土地信息系统资料

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1、土地信息系统土地信息系统第一章第一章 概述概述土地信息系统基本概念土地信息系统国内外的研究现状土地信息系统的应用及发展趋势1.1 土地信息基本概念1.1.1 土地信息概念表征土地各要素数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的文字、数字、符号、图形、图像、视频等的总称。它可定性、定量、定位、定时、可视化地全面描述土地的属性特征。它反映了土地的性质、特征和变化状态，是对表达土地特征与现象之间关系的土地数据的解释。 1.1 土地信息基本概念1.1.2 土地信息特征区域分布空间差异性；数据量大；信息载体的多样性（纸张、胶卷、胶片、磁带、磁盘等） ；动态性。1.2 土地信息系统基本概念1.2.1 土地

2、信息系统概念以土地空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对土地相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用空间模型分析方法，适时提供多种空间和动态的土地信息，并应用土地信息为决策机构服务而建立起来的计算机技术系统。1.2 土地信息系统基本概念1.2.2 土地信息系统特征具有操作多种空间数据信息的能力（结构、来源等） ；以研究和决策为目的；具有信息提取和知识挖掘的的手段和能力（DEM 坡度提取） ；计算机技术与应用模型相结合（土地适宜性、生产潜力、利用规划、评价估价等） 。1.2 土地信息系统基本概念1.2.3 土地信息系统基本任务土地信息数据调查分析和选取；数据规格化和标准化及数

3、据库数据模型的建立；土地信息数据库的建立；土地信息数据的组织和管理方法；土地信息数据的分析和应用方法；成果输出。1.2 土地信息系统基本概念1.2 土地信息系统基本概念1.2 土地信息系统基本概念1.2 土地信息系统基本概念1.2.4 土地信息系统主要功能空间信息处理功能；数据格式化、转换、概化；数据储存与组织；查询、统计、计算等分析功能；空间分析功能；显示。1.3 土地信息系统分类1.3.1 按功能划分专题型土地信息系统：如土地利用现状调查信息系统、土地定级估价信息系统、地籍管理信息系统、土地利用规划信息系统、土地开发整理信息系统、土地电子政务系统、土地信息网络发布系统、房产及物业管理信息系

4、统等等。土地信息系统工具：它是一组具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和输出等土地数据操作功能的软件包。1.3 土地信息系统分类1.3.2 按数据结构类型划分矢量型 LIS栅格型 LIS矢栅混合型的 LIS（线目标数字化在栅格内获取样点）1.3 土地信息系统分类1.3.3 按研究内容及范围大小划分综合型 LIS区域型 LIS专题型 LIS1.4 土地信息系统国内外研究现状1.4.1 国外发展历程1962 年，在加拿大政府土地资源调查机构中开始了地图数字化的试验，利用当时最先进的计算机设备和软件，开发出了世界上第一个有实用价值的地理信息系统加拿大 LIS。1970 年代，美国地质调查

5、局采用了手工与计算机相结合的拓扑型地图数据编码（DIME，Dual Independent Map Encoding，双独立地图编码） 。并构建了 50 多个地理信息系统，分别作为处理地理、地质和水资源等领域空间信息的工具。1980 年代，LIS 在理论、方法和技术上趋向成熟阶段。1990 年代， LIS 成为政府决策部门必备的工作系统，三维空间数据结构和数据模型、人工智能和专家系统、网络 LIS、虚拟现实技术等与 LIS 密切结合（园林规划管理视频） 。1.4 土地信息系统国内外研究现状1.4.2 国内研究与应用现状1980 年代，是 LIS 的引进时期，90 年代是示范时期。中国 LIS

6、发展较快，主要应用于行政管理机构和科研院所。深圳市规划国土局采用集成化分布式管理方式，设计和建设城市规划国土管理的综合信息系统。用于完成土地测绘、地籍、产权、建筑报建、房地产市场管理、机会统计、土地使用费征收等系统。常州市规划国土管理局根据“一书四证” （建设项目选址意见书、建设用地规划许可证、建设土地许可证、土地使用证）审批业务的需要，构建了基于计算机网络环境的图文集成数据库。中国地质大学中地信息公司成功研制开发了国土管理信息系统，包括城镇地籍管理系统、土地利用规划管理系统、土地监察管理系统、建设用地管理系统、农村地籍管理系统、土地交易管理系统、土地发布系统、土地定级估价系统等。1.4 土地

