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基于WebGIS的土地整合信息系统的初步设计 赖雪梅

发布时间:2015-08-26

摘要:本文结合WebGIS技术,将软件组件化开发思想应用于系统开发中,对土地整合信息系统的结构、功能进行了初步设计,提出了土地整合管理的总体框架,以期为区域土地整合工作提供一个可视化、便捷式系统实现方案。

关键词:WebGIS;土地整合;信息系统

一、引言

当前,国内外经济形势发生深刻变化,我国正处在经济结构转型和发展方式转变的关键时期,进一步的发展既面临严峻挑战,也孕育着重大机遇,而土地问题成为制约其经济发展的瓶颈之一。走内涵式挖潜的模式、节约集约用地是我国地区发展的必由之路,土地整合技术成为缓解地区土地供需矛盾、保障新时期经济社会稳定发展的必然选择。

土地整合是指在一定地域范围内,为达到经济效益、社会效益和生态效益最大化的目标,基于现有的科学技术和管理手段,对土地利用结构在时间和空间尺度上进行多层次的设计和组合过程,通过改造、归并和再利用,使土地逐步集中、集约,提高土地利用强度,促进土地利用有序化、合理化、科学化,包括土地资源的聚集和再配置过程。

由于土地整合中不仅涉及大量的非空间数据,还涉及到与地理位置有密切关系的空间信息。地理信息系统即GIS目前已经广泛应用在土地资源管理、交通运输管理、自然环境保护、地质灾害监测等众多方面。但专门针对土地整合工作设计的信息管理系统还处于探索阶段。为了提升土地整合的工作效率和信息化,笔者根据土地整合的技术路线和管理工作的业务分析,结合WebGIS技术,将软件组件化开发思想应用于软件开发中,对土地整合信息系统的结构、功能进行了初步研究与设计,提出了系统的总体框架。

二、系统相关技术

( )WebGIS技术

WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物,其本质是基于“客户机/服务器”分布式计算模式的GIS,它的空间数据查询、分析和可视化过程依靠万维网实现。在WebGIS中,用户通过访问Internet可以从任意一个节点浏览WebGIS站点中的数据、制作专题地图以及进行各种空间检索和分析。

( )ArcGISServer

ArcGISServer是一个功能强大的基于服务器的GIS产品,用于构建集中管理的、支持多用户的、具备高级GIS功能的企业级GIS应用与服务,如:空间数据管理、二维三维地图可视化、数据编辑、空间分析等即拿即用的应用和类型丰富的服务。ArcGISServer还为用户发布和共享数据、地图以及分析模型提供了扩展GIS能力的开放接口,并包含了ArcSDE空间数据管理技术,可用于通过多种关系型DBMS来管理基于多用户和事务的地理数据库。借助rcGISServer这一符合IT标准的平台,通过浏览器、桌面程序和移动终端等多种途径可访问集中管理的高性能GIS应用和服务。

三、系统设计与建设

( )设计原则

为实现系统的总体目标,在整个系统的建设过程中,要严格遵循软件工程的要求,以“实用、高效、先进、可靠”为基本准则,建立“规范、安全、开放”的土地整合信息系统,依靠先进的信息技术和严格的管理制度,使土地整合管理水平跨越到一个新的高度。

1. 规范化原则

本系统的设计内容、信息分类编码等完全参照现有的国土资源信息化工作标准。

2. 开放性原则

本系统可作为国土资源管理信息系统的有效组成部分,需要从数据、功能上考虑与现有和将来其它土地管理信息系统的接口,实现土地利用信息在各个相关信息系统中的共享。

3. 实用性原则

本系统的最终用户是国土资源管理部门和土地整合业务的工作人员,因此系统建设要紧紧围绕土地整合的编制和管理工作,充分考虑用户操作方便,界面友好,符合日常工作习惯。

4. 稳定性原则

系统在提交前要经过反复测试,保证系统长期的正常运转;在发生意外的软、硬件故障等情况下,系统要能够很好地处理并给出错误报告,并且能够得到及时的恢复。

5. 可维护性原则

考虑到国土资源管理部门规划管理未来发展,机构、人员的变化和流动,业务量较快的增长,系统采用灵活的设计方法,在各种办公流程及相关文档、资料格式需要变化时,能够进行动态修改、扩充等。

( )系统总体结构

土地整合信息系统采用基于B/S模式和C/S模式相结合的多层体系结构,包括客户端浏览器、地理信息服务器、数据库服务器和Web服务器等。其中系统的管理人员和高级用户主要采用C/S模式。系统管理人员主要负责系统的管理和维护;系统高级用户主要负责系统的数据更新、监测管理。

系统的一般用户则采用B/S模式,对于系统的一般用户而言主要是使用该系统进行查询、数据统计分析以及制图输出等。

为提高系统的稳定性,确保数据安全,系统采用了三层架构设计,具体组成如下:

数据库层:存储数据表、地图、坐标、数据库操作子程序。

服务器层:获得来自客户端的请求,根据请求参数调用业务模块,例如更新数据、搜索数据,完成操作后返回结果到客户端。

用户层:为用户使用系统的浏览器界面,用户通过浏览器可以向服务器提交、修改、保存或查询数据。

系统架构的图示如下:


( )系统功能设计

1. 系统功能模块

根据土地整合信息系统的建设目标,系统需要划分为基础数据处理模块、土地整合分区模块、可整合性分析模块、整合项目实施监管模块、系统维护模块等5个模块。

基础数据处理模块——基础数据处理模块实现最基本的GIS功能:数据输入(图形、属性数据的输入、关联与更新)、数据编辑(地物(含属性)的增加、修改、删除)、数据输出(图形、属性数据的整理输出、基本图形操作(图形选择(点选、矩形选、指定区域选),

