國(guó)土資源二三維一體化服務(wù)平臺(tái)建設(shè)*——以禹州市為例

劉小春，韓慎友，李 響

(1．信息工程大學(xué)，河南 鄭州 450052;2．河南省愛(ài)普爾信息科技有限公司，河南 鄭州 450044)

0 引言

國(guó)土資源的管理涉及多個(gè)業(yè)務(wù)綜合聯(lián)動(dòng)［1］，并且業(yè)務(wù)日趨精細(xì)化，目前國(guó)土資源的管理隨著信息化平臺(tái)的建設(shè)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但是還存在諸多問(wèn)題。一是部門(mén)的各類(lèi)數(shù)據(jù)管理和業(yè)務(wù)管理未能完全在一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行，數(shù)據(jù)重復(fù)不一致;二是國(guó)土資源跨部門(mén)數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)互通和數(shù)據(jù)共享;三是系統(tǒng)可視化方式不夠真實(shí)。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)和GIS 技術(shù)的發(fā)展，隨著一張圖工作的推進(jìn)，國(guó)土資源信息化建設(shè)急需構(gòu)建二三維一體的一張圖服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)城市國(guó)土資源在逼真的三維虛擬空間中管理，并且實(shí)現(xiàn)資源的一張圖管理，實(shí)現(xiàn)二維數(shù)據(jù)在三維場(chǎng)景高性能可視化，實(shí)現(xiàn)三維空間的豐富的分析功能，實(shí)現(xiàn)多類(lèi)信息在地理空間上的疊合，提供多種視角讓用戶(hù)分析挖掘有用的隱含信息［2-4］。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

國(guó)土資源二三維一體化服務(wù)平臺(tái)建設(shè)根據(jù)系統(tǒng)功能不同主要分為業(yè)務(wù)功能和基礎(chǔ)功能以及“一張圖”三大模塊，如圖1 所示。其中，業(yè)務(wù)功能模塊包括:地籍管理、土地監(jiān)察、供地管理、勘測(cè)定界、規(guī)劃耕保、礦產(chǎn)資源、用地儲(chǔ)備等模塊。基礎(chǔ)功能模塊分為:視圖操作、圖層管理、信息查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)分析、二三維一體化等模塊。“一張圖”模塊主要包括:數(shù)據(jù)導(dǎo)入與維護(hù)、數(shù)據(jù)權(quán)限管理、用戶(hù)權(quán)限管理、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)加載與渲染等。業(yè)務(wù)功能描述如下:

1)地籍管理:提供對(duì)所有宗地信息的查詢(xún)功能，可分條件進(jìn)行查詢(xún):如:宗地(名稱(chēng)、位置、面積、用途、領(lǐng)證人、日期、宗地編號(hào)、證書(shū)編號(hào))，土地利用圖斑(地類(lèi)、面積)。對(duì)地籍檔案的歷史記錄、文件、圖冊(cè)等檔案進(jìn)行掃描、整理、統(tǒng)計(jì)、提供使用，同時(shí)進(jìn)行圖檔關(guān)聯(lián)，進(jìn)行一體化查詢(xún)使用，可按照宗地號(hào)、坐落、名稱(chēng)等進(jìn)行詳細(xì)查詢(xún)。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)城鎮(zhèn)及農(nóng)村土地的數(shù)量、質(zhì)量、分布、利用和權(quán)屬狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總、分析和提供土地統(tǒng)計(jì)資料。

圖1 國(guó)土資源一張圖二三維一體化信息服務(wù)平臺(tái)Fig．1 2D and 3D integrated information service platform of land and resources“One Map”

2)土地監(jiān)察:可以對(duì)土地利用現(xiàn)狀圖、土地利用規(guī)劃圖、違法占用地圖和影像圖等疊加查看;可以對(duì)某具體的圖層信息進(jìn)行分條件的查詢(xún)，以及查詢(xún)信息的統(tǒng)計(jì)與導(dǎo)出功能?？梢愿鶕?jù)年度的不同，自由選擇疊加的圖層，比如:土地利用現(xiàn)狀圖，規(guī)劃圖等。并對(duì)疊加的圖層中可疑的地塊信息進(jìn)行標(biāo)注，并保存為單獨(dú)的圖層，以及對(duì)標(biāo)注的地塊信息進(jìn)行地類(lèi)分析。

