完整版农用地分等系统研究毕业设计.docx
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完整版农用地分等系统研究毕业设计
《土地信息系统》综合实习
设计名称:
农用地分等系统
班级:
土管111
设计人员:
指导教师:
肖峰
成果编号:
设计时间:
报告成绩:
批改时间签名:
前言2
1系统目标3
1.1系统总体目标3
1.2系统设计的主要目标3
2系统目标实现的技术思路4
2.1技术思路4
2.2技术方法4
2.2.1农用土地分等的方法4
3系统的工作流程7
3.1主要步骤7
3.2农用地分等技术流程图8
4系统主要功能模块9
4.1系统主要的功能模块9
4.1.1数据输入模块9
4.1.2图层管理模块10
4.1.3农用地分等模块12
4.1.4输出模块13
4.1.5系统帮助14
4.2系统功能模块总图14
4.3子系统功能模块图15
4.3.1数据输入模块15
4.3.2图层管理模块16
4.3.3农用地分等模块17
5用户界面18
5.1部分用户界面图18
5.1部分模块用户界面24
5.2农用地分等因素因子值得计算25
6数据库建立26
6.1空间数据库建立26
6.1.1空间数据库的概念建立26
6.1.2空间数据库数据结构26
6.1.3空间数据库的建立26
6.2属性数据库的建立26
6.2.1属性数据库的概念设计26
6.2.2属性数据库的数据结构27
6.2.3属性数据库的建立27
6.2.4数据库部分属性结构表27
6.3数据字典28
6.3.1数据元素29
6.3.2数据结构29
6.3.3数据流29
6.3.4处理过程29
6.3.5数据字典的用途29
7、部分计算机处理流程图30
7.1计算机处理流程总图30
7.2部分计算机处理流程图31
7.2.1农用地自然生产潜力确定31
7.2.2土壤质地分确定32
7.2.3剖面构型分确定33
7.2.4有机质%分值确定34
7.2.5PH值分值确定35
7.2.6障碍层深度cm分确定36
7.2.7排水条件分确定37
7.2.8灌溉保证率%分值确定38
7.2.9土壤污染状况分值确定39
7.2.10地下水埋深1cm分值确定40
7.2.11乡镇农用地综合等别面积统计确定41
7.2.12属性数据的调查42
7.2.13农用地级别查询43
7.2.14农用地级别数据转化成图形数据44
7.2.15光温生产潜力44
7.2.16气候生产潜力45
7.2.17土地生产潜力45
7.2.18确定个单元等46
7.2.19土地经济计算46
7.2.20土地利用系数47
8、农用地分等数据处理47
9、参考文献49
前言
随着计算机技术、GIS技术、LIS技术,特别是网络通信技术的发展,数据共享的需求日益迫切。
元数据可以用来描述各种数据集的内容、质量、表达方式、空间参考、管理方式及其他特征,是理解、发现、定位、评估和维护数据的有效方式,目前已得到了普遍认同和应用;同时元数据标准和操作工具也已经成为信息化建设的一个重要组成部分。
农用地分等定级估价项目是我国新一轮国土资源大调查的重要基础性内容,它促进了土地管理由“数量管理”向“数量和质量并重管理”的转变。
农用地分等定级估价基础数据和成果数据都具有重要的共享价值,尤其是农用地分等定级估价成果为实施区域耕地占补平衡制度、培育完善土地市场、开展土地整理、土地征用补偿、农村集体土地使用权流转等工作提供依据,因此在土地管理中具有广泛的应用前景。
然而,农用地分等定级估价数据具有数据量大,数据格式多样,数据存储分散,成果数据地域特征明显,数据生产、维护和使用缺乏统一管理等特点,因此数据有效管理和共享困难。
元数据作为实现信息共享有效途径,可以方便用户快速、准确地发现、访问、获取和使用所需数据。
