掌上自然資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

黃姮

摘? 要? 為了滿足基層自然資源管理部門的實(shí)際需求，基于Android平臺(tái)，運(yùn)用移動(dòng)GIS技術(shù)、空間數(shù)據(jù)處理與展示技術(shù)、地圖切片技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)掌上自然資源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地查看自然資源家底、快速準(zhǔn)確分析決策、自動(dòng)定位巡查舉證等功能，并應(yīng)用于浦城縣試點(diǎn)項(xiàng)目，輔助開展自然資源確權(quán)，解決資源數(shù)據(jù)沖突。切實(shí)提高基層自然資源管理的工作效率，提升自然資源管理科學(xué)性和精細(xì)程度。

關(guān)鍵詞? 移動(dòng)GIS;基層;自然資源管理;系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5603（2020）03-66-5

Abstract： In order to meet the actual needs of grassroots natural resource management departments， based on the Android platform， mobile GIS technology， spatial data processing and display technology， and map slicing technology are used to design and develop a handheld natural resource management system， which is used in the pilot project of Pucheng County to realize anytime， anywhere The functions of natural resources， rapid and accurate analysis and decision-making， automatic location inspection and proofs， etc.， assist in the determination of natural resources and resolve resource data conflicts. improve the efficiency of grassroots natural resource management effectively， promote the scientificity and precision of natural resources management.

Keywords： mobile GIS; grassroots level; natural resources management; system

鄉(xiāng)鎮(zhèn)自然資源管理部門是自然資源管理的最基層單位，直接面對(duì)廣大人民群眾，承擔(dān)著繁重而艱巨的管理任務(wù)。主要負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)的耕地保護(hù)與土地開發(fā)復(fù)墾;農(nóng)民建房用地的管理和宅基地確權(quán);開展日常土地、礦產(chǎn)、測(cè)繪執(zhí)法監(jiān)察、地災(zāi)巡查;協(xié)助開展自然資源調(diào)查、地籍管理、自然資源評(píng)估等自然資源管理工作，對(duì)專業(yè)性要求較高?，F(xiàn)階段基層自然資源管理存在①工作人員少，嚴(yán)重缺少專業(yè)技術(shù)人員，特別是信息化管理方面的人才[1];②自然資源數(shù)據(jù)數(shù)出多門，規(guī)劃重疊交叉，基層家底不清;③普遍采用紙質(zhì)圖件輔助開展日常管理工作，無(wú)法在工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行自然資源數(shù)據(jù)查詢、瀏覽和空間上的分析、統(tǒng)計(jì);④開展實(shí)地巡查監(jiān)管工作時(shí)，不能實(shí)時(shí)記錄軌跡，并關(guān)聯(lián)疑似違法圖斑進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)舉證留痕等問題。造成基層工作難度大、效率低，迫切需要運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)手段提升基層自然資源管理水平，實(shí)現(xiàn)綜合利用各類自然資源數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、研判和決策。

移動(dòng)GIS是一個(gè)集GIS、GPS技術(shù)于一體的應(yīng)用體系，具有“多層次、易獲取、實(shí)時(shí)性”的地理空間信息服務(wù)的優(yōu)勢(shì)[2]，近年來(lái)在城市、林業(yè)、規(guī)劃、農(nóng)業(yè)、國(guó)土等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。王法景等將移動(dòng)GIS技術(shù)應(yīng)用于城鄉(xiāng)規(guī)劃現(xiàn)狀調(diào)查工作，實(shí)現(xiàn)變化數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新[3];馮亞飛等在智慧社區(qū)移動(dòng)服務(wù)上開展實(shí)踐，解決社區(qū)服務(wù)信息化程度較低的問題[4];鐘廣銳探討地下管線巡查管理系統(tǒng)的構(gòu)建，提高城市綜合管理水平[5]。

通過(guò)對(duì)已有資料的研究，結(jié)合基層自然資源管理工作的需要，基于ArcGIS API For Android 技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)掌上自然資源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)展示、分析、統(tǒng)計(jì)、匯總、定位、巡查等功能。

1? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

嚴(yán)格遵循自然資源行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)各類數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和應(yīng)用模式，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)模型?；诮y(tǒng)一地理空間參考、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的要求，開展包括遙感影像、土地利用現(xiàn)狀、永久基本農(nóng)田保護(hù)、林班、林權(quán)等12類與基層自然資源管理業(yè)務(wù)相關(guān)的空間數(shù)據(jù)的整理整合工作，構(gòu)建自然資源統(tǒng)一的移動(dòng)端數(shù)據(jù)架構(gòu)。

根據(jù)掌上系統(tǒng)離線應(yīng)用的特點(diǎn)，將整理好的自然資源數(shù)據(jù)打包構(gòu)建成離線數(shù)據(jù)庫(kù)。按照地圖制圖規(guī)范，對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行符號(hào)化處理和渲染配置。再根據(jù)切片方案，對(duì)所有圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行切片，生成TPK文件，構(gòu)建生成離線專題圖地圖包。

