基于WebGIS的國土資源輔助決策系統(tǒng)的研究

張 茗，錢金波

（1.甘肅天成道橋勘察設(shè)計(jì)有限公司，甘肅 蘭州730070；2.甘肅省基礎(chǔ)地理信息中心，甘肅 蘭州 730000）

構(gòu)建全國統(tǒng)一、相互銜接、分級(jí)管理的國土空間規(guī)劃體系，是當(dāng)下自然資源部門的工作重點(diǎn)。信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能夠全面支撐國土空間數(shù)據(jù)的獲取和共享、規(guī)劃編制、審批和監(jiān)督實(shí)施[1]，將成為推動(dòng)國土空間規(guī)劃智能化的核心動(dòng)力。2019年7月，自然資源部辦公廳印發(fā)《關(guān)于開展國土空間規(guī)劃“一張圖”建設(shè)和現(xiàn)狀評(píng)估工作的通知》（自然資辦發(fā)〔2019〕38號(hào)），明確要求各地2020年建設(shè)完善國土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建國土空間規(guī)劃“一張圖”實(shí)施監(jiān)督信息系統(tǒng)，未完成平臺(tái)和系統(tǒng)建設(shè)的市縣不得先行報(bào)批國土空間總體規(guī)劃。信息化賦能已成為國土空間規(guī)劃的突破口。

在國土空間規(guī)劃研究與實(shí)踐中，越來越強(qiáng)調(diào)可感知、能學(xué)習(xí)、善治理、自適應(yīng)的“智慧規(guī)劃”[2]。國內(nèi)外學(xué)者利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)挖掘與分析等技術(shù)在城市與區(qū)域空間模擬分析[3]、規(guī)劃編制方法、空間動(dòng)態(tài)監(jiān)測與評(píng)估[4]、規(guī)劃管理[5]、景觀生態(tài)、土地利用變化、交通網(wǎng)絡(luò)[6]等領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究與探索，推動(dòng)了信息技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的深入應(yīng)用。WebGIS能夠?qū)崿F(xiàn)空間數(shù)據(jù)集成、管理、可視化與分析，實(shí)現(xiàn)不同主體之間協(xié)同工作，將在國土空間規(guī)劃信息化系統(tǒng)建設(shè)中占據(jù)核心位置。

本文通過利用WebGIS技術(shù)，以定西市為例，開發(fā)了國土資源輔助決策分析系統(tǒng)，針對(duì)國土空間規(guī)劃信息化建設(shè)進(jìn)行了有益的嘗試。

1 建設(shè)思路

以數(shù)字定西地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)的電子地圖成果為基礎(chǔ)，按照統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，通過整合土地利用總體規(guī)劃、土地利用現(xiàn)狀及變更調(diào)查、基本農(nóng)田、農(nóng)村地籍、城鎮(zhèn)地籍、礦產(chǎn)資源規(guī)劃以及地質(zhì)災(zāi)害等國土資源專題空間及屬性信息，實(shí)現(xiàn)全市土地資源綜合信息集成化管理、直觀展示、統(tǒng)計(jì)分析以及動(dòng)態(tài)更新。

2 數(shù)據(jù)獲取與處理

2.1 資料收集

共收集到土地利用、地籍、土地整治、礦產(chǎn)資源及地質(zhì)災(zāi)害等五大類專題數(shù)據(jù)。

土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為2009年第二次土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)。土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)級(jí)別為鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)，即數(shù)據(jù)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元。定西市各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)共有14層土地利用專題空間數(shù)據(jù)。地籍?dāng)?shù)據(jù)包括城鎮(zhèn)地籍和三權(quán)數(shù)據(jù)。礦產(chǎn)資源專題收集到的資源包括礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃文本和表格兩部分，其中表格中詳細(xì)羅列了礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀、采礦權(quán)與探礦權(quán)的分布，以及礦產(chǎn)資源開采分區(qū)等。在Excel表格中，每條數(shù)據(jù)以坐標(biāo)串的形式記錄其空間位置。地質(zhì)災(zāi)害專題收集到定西地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)調(diào)查報(bào)告和災(zāi)害隱患點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表。

2.2 數(shù)據(jù)處理

1）數(shù)據(jù)拼接。收集到的行業(yè)專題數(shù)據(jù)每個(gè)圖層均以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元進(jìn)行組織，為了在市級(jí)層面進(jìn)行展現(xiàn)及分析，首先需要以縣為行政單元對(duì)同類圖層進(jìn)行合并。定西市轄六縣一區(qū)，2個(gè)街道辦、119個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。對(duì)同類圖層逐一進(jìn)行合并，工作量巨大。本研究基于ArcPy研發(fā)了圖層合并工具，大幅提升了工作效率。在ArcMap中打開該工具，輸入工作空間、待合并的圖層名以及合并結(jié)果圖層名，即可完成一個(gè)區(qū)縣文件夾下所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)相同圖層的合并。核心代碼

2）數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。收集到的專題數(shù)據(jù)均為1980西安坐標(biāo)系，采用坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換軟件，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到2000國家大地坐標(biāo)系，從而和數(shù)字定西地理空間框架項(xiàng)目數(shù)學(xué)基礎(chǔ)保持一致。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫建設(shè)主要包括空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫兩部分建設(shè)內(nèi)容。在充分分析用戶需求的基礎(chǔ)上完成空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和建設(shè)。