农用土地分等信息系统的设计正在探索之中,加之设计人员的时间和水平有限,设计错误之处在所难免,请读者提出宝贵意见。
刘辉高静
日期:
2012年1月13日
1系统目标
1.1系统总体目标
农用土地分等信息系统的目标是以土地资源及相关的自然和社会经济要素为研究对象,依据农用土地分等工作思路和程序,以地学空间分析为基础,综合运用地理信息科学、数据库技术、计算机科学和快速分析数据手段,以组件式GIS为开发平台,面向管理决策层的实用数据可视化信息系统,实现农用土地分等数据的输入、存储、管理、分析和成果输出的全数字化技术系统。
系统目标是实现农用土地分等的信息化和数据共享,提供动态监测土地质量和土地有效管理的决策手段,提高分等过程的工作效率,对农用地进行科学、合理、统一、严格管理,为提高农用地管理水平提供依据;为科学量化农用地数量、质量和分布,实施区域耕地占补平衡制度和基本农田保护制度提供依据;落实占用耕地补偿制度,实现区域耕地占补平衡目标,科学核算农用地生产潜力提供依据;为理顺土地价格体系,培育完善的土地市场,促进土地资产合理配置,开展土地整理、土地征用补偿、农村集体土地使用权流转等工作提供依据;为实现农业税制改革,公平合理配赋征收农业税提供依据。
减少重复劳动,节约人力、物力和财力,为各级土地部门和政府部门提供界面友好和便捷适用的计算机业务管理工具。
实现农用土地分等的自动化、定量化,提高了工作效率。
1.2系统设计的主要目标
1、系统面对省、市、县各多层次用户,系统设计要满足不同用户水平、不同经济发展水平和区域条件的地域需要,因此系统运行程式和数据流程,尤其是具有决定作用的分等指标体系的建立,应是动态的可提供多种选择。
2、利用计算机软硬件系统建立区域农用地资源和有关的社会、经济信息在内的基础数据库,达到信息共享目的。
3、通过建立具有数据采集、编辑、数据库管理、制图等功能的系统,实现土地资源的查询、检索、分析和输出。
4、通过模型分析实现农用地的自动分等,为农用土地资源的合理利用和科学管理提供依据。
2系统目标实现的技术思路
2.1技术思路
综合考虑实用、经济、开发经验等多种因素,农用土地分等研究涉及到的内容不仅包括各评价单元的属性特征和空间属性信息,而且还必须包括基于专业知识对数据的处理,因此,为满足农用地分等的实际需要,系统拟设置5大功能模块,分别为数据输入、图层管理、农用地分等、数据输出、系统帮助。
每个功能模块在空间数据库、属性数据库和算法模型的基础上,通_过可视化编程实现。
系统的控制采用菜单命令按钮逐级进入的方法,进行数据输入、空间查询、分等、分析、汇总、输出、帮助等,所有结果都在屏幕上以图形、报表、统计图形和图标说明的风格实现,并能以地图和报表的形式输出。
这些模块不仅能满足目前农用地分等工作的需要,而且为以后的农用地动态管理、农业和农村现代化建设与农村税费改革提供帮助。
并采用人机对话的方式实现系统与外界的信息交流和通讯。
2.2技术方法
2.2.1农用土地分等的方法
土地分等综合采用自然和经济评定的方法。
首先,按土地的自然条件计算土地的潜力,以反映土地质量的优劣和土地对作物生长适宜程度和本质差异;其次,用体现社会平均开发利用水平的土地利用系数,将土地潜力订正为现实产出水平;最后,在现实产出水平的基础上,用土地经济系数衡量在目前社会平均产出水平上土地收益的差异。
土地分等采用的主要方法要点有
①各指定作物气候产量的计算采用农业生态带法
②土地质量的衡量采用参数法
③不同土地上各作物理论产量值采用分估-理论产量对照法
④各作物产量之间的换算采用标准粮产量比值折算法
⑤土地潜力采用标准粮食产出总量比较法
⑥土地利用系数和土地经济系数的计算采用相对值法
a农用地分等的技术方法是指:
以本规程提供的标准耕作制度和光温生产潜力指数计算成果为基础,按照本规程规定的对农用地自然质量条件的鉴定方法,对农用地利用水平和农用地集约经营水平的调查要求,以及按照本规程规定的方法所得到的各中间阶段成果,采取逐步修正的方法,对农用地自然生产力和经济生产力所进行的农用地分等定级规程农用地分等定级规程农用地分等定级规程农用地分等定级规程15综合分析和评价。
b农用地分等体系建立在全国统一标准上,开展农用地分等工作的地方需使用统一的国家级参数,计算出行政区内各地方,各分等单元的以基准作物论产量指数表示的分等指数,以分等指数作为分等的依据。
c农用地分等的国家级参数,包括光温生产潜力指数,标准耕作制度,产量比系数,产量比系数,产量比系数,产量比系数,指定作物最大产量,指定作物最大"产量指定作物最大产量,指定作物最大"产量-成本"指数成本"等,采用统一的计算方法,由国土资源部组织计算,公布成果。
d农用地分等所采用的分等参数,包括农用地质量,土地利用系数,土地经济系数等,采用本规程规定的计算方法,由分等定级的地方测算。
e标准耕作制度中涉及的作物分为基准作物和指定作物。
基准作物分等工作的地方,从标准耕作制度中的全国性粮食作物选其中的一种;指定作物由国家统一指定。
极个别地方,在报请国务院土地行政主管部门同意后,可根据当地大宗作物的种植比例确定1-2个指定作物。
f农用地分等因素分推荐因素和自选因素两类。
推荐因素由国家统一确定,分区,分地貌类型给出自选因素由开展农用地分等定级工作的省级土地行政主管部门确定,用于分等的自选因素不超过3个。
所有分等因素都需要采用特尔菲法,因素成对比较法,主成分分析法,层次分析法等方法中的一种或几种进行检验和确定,在开展农用地分等工作的省县之间鉴定的分等定级任务书中予以明确。
g农用地质量分用无量纲百分数表示,计算方法包括因素法和样地法。
应用因素法计算农用地质量分的地方需要编制"指定作物~分等因素~质量分"关系表。
本规程附录F中给出了主要分等因素的分级表,但没有区别作物,开展农用地分等定级工作的地方,需要根据当地实际情况自行编制"指定作物~分等因素~因素质量分"关系表。
应用样地法计算农用地质量分的地方则需要确定样地,编制农用地质量加(减)分规则表
Yn)}描述,对于面状地物用弧段组成的多边形表示,最后一点的坐标与第一点的坐标相等。
6.1.2空间数据库数据结构
空间数据结构主要有矢量和栅格两种基本形式,比较矢量与栅格结构的优缺点,针对农用土地的数据类型,采用矢量数据结构形式较适宜,因为农用地分等要求信息量大,对空间位置要求精度高,拓扑关联表达明确,矢量数据结构能够完全表达点、弧段、面之间的关联关系,并且矢量数据结构存贮量小,易于转换成栅格数据格式。
考虑到所选GIS软件平台建库要求,系统空间数据基本组成可分为点、线、面等基本地物;多个地物构成图层,图层包括点状图层、线状图层和面状图层;多个图层进一步归纳成专题图,专题图包括面状专题图和地物专题图,在专题图中建立拓扑关系,输入图斑、线状地物和零星地物的属性数据。
6.1.3空间数据库的建立
空间数据库的建立是将概念设计转化为详细的具体数据库结构,以图层为单位建立系统空间数据库。
根据农用地分等的需要,采集空间数据库所需的上述数据如土地利用现状图、土壤图等,经过数字化仪进行数字化或用扫描仪输入图象然后通过屏幕矢量化,充分利用数字化功能中的触线、结点匹配、端点弥合功能采集数据,确定实体的空间位置。
对矢量化后的图件进行编辑、修改等功能,可进行任意比例尺的显示,生成空间数据库文件。
6.2属性数据库的建立
6.2.1属性数据库的概念设计
数据模型是数据库系统中关于数据和数据间联系的逻辑组织的形式表示,是对客观事物及其相互联系的描述,它是数据库设计的基础。
