基于人地關(guān)系的土地管理數(shù)據(jù)模型研究

馬萬鐘，詹長(zhǎng)根，朱小杰

基于人地關(guān)系的土地管理數(shù)據(jù)模型研究

馬萬鐘1，2，詹長(zhǎng)根3，朱小杰4

（1.武漢大學(xué)信息管理學(xué)院，湖北 武漢 430072；2.湖北省標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量研究院，湖北 武漢 430061；3.武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430072；4.湖北省計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院，湖北 武漢430223）

研究目的：以土地權(quán)籍理論下的人地關(guān)系為核心構(gòu)建土地管理數(shù)據(jù)模型，為基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的土地管理數(shù)據(jù)共享集成提供基礎(chǔ)。研究方法：綜合分析現(xiàn)有的土地?cái)?shù)據(jù)模型和土地行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，總結(jié)歸納土地管理中的人地關(guān)系內(nèi)涵和結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建土地管理數(shù)據(jù)模型。研究結(jié)果：分析了土地管理中的人地關(guān)系語義，初步建立了基于人地關(guān)系的土地管理數(shù)據(jù)模型。研究結(jié)論：土地管理是人地關(guān)系的綜合體，基于人地關(guān)系的土地管理數(shù)據(jù)模型，能夠集成土地管理中的人地關(guān)系，并完整地表達(dá)土地管理的要素、關(guān)系和過程。

土地信息；數(shù)據(jù)模型；人地關(guān)系語義；概念建模

1 引言

近年來隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，中國(guó)大力發(fā)展土地管理信息化建設(shè)工程，建立了一批面向各類土地管理業(yè)務(wù)工作的土地管理信息系統(tǒng)，為土地?cái)?shù)據(jù)采集、分析和處理提供了更加高效的方式。其中，數(shù)據(jù)模型是各土地管理信息系統(tǒng)的核心，它不僅是對(duì)土地管理對(duì)象、要素和流程的抽象，更為數(shù)據(jù)組織、集成和交換共享提供了基礎(chǔ)。隨著社會(huì)對(duì)土地信息的需求日益增大和土地業(yè)務(wù)模式的增多，土地管理部門需要采集和處理大量的土地資源屬性數(shù)據(jù)、資產(chǎn)屬性數(shù)據(jù)和日常業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。與之不相適應(yīng)的是，由于當(dāng)前中國(guó)土地問題被簡(jiǎn)單理解為地理學(xué)視角下的空間利用問題，同時(shí)又對(duì)于土地權(quán)籍問題狹義化認(rèn)識(shí)，缺乏在土地科學(xué)視角下對(duì)于土地利用和管理的本質(zhì)認(rèn)知，使得現(xiàn)有的土地管理數(shù)據(jù)模型（Land Management Data Model， LMDM）依賴于具體的土地管理業(yè)務(wù)，最終導(dǎo)致不同業(yè)務(wù)之間的土地管理數(shù)據(jù)互聯(lián)互通和實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的有效集成存在一定困難。實(shí)際上，土地科學(xué)學(xué)層面的土地系統(tǒng)是基于“人地權(quán)”關(guān)系視角下調(diào)整人地關(guān)系及其之上的人與人開展土地利用活動(dòng)關(guān)系的權(quán)籍時(shí)空系統(tǒng)［1］。因此，需要建立一種有效的土地管理數(shù)據(jù)模型，使其不僅能夠從理論上反映有關(guān)人地關(guān)系的權(quán)籍時(shí)空系統(tǒng)及其全范疇、全聯(lián)系、共用性的土地問題或現(xiàn)象，并且能夠以此為基礎(chǔ)形成符合土地系統(tǒng)本質(zhì)特征的數(shù)據(jù)組織范式，抽象土地管理的公共要素，明確各要素概念和類型，表達(dá)不同要素類型下的土地管理數(shù)據(jù)及它們之間的關(guān)系，為基于統(tǒng)一模型的數(shù)據(jù)共享集成提供基礎(chǔ)。