1.2 功能設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)基層管理業(yè)務(wù)的需求分析，系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)為用戶認(rèn)證、掌上地圖、決策分析、巡查監(jiān)管、地圖工具、成果文庫(kù)等6個(gè)模塊（如圖1所示）。

1）用戶認(rèn)證

系統(tǒng)設(shè)計(jì)密碼驗(yàn)證、授權(quán)驗(yàn)證及數(shù)據(jù)銷毀3個(gè)功能以保障掌上離線數(shù)據(jù)的使用安全。用戶需要通過(guò)系統(tǒng)的密碼驗(yàn)證、設(shè)備的授權(quán)驗(yàn)證才能登陸使用系統(tǒng)。支持根據(jù)不同用戶的業(yè)務(wù)權(quán)限，授權(quán)特定的應(yīng)用和數(shù)據(jù)使用范圍。為防控因平板設(shè)備丟失帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)在用戶登陸失敗次數(shù)超限的情況下將自動(dòng)啟動(dòng)數(shù)據(jù)銷毀機(jī)制。

2）掌上地圖

該模塊主要包含圖層管理、底圖切換、地圖操作和屬性信息展示等4個(gè)功能。用戶可以通過(guò)圖層管理功能對(duì)轄區(qū)范圍內(nèi)涉及的空間圖層數(shù)據(jù)（包括土地利用現(xiàn)狀、永久基本農(nóng)田、建設(shè)用地管制等12個(gè)圖層）進(jìn)行動(dòng)態(tài)靈活配置管理，如任意圖層顯示與隱藏、圖層注記顯示等。根據(jù)應(yīng)用需要切換底圖為影像圖或指定專題圖，支持基本圖形瀏覽功能和任意屬性信息的查看。實(shí)現(xiàn)自然資源數(shù)據(jù)的綜合展示與查詢。

3）決策分析

該模塊包括行政區(qū)范圍分析、地塊范圍分析、紅線范圍分析等。采用一鍵分析模式，只需在地圖上選定一個(gè)圖斑范圍，或者任意繪制的幾何范圍，點(diǎn)擊分析按鈕，即可匯總出該范圍內(nèi)涉及的土地利用現(xiàn)狀、空間規(guī)劃情況、自然資源稟賦。并以二維表、專題圖形式直觀展示分析和匯總的結(jié)果。如圖2，任意繪制一個(gè)幾何范圍，點(diǎn)擊輔助決策功能，即可獲得該地塊土地利用一二級(jí)地類及面積、所占各類管制區(qū)類型及面積、自然資源類型及面積等。圖3所示為以柱狀圖形式展示一級(jí)地類分析結(jié)果（橫軸表示地類，縱軸表示面積）。根據(jù)用戶分析內(nèi)容的不同可以應(yīng)用于區(qū)域自然資源稟賦分析、項(xiàng)目合規(guī)性分析、自然資源管理部門間數(shù)據(jù)重疊沖突問題分析等工作場(chǎng)景，輔助形成解決辦法，滿足自然資源管理部門的業(yè)務(wù)工作需要。

4）巡查監(jiān)管

該模塊為幫助基層管理人員順利、高效完成外業(yè)巡查、土地監(jiān)管工作而開發(fā)。包括巡查的實(shí)時(shí)定位、自動(dòng)記錄巡查軌跡和舉證拍照功能。系統(tǒng)提供經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換地圖坐標(biāo)、軌跡構(gòu)面等工具。支持關(guān)聯(lián)地塊拍照舉證，實(shí)現(xiàn)拍照?qǐng)D片和空間信息綁定，且無(wú)法篡改的功能。

5）地圖工具

該模塊包括地圖量測(cè)、圖形繪制、數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出等工具。實(shí)現(xiàn)對(duì)圖面距離、面積的量測(cè);通過(guò)輸入拐點(diǎn)坐標(biāo)值或點(diǎn)觸勾繪方式進(jìn)行圖形繪制;支持導(dǎo)入導(dǎo)出通用矢量數(shù)據(jù)格式的繪制內(nèi)容。數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，屬性數(shù)據(jù)以XML文件格式進(jìn)行交互訪問，空間數(shù)據(jù)以shp文件格式進(jìn)行交互訪問。

6）成果文庫(kù)

該模塊實(shí)現(xiàn)將工作區(qū)內(nèi)各類專題圖件、數(shù)據(jù)文件、表格文檔等成果以及自然資源管理相關(guān)政策法規(guī)文件，以臺(tái)帳的形式在平板電腦上進(jìn)行查閱（圖4、圖5）。專題圖件包括土地利用現(xiàn)狀圖、土地利用總體規(guī)劃圖等柵格圖;數(shù)據(jù)文件包括地類圖斑、生態(tài)紅線等矢量數(shù)據(jù);表格數(shù)據(jù)包括各類資源分類面積表、按權(quán)屬匯總面積表等;文檔包含管理部門形成的文檔以及日常工作需要相關(guān)的政策、法律法規(guī)文件等。

