17基于GIS 的土地监察管理信息系统关键技

文章编号:0494-0911(2007)06-0058-03

中图分类号:P208 文献标识码:B

基于GIS 的土地监察管理信息系统关键技术研究

韩 杰1,2

(1.中国地质大学(武汉)研究生院,湖北武汉430074;2.国土资源部信息中心,北京100812)

O n th e K ey T e chn o lo gy o f Land M on ito rin g an d M an agem en t

In fo r m at ion S y s temB ased on G IS

HAN J ie

摘要:国土资源管理部门正在逐步建立“天上看、地上查、网上管”立体跟踪监测体系,对土地等资源的利用情况进行动态实时监测。

同时,要加大执法监察力度,迫切需要建立快速、高效、直观的土地监察管理信息系统。在分析土地监察管理信息系统的系统功能的基础上,进行系统架构设计,并进行关键技术研究,包括海量空间数据管理、时态数据管理、空间数据库引擎和网络数据发布等。

关键词:土地监察;G IS ;W eb G IS

收稿日期:2007-03-15

作者简介:韩 杰(1973-),男,贵州遵义人,助理研究员,博士生,主要从事国土资源信息化方面的工作。

一、前 言

土地资源是人类赖以生存和发展的物质基础。我国人口众多,资源相对不足。随着经济社会的快速发展,耕地、矿产资源等资源逐年减少,已成为影响我国经济和社会发展的重要因素。全面、准确、及时地掌握国土资源的数量、质量、分布及其变化趋势,进行合理开发和利用,直接关系到国民经济的可持续发展。为此,国土资源管理部门正在通过“数字国土”工程、“金土工程”等信息化重点项目,逐步建立“天上看、地上查、网上管”新型管理运行模式,努力构建有效的国土资源监管立体跟踪监测体系,对土地等资源的利用情况进行动态实时监测,不断提高行政执法水平和效率,为进一步增强国土资源执法监察能力提供更加有力的技术支撑。

执法监察是国土资源管理的一项重要工作内容,也是国土资源工作参与宏观调控,落实“保护资源、保障发展、维护权益、服务社会”的重要环节。随着我国经济社会的快速发展,国土资源的供需矛盾日益突出,由于利益驱使导致违法违纪案件时有发生,执法监察工作的重要性、紧迫性日益突出。国土资源监察工作的重要内容之一是对土地和资源的变化信息进行实时、快速的采集。目前,地方上多采用人工实地检查,国家多采用卫星遥感影像数据和普通航空遥感影像数据采集、分析,这些技术手段在实际工作中发挥了很大作用,但在高效、快捷、准确性等方面尚存在一定程度上的不足。人工实地检查方

式不仅需要大量的人力和物力,而且效率较低,由于国土资源部门各级人员配置与工作量大不相适应,大量地方难以巡查到位,并且容易受到人为因素的干扰。卫星遥感影像数据还存在采购周期长、时相难以保证等缺陷,数据现势性不强,而且,低分辨率的卫星影像直接影响了判别的准确性。

因此,对于重点地区和热点区域,必须通过滚动式循环监测,实现对违规违法用地、滥占耕地、非法开采矿山、破坏生态环境等现象的及时发现、及时查处、及时制止。这就需要国土资源管理部门在已有的技术手段基础上,开发应用更加快速、高效、直观的土地监察管理信息系统。

二、系统功能设计

土地监察管理信息系统是一种决策支持的土地信息系统。它以土地执法监察数据库为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间的、动态的地理信息,是融计算机图形和数据库于一体、储存和处理空间信息的高新技术。它把宗地的地理位置和相关属性(地类、权属、四至、面积、地价及规划用途)、违法用地地理位置与案件处理档案有机地结合起来,根据执法监察工作的实际需要准确、真实、图文并茂地输出给用户,并借助其独有的空间分析功能和可视化表达,提供形式多样的辅助决策。

1.空间数据管理与操作

G IS 提供了基本函数库,实现空间数据管理和操作,主要功能包括:

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1.地图放大、缩小、任意漫游、全图显示功能。可以查看辖区内土地利用信息、规划信息、宗地信息、基准地价信息、违法用地信息。

2.查找与定位功能。用户输入单位名称等查找对应的单位,并在图上标识出其实际的地理位置,显示在屏幕中心。快速、准确地分析、判断宗地的地理位置及相关属性,为执法监察人员提供综合信息。

3.图形资料输出。用户可以选定任意形状,裁剪输出违法案件分布图、勘测定界图、宗地图等,并且可以输出巡查路线走向图等专业的图件。

4.强大的图形编辑功能。根据土地执法工作的特点,专门设计了针对违法用地的编辑子系统,方便对其编辑处理,解决了实际工作中变化较快的问题。建立了以高速度、高质量的空间地理信息为背景的综合图形信息系统,实现各级土地行政主管部门和执法检查部门中的实时信息交换。

5.分布式网络化管理。实现分布式管理和更新,上级通过In tern et或者专网更新图库中的有关信息,实现了土地执法资料的实时动态更新和对下级执法监察工作的有效监督。

6.专题图制作。利用G IS专题图的功能将数据库属性数据的统计数据表达在地图上,可以生成多类统计表,包括违法用地分布情况统计表、区域案件处理情况统计表等。在案件的办理过程中可以方便地输出各种标准的表格、图形。

2.查询统计

利用G IS的地图信息技术,可以在地图上看到违法用地的地理分布位置,通过简单的鼠标操作就可以查看相关属性数据,而且还可以把这些来源不同的数据利用G IS的专题分析功能全面地、多样地反映在地图上。通过查询功能可以浏览任意比例尺、任意距离内的各类专题图,也可以输入多种查询条件,查看符合条件的图形和现状信息。同时对于城区宗地,可以进行3维浏览查询,通过3维建模实现可视化查询。

