。众所周知,lis的数据质量是影响lis的一个瓶颈环节,lis数据量大、数据种类多、数据结构复杂。因此,在lis的建设过程中,如何在数据采集与建库中实施质量控制,保证数据质量对土地信息系统建设来说显得尤为关键。
七、总结与体会
毕业论文的撰写是一次再学习和锻炼的机会,是对所学知识的一个融会贯通的过程。通过毕业论文的撰写,我对所学的知识有了更深层次领悟和掌握,对自己所学的土地管理专业有了一个整体认识。毕业论文不仅是对所学知识的总结,也是运用所学知识探求新知的方法、手段。既是一次再学习的过程,也是一次深入学习的机会。同时,毕业论文写作,为今后的学习工作奠定了一定的基础。通过毕业论文的写作,我真正懂得理论联系实际的重要性。在撰写毕业论文中,我运用所掌握的基本知识、方法和技能,研究探讨了土地信息系统建立过程中数据质量的有关问题。通过毕业论文的撰写,我进一步完善了自己的知识结构,学习了更多的知识。不仅如此,我对土地信息系统数据质量控制措施与方法方面有了更进一步的认识。
通过毕业论文的写作,不仅强化了我的学习素质、研究素质和创业素质,而且培养了我的创新意识,激发了我探求新知的欲望。认真写作毕业论文,不仅能进一步巩固所学的理论知识,而且还能进一步提高自己的各项基本技能,实践能力和解决问题的能力。
八、谢辞
在论文的写作过程中,玉文龙老师给予了很大的支持和帮助,为论文的写作提出了许多宝贵性的意见和建议;在他的指导下,这篇论文得以顺利完成。在资料的搜集过程中,图书馆工作人员为我们提供了很大帮助,本组同学也给予了很多支持,在此表示衷心感谢。
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[11] 司少先.地籍信息系统源数据质量问题探讨.测绘通报,1999(4).
Abstract:DataisveryimportantforLandInformationSystem,AkeytoLandinformationthesystem''''sdevelopmentssuccessiswhetherthedataquantityisaccuracy.ThispaperwillStudythedataquantitytheprobleminLandinformationthesystemestablishtheprocess.
Keywords:LandInformationSystems;DataQuality;Error;Accuracy;RemoteSensing;Digitize;Resolution;CoordinateTransformation;VectorData;RasterData;Topological.
一、前言
土地是人类的宝贵财富,是人类社会进行物质生产所必需的基本条件和自然基础。如何科学、合理地利用有限的土地资源,如何及时了解与掌握土地利用变化数量和空间特点,对于保持耕地总量动态平衡和土地持续利用具有十分重要的意义。
随着社会经济的日趋多样化,土地部门的业务工作及范围也在不断扩大,原有的靠手工操作,图纸管理的模式已经越来越不能满足高效率的需求。为强化土地管理,满足社会对土地资源信息更多、更细、更完善的服务要求,各土地管理部门纷纷加入信息化、数字化的改革大潮。特别是在市场经济条件下,因土地管理部门工作的严肃性、准确性、科学性和规范化要求,管理中任何规定的确定和变更都需要完成大量的信息收集、分析、综合、决策和评估等工作,土地管理也只有强有力的信息技术(IT)的支持下,才能做到真正的科学决策和管理。
土地信息系统(LIS)是地理信息系统的一个分支,是一种基于宗地[以宗地(地块)为单位]的计算机管理信息系统。是一种利用计算机技术及其属性数据进行采集、处理、管理、查询、分析、应用和维护更新的空间信息系统,是土地管理的现代化工具,是土地规划和管理定量化、科学化的方法、手段。但是,在土地信息系统的建设过程中,还存在许多问题,给土地信息系统的建设及发挥带来一定困难。这里仅对土地信息系统建设中的数据质量问题进行探讨。
二、对LIS数据质量的认识
数据是一种未经加工的原始资料,是客观对象的表示,它可以是数字、文字、符号、图像,数据是信息的具体表达形式。一个LIS系统包括空间数据、属性数据、空间数据之间的关系以及空间数据与属性数据之间的关联。
人们往往以为计算机为基础的信息系统的数据质量是可靠的,很少怀疑利用信息系统产生的分析结果在数据质量方面会有问题,但事实远非如此。在某些情况下,由于多种原因,计算机分析的结果甚至会比手工分析的误差更大。这里除软件、硬件的质量问题,计算方法上的问题,以及分类、编码、输入、操作的明显疏忽外,数据本身的质量是重要的原因。
众所周知,数据是LIS的“血液”,是组成系统的重要元素。数据质量的好坏是土地信息系统成功与否的关键所在;数据质量的高低优劣,都直接影响到土地信息系统的经济效益和社会效益,决定了系统应用价值的大小;数据的可靠,质量的好坏将直接影响到整个系统的成败。系统如果不能提供正确、可靠的信息,这个系统也就失去了存在的价值。
数据质量的好坏是一个相对概念,并具有一定的针对性。衡量其好坏主要有以下几个指标:误差、数据的准确度、数据的精度和不确定性[1]。数据质量是数据整体性能的综合体现。
统而言之,数据的质量问题主要表现在两个方面:一是数据是否及时反映了现实世界;二是数据是否保持了一致性和完整性。
土地信息系统的数据量大,数据来源广,数据采集的任务重,在数据库建立过程中会出现许多人为和系统的误差,甚至还有可能产生数据错误,最后采集的数据无法准确反映规划和管理的实际状况,建立在此数据库基础上的系统往往也就达不到管理自动化辅助决策的目的,而只不过是“看看而已”的一种“摆设”罢了。
数据库(包括空间数据库和非空间数据库)是土地信息系统最基本、最重要的组成部分,也是投资比重最大的部分。数据质量的好坏,直接影响系统的功能和应用。不仅要根据技术规程衡量数据质量,还要从数据使用角度分析数据质量问题。数据质量通常是指数据的可靠性和精度,它主要用数据的误差来度量的。现就土地信息系统建立过程中的数据质量问题作进一步的探讨。
三、数据源质量的问题
土地信息系统的数据源指建库中所需要的各种数据类型的来源。它是土地信息系统最基本、最重要的组成部份。土地信息系统的数据源多种多样,主要包括有:地图,地图是系统最主要的数据源,因为地图是地理数据的传统描述形式,是具有共同参考坐标系统的点、线、面的二维平面形式的表示,内容丰富,图上实体间的空间关系直观,而且实体的类别和属性可以用各种不同的符号加以识别和表示。土地信息系统其图形数据大部分都来自地图,土地信息系统的属性数据主要有地籍图、宗地图、土地详查图、土地利用现状图、行政区划图、专题图、乃至地形图等各种图件的矢量化地图数据。二是遥感影像数据,遥感影像数据是一个极其重要的信息源。通过遥感影像可以快速、准确地获得大面积的、综合的各种专题信息,航天遥感影像还可以取得周期性的资料,这些都为土地信息系统提供了丰富的信息。三是统计数据,包括土地的分类、面积、权属、分布及质量、等级状况、利用状况、非法占地等统计资料。四是实测数据,包括GPS点位数据、地籍测量数据等。五是数字数据,包括数字图形数据和属性数据。数字数据主要有地籍号、档案卷宗号、地类号、图号、手簿号、宗地界址点点号及坐标控制点坐标,宗地面积,面积中误差、年代、日期等等。属性数据包括图形、图像以外的各种文字、数字信息。其中文字信息主要是与宗地档案,文件档案组成相关的各种检索和查询信息(如:土地权利人姓名或单位各称、土地座落,文件档案的标题、发文机关、公文字号等等),以及土地登记、地籍调查、权属审核、登记发证各办公流程中的各种键盘输入信息。六是各种立法文件和文字档案,主要有地籍档案、文件档案等具有法律效力或需要经常查阅的原始文件材料,它们是土地信息的重要组成部分,在土地的规划管理中起着很大的作用。
