基于GIS的土地收購儲備系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

黃碧輝，陳可新，周文娟

（1.福州職業(yè)技術學院，福建 福州 350108；2.福建水利電力職業(yè)技術學院，福建 永安 366000）

0 引 言

在土地收購儲備中，監(jiān)管部門清晰地掌握土地收儲資產的地理位置、圖斑（面積）、權屬、類型和屬性等至關重要，是土地收購儲備制度對監(jiān)管部門的基本要求。然而，大部分地區(qū)尚未進行系統(tǒng)的土地收儲資產清理工作，且存在著管理手段單一、各時期的地塊測量坐標系統(tǒng)不一、批復的形式不一、批復位置和數(shù)量與實地位置和數(shù)量不一等問題，致使有關土地收儲資產的位置、數(shù)量（面積）、質量、權屬和性質等情況并不十分清晰。

地理信息系統(tǒng)GIS是空間數(shù)據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。而GPS與地理信息既是（Location Based Services，LBS）的核心，在自然資源監(jiān)管中有廣泛的應用。近年來，GIS技術因其數(shù)據整合及直觀可視化能力在自然資源等相關系統(tǒng)中得到廣泛且充分的應用。在移動設備計算及存儲能力大大提高的情況下，移動GIS作為一項新近崛起的先進技術，在行業(yè)的空間數(shù)據監(jiān)管領用得到快速應用，特別在自然資源方面的應用取得了令人矚目的成就。

為了解決當前這種情況，提高土地資產的管理水平、加快實現(xiàn)土地節(jié)約集約利用，使管理部門對已收購儲備的土地可視化水平提高，本文以建立霞浦縣土地收購儲備及土地收購儲備系統(tǒng)為例。該系統(tǒng)通過GIS技術進行儲備土地空間數(shù)據庫的組織和建設，并將GIS技術與移動互聯(lián)網技術進行結合，儲備土地、遙感影像、DEM等各類數(shù)據快速直觀的在地圖上展示，實現(xiàn)對儲備土地數(shù)據的查詢、分析、統(tǒng)計等功能。系統(tǒng)的建立實現(xiàn)對土地收儲、出讓等業(yè)務的規(guī)范化和科學化，從而提高了儲備土地管理的綜合監(jiān)管工作質量、工作效率、監(jiān)管水平和數(shù)據公開透明度。

1 系統(tǒng)設計

通過土地收購儲備建設及移動GIS的土地收購儲備系統(tǒng)系統(tǒng)開發(fā)，建立霞浦縣儲備土地信息數(shù)據庫，實現(xiàn)對土地收儲、出讓等業(yè)務的規(guī)范化和科學化，從而提供霞浦縣儲備土地管理的質量、水平和效率。

1.1 技術路線

系統(tǒng)以《土地利用數(shù)據庫標準》（TD/T 1016-2007）規(guī)范為依據，收集霞浦縣2012年—2021年土地收購儲備空間數(shù)據、農用地轉用批復文件、土地征收批復文件、征收土地協(xié)議書、建設用地供應表、相關圖件等年度資料數(shù)據，并對空間數(shù)據進行數(shù)據分層，把整理、歸類好的數(shù)據利用ArcGIS軟件進行數(shù)據入庫，形成土地收儲數(shù)據庫。以土地收儲數(shù)據庫為基礎，根據用戶需求設計功能模塊，開發(fā)土地儲備一張圖管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對儲備土地數(shù)據的查詢、分析、統(tǒng)計等功能模塊。如圖1所示，技術路線分三個主要的階段：

圖1 技術路線圖

（1）土地資產收集工作，包括矢量專題數(shù)據：征地數(shù)據、農用地轉用、報批數(shù)據、建設用地、出讓數(shù)據；遙感專題數(shù)據：地區(qū)高分影像、規(guī)劃數(shù)據；資料數(shù)據：圖片、文檔。

（2）土地收購儲備數(shù)據庫建庫工作：包括圖層數(shù)據設計、屬性結構設計及數(shù)據整理。數(shù)據整理包括紙質圖紙數(shù)字化、CAD圖形轉換、坐標系轉換及臺賬數(shù)據提取。