2 兩種類型的LMDM

2.1 基于產(chǎn)權(quán)的LMDM

歐美國(guó)家的土地管理主要基于土地及其附著物的產(chǎn)權(quán)定義，其數(shù)據(jù)模型主要圍繞權(quán)利人、產(chǎn)權(quán)信息和以點(diǎn)、線、面、體為表達(dá)方式的空間信息展開。當(dāng)前，國(guó)際上與土地相關(guān)的數(shù)據(jù)模型主要有CCDM、LADM、STDM、LCM等。以地籍2014［2］為基礎(chǔ)，Christiaan LEMMEN和Peter VAN OOSTEROM等在ISO和OGC的框架之下提出了CCDM，從地理信息語義的角度出發(fā)，描述了地籍信息中的宗地、人和權(quán)利三方面內(nèi)容和它們之間的關(guān)系，其核心數(shù)據(jù)類包括登記對(duì)象、權(quán)限、人［3］。在地籍2014的核心思想和CCDM的模型框架之上，ISO發(fā)布了ISO 19152 Land Administration Domain Model（LADM）標(biāo)準(zhǔn)［4］。該標(biāo)準(zhǔn)提出了土地管理域模型，其核心主要由4種數(shù)據(jù)類構(gòu)成，分別是Party、RRRs、LAUnit、SpatialUnit，涵蓋了地籍管理中的核心部分：產(chǎn)權(quán)體、權(quán)利人和各種權(quán)利與限制，為基于產(chǎn)權(quán)和地籍的土地管理系統(tǒng)提供一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織和表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)。但不足的是，以地籍和產(chǎn)權(quán)為理論基礎(chǔ)的LADM模型對(duì)于處理以土地自然資源屬性和土地利用為核心的土地管理方式具有一定的局限性。換句話說，它能夠很好地表達(dá)土地歸誰所有，但欠缺對(duì)土地質(zhì)量、價(jià)值和土地利用方式和行為的完整表達(dá)。Christiaan LEMMEN等以LADM為基礎(chǔ)提出了STDM。該模型認(rèn)為土地管理的基礎(chǔ)并不僅僅局限于Parcel 和RRRs，而是基于整個(gè)社會(huì)對(duì)土地的所有制方式，這些所有制形式可以是正式的或者非正式的、習(xí)慣的等［5］。STDM在一定程度上發(fā)展了土地管理的數(shù)據(jù)模型，但仍未跳出以產(chǎn)權(quán)為基礎(chǔ)的模型框架。Valentina Sagris和Wim Devos在2009年提出了LCM作為識(shí)別不同類型土地利用影像數(shù)據(jù)的方法，為基于遙感影像的土地利用類型識(shí)別提供了概念基礎(chǔ)，并且對(duì)農(nóng)用地、農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)管理三者之間的關(guān)系做出了描述［6］。該模型主要包含以下幾個(gè)類：參考地塊、農(nóng)戶、農(nóng)業(yè)援助、權(quán)利和限制，其中，參考地塊主要有agricultural parcel、farmer block、physical block、topological block和cadastre parcel 4種類型。此外，為了解決以產(chǎn)權(quán)為基礎(chǔ)的土地管理系統(tǒng)與以農(nóng)用土地利用為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)之間的互操作和標(biāo)準(zhǔn)化等問題，Halil Ibrahim Inan和Valentina Sagris等提出了一種數(shù)據(jù)模型來聯(lián)結(jié)土地管理和農(nóng)業(yè)管理的數(shù)據(jù)，使兩個(gè)數(shù)據(jù)模型不僅在空間上取得了一致性，同時(shí)也在權(quán)限和主體上進(jìn)行了有效的統(tǒng)一［7］。