数据源质量问题指数据的采集和录入中可能产生的误差,建库所需的各种类型的数据的可靠性和精度。
从土地信息系统建立的过程来看,它的主要因素有:各种测量数据,地图和遥感数据等的误差;调查和统计造成的属性数据误差,以及文档数据的错误等,数字化前的预处理、手扶踀自动化的分辨率和矢量化精度。
1、遥感数据
地理信息系统、遥感和计算机辅助制图是现代地理学的重要技术手段。遥感作为一种获取和更新空间数据的强有力手段,能及时地提供准确、综合和大范围进行动态监测的各种资源与环境的信息,因此遥感数据是土地信息系统的一个重要数据源。
所谓遥感(RemoteSensing)就是遥远感知的意思,也就是不直接接触目标物和现象,在距离地物几公里到几百里、甚至上千里的飞机、飞船、卫星上,使用光学或电子仪器接受地面物体或发射的电磁波信号,并从图像胶片或数据磁带形式记录下来,传送到地面,经过信息处理,判读分析和野外实地验证,最终服务于有关部门的规划决策[2]。土地管理部门可以运用遥感技术快速获取现状空间的信息。
尽管遥感技术有很多好处,但因其自身特性,获取的遥感数据可能存在一些误差。如:不同的高度引起的问题,由于传感器的结构及稳定性产生的问题,对信号进行数字化产生的误差。传感器在航线、航向上出现的误差,大气辐射产生的误差,地形和地貌等因素产生的误差等等。在遥感资料的获取时,有些误差是可以控制的,有些则不可控。因此必须对原始数据进行预处理,包括利用地面控制对原始数据进行几何校正,图像增强和分类。对获取的遥感数据进行光谱校正,特征提取,自动识别分类、自动成图等处理[3]。
2、测量数据
各种原始的测量数据是土地信息系统的主要来源之一。包括宗地的权属界线、位置、形状、数量、面积、各级行政界线、地形图测量等。由于人和环境的因素,测量数据不可避免地受到人为误差(对中、读数、平分等误差)、仪器、环境的影响。来源于地面测量的数字数据中含有控制测量和碎部测量误差。其中控制点误差又受控制网的参考基准、网形和观测精度以及观测费用等因素的影响。碎部点误差除了继承了控制点的误差外,还受自身观测方法,观测精度和地界的人为判断,以及地物地貌的取舍等因素的影响。当然原始数据误差受观测仪器、观测者和外界环境三种因素影响。除此之外,还有测量数据的实时性以及数据老化,采集数据的密度不合理,或概括取舍不合理,选取测量规范标准不一致或精度等级不一致造成测量数据的不一致的影响。
地籍要素是构建土地信息系统极为关键的一步,其测量数据的精度高低决定了系统功能能否得到正确和充分发挥。
从地籍测量成果的有效性和土地管理的可能性来考虑,为了保证各权属单元之间的界线清晰,边界无争议,并且双方都能接受而不损害他人和国家的利益,地籍测量要达到一定精度。因此,必须要有相应的数据采集方法作为保证。地籍要素的采集方法目前主要有两种,一种是传统的模拟式外业测图方法,另一种是野外全数字化数据采集方法。传统方法的主要作法是在地籍控制测量的基础上,用解析法测量出权属界址点坐标,以控制点或以界址点为基础施测成地籍图,要形成入库数据信息,则要通过对原图数字化来实现。用传统数据采集方法形成地籍要素数字信息其误差影响因素较多,主要误差来源为:测站点误差m1,量距误差m2,在测图板上描绘方向线误差为m3,刺点误差m4,数字化仪采点误差m5等。按有关专著论述,一般情况下,m1≈±0.12mm,m2≈±0.2,m3≈±0.1mm,m4≈±0.14mm,这四项误差为野外采集误差。数字化m5的影响因素比较复杂,误差产生首先与图形要素有关,要素本身的复杂程度对数字化精度有显著影响,数字化仪本身的精度更应引起重视。正常情况下,用常规数字化仪进行数字化时,精度一般可达到±0.13mm。综合上述得,地籍要素采集精度m采为:
m采=±
=±
=±0.02mm
按1:500比例尺来考虑,实地误差将达到±10cm,由此可见,按传统方法施测,则拟入库的地籍要素信息很难达到规定的±5cm的精度标准[4]。
采用野外全数字化方法,界址点野外数据采集一般采用直接测定坐标法,即将全站仪或测距仪置于测站点上,对界址点上的移动棱镜进行水平角和距离测定,电子手薄记录计算。此种方法的主要误差来源为水平角测角误差mβ和测距误差mD,测角中误差角保守为±5″,测距误差主要来自移动棱镜偏离界址点位置误差,其偏离值按2cm考虑。测距平均边长取100m,按点位误差精度估算公式m2=来计算,则m≈±2cm,即便考虑测站误差和其他偶然的联合影响,点位精度也肯定在规定范围内,所以地籍要素信息数据的野外全数字化有利于提高界址点精度,从而保证地籍数据的质量。
3、调查、统计、文档数据问题
土地信息系统的建设过程中,涉及大量的调查统计数据,这些资料尚存在许多不足之处,为土地信息系统的建设带来了一定困难。
建立土地信息系统,必须首先进行土地基本信息的搜集,开展地籍调查工作,核实宗地权属,掌握土地利用状况,获得宗地位置、形状及其面积的准确数据,为建库奠定基础。
现就地籍调查工作加以探讨,众所周知,权属调查的工作之一是填写地籍调查表。由于权属调查技术性强,工作量大,参与人员多且水平不同等原因,填写后的地籍调查表或多或少会出现下面一些问题。在填土地使用者名称时,单位本应填写全称,可出现了类似这样的情况:某林业局有3宗地,而在3份地籍调查表上出现了xx林业局、县林业局、林业局等名称。按这样的名称录入建立信息系统,将导致不能正确地自动的归户。在填写土地使用者性质时,本应该写“全民”或“集体”或“个体”或“个人”,而出现了“国营”或“国有”或“私营”这样的名词。在填写宗地四至时应说明权属界线所经地物名称及归属、位置、与誰接壤。但出现了东(南、西、北)至xx,而未填出接xx。且有的四至填写错误,如两宗地共用一堵墙时,则只能出现两宗都至墙中,或一宗至墙内另一宗至墙外,但填出了两宗都至墙外或墙内等情况。在填写界址标示处的界址线位置时也有类似错误,有的表填写字迹潦草,或使用简化字,让人难以辨认。有的内容还可以猜出,但户主的姓名、调查员、勘丈员的签名等内容实在难辩;有的表中该填的内容而未填,任意涂改。
共用宗的处理,一个地块被几个权属单位共同使用,而其间又难以划清权属界线,这样的地块称为共用宗[5]。不少县(市)是这样处理的:有多少土地使用者就填多少份地籍调查表,表上的内容按各分宗填写。这样做的好处是所填的内容详细,调查表和土地登记申请书、审批表形成一一对应的关系。但其弊端也是显而易见的,其一较大地增大了填表的工作量,其二增大了复杂程度,在填写四至时,如遇一个土地使用者使用几个地块则不得不写清几个地块的四至;为填清界址指标,又得设置内部界址点,增加了宗地草图和地籍图的负荷量,填表时如不小心还会造成表与表之间的相互矛盾。为了和地调表统一,有的在形成宗地界址点成果表时,除了有宗地界址点成果表外,还有分宗的界址点成果表。如果内部界址点是在纸图上图解的,则将该宗地的宗地界址点和内部界址点和计算机展点后,会出现界址线混乱的情况。在土地信息系统建库时,这些内部点是不能当界址点录入进库的。如进库则在面积统计时,这种内部界址点所围成的区域的面积就被多统计了一次。