7、信息系统国内外研究现状1.4.3 土地信息系统存在的问题采用分布式信息处理模式；采用结构化程序设计方法；不能很好地处理时间性；未考虑利用 GIS 技术进行土地利用总体规划。1.5 土地信息系统发展趋势遥感技术、全球定位技术和土地信息系统技术结合更加紧密；时空 LIS；LIS 的应用模型；网络化的 WebGIS（空间信息网络化） ；组件化的 ComGIS；开放式的 OpenGIS；与专家系统、人工神经网络的结合。1.5 土地信息系统发展趋势ComGIS 是面向对象技术和组件式软件在 GIS 软件开发中的应用。组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一，推动了地理信息系统的组件化发展，组件式 G

8、IS 是 GIS 的发展新阶段。ComGIS 的基本思想是把 GIS 的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个 GIS控件之间，以及 GIS 控件与其它非 GIS 控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的 GIS 应用。控件如同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能（包括 GIS 和非 GIS 功能） ，根据需要把实现各种功能的 “积木”搭建起来，就构成应用系统。1.5 土地信息系统发展趋势开放式地理信息系统（OpenGIS）是指在计算机和通信环境下，根据行业标准和接口所建立起来的地理信息系统。它不仅使数据能在应用系统内流动，还能在系统间流动。Op

9、enGIS 是为了使不同的地理信息系统软件之间具有良好的互操作性，以及在异构分布数据库中实现信息共享的途径。OpenGIS 规范是由开放地理信息系统协会（OpenGIS Consortium ，简称 OGC ）制定的一系列开放标准和接口。 1.6 土地信息系统应用地籍管理、土地定级估价、土地利用动态监测、耕地保护、土地利用规划、建设用地管理、土地监察、土地整理、土地电子政务等。练习题1.什么是土地信息系统？2.土地信息系统的主要功能有哪些？3.土地信息系统的国内外发展历程。4.土地信息系统的主要应用有哪些？第二章第二章 土地信息数据输入和输出土地信息数据输入和输出土地信息数据来源土地信息数据输

10、入与处理土地信息数据查询与输出土地信息数据质量2.1 土地数据源野外测量（中丝、斜距、水平角等）全球定位系统航空摄影测量卫星遥感地图专题考察与调查社会经济与统计资料等2.2 土地数据输入与编辑2.2.1 土地数据的地理基础地理基础是土地数据表示格式与规范的组成部分，它主要包括：统一的地图投影系统统一的地理坐标系统统一的分类及编码系统各种来源的土地信息和数据在共同的地理基础上反映出它们的地理位置和地理关系特征。2.2.2 土地空间定位数据输入定位数据的输入主要是对图形的数字化处理。输入方法：数字化仪、扫描仪、摄影测量仪、全站仪、GPS 接收机等。输入方法的选择，考虑：应用图形数据的方式图形数据的

11、类型现有设备状况人力资源状况经济状况数字化仪的构成及工作方式跟踪数字化仪主要由数字化板、定标器和微处理器组成。定标器是一个数据采集器，其十字丝中心用于精确标定一个点，并通过按键执行一些命令，将标定点的坐标或其它信息传输给微机。工作方式：点式、开关流式、连续流式、步进式和增量式。 点式：按一下定标器的某个键，可将定标器在数字化板上标识的点位，以 x, y 坐标的形式送入微机。开关流式：按住定标器的一个键并移动定标器，可将定标器在数字化板上标定的位置，以 x, y 坐标串的形式连续送入微机。放松按键，鼠标器便停止工作。连续流式：送入一条连续流式指令，只要定标器接触数字化板，便可将定标器在数字化板上