2.2 基于空間和屬性的LMDM

與國(guó)外的土地管理相比，中國(guó)采取的多是資源利用和產(chǎn)權(quán)保護(hù)并重的土地管理模式，因此，中國(guó)土地信息系統(tǒng)服務(wù)于資源管理和資產(chǎn)管理兩大方面［8-9］。目前，中國(guó)土地管理信息系統(tǒng)通常采用的數(shù)據(jù)模型一般包括三個(gè)核心數(shù)據(jù)類，即基礎(chǔ)地理要素、管理業(yè)務(wù)要素和專題屬性要素。其中，基礎(chǔ)地理要素和管理業(yè)務(wù)要素是空間相關(guān)數(shù)據(jù)，它們以基本幾何要素（點(diǎn)、弧段和多邊形）為單元進(jìn)行分層組織和存儲(chǔ)，每一圖層中的幾何圖形都與所記錄的土地要素相對(duì)應(yīng)的屬性表關(guān)聯(lián)。專題屬性數(shù)據(jù)是非空間相關(guān)要素，這些與土地管理業(yè)務(wù)相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)主要以表格的形式記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中。以基本農(nóng)田管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型為例［10］，它的核心主要包括4種數(shù)據(jù)類：基礎(chǔ)地理信息要素類、土地利用要素類、基本農(nóng)田要素類和基本農(nóng)田表格要素類（圖1）。其中，前三者屬于空間相關(guān)要素，采用分層的方法進(jìn)行組織管理；表格要素類屬于非空間相關(guān)要素，采用二維關(guān)系表的方式進(jìn)行組織管理。

圖1 基本農(nóng)田數(shù)據(jù)模型核心類Fig.1 Core classes of prime-cultivated land data model

然而在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于缺乏對(duì)中國(guó)土地系統(tǒng)核心理論的科學(xué)共識(shí)，不同業(yè)務(wù)中土地管理要素的概念語義及其表達(dá)不一致，以此建立的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的核心概念關(guān)系及數(shù)據(jù)模型也難以統(tǒng)一，最終導(dǎo)致各系統(tǒng)之間難以建立有效的聯(lián)系。具體表現(xiàn)在：一方面，現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型以“基礎(chǔ)地理要素+管理業(yè)務(wù)要素+專題屬性要素”模式建立，容易造成概念語義上的不一致。由于各土地管理業(yè)務(wù)部門都以業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)來理解和定義土地管理的主體和對(duì)象，沒有嚴(yán)格統(tǒng)一的語義描述標(biāo)準(zhǔn)，因而產(chǎn)生了不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型對(duì)同一對(duì)象數(shù)據(jù)在描述和表達(dá)方面存在語義上的差別，進(jìn)而造成了同一種土地管理對(duì)象在不同的數(shù)據(jù)模型中具有不同的屬性結(jié)構(gòu)。例如，在土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)模型［11］中，基本農(nóng)田保護(hù)要素僅包括面積、權(quán)屬性質(zhì)、土地質(zhì)量、保護(hù)期限、責(zé)任人、四至和單產(chǎn)等屬性；而在基本農(nóng)田管理數(shù)據(jù)模型中，該要素則包含了更加廣泛和詳細(xì)的屬性信息。這種語義異構(gòu)問題極易造成數(shù)據(jù)模型在對(duì)象及關(guān)系表示上的差異。另一方面，現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型主要以空間信息和非空間信息的區(qū)分來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一組織和管理，忽略了土地管理作為人地關(guān)系的綜合體，其中人地關(guān)系三者的內(nèi)涵和的組織形式，而僅靠“空間+屬性”的范式來進(jìn)行數(shù)據(jù)組織，使數(shù)據(jù)之間的關(guān)系不夠明確，土地管理中的主體、客體和對(duì)象三者之間的關(guān)系在數(shù)據(jù)中顯得雜亂無章，難以突出土地管理的本質(zhì)特征和共有屬性，容易給大規(guī)模的數(shù)據(jù)集成造成困難。因此，亟需通過抽象土地管理中具有普遍意義的對(duì)象及其關(guān)聯(lián)模式，明確它們的概念和關(guān)系語義，并以此建立一種新的數(shù)據(jù)模型，為基于統(tǒng)一模型的數(shù)據(jù)共享集成提供基礎(chǔ)。

