基于“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的四川省土地自然資源調(diào)查與監(jiān)管

景世通，趙希翼，王 勇，湛浩宇，劉世貴

(四川省國(guó)土科學(xué)技術(shù)研究院〔四川省衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心〕，四川 成都 610000)

0 引言

衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)是一門綜合性的科學(xué)技術(shù)，集中了地理空間科學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)和地球科學(xué)等學(xué)科的綜合成就，成為改變現(xiàn)有生產(chǎn)和生活方式、創(chuàng)造新產(chǎn)業(yè)、推動(dòng)現(xiàn)代化建設(shè)的有力手段。通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)可以有效對(duì)土地、農(nóng)作物、森林、地質(zhì)災(zāi)害、礦產(chǎn)等自然資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估[1-4]。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立舉證平臺(tái)，以此提高土地自然資源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。管理工作人員可以通過(guò)舉證平臺(tái)在線對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查人員進(jìn)行指揮，用手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備按照指定的方向和站位拍攝短視頻或照片，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀看，提高土地自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)實(shí)用性，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地自然資源的調(diào)查與監(jiān)管[5]。

王玉程[6]提出基于ArcGIS軟件的土地自然資源調(diào)查方法，該方法利用EZSurvey軟件通過(guò)ArcGIS空間分析方法進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，通過(guò)耕地潛力系數(shù)和空間基尼系數(shù)調(diào)查分析并測(cè)算土地自然資源，該方法未構(gòu)建舉證平臺(tái)，對(duì)土地自然資源進(jìn)行調(diào)查和監(jiān)管過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)存在缺失的現(xiàn)象，存在數(shù)據(jù)完整性低的問(wèn)題。史莎娜[7]等人提出基于面向?qū)ο蠓椒ǖ耐恋刈匀毁Y源調(diào)查方法，該方法通過(guò)面向?qū)ο蠓椒ńY(jié)合土壤數(shù)據(jù)、高分辨率遙感影像、坡度數(shù)據(jù)、疊加數(shù)字高程模型建立土地自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)土地利用現(xiàn)狀分類和草地資源分類的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成土地自然資源的調(diào)查，該方法對(duì)土地自然資源進(jìn)行調(diào)查和監(jiān)管過(guò)程中沒(méi)有應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立舉證平臺(tái)，導(dǎo)致調(diào)查所用的時(shí)間較長(zhǎng)，獲得的調(diào)查結(jié)果與實(shí)際不符，存在響應(yīng)速度低和調(diào)查精準(zhǔn)度低的問(wèn)題。

綜上，提出基于“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的四川省土地自然資源調(diào)查與監(jiān)管方法。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的相關(guān)要求

1.1 設(shè)備要求

在線互聯(lián)和拍照時(shí)舉證設(shè)備需要讀取本機(jī)識(shí)別碼、手機(jī)定位權(quán)限、存儲(chǔ)權(quán)限、語(yǔ)音權(quán)限和攝像頭權(quán)限等相關(guān)權(quán)限，用戶在安裝軟件時(shí)需要讀取權(quán)限[8]。

1.2 系統(tǒng)部署要求

1.2.1 制作舉證數(shù)據(jù)

為了避免土地自然資源調(diào)查結(jié)果流入外網(wǎng)舉證平臺(tái)中，根據(jù)國(guó)家保密要求，需要通過(guò)舉證數(shù)據(jù)制作工具制作舉證數(shù)據(jù)包，并在舉證平臺(tái)中導(dǎo)入舉證數(shù)據(jù)包。

1.2.2 管理舉證過(guò)程

任務(wù)管理端：在該端口中完成成果接收審核、舉證任務(wù)導(dǎo)入分發(fā)和舉證設(shè)備管理等工作。

移動(dòng)端軟件：在該軟件中完成實(shí)時(shí)在線互聯(lián)、舉證成果提交和圖斑實(shí)地舉證等工作。

在公共互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中運(yùn)行“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)，對(duì)舉證影像和舉證數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部處理。應(yīng)該按照保密局要求對(duì)土地自然資源調(diào)查成果和高精度遙感影像進(jìn)行管理[9]。