3)供地管理:土地基本情況的展示，包括宗地編號(hào)、電子監(jiān)管號(hào)、批準(zhǔn)文號(hào)、土地坐落、土地用途、出讓面積、出讓價(jià)款、受讓人、受讓人地址、受讓人電話(huà)等查詢(xún)展示;提供多條件的查詢(xún)供地信息。查詢(xún)供地信息的周邊各類(lèi)信息，比如:學(xué)校，餐飲，醫(yī)院等;提供對(duì)供地信息的統(tǒng)計(jì)功能，可以按照土地用途、年份、面積等進(jìn)行分類(lèi)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)。

4)規(guī)劃耕保:規(guī)劃耕保是專(zhuān)門(mén)針對(duì)土地利用規(guī)劃應(yīng)用開(kāi)發(fā)的功能，包含有關(guān)土地利用、規(guī)劃信息的成果管理、查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、輸出等功能，滿(mǎn)足規(guī)劃工作管理和規(guī)劃執(zhí)行情況監(jiān)測(cè)等的需要。

5)礦產(chǎn)資源:對(duì)各類(lèi)礦區(qū)地圖，以及地類(lèi)信息等進(jìn)行疊加查看。目前主要是對(duì)廢棄礦井、防治分區(qū)以及地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)等信息的查詢(xún)。在地圖上查看礦區(qū)范圍，疊加各類(lèi)土地利用圖，查看是否有疊置沖突，并得到?jīng)_突范圍面積、地類(lèi)等信息，提供按地類(lèi)、坡度等方面的信息查詢(xún)與統(tǒng)計(jì)分析功能。

6)用地儲(chǔ)備:對(duì)儲(chǔ)備的地塊信息查詢(xún)?？梢愿鶕?jù)項(xiàng)目用地名、土地坐落、土地用途、用地面積等進(jìn)行查詢(xún);可以對(duì)已儲(chǔ)備的地塊信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;可以根據(jù)土地用途、年度、用地總面積等進(jìn)行查詢(xún)統(tǒng)計(jì);可以使用儲(chǔ)備數(shù)據(jù)為參照并疊加各類(lèi)數(shù)據(jù)，選擇分析范圍等進(jìn)行相應(yīng)的空間分析操作。

7)勘測(cè)定界:勘測(cè)定界使用地審查、審批更加科學(xué)，系統(tǒng)支持各類(lèi)勘測(cè)定界數(shù)據(jù)入庫(kù)，如SHP 格式，文本格式，以及坐標(biāo)和屬性直接錄入方式。在其他相關(guān)業(yè)務(wù)辦理中也可直接調(diào)用最新的勘測(cè)定界成果分析，支持全部加載和條件加載，也可以將勘測(cè)定界結(jié)果導(dǎo)出成SHP 格式以及文本信息，為用戶(hù)提供勘測(cè)定界地理位置圖。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2．1 二三維一體化

二三維一體化技術(shù)突破了二維GIS 平臺(tái)與三維GIS 平臺(tái)割裂的局面，并且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理、可視化、專(zhuān)題分析功能等多方面的二三維一體化，增強(qiáng)了三維空間的空間分析功能，支持三維空間的距離量算、面積量算、坐標(biāo)量算、疊置分析、緩沖區(qū)分析等。

2．2 一張圖數(shù)據(jù)中心

國(guó)土資源一張圖二三維一體化信息服務(wù)平臺(tái)建立了基于統(tǒng)一地理坐標(biāo)系的、空間連續(xù)的一張圖數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)以現(xiàn)狀信息為基礎(chǔ)，以業(yè)務(wù)運(yùn)用為核心，整合各類(lèi)土地成果，具備動(dòng)態(tài)更新機(jī)制的土地管理工作的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

通過(guò)“一張圖”數(shù)據(jù)中心，有效解決了以下問(wèn)題:

1)解決了專(zhuān)題數(shù)據(jù)不能與業(yè)務(wù)審批數(shù)據(jù)有效聯(lián)動(dòng)的問(wèn)題，避免審批過(guò)程與專(zhuān)題數(shù)據(jù)脫節(jié);

2)解決了專(zhuān)題數(shù)據(jù)之間相互獨(dú)立、信息不共享的問(wèn)題，避免“信息孤島”;

3)解決了不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式不一致，數(shù)據(jù)使用和更新維護(hù)不便的問(wèn)題;