常用的数据模型包括层次模型、网络模型和关系模型,根据农用土地分等属性数据库的特点,选用关系数据模型,将数据的逻辑结构归结为满足一定关系的二维表格,并用关系代数和关系运算操作数据,简单易行,使用、维护都十分方便。
农用地分等数据库的概念设计以分等单元为例,农用土地分等单元由权属界限、土壤类型、线状地物等组成。
6.2.2属性数据库的数据结构
属性数据是基于空间位置来表达的,采用关系型数据结构,系统中土地信息属性数据是以二维关系表的数据结构表示。
属性数据经过统一整理、编码输入计算机与空间实体面、线、点相联系,提供更为方便的数据库操作功能,实现从图形到属性,从属性到图形的双向交互查询。
6.2.3属性数据库的建立
农用地分等信息系统数据库的属性数据按性质分为关系型属性数据和一般型属性数据,一般型属性数据通常都是定性描述与调查实验数据和社会经济与人文要素的属性数据,关系型属性数据描述各类地理要素点、线、面的空间位置关系存在着某种特定的拓扑关系。
在图形数字化后系统自动生成图形文件的点文件、线状要素和面状要素属性文件,在各属性文件中可加入适当的项,与图形相对应的属性特征表,库是在图形数据库的基础上,全部的属性特征表构成关系型属性文件,形成一个属性数据经过定义属性数据结构、数据输入、数据处理等过程经键盘输入建立起来。
在数据处理过程中,新数据的产生主要由计算模型运算后得到。
由模型计算得到的新属性数据重新返回属性数据库中。
6.2.4数据库部分属性结构表
根据目前全国农用地分等信息系统软件的发展情况,农用地分等信息系统数据库的部
分属性结构表如下表所示:
表一图斑数据库结构
序号
字段名称
字段名称
字段类型
字段长度
小数位
备注
1
地类编号
DLBH
Char
12
2
地类名称
DLMC
Char
30
3
面积
MJ
long
20
3
4
周长
ZC
long
14
3
5
目标标识码
MBBSM
long
15
6
要素代码
YSDM
long
12
7
地类地名
DLDM
Char
12
8
权属性质
QSXZ
Char
12
9
权属代码
QSDM
Char
12
10
地物名称
DWMC
Char
12
11
图斑编号
TBBH
Char
12
12
计算面积
JSMJ
long
16
2
13
平面积
long
16
2
14
性质地物
XZDW
long
12
15
图块面积
TKMJ
long
16
16
图斑面积
TBMJ
long
16
表二线状地类数据库结构
序号
字段名称
字段名称
字段类型
字段长度
小数位
备注
1
地类编号
DLBH
Char
12
2
地类名称
DLMC
Char
30
3
长度
CD
Double
20
3
4
目标标识码
MBBSM
long
16
5
要素代码
YSDM
long
16
6
地类地名
DLDM
Char
12
7
权属性质
QSXZ
Char
12
8
权属代码
QSDM
Char
12
9
地物地名
DWMC
Char
12
10
图斑编号
TBBH
Char
12
11
地物长度
DWCD
long
14
3
12
地物宽度
DWKD
long
14
3
13
性质地物
XZDW
Char
12
6.3数据字典
数据字典是关于数据信息的集合。
它是数据流图中所有要素严格定义的场所,这些要素包括数据流、数据流的组成、文件、加工说一明及其它应进入数据字典的一切数据,其中每个要素对应数据字典中的一个条目。
对数据库设计来讲,数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果,因此在数据库设计中占有很重要的地位。
数据字典最重要的用途是作为分析阶段的工具。
在数据字典中建立严格一致的定义有助于增进分析员和用户之间的交流,从而避免许多误解的发生。