系統(tǒng)設計及實現(xiàn)工作：包括用戶需求分析、框架結構設計、功能模塊設計及最終的系統(tǒng)研發(fā)實現(xiàn)。

1.2 系統(tǒng)功能設計

在移動GIS的土地收購儲備系統(tǒng)的功能模塊設計中，采用數(shù)據成果管理的傳統(tǒng)設計方法，以土地收儲數(shù)據的管理為核心，實現(xiàn)計算機化管理模式。系統(tǒng)應具備土地收儲數(shù)據的圖層專題管理、地圖瀏覽、數(shù)據查詢、空間識別、數(shù)據統(tǒng)計、地圖標繪、位置定位、制圖、項目資料瀏覽、用戶權限管理等功能模塊。為了讓用戶方便操作和使用，軟件各個模塊形成獨立的功能，將系統(tǒng)劃分為若干個功能模塊，構成了系統(tǒng)的總體結構圖，如表1所示。

表1 系統(tǒng)功能模塊

2 數(shù)據庫設計

從某種意義上說，GIS可被視為一個地理數(shù)據庫系統(tǒng)，因此，數(shù)據庫設計在系統(tǒng)建設過程中相當重要。而土地收購儲備數(shù)據庫的空間數(shù)據主要服務于土地收購儲備中心和其他相關單位管理收儲土地，系統(tǒng)功能的研發(fā)圍繞數(shù)據庫展開的，數(shù)據庫建設工作是土地收購儲備系統(tǒng)的重要組成部分。特別GIS空間數(shù)據庫作為空間數(shù)據的主要存儲載體發(fā)揮著非常核心作用，系統(tǒng)通過訪問空間數(shù)據庫獲得土地收購儲備的空間數(shù)據，進行相應的空間分析、管理和決策，再將分析結果反饋到用戶，并存儲到空間數(shù)據庫中。

2.1 總體設計

2.1.1 數(shù)學基礎

地理空間框架：平面基準采用2000國家大地坐標系CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_39高斯投影；高程基準采用1985國家高程基準。

2.1.2 數(shù)據庫結構及分層

按以上的數(shù)學基礎及行業(yè)標準，本系統(tǒng)土地收儲空間數(shù)據采用開源的空間數(shù)據庫進行存儲，各空間要素根據建庫內容和邏輯一致性分層（空間要素）的方法進行數(shù)據組織、命名、定義和管理。

2.1.3 數(shù)據字典

同時本系統(tǒng)參考《福建省土地利用數(shù)據庫標準》，對圖層的重要屬性字段名、值域以及數(shù)據等進行相應描述，構建土地收購儲備數(shù)據庫所必需的數(shù)據字典。

2.2 數(shù)據庫內容

土地收購儲備的空間數(shù)據主要服務于土地收購儲備中心和其他相關單位管理收儲土地，實現(xiàn)對收儲土地數(shù)據的查詢、統(tǒng)計、分析等，為規(guī)劃管理、征地補償及土地供應等工作提供工作依據。

其設計內容包括以下幾個方面。

利用福建省國土資源廳發(fā)布的《土地利用數(shù)據庫標準》為參考依據，土地收購儲備包括規(guī)劃數(shù)據、影像數(shù)據、征地用地、農用地轉用報批用地、出讓用地、行政區(qū)界線、重要地名注記、行政區(qū)地名等數(shù)據。