4)解決了數(shù)據(jù)重復(fù)建設(shè)的問(wèn)題，避免同一專(zhuān)題數(shù)據(jù)存在不同的版本，解決數(shù)據(jù)缺乏權(quán)威性的問(wèn)題;

5)建立了協(xié)調(diào)一致、互聯(lián)互通的“一張圖”網(wǎng)絡(luò)化集成辦公平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“批、供、用、補(bǔ)、查”日常管理。

2．3 采用全市域激光航攝、高分辨率影像

國(guó)土資源一張圖二三維一體化信息服務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目為了夯實(shí)平臺(tái)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為了業(yè)務(wù)系統(tǒng)能更好的利用高分辨率影像進(jìn)行壓礦分析、土地權(quán)屬調(diào)查以及土地利用分析等業(yè)務(wù)分析功能，摒棄了以往類(lèi)似平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中只有重點(diǎn)區(qū)域采用0．1 m高分辨率影像的模式，獲取了全市域的0．1 m高分辨率影像數(shù)據(jù)以及激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上生成全市域0．1 m高分辨率正射影像數(shù)據(jù)以及DEM 數(shù)據(jù)，并在點(diǎn)云數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)礦區(qū)斷面分析等業(yè)務(wù)分析功能。

2．4 檔案一體化管理

國(guó)土局的日常業(yè)務(wù)具有檔案文件多與空間信息結(jié)合緊密的特點(diǎn)，以往的國(guó)土資源辦公系統(tǒng)采用的都是空間數(shù)據(jù)與地籍檔案等檔案文件分開(kāi)管理的模式，即將與空間信息查詢(xún)相關(guān)的GIS 子系統(tǒng)，以及檔案管理、查詢(xún)、更新的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)分開(kāi)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，空間數(shù)據(jù)與檔案數(shù)據(jù)分別維護(hù)，這種模式無(wú)法充分體現(xiàn)GIS 的空間分析功能，同時(shí)日常業(yè)務(wù)處理的效率也大打折扣。國(guó)土資源二三維一體化信息服務(wù)平臺(tái)采用了檔案一體化管理模式，將檔案數(shù)據(jù)、專(zhuān)題數(shù)據(jù)與各類(lèi)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)一體化管理，能完成空間數(shù)據(jù)、專(zhuān)題數(shù)據(jù)、檔案數(shù)據(jù)的同步更新，以及空間數(shù)據(jù)與檔案數(shù)據(jù)的交互查詢(xún)，同時(shí)可以更好的進(jìn)行國(guó)土業(yè)務(wù)分析，提高國(guó)土工作效率，加快辦公自動(dòng)化進(jìn)程。

2．5 確權(quán)項(xiàng)目過(guò)程中，充分利用高分辨率影像，用于內(nèi)外業(yè)檢查、糾正

高分辨率衛(wèi)星影像具有覆蓋面廣、現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、客觀公正的特點(diǎn)，國(guó)土資源二三維一體化服務(wù)信息平臺(tái)以高分辨率衛(wèi)星影像為基礎(chǔ)，檢查確權(quán)項(xiàng)目成果的質(zhì)量，保證確權(quán)成果的準(zhǔn)確性與一致性。平臺(tái)通過(guò)獲取的全市域高分辨率影像數(shù)據(jù)在確權(quán)數(shù)據(jù)內(nèi)外業(yè)過(guò)程中用于數(shù)據(jù)定位精度的檢驗(yàn)、屬性精度的檢驗(yàn)、邏輯一致性與完整性等的檢驗(yàn)工作。

2．6 動(dòng)態(tài)更新各類(lèi)國(guó)土專(zhuān)題數(shù)據(jù)

為解決各類(lèi)國(guó)土專(zhuān)題數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的問(wèn)題，國(guó)土資源二三維一體化信息服務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目基于國(guó)土資源局各科室之間科室專(zhuān)題數(shù)據(jù)種類(lèi)多，數(shù)據(jù)交叉使用面廣，數(shù)據(jù)統(tǒng)一更新維護(hù)困難的特點(diǎn)，提出了“集中存儲(chǔ)、分權(quán)限使用，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集中更新，科室專(zhuān)題數(shù)據(jù)科室維護(hù)更新”的數(shù)據(jù)共享模式。