地图浏览(放大、缩小、漫游、全图、全层),定位(坐标定位、查询定位),空间查询)。

土地整合分区模块——土地整合分区模块包括数据输入、数据分析及成果输出等功能。其中基本功能:

数据分析、数据查询统计;数据分析:对区域内的各项指标数据进行标准化处理,按照聚类分析法进行整合区域的划分,产生分析报表或直方图进行分析比较;数据查询:分区的信息查询,包括分区地块的提取、合并及属性变更;数据统计:生成分区类型的汇总数据;成果输出:以指定比例尺按标准分幅、行政区划或任意范围自动整饰图面,输出土地整合分区图;自定义分区统计报表输出。

可整合性分析模块——可整合性分析模块包括城镇建设用地、农村居民点用地与零散耕地的数据输入、数据分析及成果输出等功能。其中基本功能:数据分析、数据查询统计;数据分析:对区域内的城镇建设用地、农村居民点用地与零散耕地的各项指标数据进行标准化处理,按照数学模型进行整合项目区的划定;数据查询:可整合性信息的查询,包括地块的提取、位置及属性变更;数据统计:生成整合类型的汇总数据;成果输出:以指定比例尺按标准分幅、行政区划或任意范围自动整饰图面,输出土地整合规划图;自定义规划统计报表输出。

整合项目实施监管模块——整合项目实施管理模块对具体整合项目实施业务进行管理。包括城乡增减挂钩项目管理、“三旧”改造项目管理、基本农田土地整理项目管理等。其中城乡增减挂钩项目管理可实现记录项目基本信息情况,反映整个项目区的申报情况、周转指标、各建新拆旧地块位置、地类、面积情况、搬迁农户情况、项目实施计划、新增有效耕地面积等信息;记录项目立项申请的相关文本、表格及图件;记录项目的批复结果;记录项目的实施进度;记录项

目的验收结果。“三旧”改造项目管理可实现记录“三旧”改造标图建库成果,并进行成果的查询与统计;记录改造项目的属性,如权属、类型、改造年份、改造面积等;记录改造项目实景照片及规划图情况;记录项目立项申请的相关表格及图件;记录改造项目的批复结果;记录改造项目的改造进度;记录改造项目的验收结果。基本农田土地整理项目管理可实现记录项目可行性研究报告及立项申请的相关表格及图件;记录批复结果,需要时加入土地整理开发补充耕地项目储备库;记录项目规划设计、实施及验收结果。

系统维护模块——系统维护模块包括系统设置、数据维护等功能包括用户管理(增加、删除系统用户,修改用户信息)、角色管理(设置或取消系统角色,规定角色对系统资源(数据、功能)的访问权限;为用户分配角色或取消用户所担任的角色)、界面定制(对用户经常用到的查询、统计、分析操作进行规范表达并记录在系统中,以加快用户操作速度)、报表定制(设计并存储特制的报表)、元数据管理(元数据编辑维护)、数据录入(土地资源信息录入、更新或卸载)、数据提取(根据需要提取土地利用规划数据,用于传递到其他土地信息系统或用于信息发布等)、数据备份(数据分时段备份,发生数据灾难时恢复)、日志管理(日期时间、事件类型、操作用户等记录查询)。

2. 空间数据库和属性数据库的设计

1)数据内容及分类

土地整合信息系统数据库是一个多层次的、综合性的空间属性信息数据库,是土地整合信息系统建设的基础,其内容包括基础地理信息、土地整合分区信息、土地可整合性评价信息、土地整合项目实施信息。如图所示:

基础地理信息库内容包括:土地利用现状图、地形图、其他;

土地整合分区信息库内容包括:土地整合分区图、环境要素图;

土地可整合性信息库内容包括:城镇建设用地可整合性评价指标、农村居民点可整合性评价指标、零散耕地可整合性评价指标、土地整合后布局图及其他相关文字资料等;

整合实施信息库内容包括:城乡增减挂钩项目立项文件、项目实施规划、用地位置图、项目进度等;三旧改造项目立项文件、用地位置图、项目进度等;基本农田土地整理项目立项文件、用地位置图、项目进度等;……

2)数据存储设计

土地整合信息系统数据库包含图形、属性、文档等多种格式数据,属性数据用关系数据库SQLServer存储和管理,图形数据通过rcSDE空间数据引擎存放到SQLServer数据库中,文档数据(文字、影像、图形资料等)以长二进制数据格式存放在数据库中,或者以文件形式存放。

3)数据组织设计

1 )属性数据组织

属性数据与管理数据都以数据库关系表的方式组织存放。

2 )文档数据组织

规划成果文档存放在数据库中,用描述字段表名文档性质、内容;

规划项目文档在逻辑上以项目文档集组织,可按项目查询每件图档。

四、结论

本文利用WebGIS等计算机技术,建立了实用、先进、高效、可靠的土地整合信息系统,可用以对土地整合规划编制、实施的情况进行分析评价,并辅助支持项目管理自动化。本系统的建设利用WebGIS技术辅助土地整合专题分析工作,提高了工作效率;还可辅助整合项目实施过程及成果的管理、对土地整合项目实施情况进行分析和监测;并实现各种图形数据、属性数据与相关文档资料的录入、编辑、储存、输出及成果的检索查询。随着土地整合管理实践的不断发展,系统的功能还有待进一步完善和扩展。

参考文献:

[1]黄鹏,郑巧凤.土地整合模式研究[J],商业时代,2011(7)103-104.

[2]王玉娥,刘晖.WebGIS及其体系结构研究[J],测绘工程,2009,18(2):70-76.

[3]陈庆涛,NET和分布式(网络)数据库集成技术支持下的WebGIS系统研究与开发[D],成都理工大学博士学位论文,2008.
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