基于ArcGIS软件兰州新区房地产地理信息数据库的建立

乔转萍

(甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃 张掖 734012)

随着城市建设的快速发展，房地产作为城市发展支柱产业之一，目前城市房产主要有两类：住宅类房产和商业类房产。房地产的地理信息最初是由简单的钢尺量距，随着测量仪器的不断出现，如全站仪、RTK等，房地产的宗地界址点和宗地面积越来越准确，同时伴随着电子计算机和CAD的出现，更使得房地产数据管理越来越信息化。

GIS是地理信息系统的缩写，地理信息系统(GIS，Geographic Information System)是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛地应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”(Geographic Information Science)，近年来，也有称GIS为"地理信息服务"(Geographic Information Service)。GIS是一种基于计算机的工具，一个用于管理、分析和显示地理信息的系统，它可以对空间信息进行分析和处理(简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析)。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。从空间数据库的角度看，GIS是一个包含了用于表达通用GIS数据模型(要素、栅格、拓扑、网络等)数据集的空间数据库[1]。随着GIS理论的发展与完善，GIS不断地向集成化、智能化方向发展，主要有以下几个方面：⑴图形数据和属性数据的结合;⑵ GIS和RS的结合;⑶ GIS与GPS和CCD技术的结合; ⑷GIS与专家系统的结合[2]。

目前GIS主流软件有ArcGIS(美国ESRI公司开发)、MapInfo(美国MapInfo公司开发)、MapGIS(中国中地数码集团公司开发)。ArcGIS软件为美国环境系统研究所(简称ESRI)开发，其功能强大，是世界上应用广泛的GIS软件之一，是一个全面的、完善的、可伸缩的GIS软件平台，ArcGIS在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其他多方面的计算机主流技术之后，成功地推出的代表GIS最高技术水平的全系列GIS产品,兼容大部分矢量数据、栅格数据、CAD 数据，具有强大的拓扑关系，便捷的元数据管理，强大的缓冲区分析、交集求差、裁剪等功能[3]，兰州新区房地产地理信息数据库在ArcGIS基础上建立，使得管理者轻松便捷的管理数据。

1 城市房地产地理信息数据库的数据来源格式分析

1.1 地图

兰州新区各种地图是地理信息的一种数据源，因为地图是地理数据的传统描述形式。

1.2 遥感影像数据

遥感影像是地理信息中一个极为重要的信息源，随着RS的发展，遥感数据在地理信息中的地位越来越重要，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。

1.3 CAD格式数据

早期通过简易钢尺量距得到的房地产地理信息数据现在基本上都通过先进的测量仪器全站仪和RTK进行了精确测量，通过CAD软件绘制并保存。

AutoCAD软件是由美国欧特克有限公司(Autodesk)出品的一款自动计算机辅助设计软件，可以用于绘制二维制图和基本三维设计，通过它无需懂得编程，即可自动制图，因此它在全球广泛使用，可以用于土木建筑、装饰装潢、工业制图、工程制图、电子工业、服装加工等多方面领域。

CAD的优点有：图形功能强，劳动强度低，图面清洁；线分不同线型、颜色、宽度，图案有各种不同颜色、花纹。缺点是属性处理能力弱。

目前土木建筑和装饰装潢领域多采用CAD或基于CAD开发的软件(例如天正软件)，城市房地产地理信息如果采用CAD格式，则方便兼容建筑和装潢数据。

1.4 GIS格式数据

相比CAD软件，GIS软件的属性功能非常强大，图案符号丰富众多，表现形式多样。尤其是坐标系统几乎包含了世界上所有国家的坐标系统，便于各坐标系之间的转换，也方便CAD等其他软件和GIS软件之间的格式转换。

1.5 实测数据

测绘仪器全站仪、RTK的普及，使得勘测数据、宗地界址点、房产要素数据可准确获得，能在建设、规划、土地利用、不动产登记等方面提供准确可靠的资料。

2 兰州新区目前收集的数据坐标系统和格式

兰州新区是2012年8月批复设立的全国第五个、西北第一个国家级新区，被赋予“西北地区重要的经济增长极、国家重要的产业基地、向西开放的重要战略平台、承接产业转移示范区”的重大战略使命，是丝绸之路经济带和欧亚大陆桥的重要节点，发挥东西合作交流和联通中亚、西亚、中东、欧洲的重要通道作用。