建立完备的信息系统,必须具备这样的条件:大比例的地形图或地籍图;野外测量的界址点数据;宗地的属性数据(土地登记申请书、地籍调查表、审批表等)。全省在进行大大规模的城镇地籍时,由于受当时的条件限制,自动化程度低,各作业单位作业水平的不同,或多或少出现一些问题。在建库时所发现的问题主要是界址点的坐标成果与地籍上的位置不吻合;相邻宗的同一界址点坐标不同;界址边长、宗地面积计算有误。某些县(市)为了进行土地登记,由于多方面的原因,在进行初始地籍调查时,只作权属调查,不作规范的地籍测量。为了计算面积,用皮尺或钢尺丈量界址边长及相关尺寸,用几何图形法计算出宗地面积,而不测址点坐标和地籍图。这样做不利于信息化的管理。
4、图形数字化
影响数据质量的因素是多方面的,有相当一部分来自于建库过程中的数字化过程。建库过程中的数据质量,包括数字化前的预处理,纸张变形、手扶跟踪数字化精度或扫描数字化的分辨率和矢量化精度。
(1)数字化前的预处理
用于数字化作业的地形图(工作底图)一般采用聚酯薄膜图,其变形一般小于0.2‰。采用纸质图纸时,图纸的尺寸随湿度和温度的变化而变化,温度不变的情况下,温度由0%增至25%,则纸的尺寸可能改变1.6%[6]。因为纸的膨胀率和收缩率不相同,即使温度回到原来的大小,图纸也不能恢复原来的尺寸。因此在数字化时要适当的比例因子,通过仿射变换进行几何纠正,以减小工作底图变形产生的位置误差,达到相应的精度。
对不同种类和比例的工作底图进行数字化时,应注意它的投影方式是否一致,比例是否匹配。对于不同投影方式应在数字化后及时变换为系统要求的投影方式。对于不同比例应将比例尺和精度记录到元数据中,以便估记由此可能产生的误差。
(2)跟踪数字化
手扶跟踪数字是一种自动化精度较低的数字化方式,其数字化精度也因操作员及其工作的疲劳程度而异,操作员的劳动强度较高。随着大幅面扫描仪的成本不断降低,扫描和矢量化技术不断完善,这种数字化方式可能成为自动扫描数字化的一种补充。
手扶数字化是从地形图输入空间数据的最广泛采用的输入方法。把地形图放置于数字化桌上,用手持设备,跟踪每一个地图特征、数字化设备精确量测鼠标的位置,产生数据形式的坐标数据。
影响跟踪数字化数据质量的因素很多;主要有:数字化底图中地理要素的宽度、密度和复杂程度对数字化结果的质量有着显著影响。数字化仪的分辨率和精度对数字化数据质量有着直接的决定性的影响。《地形图数字化规范》规定,数字化仪的分辨率不能小于每厘米394线(约1000dpi),精度不低于0.127mm(0.005英寸)。常见数字化仪在分辨率方面通常能满足要求,而在精度方面却有相当一部分不能达到要求。在选择数字化仪时要特别注意其精度指标,以满足LIS工程的需要。数字化操作员的技能与经验不同而引入的人为因素误差是不同的,由于操作员视力、操作习惯,熟练程度和疲劳程度的不同,最佳采样点位值判断,十字丝与目标点重合程度的判断会有一定程度的差异,影响数字化的质量。操作方式(如曲线采点方式和采点数目)也会影响数字化数据的质量。
假定各种误差影响符合误差传播规律,手扶跟踪数字化的综合精度应按下式求得:[7]
m数=±
其中:m数表示手扶跟踪数字化的综合精度;m定表示工作底图定向误差,m仪表示数字化仪精度,m人表示人为因素误差。
(3)、扫描数字化
扫描数字化用高精度扫描仪将图像等扫描并形成栅格数据文件进行处理,将之转化矢量图形数据。规范规定:图形定位控制点扫描误差不大于0.1mm,相对于工作底图,矢量化后的扫描点误差不大于0.15mm,线划误差不大于0.2mm。影响扫描数字化质量的因素除原图质量外,还包括:扫描精度、定向精度、矢量化精度损失等。
①扫描仪的分辨率和精度
扫描仪的分辨率和精度对扫描数字化质量的影响是至关重要的。因此,要根据具体情况选择适当的扫描仪。目前,大幅面扫描仪大致有,滚筒式(drum),平板式(flatebed),直进式(directfeed)3种。这些扫描仪能够输出一种或多种形式栅格数据文件(二值、灰度和彩色)。
滚筒式扫描仪精度较高价格较贵,能以较高的分辨率扫描AO或更大的图纸。
平板式扫描仪与滚筒式一样精度高、价格贵、分辨率很高,但一般幅面不会超过A1幅面。由于平板式扫描仪幅面小,扫描后多需进行拼接,从而增加了工作难度,引入了更多的误差源。LIS工程一般不选用这种扫描仪。
直接式扫描仪精度较低,价格也较便宜。通常能够满足一般LIS工程的需要。
目前,需要的大幅面扫描仪品牌有:CONTEX、VIDER、ANATECH等。
在选择扫描仪时,应注意其是否采用硬件消蓝。光学分辨率代表了扫描仪的分辨率能力,而经销商往往只是给出插值分辨。同时,应注意扫描仪的歪斜失真,歪斜失真的大小与扫描仪的走纸方式有关。
②栅格数据矢量化的精度损失
在土地信息系统中,栅格数据与矢量数据各具特点与适用性,为了在一个系统中可以兼容这两种数据,以便有利于进一步分析处理,常常需要实现两种结构的转换。
栅格的矢量转换处理的目的,是为了将栅格数据分析的结果,通过矢量绘图装置输出,或者为了数据压缩的需要,将大量的面状栅格数据转换为由少量数据表示的多边形边界,但是主要目的是为了能将自动扫描仪获取的栅格数据加入矢量形式的数据库。
在栅格数据矢量的过程中的细化、跟踪等均可能引入一些误差。复杂图形全自动化矢量化效果极差,会产生众多的交叉线,导致多边形跟踪错误。对此,应采用交互式矢量化方法。因此在选择矢量化软件时不应仅仅关心自动化程度(全自动矢量化软件价格往往很高)。还要特别注意是否具有以下功能:智能去斑,裁剪,扭曲较正,比例控制,水平校正,光栅编辑和交互式矢量化等。
③扫描数字化方法误差
扫描数字化的几何分辨率是扫描数字化方法误差中最重要的误差源,减小这种误差的唯一方法就是提高扫描仪的几何分辨率。但是,随着分辨率的提高,栅格数据量以平方级速度增长。这往往造成计算机存储资源耗尽,数据处理时间平方级延长。以300dpi(约每mm12个点)的分辨率扫描时,独立点间距离的相对精度为1.4/1000左右。全自动矢量化细化过程所产生的点位误差为1~2个像素点,而交互跟踪矢量化最大点位误差可以控制在一个像素点。按300dpi计,每个像素点相当于图上0.01mm。扫描数字化综合精度可按下式计算:
M扫=±
其中:M扫表示扫描数字化的综合精度;M定表示底图定向误差;M仪表示扫描仪精度;M矢表示矢量化误差。这里,M定取±0.12mm,按300dpi计算M仪取±0.09mm,M矢取±0.1mm。则M扫=±0.180[8]。
四、数据处理质量
土地信息系统的数据库建立后,其中已经包含了数据源和数据库建库所引入的误差。数据库中的多源数据,经过系统的各种分析处理后,在形成新的数据和最后产品的过程中还会产生新的数据质量问题。这些问题包括:几何改正,坐标变换和比例变换,几何数据的编辑、属性数据的编辑、空间分析,数据格式的转换等。
1、空间分析
