基于ArcGIS Engine的自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

楊 雙

(南京國圖信息產(chǎn)業(yè)有限公司,江蘇 南京 210003)

0 引言

自然資源部成立后,為了貫徹落實黨中央關于生態(tài)文明建設的精神,建立和實施自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記制度,推動形成自然資源產(chǎn)權(quán)制度,2019 年國土資源部等聯(lián)合印發(fā)《自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記暫行辦法》,規(guī)定了自然資源確權(quán)登記相關內(nèi)容,明確提出對水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂、海域、無居民海島以及探明儲量的礦產(chǎn)資源等自然資源的所有權(quán)和所有自然生態(tài)空間的確權(quán)登記[1]。 2020 年自然資源部辦公廳印發(fā)《自然資源確權(quán)登記操作指南(試行)》,明確了自然資源確權(quán)登記的技術標準和操作要求,指導全國各級登記機構(gòu)做好自然資源確權(quán)登記工作[2]。

在自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記的實際工作過程中,自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫工作作為數(shù)據(jù)支撐環(huán)節(jié),經(jīng)常遇到各類數(shù)據(jù)空間參考不一致、數(shù)據(jù)處理效率低、建庫成果質(zhì)量無法保證等問題。 為保障自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫工作有序、高效推進,結(jié)合各地國土調(diào)查、自然資源專項調(diào)查、不動產(chǎn)登記等成果數(shù)據(jù)基礎,按照《自然資源地籍數(shù)據(jù)庫標準》《自然資源地籍數(shù)據(jù)庫核查規(guī)則》《自然資源地籍調(diào)查成果匯交要求》等規(guī)范要求,設計并實現(xiàn)的自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫系統(tǒng),滿足自然資源統(tǒng)一確權(quán)調(diào)查內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作的需要,協(xié)助地方將自然資源各類數(shù)據(jù)統(tǒng)一入庫集成。 該系統(tǒng)規(guī)范自然資源數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程,保證確權(quán)建庫成果質(zhì)量,快速高效地形成統(tǒng)一、規(guī)范的自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記數(shù)據(jù)成果。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設計

1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫系統(tǒng)在數(shù)據(jù)標準規(guī)范和信息安全體系下完成總體架構(gòu)設計,如圖1 所示。 本系統(tǒng)的設計自底而上分為5 層結(jié)構(gòu),分別是基礎層、數(shù)據(jù)層、邏輯層、應用層和用戶端。 在基礎層的設計中,主要包括存儲設備、網(wǎng)絡環(huán)境、主機、其他硬件。 數(shù)據(jù)層主要是集合基礎數(shù)據(jù)和關聯(lián)數(shù)據(jù)為一體的管理,基礎數(shù)據(jù)包括調(diào)查數(shù)據(jù)、自然資源數(shù)據(jù)、遙感影像以及其他資料庫。 關聯(lián)數(shù)據(jù)主要包括不動產(chǎn)權(quán)利、國土空間規(guī)劃、礦業(yè)權(quán)、取水權(quán)、排水權(quán)等數(shù)據(jù)。 邏輯層包括 ArcEngine Runtime 以及.net Framework 開發(fā)環(huán)境,是系統(tǒng)運行必須具備的環(huán)境[3]。 應用層是對數(shù)據(jù)的展示以及交互操作等功能,主要包括基礎數(shù)據(jù)交換、圖形處理、屬性處理、調(diào)查表管理、數(shù)據(jù)質(zhì)檢、統(tǒng)計分析、圖件制作、成果匯交等模塊組成的自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫系統(tǒng)。 用戶端主要是指自然資源調(diào)查內(nèi)業(yè)建庫人員和自然資源確權(quán)登記管理人員。

圖1 自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫系統(tǒng)總體架構(gòu)

1.2 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

結(jié)合國家規(guī)范,自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括基礎地理信息要素、自然資源登記單元數(shù)據(jù)、權(quán)利主體數(shù)據(jù)、自然資源地籍調(diào)查和確權(quán)登記信息數(shù)據(jù)、專項要素,以第三次國土調(diào)查、各項自然資源專項調(diào)查及集體土地確權(quán)登記成果為基礎,以自然資源登記單元為單位進行組織建庫。