3 基于人地關(guān)系的土地管理數(shù)據(jù)建模

3.1 人地關(guān)系概念模型及其語義分析

人地關(guān)系是人類與地理環(huán)境的相互作用關(guān)系，它是地球表層系統(tǒng)中最值得重視的主要關(guān)系［12-13］。人類社會(huì)通過生產(chǎn)有意識(shí)地改變著自己生存的物質(zhì)條件，從而改變著周圍的外在自然界。在此過程中，為自己和新的自然環(huán)境之間帶來了新的關(guān)系，因此動(dòng)態(tài)的人地關(guān)系可以理解為一種具有社會(huì)和歷史特性的辯證關(guān)系［14-16］。

從科學(xué)學(xué)層面來看，土地系統(tǒng)的本質(zhì)是基于土地權(quán)籍理論視角下的有關(guān)“人與地”及其之上的人與人開展土地利用活動(dòng)關(guān)系的一個(gè)“人地關(guān)系權(quán)籍時(shí)空系統(tǒng)”［17］，因此，對(duì)土地管理一切過程的研究也應(yīng)貫穿并應(yīng)用“人地關(guān)系”三位一體的系統(tǒng)理論視角，才能正確地表達(dá)土地管理的共性特征，解決土地管理信息化中的一致性問題。其中，人是土地管理的主體，是制定和實(shí)施土地權(quán)籍制度，開展土地利用和管理行為的自然個(gè)體或法人組織；地是土地管理的空間對(duì)象也是土地管理的對(duì)象；關(guān)系是土地管理活動(dòng)或者因土地制度而產(chǎn)生的主體與對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)。主體與對(duì)象不發(fā)生直接聯(lián)系，而是通過關(guān)系作用于客體之上，同時(shí)，關(guān)系從一定程度上決定了主體和對(duì)象的定義方式和類型（圖2）。人地關(guān)系理論回答了土地管理過程中參與土地行為的主體是誰、參與土地行為的客體是什么、土地行為發(fā)生的原因和具體的土地行為過程等系列問題，是系統(tǒng)、全面地研究、解釋和解決土地管理數(shù)據(jù)建模最核心、最基礎(chǔ)問題的方法［17］。

圖2 土地管理中的人地關(guān)系概念模型Fig.2 The conceptual model of the human-land relationship in land management

（1）土地主體。土地主體是土地關(guān)系的實(shí)施者，土地主體可以對(duì)相應(yīng)的土地進(jìn)行占有、管理或采取某種措施使自己獲得收益。土地主體與土地關(guān)系存在著相互作用的關(guān)系，土地主體是產(chǎn)生土地關(guān)系的原因，相反，土地關(guān)系規(guī)定土地主體的行為。從土地關(guān)系對(duì)土地主體行為規(guī)定的角度，可以將土地主體分為權(quán)利人、行為人和管理人三種類型。權(quán)利人是對(duì)土地?fù)碛幸环N或多種權(quán)利的主體；行為人是為了達(dá)到某種目的對(duì)土地實(shí)施一系列行為以期獲得一定效益的主體。不同于權(quán)利人，行為人不直接擁有土地權(quán)利，而是以向權(quán)利人提供服務(wù)的形式實(shí)施土地行為的中介人、業(yè)務(wù)人或組織。行為人實(shí)質(zhì)上是一種代理人，以契約、授權(quán)書為約定，在約定的范圍內(nèi)，代替權(quán)利人或管理人行使權(quán)利。通常以合同的方式從權(quán)利人或者管理人那里取得進(jìn)入或?qū)嵤┠撤N行為的授權(quán)，是土地市場(chǎng)化的另一種表現(xiàn)。管理人是對(duì)土地及其相關(guān)的一切事務(wù)和權(quán)利人、行為人進(jìn)行安排、監(jiān)督的法律組織，其主要職責(zé)是對(duì)與土地相關(guān)的利益體進(jìn)行法律規(guī)范。由于權(quán)利義務(wù)的雙向法律關(guān)系［18］，管理人在具體實(shí)施管理活動(dòng)時(shí)，應(yīng)對(duì)利益雙方進(jìn)行確認(rèn)，允許一方可以做什么，同時(shí)限制另一方不能做什么。