空间分析是对分析空间数据的技术的通称。从客观上区分,可归纳为:空间的图形数据的拓扑运算;非空间属性数据的运算;空间和非空间属性的联合运算等[9]。空间分析赖以进行的基础是空间数据库,土地信息系统的空间数据分析,是实现土地资源信息系统的实际运用的重点途径。
空间分析中的叠加分析是土地信息系统中十分常用的一种分析方法,是用户经常用以提取数据的手段之一。通过同一地区不同内容的多幅地图的叠加组合,产生新的图形和属性信息。在这个过程中往往产生拓扑匹配、位置和属性方面的数据质量问题。由于叠加时多边形的边界可能不完全重合,从而产生若干无意义多边形。对这些无意义多边形进行处理的结果往往会改变界线的位置,叠加后形成的新的多边形的属性值也可能存在由于属性组合带来的误差。
2、坐标变换
土地信息系统数据来源较多,各种数据输入信息系统应便于系统对数据进行图形显示,叠加查询,统计分析处理。LIS要实现这些功能,一个首要和基本的前提就是各种不同来源的数据在系统内必须在一致的地形图坐标系下。但是,在实际的数据采集过程中,大量的数据坐标并不一定属于系统用户所要求的坐标系,原始数据为一种坐标系,系统要求的数据为另一种地图坐标系,有的数据坐标根本没有地理意义,对此情况,必须提供从一种地图坐标系到另一中坐标系的坐标变换。
在具体的操作过程中,有可能产生新的误差。在不同比例尺下对坐标数据的重新设立产生误差,进行投影变换和/或基准面变换时产生的误差。生产实践中为提高数据质量,确保系统的数据精度和可靠性,通常用仿射变换和相似变换等模型来进行数据处理,以减小或消除误差。
坐标变换的实质是建立两个平面点之间的一一对应关系,现有一般GIS(LIS是GIS的专题)软件大都提供了以下两种模型实现坐标变换。
一是仿射变换:仿射变换也称六参数变换,其变换公式为:[10]
x´=Ax+By+C(Ⅰ)
y´=Dx+Ey+F(Ⅱ)
其中,x´、y´为地图输出坐标系中的坐标点对;x、y为输入坐标中的坐标点时;A,B,C,D,E,F为方程参数。参数在坐标系空间上的几何意义为:A和A分别确定点(x,y)在输出坐标中x方面和y方向上的缩放尺度。B和D确定旋转角度,C和F分别确定在x方向和y方向上的水平移尺寸。
二是相似变换:当式(Ⅰ)、(Ⅱ)中的参数满足条件A=E=Scos@,B=-D=Ssin@时,则得到四参数的相似变换公式:
x´=Ax+By+B(Ⅲ)
y´=-Bx+Ay+D(Ⅳ)
式中,x´、y´为输出地图坐标系中的坐标点对;x、y为输入地图坐标中的坐标点对;A、B、C、D为方程参数,相似变换实质上也是坐标系间的平移,旋转和缩放尺度的变换,式中C和D分别为坐标在x轴和y轴上的平移大小,为缩放比例,@=arctg(B/A)为旋转角度。
为了求出以上公式中的参数,建立两种坐标之间的仿射(或相似)转换关系,至少需要三个(或两个)已知的控制点坐标。而实际上,应选择多于三个(或两个)控制点,方能按照最小二乘法原理进行平差,得出系数值,代入上述方程即建立输入和输出坐标系之间的仿射(或相似)变换数学模型。
可以看出,仿射变换和相似变换都为线性函数变换模型,可实现对原图形的平移、旋转和缩放,相比较而言,相似变换不能进行x轴、y轴不均匀缩放的变换,而仿射变换能保证更高的数据精度。
3、数据变换
(1)CAD向GIS的转换
目前我国土地管理中存在一个较为普遍的问题是土地信息系统的构建与图形数据采集较少作用一个整体来通盘考虑,地籍测绘大大超前于信息管理系统构建。中小城市这种问题表现得更为突出。为满足土地确权发证,土地定级估价等需要,1995年前测绘的地籍图等图件因受技术条件的限制绝大部分是采用传统白纸测图方法完成的。随着计算机技术的发展和在测绘工作中的普及应用,1995年之后数字地图逐渐取代传统测绘。但一个不容忽视的事实是,绝大多数测绘图软件是在AUTOCAD上进行二次开发完成的。有些甚至是采用低版本的CAD,有些测绘图软件虽然测的是数字图,但只有非编码的图形文件,不保留信息,或者图形编辑以后,返不成信息。这种数字图说到底仅仅是从传统的白纸图过渡到计算机驱动绘制的白纸图。本质上与传统测绘没有什么区别。有些虽然采用了较高版本的CAD基础软件二次开发成数字测图软件并采用了数字编码技术,但由于较少考虑CAD与GIS的数据共享问题(土地信息系统属于专题GIS)。在着手考虑构建土地信息系统时,遇到的突出问题则是如何充分,有效利用已有数字信息资料,并确保数据转换质量。
对于传统模拟图或难以返成信息的所谓数字图只能采用原图数字化,形成数字信息后方可加以利用,但其精度丢失是不可避免的。
对于采用了编码技术,也能返成信息的数字图,其数字信息可以通过数据转换来实现数据共享,但由于CAD与GIS图形数据之间其数据格式,数据内容甚至数据概念都有很大差异,数据转换时应注意以下三个方面:[11]①数据格式转换。不同的软件有不同的数据格式,有些可以通过通用数据格式如DXF实现转换,但转换过程中的数据丢失也的确令人烦恼。②数据元素转换。CAD与GIS两者之间的图形元素不是一一对应关系,CAD图形中的图形元素种类要比GIS图形文件中的图形元素种类多,GIS中只有点、线、面三类基本图形元素,而CAD中包括有点、线、面、注记、矩形等多种图形元素,在具体转换中,CAD的图形元素哪些转换成GIS的点,哪些元素转换面面,什么元素需要转换成GIS的属性数据,什么元素则不需要转换到GIS中去等。CAD与GIS图形元素之间的对应关系,都需要认真细致地加以技术处理,使空间数据和属性数据在输入系统后正确地连接起来。③拓扑关系的形成。因为CAD的图形元素之间没有拓扑关系,实现CAD向GIS数据转换的一个重要内容就是要将转换后的图形数据按照一定的技术要求经过编辑,在GIS环境下建立几何元素的拓扑关系。
在实际转换中,还会出现许多意想不到的技术问题,会影响数据转换质量,有待进一步解决。
(2)矢量数据结构向栅格数据结构的转换
土地信息系统的建设中,许多数据如行政边界,交通干线,土地利用类型、土壤类型等都是用矢量数字化的方法输入计算机或以矢量的方式存在计算机中,表现为点、线、多边形数据。然而,矢量数据直接用于多种数据的复合分析等处理将比较复杂,特别是不同数据要在位置上一一配准,寻找交点并进行分析。相比之下利用栅格数据模式进行处理则容易得多。加之土地覆盖的叠置复合分析更需要把其从矢量数据的形式转变为栅格数据的形式。
矢量数据的基本坐标是直角坐标(x,y),其坐标原点一般取图的左下角。网格数据的基本坐标是行和列(i,j),其坐标原点一般取图的左上角。两种数据变换时,令直角坐标x和y分别与行与列平行。由于矢量数据的基本要素是点、线、面,因而只要实现点、线、面的转换,各种线划图形的变换问题基本上都可以解决[12]。
矢量数据变成栅格数据的原理与方法并不困难,但由于矢量数据的记录方式各不相同,也会产生一些问题。如多边形之间公共边原来只有一条交界线,转变成网格后成为有一定宽度的界线,产生了一定的近似性。特别是几条线交叉处,一个网格元素中包括了相邻的几种类别,转换时只能用其中的一种类别作为交叉点所在的元素的类别,这种误差应在允许的范围以内。而减小网格尺寸,虽提高了精度,但大大提高了数据的冗余量。
栅格数据结构需要大量的计算机内存来存贮和处理数据,才能达到与矢量数据结构相同的空间分辨率,而矢量结构在某些特定形式的处理中,如象多边形叠置,空间均值处理等尚有大量的技术问题来解决。值得注意的是,无论采用哪种转换方法,转换的结果都会不同程度地引起原始信息的损失。