空間數(shù)據(jù)通過空間數(shù)據(jù)庫引擎ArcSDE存儲(chǔ)于SQL Server數(shù)據(jù)庫中。空間數(shù)據(jù)庫引擎是一種空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，即在常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之上添加一層空間數(shù)據(jù)庫引擎，以獲得常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能之外的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的能力。它是一種處于應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之間的中間件技術(shù)。如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫分布圖

空間數(shù)據(jù)庫中主要存儲(chǔ)土地整治、三權(quán)、城鎮(zhèn)地籍以及礦產(chǎn)資源四大類專題數(shù)據(jù)。為了便于統(tǒng)計(jì)，將三權(quán)及城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)屬性記錄存儲(chǔ)于屬性數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)建立視圖，分別以村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、區(qū)縣為單元進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì)。

地質(zhì)災(zāi)害專題數(shù)據(jù)主要包括隱患點(diǎn)基本信息、防災(zāi)預(yù)案、隱患點(diǎn)圖片等信息，由于隱患點(diǎn)空間類型為點(diǎn)狀，為了便于編輯和展示，將其及相關(guān)信息存儲(chǔ)到屬性數(shù)據(jù)庫中。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 服務(wù)層建設(shè)

借助專業(yè)的GIS軟件，針對(duì)空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)服務(wù)和幾何服務(wù)，客戶端調(diào)用服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)諸如空間數(shù)據(jù)編輯、空間查詢等操作；對(duì)于屬性數(shù)據(jù)，通過.NET環(huán)境編程直接實(shí)現(xiàn)與屬性數(shù)據(jù)庫的操作，包括每類數(shù)據(jù)的讀取、更新、統(tǒng)計(jì)等，然后將這些功能封裝發(fā)布服務(wù)，客戶端程序調(diào)用服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的操作。

4.2 系統(tǒng)主要功能

1）圖層控制。以樹形方式顯示不同類型的專題圖層名稱，每個(gè)圖層前面都有復(fù)選框，用于控制圖層要素的顯示與隱藏。根據(jù)國土專題數(shù)據(jù)類型，將其分為土地利用現(xiàn)狀、土地利用總體規(guī)劃、土地整治、礦產(chǎn)資源、地籍以及地質(zhì)災(zāi)害等組。展開樹組，顯示相應(yīng)的圖層，勾選復(fù)選框，控制圖層的顯示與隱藏。當(dāng)圖層處于可視狀態(tài)時(shí)，雙擊可修改圖層的透明度，查看其圖例。如圖2所示。

圖2 圖層控制

2）數(shù)據(jù)查詢定位。分別實(shí)現(xiàn)土地利用現(xiàn)狀、土地利用規(guī)劃、基本農(nóng)田、土地用途區(qū)以及建設(shè)用地管制區(qū)等土地利用現(xiàn)狀和規(guī)劃數(shù)據(jù)、城鎮(zhèn)地籍、三權(quán)數(shù)據(jù)、土地整治、地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)以及礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)的空間查詢和屬性查詢，結(jié)果顯示到地圖窗口中，點(diǎn)擊圖形可查看其屬性，查詢結(jié)果可以以Excel表格形式導(dǎo)出。如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)查詢定位

3）專題數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。以行政區(qū)為單元，針對(duì)每類數(shù)據(jù)的關(guān)鍵特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果以餅狀圖或柱狀圖的形式在地圖窗口展現(xiàn)。如針對(duì)現(xiàn)狀地類，分別統(tǒng)計(jì)各個(gè)區(qū)域農(nóng)用地、建設(shè)用地、未利用地情況，便于決策人員掌握宏觀信息。如圖4所示。

圖4 專題數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

4）數(shù)據(jù)編輯。針對(duì)各類數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)屬性要素和空間要素的編輯，包括新增、修改和刪除等操作。用戶可以在地圖窗口勾畫或者輸入位置坐標(biāo)串實(shí)現(xiàn)空間要素的編輯。通過數(shù)據(jù)編輯，保持各類數(shù)據(jù)的鮮活性。如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)編輯

5）輔助審核。根據(jù)日常辦公需要，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了輔助審核功能。包括土地規(guī)劃地類審核、土地用途分區(qū)審核、建設(shè)用地空間管制區(qū)審核、土地利用地類圖斑審核、基本農(nóng)田保護(hù)片塊審核、城鎮(zhèn)地籍權(quán)屬情況審核、批準(zhǔn)范圍審核、征地范圍審核、供地范圍審核、礦點(diǎn)圖審核等。通過輔助審核功能，能夠快速判斷某個(gè)項(xiàng)目是否符合規(guī)劃、壓蓋的各個(gè)地類比重。如圖6所示。

圖6 輔助審核

5 結(jié)束語

國土資源數(shù)據(jù)種類繁多，本研究以定西市國土資源數(shù)據(jù)為例，將物理上分散的數(shù)據(jù)進(jìn)行了邏輯上的整合，形成了國土資源“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)崿F(xiàn)范圍內(nèi)時(shí)間序列的多種比例尺、多行政區(qū)劃、各類專題數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和共享。在此基礎(chǔ)上研發(fā)了國土資源輔助決策系統(tǒng)，對(duì)各類國土數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化管理，便于管理層及時(shí)、全面地掌握全市范圍內(nèi)國土資源的利用現(xiàn)狀、總量及空間分布等信息，為建設(shè)項(xiàng)目選址、用地審批、土地儲(chǔ)備與開發(fā)提供形象直觀的決策支持服務(wù)，在一定程度上為國土空間規(guī)劃信息化建設(shè)提供了思路。