基于GP服務(wù)的地塊輔助審查系統(tǒng)研究

梁玉才，相恒茂，孫久虎，李浩，王永

(山東省國(guó)土測(cè)繪院，山東 濟(jì)南　250102)

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基于GP服務(wù)的地塊輔助審查系統(tǒng)研究

梁玉才，相恒茂，孫久虎，李浩，王永

(山東省國(guó)土測(cè)繪院，山東 濟(jì)南250102)

基于GP服務(wù)的土地地塊輔助審查系統(tǒng)為山東省國(guó)土資源部門實(shí)行城鄉(xiāng)增減掛鉤項(xiàng)目和耕地保護(hù)項(xiàng)目提供了高效、科學(xué)的技術(shù)輔助手段。該系統(tǒng)以土地規(guī)劃、現(xiàn)狀空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于GP服務(wù)，利用地理信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)土地地塊核查的科學(xué)化和自動(dòng)化，直觀顯示地塊統(tǒng)計(jì)結(jié)果，提高地塊核查的準(zhǔn)確率，減少人工操作的誤差。該文對(duì)基于GP服務(wù)的土地地塊輔助審查系統(tǒng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、框架設(shè)計(jì)、系統(tǒng)技術(shù)流程及應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

土地地塊；GP服務(wù)；GP模型；審查系統(tǒng)

引文格式：梁玉才，相恒茂，孫久虎，等.基于GP服務(wù)的地塊輔助審查系統(tǒng)研究[J].山東國(guó)土資源，2015,31(6)：72-74. LIANG Yucai, XIANG Hengmao, SUN Jiuhu, etc. Study on Plots Assistant Examination System Based on GP Service[J].Shandong Land and Resources, 2015,31(6):72-74.

0　引言

目前城鄉(xiāng)建設(shè)用地需求量不斷增長(zhǎng)，用地供需矛盾突出，保護(hù)資源與保障發(fā)展的矛盾尖銳，如何優(yōu)化用地布局，切實(shí)落實(shí)節(jié)約集約用地政策，推進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)展，加快城鄉(xiāng)統(tǒng)籌建設(shè)步伐成為急需解決的問(wèn)題。

土地地塊輔助審查，是指依據(jù)土地利用總體規(guī)劃，利用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)地塊的科學(xué)化和數(shù)字化的展示及統(tǒng)計(jì)，大大提高核查審查效率及準(zhǔn)確率，成為節(jié)約集約利用建設(shè)用地的有力手段，使城鄉(xiāng)用地布局更加合理。

國(guó)土資源部門利用地理信息技術(shù)集成規(guī)劃、現(xiàn)狀等數(shù)據(jù)，搞好與規(guī)劃、現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的銜接，實(shí)行城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤項(xiàng)目[1]和耕地保護(hù)項(xiàng)目信息化、科學(xué)化管理。目前土地地塊的核查都是核查人員人工完成的，存在很大的誤差因素。通過(guò)該文研究為城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤項(xiàng)目和耕地保護(hù)項(xiàng)目提供了一個(gè)科學(xué)的輔助決策，為其地塊的核查對(duì)比提供了一個(gè)高效、科學(xué)、直觀的方法和手段。

1　Geoprocessing Service地理處理服務(wù)

地理處理(Geoprocessing，簡(jiǎn)稱GP)是一種能夠創(chuàng)建并執(zhí)行GIS任務(wù)(包括空間分析和建模任務(wù))的方法。通過(guò)地理處理可將一系列工具以流的方式組織為集成度更高的GIS工具，避免大量重復(fù)性工作從而提高效率[2]。

GP服務(wù)提供多種GIS分析功能[3]，重點(diǎn)是地理數(shù)據(jù)與用戶的交互性，能充分挖掘展示地理信息包含的內(nèi)在信息，為決策提供有利的依據(jù)。