1.3 舉證精度

定位誤差根據(jù)設(shè)備具體情況的差異通常在10 m附近波動(dòng)，最高不超過(guò)20 m。實(shí)地環(huán)境、設(shè)備定位精度和數(shù)據(jù)糾正精度等因素都會(huì)影響舉證定位的精度。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的設(shè)計(jì)

2.1 總體技術(shù)架構(gòu)

在Android開(kāi)發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)MVC分層架構(gòu)模式設(shè)計(jì)“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)，分別從控制、模型、視圖各個(gè)層面進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，有效地聯(lián)系各層，有利于維護(hù)管理和復(fù)用程序代碼，使“互聯(lián)網(wǎng)+”具有可維護(hù)性、重用性、可擴(kuò)展性和可讀性等特點(diǎn)。采用Android開(kāi)發(fā)技術(shù)中存在的UI界面技術(shù)實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)的視圖層，UI界面技術(shù)可以滿足操作功能和需求功能，是平臺(tái)與用戶交互的接口。通過(guò)Servlet技術(shù)設(shè)計(jì)平臺(tái)的控制層，采用JDBC驅(qū)動(dòng)方式連接平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)與后臺(tái)，在DAO層實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)處理，主要包括數(shù)據(jù)訪問(wèn)、業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)與邏輯代理[10]。通過(guò)接口完成數(shù)據(jù)訪問(wèn)層與數(shù)據(jù)庫(kù)的信息對(duì)接，在分層設(shè)計(jì)的思想上可以降低“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)的耦合性，提高“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)的內(nèi)聚性，“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的技術(shù)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

圖1 “互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的技術(shù)結(jié)構(gòu)

2.2 “互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)

“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的主要目的是對(duì)土地自然資源進(jìn)行可視化管理，“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的功能包括巡查管理、地籍管理功能、地圖切換管理、土地利用現(xiàn)狀管理、GPS定位管理模塊和中心管理模塊等。在這些功能的支持下，“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)實(shí)現(xiàn)土地自然資源的動(dòng)靜態(tài)結(jié)合管理?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的功能架構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 “互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖

1)地籍管理模塊：系統(tǒng)地對(duì)地籍進(jìn)行管理，構(gòu)建統(tǒng)一的地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)各種圖形與報(bào)表對(duì)土地使用潛力進(jìn)行分析，記錄土地資源的使用情況，查詢并統(tǒng)計(jì)地籍信息進(jìn)行分類，生成報(bào)表并輸出。

2)現(xiàn)狀地籍管理模塊：應(yīng)該對(duì)國(guó)家共有資產(chǎn)土地的使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和查詢，查詢土地自然資源的使用情況是地籍管理模塊的主要功能，根據(jù)實(shí)際情況的需要通過(guò)多種形式對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行展示。

3)中心管理模塊：“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)中的主要功能模塊之一是中心管理模塊，中心管理模塊在平臺(tái)中可以為其他功能模塊提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其他模塊在平臺(tái)中沒(méi)有中心管理模塊的支撐是沒(méi)有辦法穩(wěn)定、正常運(yùn)行的。中心管理模塊的主要功能是管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)較多地涉及標(biāo)準(zhǔn)性數(shù)據(jù)信息，在中心管理模塊中可以查詢、維護(hù)這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[11]，例如利用宗地信息查詢對(duì)應(yīng)的房屋登記信息、宗地圖、宗地掃描件情況、宗地等級(jí)信息；維護(hù)功能包括維護(hù)地圖數(shù)據(jù)、使用歷史記錄及后臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)備份進(jìn)行更新、統(tǒng)計(jì)功能，包括臺(tái)賬統(tǒng)計(jì)、出圖出表統(tǒng)計(jì)和拆遷分析等。

4)GPS定位模塊：實(shí)現(xiàn)用戶定位功能是GPS定位模塊的主要功能。位置點(diǎn)的坐標(biāo)可以通過(guò)GPS接收機(jī)獲得，在一定范圍內(nèi)通過(guò)project方法獲得緩沖區(qū)。