（2）土地關(guān)系。土地關(guān)系是人與地及其上的人與人開展土地利用活動(dòng)產(chǎn)生的直接或間接的聯(lián)系，是以人類可以設(shè)置并行使的土地權(quán)籍為核心的土地制度，以及以土地可持續(xù)利用為核心的土地方法的集合，主要包括利用關(guān)系、管理關(guān)系和權(quán)利關(guān)系等。從土地管理實(shí)際應(yīng)用層面來說，土地關(guān)系具體表現(xiàn)為聯(lián)系土地管理主體與客體的行為、權(quán)利、責(zé)任和限制的總稱。行為是土地對(duì)象所承載的一系列活動(dòng)或法律事實(shí)，包括現(xiàn)實(shí)行為、能力行為、必要行為和禁止行為；權(quán)利是指對(duì)占有土地、允許或禁止從事某種土地行為的正式或非正式的授權(quán)，它可以是一種行為權(quán)利，也可以是一種物權(quán)；責(zé)任是指土地關(guān)系中必要的義務(wù)關(guān)系，而限制是指土地關(guān)系中禁止從事某種活動(dòng)的規(guī)范和要求。

（3）土地對(duì)象。土地對(duì)象是土地上行為客體的抽象概念，它是一定空間范圍內(nèi)的土地主體和土地關(guān)系的承載者。從土地科學(xué)視角來看，土地對(duì)象首先是一般的土地概念，具有土地的一般自然特性和功能，其次，它是關(guān)于土地利用和處置“權(quán)”的土地，最后它是關(guān)于如何“獲取”土地和確定“權(quán)”給“人”的土地，從而規(guī)定了人與人開展土地利用活動(dòng)的關(guān)系［17］。從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上來說，土地管理活動(dòng)中的土地對(duì)象由土地單元組成，土地對(duì)象在數(shù)據(jù)模型中定義為一個(gè)類，而土地單元?jiǎng)t定義為一個(gè)實(shí)例，對(duì)象可以是一個(gè)單元也可以是多個(gè)單元的集成。在土地主體和土地關(guān)系的作用下，土地對(duì)象不只是一個(gè)空間上的幾何體，它不僅具有本身內(nèi)在的自然屬性，也承載了主體對(duì)土地利用和占有所表現(xiàn)出來的資源和資產(chǎn)屬性，并且還具有主體對(duì)土地的管理活動(dòng)。因此，土地對(duì)象的語義應(yīng)包含它的自然狀態(tài)、利用行為、權(quán)限責(zé)任、關(guān)系人、空間范圍和管理活動(dòng)等幾個(gè)方面（圖3）。

圖3 土地對(duì)象語義Fig.3 Semantic meanings of land object

3.2 土地管理數(shù)據(jù)建模

在上述土地科學(xué)視角下，以土地管理中的人地關(guān)系概念模型和語義分析為基礎(chǔ)，通過對(duì)其要素語義進(jìn)行統(tǒng)一明確的表達(dá)，來抽取不同業(yè)務(wù)中共有的數(shù)據(jù)對(duì)象和關(guān)系，并構(gòu)建土地管理數(shù)據(jù)模型。首先對(duì)土地管理全業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)內(nèi)容進(jìn)行綜合分析，包括主體、權(quán)利、限制、責(zé)任、利用行為和過程；然后，通過整理和歸納中國(guó)土地管理領(lǐng)域內(nèi)的法律規(guī)范、國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等文件，并整合領(lǐng)域內(nèi)的專家知識(shí)和各土地管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，將土地管理中的人地關(guān)系概念抽象出來；最后，在明確各概念關(guān)系的語義基礎(chǔ)上，構(gòu)建一種土地管理數(shù)據(jù)模型（圖4）。