地理處理的目的在于使用戶能夠自動(dòng)執(zhí)行G1S任務(wù)以及執(zhí)行空間分析和建模任務(wù)，地理處理通過(guò)提供一組豐富的工具和機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)工作流的自動(dòng)化操作。ArcGIS提供了大量的地理處理工具箱，還可以通過(guò)Model Builder，Python腳本及開發(fā)人員創(chuàng)建的工具拓展地理工具箱。地理處理服務(wù)是將GP模塊植人服務(wù)器端，客戶端以JSON格式的形式將數(shù)據(jù)傳輸給服務(wù)器端，服務(wù)器將GP處理結(jié)果返回給客戶端[4]。

根據(jù)是否發(fā)布結(jié)果地圖服務(wù)可以把GP服務(wù)分為普通GP服務(wù)和帶有結(jié)果地圖服務(wù)的GP服務(wù)2種。普通GP服務(wù)執(zhí)行后返回結(jié)果數(shù)據(jù)集并在客戶端繪制，因此，當(dāng)有大量的地圖要素輸出而且需要客戶端進(jìn)行符號(hào)化和繪制，或者任務(wù)執(zhí)行結(jié)果是一個(gè)不可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)集時(shí)，普通GP服務(wù)不能滿足要求，此時(shí)需要帶有結(jié)果地圖服務(wù)的GP服務(wù)。這種GP服務(wù)在服務(wù)器端繪制地圖并以影像的形式(如.jpg)傳回客戶端以便查看任務(wù)執(zhí)行結(jié)果，有效提高了數(shù)據(jù)傳輸效率[1]。

地理處理服務(wù)[5]就是將在ArcGIS Server服務(wù)器端的地理數(shù)據(jù)處理模型或者包含一個(gè)地理數(shù)據(jù)處理模型[6]工具層的地圖文檔發(fā)布為一個(gè)服務(wù)。地理處理服務(wù)為操作空間數(shù)據(jù)提供了計(jì)算和處理模型。地理處理服務(wù)是向用戶提供對(duì)信息資源計(jì)算、分析、處理的能力，而不是像桌面應(yīng)用中直接去訪問(wèn)信息資源。

Geoprocessing Service地理處理服務(wù)發(fā)布方式有3種[2]，第一種是先創(chuàng)建一個(gè)Model，生成.tbx文件，通過(guò)ArcGISServer發(fā)布該.tbx格式的toolbox實(shí)現(xiàn)的GP服務(wù)；第二種是通過(guò)發(fā)布一個(gè)帶有Tool圖層的mxd文檔來(lái)創(chuàng)建一個(gè)GP服務(wù)，這種地理處理服務(wù)實(shí)際上將Model與源地圖文檔數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)，Model模型可以直接訪問(wèn)原地圖文檔的數(shù)據(jù)符號(hào)，該方式是在客戶端對(duì)圖層進(jìn)行渲染，在符號(hào)的選擇上只限于Web客戶端支持的符號(hào)類型；第三種也是通過(guò)發(fā)布一個(gè)帶有Tool圖層的地圖文檔來(lái)創(chuàng)建一個(gè)GP服務(wù)，同時(shí)返回結(jié)果。

2　基于GP服務(wù)的地塊輔助審查系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與處理

原始xml格式項(xiàng)目數(shù)據(jù)，包括項(xiàng)目基本信息、地塊信息、地塊坐標(biāo)點(diǎn)信息，首先將xml格式項(xiàng)目信息導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后再根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中地塊坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)生成地塊圖層shp數(shù)據(jù)，生成的圖層投影高斯克呂格，80國(guó)家坐標(biāo)系，3°分帶，再對(duì)圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行處理包括坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，多邊形拓?fù)錂z查，修復(fù)多邊形，最終生成國(guó)家2000坐標(biāo)系的地塊圖層數(shù)據(jù)。根據(jù)項(xiàng)目階段劃分為計(jì)劃圖層，驗(yàn)收?qǐng)D層。