2．7 多比例尺城鄉(xiāng)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)一體化

通過(guò)對(duì)城鄉(xiāng)一體化地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)組織方式與現(xiàn)有城鎮(zhèn)地籍調(diào)查和農(nóng)村土地利用現(xiàn)狀調(diào)查地籍實(shí)體之間銜接的研究分析，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為地理單元進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并拋開(kāi)城鎮(zhèn)和農(nóng)村的概念，從土地的權(quán)屬管理和利用管理出發(fā)，建立了城鄉(xiāng)一體化的地籍?dāng)?shù)據(jù)實(shí)體描述和存儲(chǔ)方式，建立了城鄉(xiāng)一體化地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，有效解決了城鄉(xiāng)地籍?dāng)?shù)據(jù)無(wú)法一體化更新維護(hù)的問(wèn)題。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

禹州市國(guó)土資源二三維一體化一張圖信息服務(wù)平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“平臺(tái)”)構(gòu)建了一個(gè)真實(shí)直觀的二三維一體化場(chǎng)景，綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、地理信息技術(shù)、遙感技術(shù)、三維可視化和專(zhuān)題分析技術(shù)，建成多數(shù)據(jù)源、多尺度、多分辨率的數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫(kù)，在一個(gè)平臺(tái)上展示禹州市國(guó)土資源宗地、耕地、礦產(chǎn)多類(lèi)數(shù)據(jù)，以及城市的地形地貌和城市景觀，為數(shù)字國(guó)土決策分析提供可視分析服務(wù)。軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)采用先進(jìn)的大型商用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、GIS 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和其它信息技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)、軟件體系和系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)。系統(tǒng)環(huán)境服務(wù)器操作系統(tǒng):Windows 2008 Server，軟件結(jié)構(gòu)采用C/S 結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)采用SQL Server2008管理空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和各類(lèi)國(guó)土資源數(shù)據(jù)，使用AIMap Server 無(wú)縫集成網(wǎng)絡(luò)地圖數(shù)據(jù)，提供創(chuàng)建和配置GIS 應(yīng)用程序和服務(wù)的框架［5］，三維GIS 平臺(tái)用EVGlobal，系統(tǒng)部署在國(guó)土局局域網(wǎng)內(nèi)，通過(guò)防火墻、防病毒和加密傳輸保障了數(shù)據(jù)的安全性，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的物理隔離，以保證數(shù)據(jù)的安全性。

國(guó)土資源局具備至少10 M的帶寬以保證空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸及瀏覽查詢(xún)效率，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)有:全市域1∶1 000 比例尺DOM、DEM;城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù);土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù);基本農(nóng)田數(shù)據(jù);礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù);儲(chǔ)備中心數(shù)據(jù);土地監(jiān)察數(shù)據(jù);地名地址;坡度圖等數(shù)據(jù)。圖2 是平臺(tái)數(shù)據(jù)共享模式圖，圖3 是平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)層次圖，圖4 是平臺(tái)的飛行定制功能，圖5 是平臺(tái)的用地儲(chǔ)備功能。平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)城市級(jí)場(chǎng)景快速展示與漫游，能夠承載海量超精細(xì)模型的展示，能提供靈活的、交互式的瀏覽漫游功能，以及三維空間的空間查詢(xún)分析功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

國(guó)土資源二三維一體化服務(wù)平臺(tái)具有使國(guó)土局各類(lèi)復(fù)雜資源實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時(shí)可視化和優(yōu)化決策支持等強(qiáng)大功能。平臺(tái)將成為國(guó)土信息化管理的主導(dǎo)方式，使信息化融入國(guó)土日常業(yè)務(wù)中，大幅度提升國(guó)土管理與服務(wù)信息化水平。

［1］ 胡容波，姚敏，范延平． 基于SOA 的國(guó)土資源應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)［J］．國(guó)土資源信息化，2012(5):27 -31．

［2］ 陳鵬，吳素芝，李長(zhǎng)輝，等．廣州市花都區(qū)“數(shù)字炭步”二維三維一體化信息系統(tǒng)建設(shè)研究［J］．城市勘測(cè)，2010(4):22 -25．

［3］ 王燕．二三維一體化的WebGIS 系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)［J］．現(xiàn)代測(cè)繪，2011，34(5):46 -47．

［4］ 吳創(chuàng)奇．基于SuperMap 的二三維一體化的WebGIS 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)［J］．科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011(21):24 -25．

［5］ 張愛(ài)娟，武安狀，韓慎友．基于AIMAP 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速制作3 維數(shù)字社區(qū)［J］．測(cè)繪與空間地理信息，2013，36(3):113 -117．