通过矢量数字化或扫描数字化所获取的原始空间数据,都不能避免地存在错误或误差。属性数据在建库时,也难免会存在错误。诸如:空间数据的不完整或重复,空间点、线、面数据的丢失或重复,区域中心点的遗漏,栅格数据矢量化时引起的断线等,空间数据位置的不准确、线段过长或过短,线段的断裂、相邻多边形结点的不重合及空间数据的变形等。因此,必须对图形数据和属性数据进行一定的编辑。
土地信息系统数据编辑是消耗时间的交互处理工作,对空间数据不完整或位置的误差,主要是利用LIS图形编辑功能,如删除(目标、属性、坐标),修改(平移、拷贝、连接、分裂、合并、装饰)、插入等进行处理。对空间数据比例尺的不准确和变形,可以通过比例尺变换和纠正来处理。
在数据的编辑过程中,由可能产生一些新的问题。如:线段的相关与延伸出现的问题,图形的平移与旋转出现的问题,删除“细部多边形”时产生的误差,数值计算与变化的误差;文件的合并以及形成新文件的问题;属性数据的重新定义和更新的问题。有的问题时可能避免的,有的问题则无法避免。因此,必须进行检核。通过耐心细致的检查,主要误差都能从数据中寻找出来,并有效消除误差。一般采用叠合比较法,目视检查法和逻辑法。
叠合比较法是空间数字化正确与否的最佳检核方法,按与原图相同的比例尺把数字化的内容绘在透明材料上,此后与原图叠合在一起,在透光桌上仔细的观察和比较。一般。对于空间数据的比例尺不准确和空间数据的变形马上就可以观察出来,对于空间数据的位置不完整和不准确则须把遗漏、位置错误的地方明显地标注出来。目视检查指在屏幕上用目视检查的方法,检查一些明显的数字化误差与错误,包括线段过长或过短,多边形的重叠和裂口、线段的断裂等。
5、由计算机引起的问题
在计算机中,数据是由一定字长的编辑数码表示的,由计算机字长可能引起一种误差。这种误差出现在各种数值运算和模型分析中,由这种误差引起的问题很多[13],例如LIS空间数据库中整数编码对面积和周长计算的影响,比例尺变换和旋转变换对拓扑关系的影响等。削弱误差影响的主要方法有:改变数据在计算机中的表示方式,采用合适的算法等。
除了数据处理精度外,数据存储精度也与计算机字长有关。16位的计算机在存储低分辨率的栅格图像时不会出现问题,但存储高精度的控制点坐标或点位精度要求高的地理数据时,则不能胜任。
五、数据应用质量
土地信息数据在使用过程中往往出现一些质量问题,这些问题包括数据的完备程度,时间的有效性,拓扑关系的正确等。
1、数据的完备程度
数据的完备程度指地理数据在范围、内容、及结构方面满足所有要求的完整程度。包括数据范围、空间实体类型、空间关系分类、属性特征分类等方面的完整性。
一般来说,空间范围越大,数据的完整性就越差。在土地信息系统的建库过程中,数据不完整最简单的例子是缺少数据。如计算机从GPS接收机传输位置数据时,由于软件受干扰或其它因素的缘故,只记录下经度而丢失纬度,以至造成数据不完整。另外由于GPS接收机无法收到四颗或更多的卫星信号而无法计算高程数据也会造成数据的不完整。又如某个应用项目需要1:5000的基础底图,但现在的地图数据只覆盖项目区的一部分,底图数据便不完整。
在土地信息系统底建库中,涉及大量的地籍档案。地籍档案来源于土管机关的地籍部门,数量大、形式多、浩繁、零乱,随着时间地推移,以及人为和自然的各种因素地影响,有可能遭到损坏。如档案老化,书写材料低劣、地籍档案变到污染,变色、虫蛀等现象,进而影响到整个系统的质量。
2、数据的现势性
数据的现势指数据反映客观现象目前状况的程度。数据的现势差,反映的客观现象就可能不准确。不同现象的变化频率是不同的。如地形的变化一般来说比人类建设要缓慢,地形可能会由于山崩、雪崩、泥石流、人工挖掘及填海等原因而在局部区域改变。但由于地图制作周期较长,局部的变化往往不能及时地反映在地形图上,对那些变化较快的地区,地形图就失去了现势性。城市地区土地覆盖变化较快,这类地区土地覆盖图的现势性就比发展较慢的农村地区会差些。地形图上记录着所用航空像片获得的年代。若又用其他数据进行过修改(一般是较新的航空像片),也应记录于上。
在土地信息系统建库中,要求地籍信息和地籍图必须具有现势性。地籍信息变更比较频繁,如土地利用类型,权属或宗地的重划,合并等。由于受自然因素和人为作用的影响,土地资源的数量、质量、分布和使用情况都处在经常变化之中。基于这一特点,土地管理部门提供的数据很难保证现势性,这也是影响数据质量的一个重要方面。
3、拓扑关系
在LIS中,为了真实地反映地理实体,不仅要包括实体的位置、形状、大小和属性,还包括必须反映实体之间的相互关系,这些关系就是指它们之间的邻接关系,关联关系和包含关系,拓扑关系。拓扑关系的核心是建立点、线、面的关联关系。通常有以下几种空间关系:点-点关系、点-线关系、点-面关系、线-线关系、线-面关系、面-面关系。空间数据的拓扑关系,对数据处理和空间分析具有非常重要的意义[14]。
利用拓扑关系,可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的位置关系。利用拓扑关系,可以确定某县有多少耕地,分析土地利用类型及对土地适宜性做出评价等。
在拓扑关系的建立中,拓扑过程中伴随有数据所表达的空间特征的位置坐标的变化,拓扑关系的不正确等情况,导致空间分析的结果错误,给土地管理决策带来一定的影响。
六、结论
数据是LIS最基本和最重要的组成部分,同时也是一个LIS项目中投资比重最大的一个部分。数据质量的好坏,会直接影响到LIS的系统功能和应用质量问题的三个方面(数据源的质量问题、数据处理质量问题、数据应用质量问题)着手,对LIS的数据质量问题进行了一定的归纳总结和初步的探讨。众所周知,LIS的数据质量是影响LIS的一个瓶颈环节,LIS数据量大、数据种类多、数据结构复杂。因此,在LIS的建设过程中,如何在数据采集与建库中实施质量控制,保证数据质量对土地信息系统建设来说显得尤为关键。
七、总结与体会
毕业论文的撰写是一次再学习和锻炼的机会,是对所学知识的一个融会贯通的过程。通过毕业论文的撰写,我对所学的知识有了更深层次领悟和掌握,对自己所学的土地管理专业有了一个整体认识。毕业论文不仅是对所学知识的总结,也是运用所学知识探求新知的方法、手段。既是一次再学习的过程,也是一次深入学习的机会。同时,毕业论文写作,为今后的学习工作奠定了一定的基础。通过毕业论文的写作,我真正懂得理论联系实际的重要性。在撰写毕业论文中,我运用所掌握的基本知识、方法和技能,研究探讨了土地信息系统建立过程中数据质量的有关问题。通过毕业论文的撰写,我进一步完善了自己的知识结构,学习了更多的知识。不仅如此,我对土地信息系统数据质量控制措施与方法方面有了更进一步的认识。
通过毕业论文的写作,不仅强化了我的学习素质、研究素质和创业素质,而且培养了我的创新意识,激发了我探求新知的欲望。认真写作毕业论文,不仅能进一步巩固所学的理论知识,而且还能进一步提高自己的各项基本技能,实践能力和解决问题的能力。
八、谢辞
在论文的写作过程中,玉文龙老师给予了很大的支持和帮助,为论文的写作提出了许多宝贵性的意见和建议;在他的指导下,这篇论文得以顺利完成。在资料的搜集过程中,图书馆工作人员为我们提供了很大帮助,本组同学也给予了很多支持,在此表示衷心感谢。