2.2系統(tǒng)總體框架

基于土地地塊數(shù)據(jù)庫(kù)及圖層數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)用GP服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)地塊數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析統(tǒng)計(jì)，與已有的地塊圖層進(jìn)行對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)土地的變更情況起到了輔助審查作用，提高了土地的精確性和現(xiàn)勢(shì)性。該系統(tǒng)功能主要包括：地塊目錄樹，項(xiàng)目地塊查詢，地塊統(tǒng)計(jì)功能(圖1)。

圖1　技術(shù)路線

2.3基于GP服務(wù)的地塊輔助審查系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

依據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)路線關(guān)鍵環(huán)節(jié)分為：數(shù)據(jù)的拓?fù)浠幚?，GP模型的創(chuàng)建與發(fā)布，基于GP服務(wù)的功能實(shí)現(xiàn)。

2.3.1數(shù)據(jù)拓?fù)浠幚?/p>

通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)生成的shp圖層和已有的圖層數(shù)據(jù)可能存在自相交、多邊形不閉合等未知錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤直接影響GP服務(wù)調(diào)用是否成功，因此首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浠幚硎鞘直匾摹?/p>

(1)對(duì)多邊形進(jìn)行檢查。通過(guò)點(diǎn)擊ArcToolbox工具中的Data Management Tools-Features下的Check Geometry工具對(duì)多邊形進(jìn)行檢查。

(2)修復(fù)多邊形。通過(guò)點(diǎn)擊ArcToolbox工具中的Data Management Tools-Features下的Repair Geometry工具對(duì)多邊形進(jìn)行修復(fù)。

(3)GeometryService。表示ArcGIS Server REST API提供的一個(gè)幾何服務(wù)資源。用于在幾何體上執(zhí)行各種的操作，例如投影，簡(jiǎn)化，緩存和空間關(guān)系。調(diào)用simplify(graphics, callback, errback)改變給定幾何體使他們拓?fù)涠x和幾何類型相符。

2.3.2地塊輔助審查模型的創(chuàng)建與發(fā)布

ArcGIS建模是用直觀的圖形語(yǔ)言將一個(gè)具體的過(guò)程模型表達(dá)出來(lái)?？梢灾付Ｐ托枰妮斎?、輸出參數(shù)及空間分析工具。模型的構(gòu)建直接影響空間分析的過(guò)程、結(jié)果。

(1)模型創(chuàng)建。①首先選擇出與地塊相交的地類。數(shù)據(jù)量很大的話可以大大提高運(yùn)行效率。②選擇的地塊與地類進(jìn)行clip操作。通過(guò)clip將不與地塊相交的地類裁減掉，輸出結(jié)果。③將clip結(jié)果處理成單個(gè)多邊形。通過(guò)multipart to singlepart工具將多邊形打散，處理成單個(gè)多邊形(圖2)。

圖2　建模流程

(2)模型發(fā)布。①在ArcCatalog中的GIS Servers中新建一個(gè)Arcgis Server,然后右擊選擇Add New Server新建一個(gè)服務(wù)。②設(shè)置服務(wù)名字，選擇服務(wù)類型，選擇Geoprocessing Service。③選擇新建的GP地塊輔助審查模型，完成GP服務(wù)的發(fā)布。

2.3.3基于GP服務(wù)的功能實(shí)現(xiàn)

(1)地塊目錄。根據(jù)選擇的項(xiàng)目加載該項(xiàng)目的所有地塊并實(shí)現(xiàn)地塊的定位。對(duì)地塊面積進(jìn)行對(duì)比，面積差距大的進(jìn)行突出顯示。

(2)項(xiàng)目地塊查詢。根據(jù)行政區(qū)，階段，編號(hào)進(jìn)行過(guò)濾篩選，加載項(xiàng)目的所有地塊信息，同時(shí)實(shí)現(xiàn)地塊的定位和突出顯示。

(3)統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)調(diào)用GP服務(wù)，統(tǒng)計(jì)地塊包含的地類圖斑及面積。

(4)實(shí)例分析。由于耕地保護(hù)項(xiàng)目地塊是由各地市縣以坐標(biāo)excel表上報(bào)的，對(duì)地塊核查難度很大，人工借助于軟件進(jìn)行核查過(guò)程復(fù)雜。