数据字典也有助于增进不同开发人员或不同开发小组之间的交流。
同样,将数据流图和对数据流图中的每个要素的精确定义放在一起,就构成了系统的、完整的系统规格说明。
数据字典和数据流图一起构成信息系统的逻辑模型。
一个好的数据字典是一个数据标准规范,它可以使数据库的开发者依此来实施数据库的建设、维护和更新,从而减低数据库的冗余度并增强整个数据库的完整性。
实现数据字典的常见方法有三种:
全人工过程、全自动过程和混合过程。
全自动过程一般依赖数据字典处理软件。
混合过程是指利用已有的使用程序来辅助人工过程。
农用地分等信息系统的数据字典是对农用地信息数据流图中出现的所有被命名的图形要素在数据字典中作为一个词条加以定义,使得每一个图形要素的名字都有一个确切的解释。
因此,农用地分等信息系统的数据字典中所有的定义必须是严密的、精确的,不可有半点含糊和二义性。
农用地分等信息系统的数据字典的主要内容包括数据流图中每个图形要素的名字、别名或编号、分类、描述、定义、位置等。
数据字典通常包括数据元素、数据结构、数据流、数据存储和处理过程5个部分。
其数据元素是数据的最小组成单位,苦干个数据元素可以组成一个数据结构,数据字典通过对数据元素和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。
6.3.1数据元素
数据元素是最小的数据组成单位,也是不可再分的数据单位,对数据元素的描述通常包括:
数据元素名、别名、数据类型、长度、取值范围和取值含义。
6.3.2数据结构
数据结构反映了数据之间的组合关系。
一个数据结构可以由若干个数据元素组成,也可以由若干数据结构组成,或由若干个数据元素和数据结构混合组成。
对数据结构的描述通常包括:
数据结构名、说明、结构。
其中,结构包括若干个数据元素或数据结构。
6.3.3数据流
数据流是数据结构在系统内传输的路径。
对数据流的描述通常包括:
数据流名、说明、数据流来源、数据流去处、数据流组成。
其中,数据流组成指数据流所包含的数据结构。
一个数据流可包含一个或多个数据结构。
性、数据存储数据存储是数据结构停留或保存的地方,也数据流的来源和去向之一。
对数据存储的描述通常包括:
数据存储名、说明、编号、流入的数据流、流出的数据流、数据量、存取方式。
其中,数据量是指每次存取多少数据,每天(或每小时、每周等)存取几次等信息。
存取方法包括是批处理或是联机处理;是检索还是更新:
是顺序检索还是随机检索等。
6.3.4处理过程
一般来说,只要对数据流程图中不再分解的处理过程进行说明就可以了,数据字典中只需要描述处理过程的说明性信息通常包括:
处理过程名、编号、简要说明、输入、输出和处理。
其中,简要说明主要说明该处理过程的功能及处理要求,功能是指该处理过程用来做什么。
处理要求包括处理频度要求,如单位时间里处理多少事务,多少数据里,以及响应时间要求等。
具体来说,建立农用地分等信息系统的数据字典有以下几个方面的功能:
1、给管理者和用户提供关于可利用数据的线索;
2、为系统分析人员提供数据是否存在的信息;
3、为编程工作提供数据格式及数据位置。
6.3.5数据字典的用途
数据字典的用途是多方面的,它在数据的整个生命周期里都起着重要的作用。
具体表现在以下几点
1、在系统分析阶段,数据字典用来定义数据流程图中各成分的属性与含义:
2、在设计阶段,数据字典提供一套工具以维护对系统设计说明的控制,保
证设计人员在早期阶段所确定的需求与实现阶段相一致;
3、在实现阶段,提供了元数据描述的生成能力:
4、在调试阶段,辅助产生测试数据,提供数据检查的能力
5、在运行和维护阶段,可帮助数据库重组织和重新构造;
7、部分计算机处理流程图