12、标识的位置，以 x, y 坐标串的形式连续送入主机。只有当定标器离开数字化板时，它才停止工作。步进式：送入一条步进式指令，按住定标器的一个键并移动定标器，数字化仪便按一定的距离间隔向微机送入 x,y 坐标串。增量式：送入一条增量式指令，可将鼠标器在数字化板上标识的位置，以当前位置相对于上一点位置的坐标增量形式送入微机（记录增量值） 。数字化仪数据采集过程放置，固定图纸；联机驱动；坐标采样，确定数据定位坐标系：用户定义坐标系、通过 TIC 点确定坐标系；手扶跟踪采点。数字化仪数据采集的方法图斑采样、链采样和图斑链综合采样等方法。图斑采样是直接对每个图形实体进行数字化，并键入相应的属性码。这种方法

13、简单、直观，易于掌握，但图形实体的公用边线要两次数字化，不仅增加了工作量，而且会引起同一图形点数据的不一致，为后续处理带来困难。链采样是对链（结点之间的线段）进行数字化，这样就克服了图斑采样的缺点。但链采样要人工判别并键入链的起点、终点、链码、左右图斑号等，采样时间长，而且不易掌握。图斑链综合采样则吸收了上述两种方法的优点，以图形实体（图斑）为单位，逐链数字化，公用链（虚链）由计算机软件自动识别处理。不同要素采点的方式：独立实体只须将其定位点数字化，并输入编码即可（点状要素） ；线状和面状实体中的直线线段是将其起始点数字化；曲线线段，一种方法是跟踪整条曲线，连续记录坐标点，另一种方法是仅采集曲

14、线上的拐点和极值点，其余的点均由软件插值计算求出。每个线状和面状实体的编码都必须键盘输入。不同图纸采点的方式：城乡地籍图，采用点式采样较好；地形图则宜采用开关流方式采样；土地详查和土地利用规划图，则宜将点式和开关流式有机结合起来。扫描矢量化扫描矢量化原理扫描矢量化是继手扶跟踪数字化之后又一项比较有效的图件数字化输入方法。扫描矢量化输入是通过扫描仪直接扫描原图，以栅格形式存贮，然后经过专业软件矢量化转化成矢量数据，存入到矢量图形文件中，再进行编辑、输出。手扶跟踪数字化与扫描矢量化的区别手扶跟踪数字化方式输入对土地信息系统软件输入子系统的要求不高，但工作量和劳动强度大，图件直接矢量化、编辑；扫描矢

15、量化方式输入可降低操作人员的工作强度，但需要有扫描仪和功能强大的矢量化软件，对软件开发成本要求较高。随着计算机软件和硬件设备的性能价格比的不断提高，扫描矢量化已成为主要的空间数据采集方法。扫描矢量化的工作流程 具体步骤： 图像增强与二值化、细化和矢量化。矢量化如下图：图件准 备扫描转 换拼接子 图裁剪图 件分块矢量 化矢量图合 成矢量图编 辑2.2.3 属性数据输入及其与定位数据的连接属性数据输入描述土地实体的数量、质量、权属和利用状况的数据；描述有关地理实体的基本特征数据（气象站点） ；描述土地实体与地理实体相互关系的数据（ID 关联） ；由键盘在数据文件或数据库中录入。属性数据与空间数据的

16、连接通过属性数据与空间数据的公共唯一识别符连接。2.2.4 数据编辑空间数据编辑图幅定向：定义用户坐标系，并完成由数字化仪坐标系地图坐标系屏幕坐标系的转换。文件管理：新建、打开、添加、保存、更名等。图形编辑：增、删、改、开窗、缩放、移动、旋转、裁剪、粘贴、拷贝等。生成拓扑关系：点、线、面之间的关系。图形修饰与几何计算：线型、颜色、符号、注记等，长度、面积量算等。图幅拼接：拟合几何裂隙、逻辑裂隙。数据更新：明确、修正变化的数据。属性数据编辑属性数据库结构的编辑：新建、修改、拷贝、删除、合并库结构。数据编辑：添加、插入、删除、修改、合并等。2.3 数据输出土地数据输出就是借助一定的设备和介质，将土地信息分析或查询检索结果表示为某种用户需要的可以理解的形式（或适合用户需要）的过程。2.3.1 输出形式硬拷贝：打印在介质上，永久显示；软拷贝：屏幕显示；