通過(guò)地塊輔助審查系統(tǒng)，對(duì)耕地保護(hù)項(xiàng)目中的地塊與地類圖斑圖層疊加自動(dòng)進(jìn)行對(duì)比、統(tǒng)計(jì)分析，減少人工操作的步驟，從而減少人工操作帶來(lái)的誤差。首先打開地塊輔助審查系統(tǒng)，根據(jù)傳入的項(xiàng)目唯一值，加載該項(xiàng)目的地塊信息，選擇要分析的地塊，點(diǎn)擊統(tǒng)計(jì)分析功能，調(diào)用發(fā)布的地塊輔助審查GP服務(wù)，輸出分析結(jié)果。

統(tǒng)計(jì)核查結(jié)果，實(shí)現(xiàn)地塊的統(tǒng)計(jì)分析及地塊與已有圖層的對(duì)比，從而直觀地在地圖上顯示出地塊的實(shí)際情況，更有利于工作人員的核查核對(duì)，與之前人工計(jì)算后核查相比，效率更高，誤差更小(圖3)。

圖3　地塊統(tǒng)計(jì)核查

3　結(jié)論

通過(guò)基于GP服務(wù)的土地地塊輔助審查研究和具體的實(shí)例分析，利用該系統(tǒng)輔助審查土地地塊類型的變更和統(tǒng)計(jì)，更合理的優(yōu)化土地布局，實(shí)現(xiàn)土地的科學(xué)化、數(shù)字化對(duì)比，大大減少了工作量，使土地更具有時(shí)效性，為實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)增減掛鉤項(xiàng)目和耕地保護(hù)項(xiàng)目信息化、科學(xué)化管理提供了一個(gè)高效的、科學(xué)的輔助決策。該系統(tǒng)在進(jìn)行批量核查方面還需要進(jìn)一步的深入研究，使其具有更廣闊的應(yīng)用空間。

[1]崔先國(guó),畢金強(qiáng),李玉琳.城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤項(xiàng)目審核系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A]//第二屆“測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C].長(zhǎng)春：長(zhǎng)春測(cè)繪出版社,2010.

[2]靖常峰,盛林,杜明義.Web環(huán)境下基于GP服務(wù)的降雨分布圖全自動(dòng)制圖探索地理信息世界[J].地理信息世界,2013,(3):74-78.

[3]周曦，范娟娟．GP服務(wù)在環(huán)境地理信息公共服務(wù)平臺(tái)空間分析中的應(yīng)用[J]．測(cè)繪與空間地理信息，2013,36(4)：72-74．

[4]江澤.基于GP服務(wù)的污染在線分析及信息共享[J].科技信息，2014，(7):79-80.

[5]陳進(jìn).基于Web Services的地理信息處理服務(wù)[D].中南大學(xué)，2005.

[6]王建明,王銳.基于ArcGIS Server的分布式地理處理服務(wù)模型研究[A]//中國(guó)地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)第四次會(huì)員代表大會(huì)暨第十一屆年會(huì)論文集[C].北京：中國(guó)地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì),2007.

Study on Plots Assistant Examination System Based on GP Service

LIANG Yucai, XIANG Hengmao, SUN Jiuhu, LI Hao, WANG Yong

(Shandong Land Surveying and Mapping Institute, Shandong Jinan 250102, China)

Plots assistant examination system based on GP service provides technical assistance and efficient means for the Department of land and resources to implement urban and rural pothook project and farmland protection project. The system is based on the current situation of land planning and spatial data. Based on the GP service, land plots of scientific and automated verification by using geographic information technology has been realized, plots results has been displayed visually, accuracy of land inspectors has been improved, and artificial operation error can be reduced. In this paper, data frame design, technology process and application have been introduced as well.

Land plot; GP service; GP model; checking system

2014-08-21；

2014-10-22；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

梁玉才(1987—)，男，山東臨沂人，主要從事WEBGIS開發(fā)及移動(dòng)GIS開發(fā)工作；E-mail:liangyucai0818@sina.com

P208

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