針對自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記數(shù)據(jù),自然資源登記單元和權(quán)利信息之間采用自然資源登記單元號進行關聯(lián)。 自然資源登記單元具有坐落、界址、面積等空間信息,每個登記單元具有唯一編號,登記單元與權(quán)利信息、關聯(lián)信息之間通過登記單元號進行關聯(lián)掛接。 一個自然資源登記單元內(nèi)可能包括水流信息、濕地信息、森林信息、礦產(chǎn)信息等多項自然資源類型,屬于一對多的關系,其中海洋資源和無居民海島屬于特殊情況,與自然資源登記單元屬于一對一的關系。 自然資源登記單元與空間管制信息、不動產(chǎn)權(quán)利、礦業(yè)權(quán)信息、取水權(quán)信息、排污權(quán)信息屬于一對多的關系,一個自然資源登記單元可能包含多個關聯(lián)信息,自然資源確權(quán)登記數(shù)據(jù)邏輯模型,如圖2 所示。

圖2 自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記數(shù)據(jù)邏輯模型

1.3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

在完成系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設計和數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的基礎上,本文應用 File Geodatabase 與 Microsoft Database 分別管理空間和屬性數(shù)據(jù),在ArcEngine 組件基礎上,以.NET 為開發(fā)環(huán)境,利用 C#開發(fā)語言,采用插件式開發(fā)技術[4]實現(xiàn)工程管理、數(shù)據(jù)交換、圖形處理、屬性處理、數(shù)據(jù)檢查、調(diào)查表管理、報表統(tǒng)計、圖件制作、成果輸出等功能,自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫系統(tǒng)功能框架,如圖3 所示。

圖3 自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫系統(tǒng)功能框架

(1)工程管理:支持建庫工程的新建和打開,其中新建工程根據(jù)用戶選擇的行政區(qū)級別和代碼、數(shù)據(jù)投影坐標系以及比例尺信息創(chuàng)建一個以空間圖形數(shù)據(jù)、屬性信息、地圖信息存儲為一體的工程文件包,方便后期數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理。

(2)數(shù)據(jù)交換:支持數(shù)據(jù)的導入和導出,包括數(shù)據(jù)導入前的坐標轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)裁剪、基礎數(shù)據(jù)入庫以及各類格式的數(shù)據(jù)導出等功能模塊。 系統(tǒng)支持多種數(shù)據(jù)格式批量導入,智能匹配源數(shù)據(jù)和目標圖層以及對應的字段,同時支持手動調(diào)整,實現(xiàn)精準智能化快速入庫。

(3)基礎功能:系統(tǒng)提供 GIS 常用功能,主要包括地圖工具、選擇工具、編輯工具以及繪制工具等。 支持用戶進行縮放、平移、全圖、前一視圖、后一視圖等地圖瀏覽交互操作、要素識別、圖層控制、距離量算、根據(jù)屬性或空間關系獲取選擇集、縮放或平移到選擇集、字段值統(tǒng)計以及常用的編輯和繪圖工具,方便用戶處理空間數(shù)據(jù)。

(4)圖形處理:提供簡單易操作的自動化圖形處理功能,包括自然資源斑塊圖層的提取、登記單元界址點、界址線的提取以及權(quán)屬分區(qū)圖層的提取等,完成必要圖層數(shù)據(jù)的快速提取工作。 其中登記單元界址點和界址線支持指定起始點位置按角度和距離進行提取,支持節(jié)點加密和抽稀操作,解決內(nèi)業(yè)作業(yè)難點。

(5)屬性處理:系統(tǒng)提供批量屬性賦值功能,對系統(tǒng)內(nèi)所有圖層的自然資源登記單元號、要素代碼、區(qū)縣代碼等信息進行一鍵賦值,方便、精準、快捷。 同時支持用戶自行定制賦值規(guī)則,進行個性化操作,輔助各級自然資源主管部門完成所管轄區(qū)域自然資源確權(quán)調(diào)查信息處理。

