空间数据库的建立
耕地地力评价空间数据库建立流程见图3－5。
图3－5 空间数据库建立流程
（一）耕地地力评价空间数据库建立方法
GIS软件是建立空间数据库的基础。空间数据主要通过图件来获取，首先将收集到的图形图件进行预处理，包括对图件的筛选、整理、命名、编码等，然后将经过筛选、整理的图件，通过大型扫描仪扫描成电子图件，再用相关软件进行数字化，并建立相应的图层如点图层、线图层、面图层等，最后进行图件编辑、坐标系转换、图幅拼接、地理统计、空间分析等处理。
1.耕地地力评价空间数据库的内容
空间数据库由多个图层组成，包括地名、道路、水系等背景图层和评价单元图层等，具体内容见表3－18。
表3－18 空间数据库主要内容及来源
2.耕地地力评价基本图层的制作
（1）图件资料的数字化
将收集到的北海市辖三区行政区划图、土地利用现状图（比例尺为1∶50 000）、土壤图（比例尺为1∶50 000）等图件资料扫描成电子图件，用专业图形编辑软件进行地图拼接，变形图形纠正，方向、清晰度、对比度校正。
再用专业矢量化软件进行图件矢量化，勾画出图件主要地形标志、主要地理要素，在GIS系统下进行拓扑分析，检查勾绘是否正确并修正错误，生成形成图斑等新图层，对图斑等新图层进行实体格式化、加工、修饰、基础数据信息添加，最后转换生成Shapefile格式文件。由于该项工作内容较多，工作量大，操作比较复杂，限于篇幅，下面仅将部分操作要领简单描述一下。
在获得北海市辖三区行政区划图、土地利用现状图、土壤图等原始图纸并制成电子图件的基础上，我们按下列方法进一步开展有关图件处理工作：
①定坐标。在矢量化软件中首先调出土壤图或土地利用现状图，土壤图没有坐标（原始图有坐标），但土地利用现状图都有坐标，我们用投影坐标，北海市属第19分度带。取好X坐标值和Y坐标值，定位时尽量使用整数位的地方。每一扫描图最少取4个点作地图定位，也是地图公里网坐标。先放大地图后，选择控制点编辑，然后在地图的坐标位置上点击，完成控制点确定任务。
②图件矢量化工作。土壤图及土地利用现状图的矢量化过程，只做线图层矢量化。土壤图含有土壤图图斑及边界图。土地利用现状图要做土地利用现状图层、北海市辖三区边界图层、镇边界图层、村边界图层、水系图层。如有可能还要做等高线图层。其他的图层如村镇居民点、标志物、高程等图层建议在ArcGIS桌面系统中制作。线矢量化完成后，导出为.shp文件。导出的文件中含有后缀为.dbf、.shp、.shx的3个文件。
③拓扑线操作。从矢量化的地图中导出的矢量型线，因各种原因而产生各种错误，如该闭合的线不闭合，多出一条线、一段线，重复线，多出一个点等。这一步是要查出各种错误。使用ArcCatalog进行线的拓扑。
④拓扑线修正。进行线拓扑后，得到包含了线状图中的错误，要修改错误，要在ArcMap程序软件中进行处理。当所有错误处理完成后，保存刚修正的矢量图。输出图斑利用ArcCatalog软件进行，生成土地利用现状图的面图。(https://www.daowen.com)
⑤图斑用途录入。即录入图斑的基本属性，如土地利用现状图中的一个图斑是水田还是旱地等用途，此过程在ArcGIS系统中录入。通过调入原始图像并校正图像位置、增加属性数据的字段、针对每个图斑录入数据等一系列操作步骤完成图斑用途录入，北海市土地利用现状图图斑用途录入量达几千个。土壤图作法与土地利用现状图相似。不同之处是土壤图要建立字段“土种代号”录入每个图斑的土种代号，另外还增加一个“类型”字段。在土壤图增加字段“类型”，字符型，10字节长，输入的文字有3种，即“水田”“旱地”“自然”。要根据土种代号确定并录入类型，如土种代号的开头字母为A、B、C、D、E、F、G的土种全部为“水田”，H以后为自然土和旱地；土种代号中第二部分为数字，如H2－1中的2，这一部分数字为除W和X是旱地以外，奇数则为自然土，偶数为旱地，输入时旱地录入“旱地”，自然土录入“自然”，北海市土壤图图斑“土种代号”录入量也达几千个。增加了字段“类型”后在电子表Excel中的类型字段录入“水田”“旱地”等字。在Excel中打开矢量地图目录中的＊＊土壤图＊＊.dbf。然后对照录入土种代号。
