GIS时空数据模型在农地流转管理中的应用

朱洁　宋奇海

摘要：本文将时态GIS技术引入到农地流转管理之中，通过对主流的几种时空数据模型的研究比较，提出了一种适合于农地流转管理系统的时空数据模型，并从时空数据的组织上建立了适用于农地流转的时空数据模型。

关键词：时空数据模型；时态GIS；农地流转管理；GIS

随着农地流转的发展需要，GIS技术凭借其强大的空间分析功能和稳定的数据管理技术已经开始应用于农流转工作之中，运用GIS的空间数据采集、存储、分析技术，有利于实现地流转管理的标准化、信息化[1]。但是目前GIS在土地流转领域的应用还只停留在传统的静态GIS上，描述的是数据的瞬态。当用新数据代替变化后的旧数据时，旧数据不复存在，系统则成为另一个瞬态，因此传统GIS无法分析那些变化后的的历史数据。时态GIS（Temporal Geographical Information System，简称TGIS）在传统的静态GIS中增加了对时间信息的管理和处理功能，对传统GIS进行了延伸，是能够同时对空间和时间信息做存储处理、跟踪分析等功能操作的GIS技术。

一、主流GIS时空数据模型分析

时空数据模型（Spatio-temporal DataModel ， STDM）是时态GIS的概念核心，也是时空数据库的结构概念基础。目前的影响较大的几种主流的时空数据模型有序列快照模型、基态修正模型、时空复合模型、基于事件的时空数据模型等。

1、 序列快照模型

序列快照模型的基本思想是通过一系列片段快照来表达地理现象在某一时間点或时间段内的变化，来反映空间实体的状态。序列快照模型是一种地理现象随时间变化的原始表达，比较简单和直观。但是那些未变化数据的重复存储会导致大量冗余。

2、 基态修正模型

基态修正模型思想是在确定地理现象的初始状态（基态）后，按照设定好的时间间隔采集地理实体，只记录发生变化的区域，因此能够很好的避免将未发生变化的快照重复记录的情况，数据冗余量大大降低。

二、时空数据模型设计依据

1.面向对象的方法

面向对象的方法（Object Oriented）最为贴近人类认识世界的思维方式，是用来分析和解决问题的方法[3]。面向对象的方法能够以更自然的方式将复杂的时空信息模型化，是支持复杂的时空对象建模的最为有效的方法[4]。面向对象的方法认为客观世界的事物是具有独立性的，空间事件的空间实体可以被看作是具备独立性特点的完整的对象。从面向对象的方法的建模思想上来看，农地流转中的地块对象不再是传统GIS模型中的由几何图形构成的地理实体，而是具有独立性的完整的地理实体对象。对象有着各自的内部属性、规律和运动状态的同时，对象之间又相互作用、相互联系着，由此构成了不同的系统。本文将面向对象的方法作为建模的指导思想。

2.对象的变化与事件

农地对象主要分为点状土地对象（界址点）、线状土地对象（界址线）和面状土地对象（地块、行政区）。对象的变化可以分为离散的变化和连续的变化，诸如冰川的移动、森林的火灾和水的流动等这类变化就是连续的变化，而农地流转中地块的分割、权属的流转等这些空间数据和属性数据的变化都是离散的变化。离散的变化被描述为事件，事件是对象从一个状态变化到另一个状态的过程，一个事件就是一个或多个对象的状态的变化。农用地流转数据中宗地的分割、合并等导致对象状态变化的操作都属于事件。对象与事件之间因为“变化”总是相互关联着。基于事件的时空数据模型能很好的处理离散的变化，该模型注重表达引起变化的事件。因此，可以将基于事件的模型的思想引入农用地流转管理数据建模中。

三、时空数据建模

在农用地流转中，地理实体是由行政区、宗地、界址线和界址点等构成的空间实体以及由权属人、权证、合同等构成的非空间实体组成。面向对象的方法是将客观世界中的实体抽象成问题域中的对象，并以对象作为最基本的元素，将对象当作分析问题、解决问题的核心。因此可以将农地流转中的空间实体和非空间时体抽象成空间对象和非空间对象，非空间对象也即属性对象。时间特征也是农用地流转管理数据中不可忽视的重要组成部分，因此可以按照面向对象的方法，可以将时间抽象成时间对象。事件的发生是导致对象发生变化的原因。因此，对象中还应当封装了对象标识和相应行为的操作。事件是使对象产生变化的行为，是发生在对象的空间、属性、时间上的操作以及对象之间的联合操作。

四、结束语

本文在分析讨论当前主流的几种时空数据模型的基础上，通过将面向对象的方法和基于事件的时空数据模型相结合得出了适用于农地流转的数据模型，并从数据组织方法的角度进行时空数据建模。本研究较好的解决了现如今时空数据模型研究的针对性不强的问题，但是其适用性的验证有待进一步研究。

参考文献：

[1] 谢雨航，段建南.基于WebGIS土地流转系统的设计与实现[J].经济研究导刊，2013（13）： 58-59.