5)地物搜索及屬性查詢模塊：“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)中存在的大部分任務(wù)都是在地圖上操作完成的，“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)應(yīng)該支持多種屬性信息展示方式。

在舉證平臺(tái)中通過(guò)“搜索”按鈕可以實(shí)現(xiàn)地圖搜索，用戶在輸入框中根據(jù)檢索條件輸入檢索內(nèi)容，服務(wù)器端獲取檢索信息，通過(guò)GIS服務(wù)獲取對(duì)應(yīng)的地圖信息，并按照通訊協(xié)議向終端客戶手機(jī)界面?zhèn)魉徒Y(jié)果[12-13]。

6)地圖切換模塊：為土地自然資源情況提供不同的查看方式是地圖切換模塊的主要功能，土地管理者和需求者可以通過(guò)地圖切換模塊更多地了解土地情況的角度。

7)查詢模塊：管理員用戶根據(jù)工作實(shí)際需求在“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)中通過(guò)“巡查”按鈕進(jìn)入巡查視圖，收集查詢區(qū)域的坐標(biāo)點(diǎn)，在舉證平臺(tái)中設(shè)置拍照取證功能，在平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存照片信息和位置坐標(biāo)[14]。

3 四川省土地自然資源調(diào)查與監(jiān)管

在“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)四川省土地自然資源的調(diào)查與監(jiān)管。

3.1 用地審批監(jiān)管

當(dāng)用地進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)中后，在總體規(guī)劃圖的基礎(chǔ)上對(duì)用地項(xiàng)目規(guī)劃的符合性進(jìn)行驗(yàn)證，如果符合要求，向“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)傳輸“可通過(guò)”信息。在規(guī)劃區(qū)內(nèi)如果存在占用耕地的現(xiàn)象，在監(jiān)管模塊中獲得需要補(bǔ)償?shù)母刭|(zhì)量和耕地?cái)?shù)量，向“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)傳輸“通過(guò)”信息，實(shí)現(xiàn)用地審批[15-16]。根據(jù)地形的不同，在審批后將用地分為開(kāi)放商用地與政府儲(chǔ)備用地，用地審批監(jiān)管流程見(jiàn)圖3。

圖3 土地審批監(jiān)管流程

3.2 土地執(zhí)法監(jiān)察

通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備對(duì)可疑圖斑進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，將勘察地塊的地塊權(quán)屬、土地利用類型、特征點(diǎn)錄入“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)中[17]。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)坐標(biāo)系的編輯、顯示和轉(zhuǎn)換等功能。檢查檢測(cè)圖中存在的所有變化地塊，將越權(quán)批地、批而多用、變更類型和未批先用等情況作為需要查處的違法用地。處理并分析實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與審批數(shù)據(jù)，判斷土地利用的違法事實(shí)和利用合法性，編寫監(jiān)察報(bào)告，處罰違法用地者，并在執(zhí)法數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)結(jié)果，土地執(zhí)法監(jiān)察的流程見(jiàn)圖4。

圖4 土地執(zhí)法監(jiān)察流程

3.3 土地供應(yīng)與開(kāi)發(fā)利用

宗地出讓合同上報(bào)后進(jìn)入監(jiān)測(cè)監(jiān)管過(guò)程，監(jiān)測(cè)監(jiān)管過(guò)程通常包括交地、開(kāi)工、建設(shè)和竣工驗(yàn)收階段[18]。

4 實(shí)驗(yàn)與分析

為了驗(yàn)證基于“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的四川省土地自然資源調(diào)查與監(jiān)管方法的整體有效性，需要對(duì)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的四川省土地自然資源調(diào)查與監(jiān)管方法進(jìn)行測(cè)試，本次測(cè)試的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境分別如下：