兰州新区目前接管的中川镇、秦川镇和西岔镇，分别隶属于甘肃省永登县和皋兰县，两县数据的中央子午线不同，分别是102°和105°，因此这些数据不能直接使用，必须转换成相同的中央子午线，其中中川镇、秦川镇原来隶属于甘肃省永登县管辖，收集到以下数据：

(1)全国第二次土地调查遥感影像数据和地类数据、征地拆迁数据为1980西安坐标系、3°带、中央子午线102°(34带)；

(2)城区建筑物、规划设计图为中川城市坐标系；

(3)乡镇、村行政界线、城市道路路网、城市水系、全国第三次国土调查遥感影像数据和地类数据、房地产宗地、楼幢地理信息为2000国家大地坐标系、3°带、中央子午线102°(34带)。

而西岔镇原来隶属于甘肃省皋兰县管辖，收集到以下数据：

(1)全国第二次土地调查遥感影像数据和地类数据、征地拆迁数据为1980西安坐标系、3°带、中央子午线105°(35带)；

(2)部分城区建筑物、规划设计图为中川城市坐标系；

(3)乡镇、村行政界线、城市道路路网、城市水系、全国第三次国土调查遥感影像数据和地类数据、房地产宗地、楼幢地理信息为2000国家大地坐标系、3°带、中央子午线105°(35带)。

以上数据都有CAD格式和GIS格式。

3 基于ArcGIS软件建立兰州新区房地产地理信息数据库构架[4]

ArcGIS软件中的数据库有两种：个人地理信息数据库和多用户地理信息数据库。个人地理信息数据库对于ArcGIS用户是免费的，它是使用Microsoft Jet Engine数据文件结构，将GIS数据存储在小型数据库中，个人Geodatabase更像基于文件的工作空间，数据库存储量最大为2 GB，使用微软的Access数据库来存储属性表；多用户地理信息系统Multiuser Geodatabase通过ArcSDE支持多种数据平台，包括IBM DB2、Informix、Oracle和SQL Serve[5]。

数据库中数据组织一般可以分为四级：数据项、记录、文件和数据库[6]。

我国从2018年7月1日起全面启用2000国家大地坐标系，目前兰州新区的基础地理信息测绘数据、规划设计图、建筑施工图、第三次国土调查数据、农房一体不动产都采用2000国家大地坐标系，综合考虑国家政策规定和数据一致性，兰州新区房地产地理信息数据库也采用2000国家大地坐标系，投影采用高斯-克吕格投影，高程采用1985国家高程基准，中央子午线34带建立，将35带以及其他数据转换使用。

新建兰州新区房地产地理信息数据库后可以按照行政区划、道路交通、房地产信息、水系、地类、征地拆迁等建立要素集，如图1所示。每个子集里按照各种要素分类建立点线面要素。

图1 要素集架构图

4 整合数据，建立房地产地理信息数据库[7]

4.1 在上述房地产数据库构架的基础上，首先将坐标系相同、中央子午线相同的数据直接导入数据库中[8]

在收集到的数据中，中川镇、秦川镇乡镇、村行政界线、城市道路路网、城市水系[9]、全国第三次国土调查遥感影像数据和地类数据、房地产宗地、楼幢地理信息为2000国家大地坐标系、3°带、中央子午线102°(34带)，因此这些数据可以直接导入到数据库中。

4.2 将坐标系相同但是中央子午线不同的数据转换后导入数据库中

西岔镇乡镇、村行政界线、城市道路路网、城市水系、全国第三次国土调查遥感影像数据和地类数据、房地产宗地、楼幢地理信息为2000国家大地坐标系、3°带、中央子午线105°，设置图框坐标系为2000国家大地坐标系、3°带、中央子午线102°，这些数据采用动态投影的方式加载，按照图框坐标系进行导出，如图2所示，即可转换为中央子午线102°的数据了。和中川镇、秦川镇2000国家大地坐标系、3°带、中央子午线102°数据合并。