3.空间分析

为执法巡查提供辅助决策,在对主要道路两侧违法建筑进行巡查过程中,利用系统空间分析可以将两侧一定距离的宗地进行统计,并显示出其相关属性,从而为判断是否合法提供依据。

对违法频发的重要道路进行拓扑分析,形成执法巡查路线网络图,可以对举报的违法用地进行图上定位,利用G IS的最短路径分析工具,并在图上自动标注到执法现场的最佳路线。

4.案件档案管理

可以输入、编辑案件的台账,构造条件对数据进行检索,统计任意区域违法案件及处理结果,供各级监查单位的维护人员和授权用户的数据管理人员使用,以实现对图形和属性数据的入库、实时或准时更新。

系统还支持多媒体资料,提供直观的信息,如违法用地照片资料、视频录像资料等。

三、系统架构设计

系统建立在A rc G IS S e rver平台的基础上,采用以B row ser/S e rver为主、C lien t/S e rver为辅的网络结构模式。在“胖服务器、瘦客户端”的B/S运行模式下,主要的命令执行、数据计算都在服务器上完成,而且应用程序也安装在服务器,客户机几乎是零安装、零维护,所有日常办公操作可通过浏览器完成,支持远程办公,尤其是可以实现“在动态巡查中进行办公”,在数据的上报组织方面更具灵活性。而C/S方式具有良好的交互性,与B/S方式相比对图形数据具有更强的编辑处理能力,对空间数据的存储效率较高。

由于系统设计中G IS平台的技术直接影响到系统的性能,所以选择技术全面的G IS平台是开发先进系统的基本保障。A rc G IS S erver现支持R ed H a t En terp rise L inux AS/E S3.0,SUSE L inux En-terprise S erver9和S ola ris8和9。A rc G IS S erver是一个用于构建集中管理和支持多用户的企业级G IS 应用平台。A rc G IS S erver是一个发布企业级G IS 应用程序的综合平台,支持的G IS软件可以集中管理并且支持多用户。A rc G IS S erver提供了创建和配置G IS应用程序和服务的框架,可以满足各种客户端的各种需求。

在数据库选择方面,SQL S erver和O racle都可作为土地管理信息系统的后台数据库,尤其是SQL S erver2000具有较高的性价比,可伸缩性强、安全可靠、易操作,在国内已有很多相对成熟的软件和工程应用案例。

四、关键技术研究

在整个土地监察管理信息系统的设计和建设中,通常涉及以下关键技术。

1.海量图库

系统数据分为空间图形数据和属性数据。其中,空间图形数据是集成了土地利用现状图、土地利用总体规划图、地形图、地价图、地籍图等的矢量数据,以标准分幅图为单位来管理。采用无缝接边技术、无空白漫游技术、变焦技术等先进的技术将大大

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提高图库检索的速度,同时系统还可管理海量的图形数据,提高数据管理能力。

属性数据存储于关系型数据库,包括宗地属性数据、地籍调查表、界址点坐标、土地案件及查处数据、土地处分数据、土地违法发现制止数据等。

2.G IS 时间维管理技术

空间数据多是2维或3维数据,如在某种坐标系下,X ,Y 坐标可以确定惟一一个界址点,多个界址点可以确定一个宗地,本系统加入了时间维的概念,在时间轴上可以清晰地了解本宗地的变化情况,支持连续时间、整图范围、局部区域的历史查询。

3.空间数据库引擎(SDE )

目前商用数据库几乎都是基于关系原理建立的,但G IS 强调空间性及拓扑关系,这些在数据库中都不能直接表示和查询。所以A rcSDE 在关系型数据库的基础上,增加了空间数据引擎,A rcSD E 将客户端对空间数据、拓扑数据、属性数据的查询、添加、修改等操作转换成数据库的关系操作。同时A rc SD E 对这些表格操作进行优化,系统为客户端或系统管理员提供了G IS 的概念模型,通过A rcSDE,使用户脱离了关系数据库中许多繁琐的细节,可以直接以G IS 的概念对数据进行维护和权限管理等,A rcSDE 还可以实现某些关系型数据库做不到的数据自动检查维护功能,如拓扑一致性检查等。通过SDE 和SQL S erver 的统一部署,实现空间数据和属性数据的集成。

4.基于因特网和企业网的客户/服务器模式采用“胖服务器、瘦客户端”的B /S 结构运行模式,大大减轻了系统管理员的工作量,而且这种方式对前端的用户数没有限制,国土资源管理部门可公开发布信息,普通市民也可通过浏览器进行查询,支持远程办公。而C /S 方式具有良好的交互性,与

B /S 方式相比对图形数据具有更强的事务处理能力,对空间数据的存储效率较高。采取以B /S 为主、

C /S 为辅的网络结构模式可以充分发挥B /S 模式和C /S 模式的优点。

五、结 论

基于A rc G IS S erver 建立的土地监察管理信息系统,主要有如下特点:

1.系统具有人机友好的用户界面,可方便安全地进行数据查询、数据统计分析、数据输出,可方便地进行打印输出。

2.建立了一个较为完善的一体化的空间和属性数据库,该数据库包含了土地监察管理的内容。

3.土地监察管理信息系统的查询功能较为强大,能够对所有库内数据进行实时更新及删除、添加,可保持土地监察信息的现势性。

系统可在网络上运行,增加了系统的运行效率,提高了行政处理效率。土地监察管理信息系统的建立,实现了由传统手工查询向自动化查询的转变,促进了执法监察工作的进一步规范。今后,进一步开展遥感数据的更新研究,建立土地监察管理的快速数据更新机制,将对土地监察管理信息化提供更加有力的支撑。

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