7.1计算机处理流程总图
7.2部分计算机处理流程图
7.2.1农用地自然生产潜力确定
7.2.2土壤质地分确定
7.2.3剖面构型分确定
7.2.4有机质%分值确定
7.2.5PH值分值确定
7.2.6障碍层深度cm分确定
7.2.7排水条件分确定
7.2.8灌溉保证率%分值确定
7.2.9土壤污染状况分值确定
7.2.10地下水埋深1cm分值确定
7.2.11乡镇农用地综合等别面积统计确定
7.2.12属性数据的调查
7.2.13农用地级别查询
7.2.14农用地级别数据转化成图形数据
7.2.15光温生产潜力
7.2.16气候生产潜力
7.2.17土地生产潜力
7.2.18确定个单元等
7.2.19土地经济计算
7.2.20土地利用系数
8、农用地分等数据处理
根据《农用地分等规程》,按照标准耕作制度对指定作物分别进行分等,在作物分等基础上进行多作物综合,从而计算分等单元最终的综合等别。
空间上,县域内需要划分一个或多个“因素控制区”,不同因素控制区采用不同的分等因素体系和因素打分规则。
通过因素打分的综合分值计算得到农用地自然质量分,这是整个数据处理的核心部分,上述过程由计算机通过“作物—因素—分值—权重”表自动计算,因此“作物—因素—分值—权重”表基本结构如表1所示。
其中符号“—”表示数值区间,“”表示“或者”,“—”和“”可以组合使用。
分等因素可由用户自定义。
系统自动解析分等单元图属性库和相应的“作物—因素—分值—权重”表,给分等单元属性进行打分,并根据综合评价原则计算综合评价结果。
表1.“作物—因素—分值—权重”表示例
分值
有机质
土体结构
灌溉条件
表层质地
排水条件
100
2.0~5.0
蒙金土
好
轻壤质轻质
好
80
1.5~2.0
通体壤
较好
中壤质沙壤质
较好
60
1.0~1.5
一般
粘质沙质
一般
40
0.6~1.0
漏水漏肥
砂荒
20
0.4~0.6
0
0~0.4
砂荒
差
差
权重
0.15
0.25
0.2
0.3
0.1
就某一作物分等而言,主要包括以下几个过程:
光温(气候)生产潜力指数(a)—农用地自然生产潜力指数(R=a*c*b)—农用地利用指数(Y=R*K)—分等指数(G=Y*K),对分等指数进行等别划分即可得到作物j的等别。
(1)农用地利用等指数计算
农用地利用等指数是按照标准耕作制度所确定的各指定作物,在农用地自然质量条件和农用地所在土地利用分区的平均利用条件下,所能获得的按产量比系数折算的基准作物产量指数。
这个产量指数也可以解释为是在当地最有利经济条件下,该分等单元内的农用地所实现的最大可能产量水平。
农用地第j种指定作物利用等指数由下式定义:
Yij=RijoKLj
农用地利用等指数由下式定义:
Yi=∑Yij
其中:
Yij为第i个分等单元第j种指定作物的利用等指数;Yi为第i个分等单元农用地利用等指数;Rij 为第i个分等单元内第j种指定作物的标准粮产量(指定作物的自然质量等指数);KLj为第j种指定作物的土地利用系数,可以直接从土地利用系数等值区图上读取。
⑵农用地分等指数
分等指数是按照标准耕作制度所确定的各指定作物,在农用地自然质量条件、农用地所在土地利用分区的平均利用条件和农用地所在土地经济分区的平均经济条件下,所能获得的按产量比系数折算的基准作物产量指数。
这个产量指数也可以解释为是在当前的农业技术经济条件下,该分等单元内的农用地所能实现的最大经济产量水平。
第j种指定作物的农用地等指数由下式定义:
Gij=YijoKCj
农用地等指数由下式定义:
Gi=∑Gij
式中:
Gij为第i个分等单元第j种指定作物的农用地等指数;
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