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《中华人民共和国物权法》第九十三条规定:“不动产或者动产可以由两个以上单位、个人共有。共有包括按份共有和共同共有”。原国家土地管理局《确定土地所有权和使用权的若干规定》第五十三条:“一宗地由两个以上单位或个人共同使用的,可确定为共有土地使用权。共有土地土地使用权面积可以在共有使用人之间分摊”。除此之外,国土资源部2007年底出台的《土地登记办法》第八条:“两个以上土地使用权人共同使用一宗土地的,可以分别申请土地登记”。这就为共有土地使用权确权和登记发证提供了依据。共有土地使用权,需通过整宗用地面积的分摊来确保每个土地使用权人的合法权益。共有土地使用权分摊方式主要有协议分摊、按建筑面积分摊及不分摊条件下的共同共有。
2当前城镇共有土地使用权分摊过程中存在的问题
共有土地使用权分摊在城镇日常土地调查及登记中十分普遍。但细化执行条款的缺失,导致政府职能部门在此环节遇到了许多棘手的难题。归结起来有以下几个方面:
2.1协议分摊有待进一步规范
协议分摊,即通过土地使用权人签订书面协议的方式来分摊共有宗地,是共有土地分摊过程中十分重要的组成部分。在日常登记发证过程中,同一宗地用地单位间的土地使用权分配常常使用协议分摊的方式。而伴随着《物权法》出台,许多普通民众也产生了较强的维权意识,使协议分摊得以在私房土地确权中大量应用。协议分摊实质上已成为共有土地分摊方式的主流,但许多细节还需进一步完善,体现在:
2.1.1目前,国家对土地协议分摊尚未作出明确的规定,对此项工作开展的依据、方法及流程缺少统一的规定,致使经办人员只能根据自身所的业务知识和政策法规水平组织开展协议分摊。这种做法,不利于规范土地调查登记,极易产生工作隐患。
2.1.2从职责主体角度分析,土地登记属于行政服务类事项,国土管理部门只负责对土地登记申请材料进行形式审查。如出现土地协议分摊,土地调查登记人员原则上只需审核其文本内容是否规范。但实际工作中,仅仅对分摊协议进行形式审查是远远不够的,任何一个经办人在不了解协议签订细节的情况下都不会轻易为土地权利人办理登记。因此,很多土地分摊协议只有在国土管理部门监督指导下才能顺利签订。这就变相加大了政府部门工作负担,使其不得不大量插手土地权利人之间的民事行为,造成职能滥用或越权。
2.1.3在土地确权登记过程中,用地单位或个人往往出于自身利益考虑,仅凭一纸协议随意分摊宗地面积,从而造成土地利用管理的混乱,为其漏逃地价款创造机会。并且,在划拨、出让两种性质使用权同时存在的宗地面积分摊问题上,大量采用协议分摊也会加大土地利用管理难度,很难避免工作失误。
2.2按建筑面积分摊要在实行过程中所有突破
按建筑面积分摊共有土地使用权,是另一种重要的土地分摊方式,一般是按各土地权利人所享有建筑面积比例分摊共有宗地面积。这种方式在权利分配方面较为合理,故广泛应用于城镇国有土地使用权的调查和登记。但受限于自身特点,这种方式或多或少还是暴露了一些不足。各地现行的土地政策中,一般都规定:土地权利人之间签订协议的,按协议约定分摊共有土地面积。但除此以外,并未对其它土地分摊方式进行位次安排。一旦土地权利人之间未签订土地分摊协议,是否可以直接按建筑面积分摊宗地,现行政策中没有做出明确规定。这就使这种应用广泛的土地分摊方式缺少过硬的法理支持,加大了土地权利分摊难度。
2.3其它土地分摊方式的应用有待普及
除以上已提及的两种土地分摊方式外,其它应用实际的土地分摊办式还有很多。但由于缺少相应的配套政策,使其普及程度大大受限。在本质上看,各类土地分摊方式须构成有机的整体,视不同的调查登记内容酌情采用。实际上,各级国土管理部门还是主要采用协议分摊与按建筑面积分摊。其它分摊办法长期处于劣势地位,无法对主要土地分摊方法起到补充完善作用。
2.4宗地划分原则需进一步明确
土地分摊必须建立在设定宗地的基础上。《土地登记办法》第五条规定:“宗地是指土地权属界线封闭的地块或者空间”。《城镇地籍调查规程》也将权属界址线所封闭的地块称为一宗地。但除以上的条款外,关于宗地划定的其它内容寥寥无几,缺少相对细致的规定和内容。从积极意义上看,未对此进行细化有助于调动国土部门的工作热情,因地制宜开展地籍管理工作;但这同时也造成宗地划分原则的不稳定,对共有土地分摊产生消极影响。一般来说,反映宗地划分原则问题的事例主要集中在以下两类:
2.4.1城镇共有宗地本身为独立院落,地址及公共通道相对唯一,但受主客观条件影响,宗地内各土地权利人相对独立使用一定数量的土地面积。如分割此类宗地,势必影响权利份额较小的土地使用权人,还会激化相邻权、通行权等一系列问题;如仍将其视为共有宗地,将不利于份额较大权利人的土地分摊,给宗地土地登记带来更大的不便。
2.4.2住宅小区,大致可分为开放式住宅区与封闭式住宅区两类。尽管各类规范性文件已对住宅小区的宗地划分原则做出规定,但仍显笼统,缺少细化措施,并且,由哪个职能部门具体负责住宅小区类型认定尚不明确,使一部分介于开放封闭之间的住宅小区难已划宗,进而影响土地分摊面积份额。
3解决城镇共有土地使用权分摊问题的建议
3.1规范土地协议分摊,提高共有土地分摊整体工作水平
3.1.1统一共有土地协议分摊开展模式,健全政策法规体系,指导承担土地分摊职责的专业机构开展工作。
3.1.2根据工作实际情况,由国土管理部门牵头、其它相关组织机构协助参与制订土地分摊协议的规范文本,保证文本内容规范合理,并注意土地利用和地籍管理职能的相互联系,提高城镇国有土地管理质量。
3.1.3进一步明确国土管理部门土地登记过程中的职责和权限,建议今后土地分摊协议签订的全过程由相关土地权利人会同公证机构自行组织,国土管理部门只负责对签订后的协议文本进行审核。
3.2继续完善按建筑面积分摊方式,注意工作中的创新和发展
通过加强政策法规体系建设突出按建设面积分摊在共有土地分摊方式中的优势地位。建议在共有土地调查登记过程中,只要土地权利人之间未签订分摊协议,就可以直接采用按建筑面积分摊的方法,并通过公示及其它适当的方式告知全体土地权利人。
3.3大力发展其它土地分摊方式,建立完整的共有土地分摊工作机制
在今后的土地调查登记工作中,应大力推行除协议分摊及按建筑面积分摊外土地分摊方式,充分发挥各自优势,成为土地分摊工作体系中的有益补充。在共用宗地确定房基前提下,为防止因测绘精度导致的土地权利缺失,可考虑对此类宗地的院落面积不再细化分摊,宗地全体土地使用权人对此类土地使用权面积共同享有土地使用权。这种做法能够大幅提高土地调查准确性,有利于缩短土地登记办理时限,可广泛应用在住宅区及写字楼所在宗地的土地确权过程中。
3.4进一步明确宗地划分原则
虽然有关城镇地籍调查及土地登记的文件中均对宗地划分有原则性规定。但实际应用缺少进一步的细化条款,致使一些宗地划分不当引起土地分摊争议。因此,建议相关政府职能部门在今后的工作当中,结合现实情况有针对性地制订宗地划分原则的细化规定。明确标准后划分的宗地,除具有封闭、显著的权属界线外,还应具备独立的门牌和出入口,保障土地权利人的出行便利。并且,建议有关职能部门采用行政手段划定住宅区类型,明确土地分摊操作模式,提高土地调查登记的规范化水平。
参考文献: ,
[1] 金其坤.地籍测量[M].地质出版社,1994,5.