該模型參考ISO 19152 Land Administration Domain Model（LADM），結(jié)合中國(guó)土地系統(tǒng)中的人地關(guān)系語義，構(gòu)建適合中國(guó)土地管理的數(shù)據(jù)概念模型，通過明確的人、地、業(yè)務(wù)和關(guān)系的語義，建立各要素?cái)?shù)據(jù)之間的聯(lián)系，其核心主要包含以下4個(gè)類：

（1）LM_Party：可辨識(shí)的單個(gè)土地行為或權(quán)責(zé)主體，包括自然人、法人或行政組織，其子類為L(zhǎng)M_ GroupParty。

（2）LM_Relation：土地權(quán)籍制度下的行為、權(quán)利、責(zé)任和限制。包含LA_Activity，LA_Right，LA_ Responsibility和LA_Restriction 4個(gè)子類。

（3）LM_MAunit：業(yè)務(wù)活動(dòng)對(duì)象的抽象類，其子類包含了不同土地管理業(yè)務(wù)中的對(duì)象。

（4）LM_SPobject：土地管理空間對(duì)象，其實(shí)例概念由不同的狀態(tài)概念、行為概念、對(duì)象概念或?qū)嵗拍钕嗷ソM合來進(jìn)行表達(dá)。它與點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)類相連來對(duì)土地管理對(duì)象進(jìn)行空間表達(dá)。

圖4 基于人地關(guān)系的LMDM核心類Fig.4 Core classes of land management data model based on the human-land relationship

在這個(gè)數(shù)據(jù)模型中，本文建立了土地管理業(yè)務(wù)對(duì)象類LM_MAunit，它是介于土地管理關(guān)系和土地管理空間對(duì)象之間的概念，并用來連接LM_Relation和LM_SPobject。由于土地管理具有復(fù)雜的業(yè)務(wù)體系，每個(gè)業(yè)務(wù)有自己相對(duì)獨(dú)立的內(nèi)容和操作流程，不同業(yè)務(wù)之間的語義差別較大，將土地管理的業(yè)務(wù)對(duì)象單獨(dú)抽出來，將有利于不同數(shù)據(jù)之間的集成和共享。土地管理的空間數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過LM_MAunit進(jìn)行集成，一個(gè)對(duì)象概念在疊加了土地管理人和土地管理關(guān)系信息后，與土地管理業(yè)務(wù)對(duì)象相匹配，然后經(jīng)由它與土地管理空間對(duì)象集成，這樣形成一種對(duì)不同數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的共享的描述。該數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)提供了一種統(tǒng)一的土地管理整體框架，以人地關(guān)系為架構(gòu)使其能夠支持不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的對(duì)土地管理要素?cái)?shù)據(jù)的一致性表達(dá)。同時(shí)，不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間可以基于該模型標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語和統(tǒng)一的概念語義表達(dá)機(jī)制，在更大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息共享和互操作。針對(duì)土地管理的對(duì)象概念和關(guān)系，各個(gè)類的數(shù)據(jù)屬性結(jié)構(gòu)如表1—表4所示。

4 分析與討論

4.1 模型比較分析

基于土地權(quán)籍理論的人地關(guān)系模型為土地管理數(shù)據(jù)建模提供了一種新的范式，這種范式不隨著業(yè)務(wù)的改變而改變，而是將土地管理中各相關(guān)要素及其關(guān)系進(jìn)行整體考慮，抽取其中的本質(zhì)特征和各業(yè)務(wù)共有的對(duì)象及關(guān)系屬性，來形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。