4.1 硬件環(huán)境

顯卡：使用DirectX10兼容的顯卡；

CPU：服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)，CPU主頻2.0 GHz以上；

硬盤：硬盤需求100 G以上存儲(chǔ)空間；

內(nèi)存：內(nèi)存需要3 G以上內(nèi)存。

4.2 軟件環(huán)境

開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件：ArcGID Server10；

操作系統(tǒng)：Microsoft Windows 7操作系統(tǒng)。

分別采用基于“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)的四川省土地自然資源調(diào)查與監(jiān)管方法(方法1)、基于ArcGIS的土地自然資源調(diào)查方法(方法2)和基于面向?qū)ο蠓椒ǖ耐恋刈匀毁Y源調(diào)查方法(方法3)進(jìn)行測(cè)試，將數(shù)據(jù)完整性作為測(cè)試指標(biāo)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 數(shù)據(jù)完整性測(cè)試結(jié)果

分析圖5中的數(shù)據(jù)可知，采用方法1調(diào)查土地自然資源時(shí)，獲得的數(shù)據(jù)完整性均在80%以上，采用方法2和方法3調(diào)查土地自然資源時(shí)，獲得的數(shù)據(jù)完整性在60%附近波動(dòng)，對(duì)比上述方法的測(cè)試結(jié)果可知，方法1獲得的數(shù)據(jù)完整性較高，因?yàn)榉椒?構(gòu)建了“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)獲取土地資源的相關(guān)數(shù)據(jù)，并將獲取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)中，提高了數(shù)據(jù)的完整性。

采用方法1、方法2和方法3進(jìn)行響應(yīng)速度測(cè)試，對(duì)比不同方法調(diào)查土地自然資源所用的時(shí)間，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 響應(yīng)速度測(cè)試結(jié)果

根據(jù)圖6中的數(shù)據(jù)可知，采用方法1調(diào)查土地自然資源時(shí)，調(diào)查所用的時(shí)間均在20 min以內(nèi)，采用方法2和方法3調(diào)查土地自然資源時(shí)，所用的時(shí)間均在30 min以上，對(duì)比方法1、方法2和方法3的測(cè)試結(jié)果可知，方法1調(diào)查土地自然資源所用的時(shí)間較短，因?yàn)榉椒?利用“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)中的地籍管理模塊獲取土地自然資源的相關(guān)信息，可在較短的時(shí)間內(nèi)完成土地自然資源的調(diào)查，提高了方法1的響應(yīng)速度。

將調(diào)查精準(zhǔn)度作為測(cè)試指標(biāo)，對(duì)方法1、方法2和方法3進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖7。

由圖7可知，在多次迭代中方法1的調(diào)查精準(zhǔn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于方法2的調(diào)查精準(zhǔn)度，因?yàn)榉椒?在“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)的GPS定位模塊中通過(guò)project方法在一定范圍內(nèi)獲得緩沖區(qū)，可以精準(zhǔn)地獲取緩沖區(qū)內(nèi)的土地自然資源數(shù)據(jù)，根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)土地自然資源的調(diào)查與監(jiān)管。

圖7 調(diào)查精準(zhǔn)度測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了“互聯(lián)網(wǎng)+”舉證平臺(tái)，可以有效對(duì)四川省土地自然資源進(jìn)行調(diào)查與監(jiān)管，為土地自然資源的開(kāi)發(fā)與利用提供了保障。

1)保障用地審批監(jiān)管。通過(guò)地圖切換模塊可以全方位、多角度地了解土地使用情況；根據(jù)查詢模塊提供的土地保存照片和位置坐標(biāo)，確定土地信息，保證土地?cái)?shù)據(jù)完整性，提高用地審批效率，保證審批時(shí)效性。

2)強(qiáng)化土地執(zhí)法監(jiān)察。利用GPS定位模塊對(duì)可疑圖斑進(jìn)行勘察定位；通過(guò)地物搜索及屬性查詢模塊內(nèi)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行違法用地判斷，有效提高了執(zhí)法的響應(yīng)速度。

3)促進(jìn)土地供應(yīng)與開(kāi)發(fā)利用。根據(jù)地籍管理模塊和現(xiàn)狀地籍管理模塊構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)土地信息數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理；利用中心管理模塊維護(hù)土地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高土地查詢精度，保證土地供應(yīng)與開(kāi)發(fā)的有效性。