(6)面積計算:系統(tǒng)支持對圖形面積進行計算,提供批量面積計算、登記單元面積計算以及專項面積計算功能,可以計算登記單元、各權(quán)屬分區(qū)以及各類自然資源斑塊圖形的橢球面積、匯總面積,同時對計算結(jié)果進行平差處理,保障計算精度,滿足國家統(tǒng)一質(zhì)檢要求。

(7)調(diào)查表管理:為實現(xiàn)對自然資源調(diào)查表的快速生成和統(tǒng)一管理,提高建庫效率,系統(tǒng)提供調(diào)查表管理功能。 該功能支持一鍵生成地籍調(diào)查表、自然狀況信息表、關聯(lián)信息表、界址標示表、權(quán)屬調(diào)查信息表等,并提供預覽編輯界面方便用戶根據(jù)調(diào)查結(jié)果填寫調(diào)查成果核實信息、界線核實信息以及權(quán)屬狀況核實信息等,同時支持調(diào)查表的打印和導出。

(8)數(shù)據(jù)質(zhì)檢:為保證自然資源成果完整性及規(guī)范性,系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)質(zhì)檢功能,支持一鍵檢查和分項檢查等多種智能化檢查方式,包括數(shù)據(jù)完整性檢查、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)檢查、數(shù)據(jù)屬性檢查、業(yè)務正確性檢查以及拓撲正確性檢查等。 系統(tǒng)分類顯示檢查結(jié)果并自動輸出檢查報告,包括錯誤分布情況和錯誤數(shù)據(jù)占比等。 同時,支持用戶可以根據(jù)錯誤信息快讀定位圖形范圍進行修改,充分保證建庫成果質(zhì)量,確保數(shù)據(jù)順利通過國家質(zhì)檢匯交審核。

(9)報表統(tǒng)計:支持各類面積匯總表輸出,包括登記單元自然資源分類面積匯總表、登記單元國家所有自然資源分類面積匯總表、登記單元集體所有自然資源分類面積匯總表、登記單元爭議區(qū)自然資源分類面積匯總表等。

(10)輸出通告:根據(jù)《自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記暫行辦法》的要求,輸出首次登記通告,并支持打印。 通告的主要內(nèi)容包括:自然資源登記單元的預劃分;自然資源登記的期限;自然資源類型、范圍;需要集體土地所有權(quán)人、自然資源所有權(quán)代表行使主體等相關主體配合的事項及其他需要通告的內(nèi)容[5]。

(11)圖件制作:結(jié)合國家制定的制圖標準,系統(tǒng)提供圖件自動生成和輸出功能,按照國家標準將圖形進行符號化,用戶可根據(jù)需求選擇圖層進行自然資源地籍圖、自然資源專題圖等成果圖件的輸出。

(12)成果匯交:系統(tǒng)依據(jù)國家標準實現(xiàn)成果匯交功能,將地方自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫成果,按照自然資源地籍調(diào)查成果的矢量(GDB 與VCT 格式)與屬性表(MDB 格式)、柵格數(shù)據(jù)(IMG 格式)及元數(shù)據(jù)(XML 格式)等格式要求進行組織,具體成果內(nèi)容包括自然資源地籍調(diào)查成果、地籍調(diào)查數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)、地籍圖、地籍調(diào)查表以及確權(quán)登記所需的其他數(shù)據(jù)和項目資料文件,最終形成匯交成果包進行導出。

2 結(jié)語

本文根據(jù)國家對自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記工作的部署,結(jié)合生產(chǎn)實際需要,應用 C#.NET,ArcGIS Engine 技術,設計并實現(xiàn)了自然資源統(tǒng)一確權(quán)建庫系統(tǒng)。 該系統(tǒng)通過流程指引建庫,簡化操作步驟,解決建庫難題,實現(xiàn)規(guī)范、便捷、高效建庫。 下一步,針對各地方自然資源統(tǒng)一確權(quán)調(diào)查內(nèi)業(yè)建庫工作的需要,進一步完善系統(tǒng)功能,提高數(shù)據(jù)處理效率,為后期自然資源確權(quán)登記工作順利進行提供保障。