與原有的數(shù)據(jù)模型相比，本文所構(gòu)建的數(shù)據(jù)模型不依賴于具體的土地管理業(yè)務(wù)，不同的業(yè)務(wù)相關(guān)的要素和數(shù)據(jù)都可以在新的數(shù)據(jù)模型中找到自己所對(duì)應(yīng)的類，即不同對(duì)象都可以相應(yīng)地歸屬到人地關(guān)系這一整體架構(gòu)中，所有土地管理相關(guān)的數(shù)據(jù)將按照人地關(guān)系架構(gòu)的4個(gè)數(shù)據(jù)類進(jìn)行分類和關(guān)聯(lián)，并使用統(tǒng)一的描述方法對(duì)其進(jìn)行表達(dá)，使不同業(yè)務(wù)中的數(shù)據(jù)達(dá)成語義層次上的概念一致和關(guān)系明確。以基本農(nóng)田數(shù)據(jù)為例，原本在不同系統(tǒng)中定義不一致的基本農(nóng)田數(shù)據(jù)，在新模型中統(tǒng)一為地塊數(shù)據(jù)類，地塊數(shù)據(jù)類僅描述原數(shù)據(jù)作為一個(gè)空間對(duì)象的面積、四至等空間屬性，而與地塊數(shù)據(jù)類相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類則包含與該空間對(duì)象相對(duì)應(yīng)的基本農(nóng)田保護(hù)、土地調(diào)查、用途管制等不同業(yè)務(wù)類型及其方法；同時(shí)，以業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類為基礎(chǔ)，該空間對(duì)象間接與其業(yè)務(wù)相對(duì)應(yīng)的管理主體，利用行為和權(quán)責(zé)義務(wù)等數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。由此，相較于原有的數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)的概念及其之間的關(guān)系更加明確，更容易形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型來實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)在語義上的集成。

此外，在土地管理信息化實(shí)踐中，原有數(shù)據(jù)模型采用的數(shù)據(jù)集成方式為：通過建立系統(tǒng)互操作的服務(wù)接口，以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)布的形式來完成不同系統(tǒng)和數(shù)據(jù)之間的集成與互操作。本文提出的數(shù)據(jù)模型將通過統(tǒng)一的人地關(guān)系范式，對(duì)各部門各類土地管理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一建模管理，數(shù)據(jù)組織方式和數(shù)據(jù)內(nèi)容具有較高的集中性和綜合性，數(shù)據(jù)集成與互操作在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)模型框架下完成（圖5）。

表1 土地管理主體屬性表（部分）Tab.1 The attributes of land management subject

表2 土地管理關(guān)系屬性表（部分）Tab.2 The attributes of land management relationships

表3 土地管理業(yè)務(wù)屬性表（部分）Tab.3 The attributes of land management business

表4 土地管理對(duì)象屬性表（部分）Tab.4 The attributes of land management object

由于以服務(wù)式集成的各類土地管理信息系統(tǒng)是各個(gè)地方及部門按照自身的需求來建立的，在功能上能夠較好地與自身?xiàng)l件相匹配，因而在其功能上具有較強(qiáng)的針對(duì)性，能夠服務(wù)于特定地域的特定需求。而在其他方面，與服務(wù)式集成相比，本文提出的數(shù)據(jù)模型所具備的主要優(yōu)勢(shì)包括：（1）良好的擴(kuò)展性。由于數(shù)據(jù)模型是建立在通用性原則之上的，系統(tǒng)的軟件或功能等能夠建立在這種通用性上從而得到良好的擴(kuò)展性。（2）良好的維護(hù)性。當(dāng)土地管理政策發(fā)生變化或管理技術(shù)手段得到發(fā)展時(shí)，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型將具有更加優(yōu)秀的適應(yīng)能力，而不需要對(duì)其框架下的土地管理信息系統(tǒng)進(jìn)行逐一修改。（3）降低了復(fù)雜性。不需要像服務(wù)式集成模式一樣建立多種子系統(tǒng)及相應(yīng)的服務(wù)接口，大大降低了土地管理系統(tǒng)建設(shè)的復(fù)雜性。

4.2 模型應(yīng)用實(shí)例

為驗(yàn)證數(shù)據(jù)模型的可用性和有效性，以湖北省恩施地區(qū)第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用所提出的土地管理數(shù)據(jù)模型，建立了土地管理信息實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原型來驗(yàn)證該標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)的合理性和可行性。在對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理之后，按照本文提出的標(biāo)準(zhǔn)化概念、關(guān)系及數(shù)據(jù)模型進(jìn)行修改，重新定義了原始數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)類及數(shù)據(jù)屬性結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化。圖6—圖8分別展示了土地管理信息實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對(duì)地塊的權(quán)利信息、地塊利用信息以及地塊綜合信息的表示。