中图分类号:C37 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)11-0000-00
随着地籍和地籍管理的不断发展和完善,自建国以来,我国已开展了多次全国土地资源调查,形成了各级土地管理机构,并生成了一套有中国特色的土地管理体系,全国大部分省、市县已完成了土地利用整体规划,但是随着土地信息化管理工作的深入开展,传统的地籍信息分类与编码的方式,越来越难以满足地籍信息化管理工作的需要。所以,对地籍信息进行分类并编制代码,也就成为最为迫切的任务。本论文从地籍信息代码的属性特征入手,在全国统一的规范和国家标准的基础上,遵循唯一性、适用性、合理性、可扩充性、简单性、规范性和完整性等基本原则,在制定符合国家规定和国家标准的基于属性的地籍信息分类代码的同时,分析分类内部、分类与分类之间的关系,给出分类和属性的完整描述。并总结基于属性的地籍信息分类代码表在建立地籍数据库中的重要意义以及在各项数据库流程中的应用。
1 地籍信息分类编码的基本原则和方法
在地籍信息系统中,把地籍信息按一定的方法和原则进行分类是非常重要的工作,所以经济地籍信息系统必须建立统一、合理的分类体系,而这样一个分类体系必须要做到科学性、系统性、兼容性、可延性以及综合实用性。
信息分类有两种基本的方法,线分类法和面分类法,线分类法也叫层级分类法,它是将初始的分类对象按照所选定的属性,逐次地分成相应的若干个层级类目。
2 地籍要素分类与代码表
制定统一的标准化的地籍信息分类与编码的重要性是不言而喻的。地籍信息编码分层分类编码主要参照国家土地的行业标准,测量规程及地图规范等。既要考虑到科学性、可扩展性,唯一性、规范性、稳定性和兼容性又便于操作。新的地籍信息编码表是在《土地信息学》中地籍信息编码表,结合《新的土地利用分类》,并参照《地籍测量规范》、《地籍图图式》、GB-14804-93《1:500、1:1000、1:2000地形图要素分类与编码》和《城镇地籍调查规程》为依据,采用线性分类法,编制出一套完整的地籍信息分类与编码,如下,该类代码采用数字码组成,该数字码由四位数字组成,逐次的排成的一个有层次,有顺序的代码,结构如下。
X X X X
| | | |
大 小 一 二
类 类 级 级
码 码 码 码
其中:
1)大类码、小类码、一级码、二级码用一位数字顺序排列。
2)一级类以下的代码可以用二级码进行扩充。
3)二级码一般为0。
该分类体系是以原有的《土地信息学》—地籍信息分类表为基础,分类代码由四位数字码组成,要素代码项首位数字为大类码;第二位数字为小类码;第三位数字为一级代码;第四位数字为二级代码,大类码、小类码、一级代码和二级代码分别用一位十进制数字表示。本设计地籍信息分类与编码的基本原则是实用性和科学性相结合的原则、连续性原则、多途径满足土地管理,地籍管理需要的原则、精简协调的原则,编码字符采用的是四位数字编码的方法。
3 地籍信息代码分类的分析与评价
3.1 地籍信息编码在地籍数据库中的意义
地籍信息编码的种类繁多,内容丰富,涉及到很多要素,怎么样把它们有机地进行管理和应用是一件非常重要的工作。它直接影响到数据库乃至整个城镇土地信息系统的应用效率,只有将它们按照一定的规律分类与编码,有序的输入到计算机中,才能把它们按类别存贮、按代码检索,以满足各种应用分析的需求。否则,这些代码进入数据库后,会成为一堆毫无规律可循的代码,不是无法找到,就是检索出的数据与要求不一定,甚至有可能使数据库完全失去使用价值,因此对地籍信息编码对于地籍信息数据库的建立有重要意义。
3.2 属性的地籍信息编码在数据库流程中的应用
随着我国经济的持续、快速的发展,各级土地管理部门的业务量急剧增大,因此,数据独立性、系统灵活性和伸缩性是数据库建设所需要考虑到的方面。其次土地管理部门各个业务,科室之间,既有较强的联系,又有较强的独立性,表现在数据处理流程上,就要对数据集中管理,又要突出数据的独立性。
在采集数据时,利用地籍信息代码来作为用户标识码(即ID),要素属性码的输入方式有手工输入和属性码菜单输入两种。前者通过键盘用手工方式输入,后者则是在数字化板上设计一种由相互垂直的网格线分割成许多小方格的属性菜单码,每个小方格代表某一属性码,数字化时将手扶跟踪器在小方格内取点,所得点位坐标,经计算机处理,便可得属性码然后赋给相应的要素,实现土地利用现状资料由手工操作到计算机操作,由纸质到电子化的重大转变,方便了成果资料的应用。
在维护数据时,地籍信息代码可以用于检查数据的精度和完整性,同时也可以对数据层次进行调整和重新组织。在对地籍数据进行修改和更新时,也需要地籍信息分类代码;同时还可以通过地籍信息分类代码与符号库连接,显示输出符号化的地图;在信息服务与共享时,地籍信息分类代码是非常重要的;总之它是实现系统与系统之间数据共享的重要依据。
4 结束语
目前,对于基于属性的地籍信息要素代码编制的研究与分析而言,我所做的工作只是全部地籍信息编码分析研究的一部分,当前已经完成的工作还有不足,比如地籍信息编码在地籍数据库和地籍信息系统中的应用没有深入介绍,以及地籍信息编码在土地调查和地籍管理中的应用没有分析,随着技术发展,我们的对于基于属性的地籍编码的研究也会逐步完善和强化,我们会在此基础上,把基于几何形状的地籍信息编码纳入此来,建立更加完善的地籍信息编码系统.要让国土管理部门的所有人员体验到技术的高速发展和工作中的便利。
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任何教学系统要想达到良好的教学效果都必须遵循教学设计的理论与方法,网络时代的教学也不例外,网络跨时空的特点和海量的信息,为学生自主学习提供了物质基础,课堂教学,使学生和教师能够面对面交流,能够充分发挥教师的主导作用,把这两种教学形态在大学的授课中加以有机地组合起来,就能形成一种能够因材施教,发挥学生主观能动性的教学模式,提高学生学习效率,完成教学任务。在《地籍管理》的教学过程中,我们对这种方法进行了实践和探索,取得了较好的教学效果,而实施这一教学的关键是建设建设优良的网络课件。
一、《地籍管理》教学分析
1.教学概况
《地籍管理》是土地科学中的一门核心课程,是在四年级上学期所上的一门专业必修课。它是在学习了《土地管理概论》、《测量学》、《地图绘制》等课程的基础之上进行讲授的,总课程为40学时,要完成地籍管理的定义、地籍调查、房地产登记、土地统计分析、地籍档案管理等教学内容,其中地籍管理的定义、土地统计分析是教学重点,难点是房地产登记。使用教材是《现代地籍理论与实践》,参考书目是《地籍管理》、网络课件《地籍管理》。
2.学习者分析
学习者为本科大学四年级学生,已经具备了一定的自学能力,已经进行了地形测量和地籍调查等实习,对土地专业的知识已有初步的了解,学习者为毕业生,所面临的问题是即将寻找工作,迫切地需要掌握一些实际技能,以便能在工作中具有一定的解决实际问题能力。这样为学生自主学习该课程提供了较为理想的环境,为尽快使学生掌握地籍管理的知识,必须综合讲授、协作、探索、竞争等教学模式,多种媒体提高学生的素质,激发学生学习的情趣,调动学习者的积极性,完成教学任务,并且培养健全的人。学习者以班级的形式进行教学,全班总人数35人,其中男生28人,女生7人。