⑥在ArcGIS软件，矢量化后形成的图层转入ArcMap中编辑，生成土地利用图、农用地用图、边界图、新建注记图等。如从土地利用现状图中生成的新图层工作，包括农用地地块图（面）、辖区边界图（面）、装饰边界图（线）等生成图层操作。新建图层操作，包括点注记图层（属点图层，点注记图以标记高程、标志物、河流湖泊名称、高山名称等为主，以标记点为图层，在ArcMap中建立两个属性字段，一个为标记的文字，另一个标记类型如高程类、山体名称类等，并录入相应文字）、北海市辖三区乡村位置图层［属点图层，北海市辖三区乡村位置图层以标记北海市辖三区乡村位置的点位图层，两个属性字段，一个为标记的文字，另一个标记类型如北海市辖三区名类、乡（镇）名类等、村名类，并录入相应文字］、村级区划图（属面图层，以村为单位的行政区划面图层，图斑属性要求录入的是村名或行政名）、线状水系图（属线图层，指北海市辖三区内水分分布线状图，属性字段填写河流名称）、面状水系图（属面图层，指北海市辖三区内水面分布大的图斑，指湖泊、大鱼塘、较宽的河流水面等，属性字段填写湖泊、河流名称）、道路图［属线图层，指北海市辖三区内各种交通道路、铁路，属性字段填写道路代号（公路代号）、道路名称］等。
（2）坐标转换
地理信息系统的重要功能是进行空间分析，因此，空间数据库内所有的地理数据必须建立在相同的坐标系基础上，但是地图是统一应用大地定位参数即经纬网来显示它所表达的地理位置信息的，投影坐标值必须通过测量和转换计算才能得到。矢量化土地利用现状图时可以定位投影坐标，而土壤图没有原始坐标，矢量化只根据扫描图产生一个平面坐标。在GIS系统下，用这两种坐标存储的数据，由于坐标系不是统一的，不能进行各个图层的相互照应，也不能进行数据的科学分析和计算。因此，北海市辖三区耕地地力评价所有图件的空间数据均采用北京54坐标系，高斯－克吕格投影的参数进行投影转换，北海市选择“BeiJing1954GKZone19”。
（3）评价单元图的制作
由土地利用现状图和土壤图叠加生成耕地资源管理单元图。该工作环节的工作量也相当大，操作比较复杂。
评价单元图制作，这一工作环节主要是生成土壤管理单元图，这是地力评价的重要图层。叠加前要在农用地的土地利用现状图上增加土地类型字段，即土地利用现状图上的土壤类型，内容有水田、旱地。根据每一个图斑的用途，录入土地类型字段，如111为水田，114、115为旱地等。同样方式在土壤图上建立土壤类型字段，字段内容为水田、旱地、自然土，根据土种代号判断哪些是水田，哪些是旱地。
然后通过叠加求交、管理单元图图斑土种代号修正、合并相同土种名的相邻图斑、用管理单元图与行政区划图叠加相交、面积平差等步骤完成管理单元图。
（4）耕地属性数据的提取
管理单元图中的图斑比调查点多，要使调查点的数据代表图斑数据，化验数据我们使用插值法，如pH值，有机质，有效磷，速效钾，中量、微量元素等，而一些物理特性如海拔、质地、剖面构型等采用以点代面法。插值法在ArcMap中进行。
3.建立评价地块外部数据表
生成耕地资源管理单元图属性数据导出为.mdb数据库，按《北海市辖三区区域耕地资源管理信息系统数据字典》要求进行标准化。
（二）空间数据库建设所取得的成果
通过空间数据库建设工作，我们取得了一系列的成果：
①建立了统一标准和规范的空间数据库。
②制作生成一系列数字化成果图层与图件。包括北海市辖三区区域农用地地块图、北海市辖三区乡村位置图、土地利用现状示意图、土壤示意图、土壤养分含量等级分布示意图（有机质、全氮、有效磷、速效钾）、土壤pH值等级分布示意图、点注记图、线状水系图、面状水系图、耕地地力评价采样点分布示意图、耕地资源管理单元图、行政区划图、装饰边界图、道路图等。
③通过建立了统一标准和规范的空间数据库和属性数据库，集成相关数据资料、分析模型和知识库，就可以建立北海市辖三区区域耕地资源信息管理系统，可以有效地管理、分析利用包括测土配方施肥在内的数据资料，并为耕地地力评价提供数据来源。