2? 典型應(yīng)用案例

在福建省浦城縣健全國(guó)家自然資源資產(chǎn)管理體制試點(diǎn)工作中，基層自然資源管理部門應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端國(guó)有自然資源的綜合展示、查詢;輔助開展國(guó)有自然資源調(diào)查確權(quán);實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)為不同資源類型數(shù)據(jù)圖斑重疊問題，提供解決辦法。

1）空間化管理自然資源“一張圖”

收集浦城縣自然資源、林業(yè)、水利、生態(tài)環(huán)境等部門的自然資源信息數(shù)據(jù)和生態(tài)紅線等空間規(guī)劃管制數(shù)據(jù)，通過(guò)分類設(shè)計(jì)、分層處理，經(jīng)由數(shù)據(jù)檢查、處理、轉(zhuǎn)換、縮編等技術(shù)手段，建立覆蓋土地、森林、礦產(chǎn)等各類自然資源目錄清單，形成移動(dòng)自然資源“一張圖”。在移動(dòng)端以圖文表一體化的模式直觀展示轄區(qū)范圍內(nèi)自然資源類型、數(shù)量、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和空間分布，在實(shí)地外業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)自然資源數(shù)據(jù)的任意查詢、瀏覽、分析與統(tǒng)計(jì)。

2）輔助開展國(guó)有自然資源資產(chǎn)確權(quán)

為探索國(guó)有自然資源確權(quán)登記辦法，試點(diǎn)對(duì)歸屬明晰、資源類型不同的國(guó)有自然資源登記單元開展確權(quán)登記。應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)登記單元進(jìn)行快速定位，查詢、瀏覽已確權(quán)登記宗地的資產(chǎn)信息，針對(duì)原始資料有矛盾或描述不清晰、被內(nèi)業(yè)標(biāo)注為外業(yè)核實(shí)處開展對(duì)權(quán)屬界線或權(quán)屬信息的實(shí)地核實(shí)確認(rèn)（圖6），核實(shí)信息直接填寫在系統(tǒng)中;同時(shí)可以根據(jù)需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照舉證，系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口。該作業(yè)方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化高效開展工作。輔助自然資源管理部門更好地行使國(guó)有自然資源資產(chǎn)所有者職責(zé)。

3）輔助解決各類資源數(shù)據(jù)沖突問題

浦城縣是林業(yè)大縣，林地與其他資源類型數(shù)據(jù)不一、圖斑重疊現(xiàn)象比較嚴(yán)重。為解決不同自然資源圖斑交叉重疊問題，以林業(yè)數(shù)據(jù)中的國(guó)有林地圖斑與國(guó)土數(shù)據(jù)中非林地圖斑沖突分析為例。首先運(yùn)用系統(tǒng)的輔助決策功能，對(duì)以上兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，獲得林業(yè)部門國(guó)有林地與國(guó)土部門的非林地圖斑重疊數(shù)量、面積和比例（圖7）。再充分發(fā)揮移動(dòng)端系統(tǒng)便于攜帶的特性，選擇重疊類型中面積較大的圖斑進(jìn)行“麻雀解剖”，通過(guò)精準(zhǔn)定位、現(xiàn)場(chǎng)踏勘，結(jié)合收集到的相關(guān)歷史檔案，從劃定時(shí)間、劃定依據(jù)、利用現(xiàn)狀等方面因素綜合確定資源類型。試點(diǎn)工作為探索統(tǒng)一各類自然資源調(diào)查評(píng)價(jià)、不同類型自然資源圖斑重疊問題提供一些解決途徑和辦法。

3? 結(jié)語(yǔ)

掌上自然資源系統(tǒng)是以行業(yè)主流地理信息系統(tǒng)ArcGIS作為基礎(chǔ)構(gòu)建系統(tǒng)，以自然資源管理為核心地理信息應(yīng)用，以GPS 網(wǎng)絡(luò)為位置信息服務(wù)，以移動(dòng)終端為采集工具和應(yīng)用工具的一個(gè)綜合應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地瀏覽與查詢數(shù)據(jù)，做到轄區(qū)自然資源家底心中有數(shù);實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確分析統(tǒng)計(jì)，做到信息的及時(shí)匯總與上報(bào);實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位巡查舉證，改善巡查的工作方法與效率。為基層自然資源管理工作提供高效的管理手段和重要的技術(shù)支撐，具有借鑒和推廣意義。

下一步將開展以下三個(gè)方面的研究工作：①研究數(shù)據(jù)快速更新機(jī)制，保障數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性、權(quán)威性;②加強(qiáng)業(yè)務(wù)研究，完善系統(tǒng)功能，拓展應(yīng)用場(chǎng)景，如應(yīng)用于自然資源資產(chǎn)離任審計(jì)[6];③優(yōu)化移動(dòng)數(shù)據(jù)加密技術(shù)，提升數(shù)據(jù)加密效率，保障數(shù)據(jù)安全。

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