二、《地籍管理》网络课件的建设
1.《地籍管理》的运行环境
《地籍管理》网络课件是网络教学和课堂教学融合在一起的必要条件之一,其设计即是根据教学需要,为教师组织教学和学习者自主学习来进行制作的,该网络课件可在INTERNET、中国教育科研网运行,其服务器操作系统可以是Windows2000、Windows NT或Linux,Unix,须中文环境支持。用户通过IE4.0或NETSCAPE3.0以上浏览器,内插Flash播放器可以学习。其具体表现形式,如图1所示。
2.《地籍管理》网络课件的架构
《地籍管理》网络课件由部分内容构成:教学内容、教学大纲、教学资源、综合评测、学生笔记、讨论区、在线字典、在线题库。其中教学内容是网络课件的核心部分,教学资源是网络课件的参考资料,教学大纲起着导引学生学习的作用,综合评测是利用游戏的方法让学生动手实做,该项内容尚在建设之中,学生笔记是学生记录学习所得之地,讨论区是利用聊天室、BBS,E-MAIL等技术加强学生之间,学生和教师之间的交流。在线字典是把《地籍管理》及其相关的名词解释做成数据库,学生可以随时查询,在教学内容中出现的名词也可以超联接到该库中,实现动态查询,在线题库分为题库管理和出题两部分,该部分内容在《网络题库建设和管理》中有详细介绍,这里主要讲解一下教学内容和教学资源。
3.《地籍管理》教学内容的建设
《地籍管理》网络课件采用循序渐渐,逐步深入的方法来安排教学内容,界面设计美观,采用了大量flash动画介绍地籍管理及其相关内容,并用它来引导学生进入教学具体情节,使学生在学习之前对该知识点有一个整体的印象,具体情节部分再配以大量相应的图片,具体操作实践部分配以动画或视频来进行讲解,图2是《地籍管理》的主界面,该界面采用flash动画,以蓝色作为背景主色调,辅以闪亮的灯光,突现地籍管理的各种属性,简单明确地告诉了学习者该课程的主要内容和其要解决的问题。点击“click to enter” ,出现课题组成员和进入地籍管理课堂按钮,进入地籍管理课堂,左边是部分,可以随时从一个部分跳转到另外一个部分,右边默认状态是教学内容,教学内容由一个教授挥舞教鞭来导引,如图3所示,该教授从椭圆形的讲台中隐现出来,开始时教授右手拿一本教科书,左手拿一根教鞭,随后教授左手举起,挥舞教杆逐个点击本远程教学内容的各个章节。形象地表达出教授上课教学的情景,使学习者认为正在和一位教授在交流,让学习者产生亲切感。知识点的内容更是利用动画的形式加以表达,例如在讲解地籍测量中的地籍控制测量知识点,就采用了以卫星接收器为核心,以卫星接收数据的波段行进图作为过程,制做了一个三条波段曲线的动画。控制测量就是对各个控制点进行数据的控制测量。需要有一个初始点,因此,在画面的左上方,绘一个初始点,用一个三角形表示。随后把做好的数据接收器引入到画面的中央,如图4。由初始点向数据接收器发出一个初始数据请求,然后,从初始点出发找到测量的第一个点,数据收发器同时发回响应,如此继续下去,直到要测量的所有点都测好为止,最后,回到初始点。最后画面如图5。在动画的进行中,为加强动画的可视行,我特意在动画的主画面中加进了几条滑动的线条,在数据接收器的中心位置加了一个放射性动画。采用卫星接受表明了现代地籍工作已经越来越多的运用到现代的高端技术。
转贴于
4.教学资源的组织
知识量的激增和知识更新速度的加快,要求全面提高教育效率,重点培养学生的学习能力和信息处理能力。因此,“高效”就成为信息时代对素质教育的客观要求。因此,网络课件的信息组织就显得特别重要。
《地籍管理》网络课件的相关信息,包括相关网站,相关法规,相关论著和相关名词解释,主要是通过教学资源,辅以在线字典来完成的,相关网站收集了跟地籍管理相关的国内外,官方和民间的网站,为便于查找和管理,按照国内、国外、民间、官方进行了分类,同一类下,又按字母顺序进行排列,从而便于学生查阅,提高学生的学习效益。对于相关法规和相关论著则充分利用数据库技术来实现排列和查找,相关法规的字段,主要包括法规名,时间,摘要,可根据法规名和时间进行模糊或精确查询,相关论著的字段,主要包括论著名,出版或发表时间,摘要,关键词,作者,出版物,可根据论著名,出版或发表时间,关键词,作者,出版物进行进行模糊或精确查询,这两个内容检索结果均显示数据库的全部内容,鼠标按住具体结果,可查看具体内容,以上部分主要放在教学资源内。对于名词解释,主要通过在线字典来解决,该数据段有名词中文名称,英文名称,具体解释和图片,可按中英文名称来查找,直接显示数据库中该名词的所有内容。为便于学生在阅读具体情节时能够直接查询,在文本内容相关处进行了超连接,从而提高了学生学习的效率。
三、《地籍管理》教学的实施
《地籍管理》教学由课前预习、课堂学习、课后复习组成,在这些教学过程中,课堂学习只是其中的一个重要组成部分,不再是教学的最关键部分,而课前预习,课后复习在整个教学过程中的份量得以增加,这些教学活动都是在教师的主导下层层递进,引导学生自主地挖掘学习内容,构造自己的知识体系。现列表1做以说明。
四、学生的评价及反馈
1.学生的评价
教学模式新颖,独特,课堂上的陈述、复述,点评一来活跃了课堂气氛,二来促使我们课前抓紧时间预习,教师批改作业负责,促使我们认真对待作业,通过网上资源和上网查询来学习中所遇到的问题,锻炼了自己解决问题的能力,通过讨论,增加了同学的感情,同时能够扬长补短,课程学习下来知识面扩展了,知识增加了,心理塌实了,但是学校上网电脑有限,有时难以完成预定目标。
2.学生提出改进的意见
a考试:考试是学生反映最为激烈的问题,平时教学采用新的模式进行,使学生体会到了学习的乐趣,但是考试仍旧采用传统的闭卷进行,强调的是学生记忆的能力,同时,采用多媒体和新的模式进行教学,教师的板书少了,学生笔记内容少了,其规范性相对没有以教师为中心的课堂教学严谨,仍旧采用旧的评价方式来检验教学效果,不是很科学,而且其导向会影响学生学习的积极性,学生建议一、提交论文来作为考核,二、利用电脑和网络来检验学生实际的能力。
b网络课程:网络课程虽然有教学大纲引导学生学习,但是教学内容不够简洁,重点不够突出,应采用层层递进的方法来安排教学内容,主要画面只需要纲领性文件,只到需要时才提供全文,教学资源应提供检索功能。
c教师网络主导应提供智能化功能:采用新的模式教学,课前预习和课后复习的作用加强了,但是由于教师不在网络上,没有办法进行联系,因此应提供一些智能化的功能,如智能答疑,主导讨论等。
学生是学习的主体,教师是教学的主导,在教学实践中体现这种教学模式应根据实际情况和教学内容灵活应用,真正做到因材施教,完成教学任务,促进学生全面素质的提高。
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