圖5 統(tǒng)一土地管理數(shù)據(jù)模型框架下的數(shù)據(jù)集成Fig.5 Data integration of the human-land relation based on LMDM

圖6 地塊利用信息Fig.6 Land use information of a land plot

5 結(jié)論

土地管理數(shù)據(jù)模型以抽象的形式描述和反映土地資源資產(chǎn)屬性、土地管理對(duì)象和土地管理方法。當(dāng)前，主要有基于產(chǎn)權(quán)與基于空間和屬性的兩種土地管理數(shù)據(jù)模型，其中，前者忽略了對(duì)土地自然資源屬性和土地利用的描述，而后者忽略了土地管理中人地關(guān)系三者的內(nèi)涵和它們之間的關(guān)系認(rèn)知，難以建立對(duì)不同業(yè)務(wù)中土地管理對(duì)象的統(tǒng)一的組織和表達(dá)方法。因此，本文研究分析了土地權(quán)籍理論視角下，土地管理過程中的人地關(guān)系，即土地主體、土地關(guān)系和土地對(duì)象的內(nèi)涵和它們之間的語義關(guān)系，以此為基礎(chǔ)，初步構(gòu)建了一種新的土地管理數(shù)據(jù)模型。該模型包含LM_Party，LM_Relation，LM_MAunit和LM_SPobject 4個(gè)核心類，其中，LM_MAunit被用來集成和表達(dá)與土地管理主體、土地管理關(guān)系和土地管理空間對(duì)象相聯(lián)系的業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)象。該模型的數(shù)據(jù)分類、組織和表達(dá)方式圍繞土地資源資產(chǎn)的二重性和土地系統(tǒng)中三位一體的人地關(guān)系展開，而不依賴于具體業(yè)務(wù)，為不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的土地管理相關(guān)數(shù)據(jù)提供了統(tǒng)一的組織和表達(dá)基礎(chǔ)。在今后的研究中，應(yīng)基于知識(shí)工程的理論和方法對(duì)土地權(quán)籍視角下的人地關(guān)系語義進(jìn)一步明確，構(gòu)造其形式化表達(dá)方法，并以此為基礎(chǔ)，深化完善基于人地關(guān)系的土地管理數(shù)據(jù)模型，使之能夠?yàn)橥恋財(cái)?shù)據(jù)集成、交換與共享提供基礎(chǔ)。

圖7 地塊權(quán)利信息Fig.7 Land rights information of a land plot

圖8 地塊綜合信息Fig.8 Integrated information of a land plot

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（本文責(zé)編：仲濟(jì)香）

Research on Land Management Data Model based on the Human-Land Relationship

MA Wan-zhong1，2， ZHAN Chang-gen3， ZHU Xiao-jie4
（1.School of Information Management， Wuhan University， Wuhan 430072， China； 2.Hubei Standardization and Quality Institution， Wuhan 430061， China； 3.School of Resource and Environmental Science， Wuhan University， Wuhan 430072，China； 4 Hubei Institute of Measurement and Testing Technology， Wuhan 430223， China）

The purpose of this paper is developing a data model for land management in China based on the humanland relationship， in order to support the integration of land management data via unified data model.Method employed here is analyzing the existing land data model as well as legal regulations and standards in land management， exploring the semantic meanings and the structure of the human-land relationship in land management， and building data model of land management.The results indicate that land management is the complexity of the human-land relationship.The proposed data model can provide feasible solutions to the ambiguity of terms， datum and management processes， and can offer a more holistic and comprehensive data framework for land management in China.

land information； data model； human-land relationship semantics； concept modelling

F301.2

A

1001-8158（2016）06-0003-11

10.11994/zgtdkx.20160706.132130

2016-03-21；

2016-06-09

馬萬鐘（1986-），男，湖南長(zhǎng)沙人，工程師，博士。主要研究方向?yàn)橥恋匦畔⒓夹g(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化。E-mail： kyo2ln@hotmail.com