图2 导出数据对话框图

4.3 不同坐标系的数据转换成2000国家大地坐标系、3°带、中央子午线102°数据

全国第二次土地调查遥感影像数据和地类数据、征地拆迁数据为1980西安坐标系、3°带、中央子午线102°或105°，因此这些数据必须通过转换才可使用。1980西安坐标系和2000国家大地坐标系是两个以不同参考椭球为基准的坐标系，常用的方法有三参数法、四参数法和七参数法。

(1)三参数(△X、△Y、△Z)的基本方法是利用该点的1980西安坐标系和2000国家大地坐标系的平面坐标，分别计算两个坐标系X、Y、Z之间的差值△X、△Y、△Z。

(2)四参数是在区域范围不大，最远距离不大于30 km(经验值)内进行转换，这种方法受距离的限制。在较小范围内四参数的精度较高。

平面直角坐标转换模型：

式中，x0,y0为平移参数；α为旋转参数；m为尺度参数；x2,y2为2000国家大地坐标系下的平面直角坐标；x1,y1为原坐标系下平面直角坐标，单位为m。

(3)一般而言比较严密的是用布尔萨七参数，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化。计算七参数需要在一个地区内查找3个或3个以上的已知重合点(1980西安坐标系和2000国家大地坐标系)，重合点在5个以上换算成果精度更高。

利用ArcGIS软件arctoolbox工具栏“投影和变换”工具，如图3所示，合理选择转换方法，根据计算的1980西安坐标系和2000国家大地坐标系之间参数进行转换，如图4所示。

图3 自定义坐标变换工具条图

图4 自定义地理变换对话框图

4.4 将CAD格式转换为GIS格式

CAD格式数据包含点、线、面，利用ArcGIS软件arctoolbox工具栏“数据管理工具”分别转换，如图5所示。转换后数据中央子午线不同的再按照4.2的方法转换。

5 属性数据的设置和管理

县级行政区(面要素)属性有：行政区名称、行政区代码；城市道路路网(面要素)属性有：道路路名称、道路街名称；房地产宗地(面要素)属性有：宗地代码、不动产单元号、土地坐落、土地用途、权利类型、权利性质、权利人、使用期限等；房地产房屋(面要素)属性有：不动产单元号、幢号、房屋编号、房屋坐落等。

图5 要素转换工具条图

按照《不动产单元设定与代码编制规则》，同一宗地内的房屋不动产单元代码采用七层28位层次码结构，由宗地(宗海)代码与定着物单元代码构成，分述如下：

(1)宗地(宗海)代码为五层19位层次码，按层次分别表示县级行政区划代码、地籍区代码、地籍子区代码、宗地(宗海)特征码、宗地(宗海)顺序号，其中宗地(宗海)特征码和宗地(宗海)顺序号组成宗地(宗海)号。

(2)定着物单元代码为二层9位层次码，按层次分别表示定着物特征码、定着物单元号[10]。

6 地图出图

根据出图需要，行政界线、城市道路路网、水系、房地产宗地、房屋等要素设置好线型、颜色、标准，方便出图，如图6所示。

图6 属性注记效果图

7 数据统计

ArcGIS数据可以根据属性筛选，例如要统计中川镇的宗地面积，可在筛选条件中输入公式：“乡级行政区域名称”=“中川镇”，即可筛选出在中川镇区域的所有宗地，在宗地面积列，点击右键统计，即可得出中川镇的宗地面积[11]。

8 结 语

整合所有可以利用的数据，在此基础上利用ArcGIS软件建立房地产地理信息数据库，方便掌握一个城市房地产位置和相关信息，以上已经在兰州新区房地产地理信息管理中得到应用，使得城市房地产地理信息管理更方便，这对其他城市房地产管理部门及其行业有借鉴作用。