（1）基礎地理數(shù)據：高分遙感影像、行政區(qū)界線、重要地名注記、行政區(qū)地名等數(shù)據。

（2）土地收儲數(shù)據：規(guī)劃數(shù)據、征地用地、農用地轉用報批用地、出讓用地。

（3）規(guī)劃實施數(shù)據：土地使用規(guī)劃圖（2011—2030）。

（4）實物調查數(shù)據：協(xié)議與批文等文檔數(shù)據。

2.3 數(shù)據組織與管理

建庫涉及了空間數(shù)據、屬性數(shù)據、文檔數(shù)據以及圖件數(shù)據。

2.3.1 數(shù)據預處理

（1）統(tǒng)一坐標系統(tǒng)。為了將所有成果統(tǒng)一到CGCS2000坐標系，對坐標系存在問題的數(shù)據進行坐標轉換。

（2）紙質圖件的處理。對紙質圖紙利用圖解法進行上圖處理，對沒有圖件的項目進行野外采集坐標后利用解析法上圖。

（3）完善屬性信息。對屬性缺失的項目，進行分析和收集相關信息來完善該項目的屬性信息。

（4）規(guī)范數(shù)據格式。對各個單位和部門數(shù)據的不統(tǒng)一的情況進行分析，了解他們存在的問題和規(guī)律然后規(guī)范成統(tǒng)一的格式，便于后期數(shù)據的處理。

2.3.2 數(shù)據處理

數(shù)據處理是解決數(shù)據之間存在的拓撲錯誤和屬性不健全等問題，通過對數(shù)據的檢查保證數(shù)據的準確性，錄入屬性數(shù)據，建立和完善圖形數(shù)據與屬性數(shù)據之間的關聯(lián)關系。

（1）空間數(shù)據檢查。數(shù)據質量是決定數(shù)據庫建庫質量的重要因素。因此，土地收儲數(shù)據建庫后對入庫空間數(shù)據進行全面的數(shù)據質量檢查是非常必要的，空間數(shù)據檢查是針對圖形重疊、圖形縫隙及各個空間要素之間的空間位置關系進行檢查。

數(shù)據質檢是保證數(shù)據質量的重要步驟，通過檢查可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據中存在的圖形問題。圖形具有等圖形（如位置、形狀）和空間關系特征兩方面。空間關系特征需要采用專業(yè)ArcGIS軟件提供的拓撲功能對空間對象的拓撲特征進行檢查，消除不合理的懸掛弧段，對多邊形邊界進行閉合處理，消除不合理的重疊和縫隙，對多邊形進行重疊和縫隙處理。根據圖層間的關系，建立一定的拓撲規(guī)則，按照拓撲錯誤提示的規(guī)則和位置，修改數(shù)據。

（2）屬性數(shù)據檢查。在數(shù)據分層和拓撲處理之后檢查屬性數(shù)據。利用SQL語句對數(shù)據庫中存在關鍵碼的唯一性、屬性表必填字段為空、面積邏輯性等檢查。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)及運行結果

本系統(tǒng)基于Android的移動平板實現(xiàn)基于GIS的移動土地收購儲備一張圖管理系統(tǒng)。土地收儲一張圖通過ArcGIS平臺的進行數(shù)據的組織和空間數(shù)據庫的建立，格式為mdb格式，其中系統(tǒng)采用離線空間數(shù)據庫geodatabase放置于移動平板端，影像、地形等柵格打包為tpk離線數(shù)據。移動平板采用ArcGIS Runtime for Android 100.11開發(fā)包進行地圖開發(fā)包。系統(tǒng)部分功能運行結果，如圖2所示。

圖2 基于GIS的儲備土地一張圖管理系統(tǒng)效果圖

4 結 論

本文通過結合GIS技術與移動互聯(lián)網技術建設霞浦縣土地收購儲備數(shù)據庫和土地收購儲備一張圖管理系統(tǒng)，系統(tǒng)充分運用現(xiàn)代信息技術集成數(shù)據與成果管理、實時業(yè)務數(shù)據對接、數(shù)據綜合查詢及展示、智能分析與應用服務等功能。系統(tǒng)的建立實現(xiàn)對土地收儲、出讓等業(yè)務的規(guī)范化和科學化，從而提供霞浦縣儲備土地管理的質量、水平和效率。同時因其便利性，大大地提高了戶外人員對土地資產的監(jiān)管效果。土地收購儲備一張圖管理系統(tǒng)其移動GIS的直觀、便利等特性也可為其他行業(yè)監(jiān)管部門提供借鑒參考 。