土地綜合信息管理系統研究

謝鋒珠，王建民

(1.山西煤炭職業技術學院，山西太原030006;2.太原理工大學礦業工程學院，山西太原030024)

土地綜合信息管理系統研究

謝鋒珠1，2，王建民1，2

(1.山西煤炭職業技術學院，山西太原030006;2.太原理工大學礦業工程學院，山西太原030024)

從土地調查工作的實際需求出發，就GIS下的土地綜合信息管理系統的架構、系統組成、空間數據庫的構成和系統功能模塊進行論證和設計，并給出PDA野外土地調繪系統作業模式和工作流程，以便使用該系統的調查人員能將采集的數據通過GPRS實時傳輸到GIS土地信息管理系統中進行管理、修編。整個系統以C/S模式運行供多個部門同時使用。

GIS;土地更新;空間數據庫;土地調查

一、引 言

隨著我國區域經濟的發展、產業化結構的調整，以及造地改田、土地整理、鎮鄉工業、交通、商住、教育、旅游、水利等各行業各部門對土地改造、利用程度的不斷加大，土地利用狀況也在不斷變化［1］。因此，這就要求土地利用現狀調查不能停留在以前的調查資料基礎上，必須不斷開展土地利用變更調查工作。因此，土地的變更調查工作成為土地管理部門的一項重要工作。

GIS現已成為當今社會最基本的服務系統之一，并已運用于多個行業中［2-3］，而GIS與移動智能設備的結合是地理信息系統的發展趨勢［4］。建立在計算機網絡基礎之上的土地更新調查信息系統，能為土地數據管理提供科學、高效、便捷的工作平臺，是一種比較高效、科學的土地信息管理方法。對于土地的科學規劃和合理利用顯得十分重要。

二、開發方式

SuperMap Objects是以COM/ActiveX技術規范為基礎的全組件式GIS，總共包括12個控件。使用這些控件能夠完成地圖的顯示編輯、布局、三維建模、拓撲處理、屬性數據的顯示、圖層管理等功能。

eSuperMap能夠在移動設備上開發出具有GPS定位、數據采集與編輯、各種GIS查詢與分析功能的應用系統，并且能與服務器進行無線通信，是掌上電腦(PDA)開發的理想工具。

SuperMap SDX+是SuperMap GIS的空間數據庫引擎，它采用先進的空間數據庫存儲、索引和查詢技術，具有空間-屬性數據一體化、矢量-柵格數據一體化和空間信息-業務信息一體化的集成式空間數據庫管理能力。

三、空間數據庫組成

使用大型關系數據庫來一體化管理空間數據和業務數據，已經成為GIS應用發展的主流。本系統采用SuperMap SDX+空間數據引擎將高精度影像數據存入大型的關系型數據庫SQL Server 2008中，并可供多個GIS客戶端連接共享。

空間數據庫是整個系統實現的核心，主要由影像數據庫(存放影像數據)、矢量數據庫、元數據庫、人員信息庫、屬性庫等組成，數據庫的組成如圖1所示。

圖1 數據庫組成

1.影像數據庫

運用SuperMap SDX+空間數據引擎將正射影像存入關系數據庫中，便于管理高精度、高清晰的正射影像。影像數據是系統的基礎數據，可以此為基礎疊加矢量數據作為土地更新、調查底圖。

2.矢量數據庫

將野外調查底圖(1∶2000或1∶5000)以矢量格式儲，它是土地調查、更新的重要數據?？山柚鶶uperMap SDX+空間數據引擎實現存儲并分層管理，即將相同的地物置于同一圖層上，并將圖層以土地類型或其他屬性命名圖層。

3.屬性庫

可根據已有歷史資料及最新高清正射影像的判讀結果所得到的屬性，如邊界類型、土地類型、權限界限等建立屬性庫，并根據野外調繪結果更新、補充、完善該屬性庫。同時，用屬性庫管理土地歷史檔案、標準等文本資料，便可查詢維護。

4.元數據庫

元數據是整個數據庫系統功能框架的基礎，建立結構合理、內容豐富的元數據庫，可實現元數據輸入、元數據編輯、查詢、檢索、元數據合并與導入、元數據報表輸出等功能。

5.人員庫

該庫主要是管理人員的基本資料，主要有系統操作人員、管理人員及野外調繪人員，重點是跟蹤野外調繪人員的任務完成情況。

四、系統設計

整個系統可分為PDA調繪系統、GIS土地管理信息系統、數據通信3個子系統。其中，GIS土地信息管理系統采用Client/Server(C/S)的模式來開發，在邏輯上分3層，即為應用層、中間層和數據庫層，系統的架構如圖2所示。

圖2 系統架構

1)數據層。由大型關系型數據庫系統 SQL Server構建，并由空間數據引擎SuperMap SDX+來操作空間數據庫SQL Server，存儲各種空間數據和屬性數據。

2)中間層。負責應用層與數據庫層的連接，實現客戶端與服務器之間的信息傳遞與處理，主要進行圖形數據和屬性數據的存儲、傳輸和數據預處理，是應用層的服務對象。

3)應用層。是用SuperMap Objects進行架構，實現土地更新調查業務所需的GIS功能和常規業務功能，如圖形編輯、檢索、查看、輸出等，以及應用層與中間層的通信。

1.GIS土地信息管理系統

該子系統是整個系統的核心系統。其他子系統都是為該系統服務的，該子系統運行需要GIS服務器的支持。本系統是基于GIS的土地管理信息管理平臺，系統運行在各個服務部門的客戶機上。該系統的主要功能概述如下:

1)圖形操作。功能包括可通過鼠標或鍵盤漫游到圖形任何位置，可縮小或放大圖形任意倍，支持鼠標點選，即通過鼠標選擇點線面，框選信息即通過鼠標畫方形來選擇感興趣的區域;鼠標指示出當前位置的地理坐標、地塊屬性。

2)空間分析。它是GIS獨特的功能之一，借助于GIS強大的空間分析能力，可實現土地類型的自動分類，土地的水土流失、植被覆蓋情況、土地整理邊界分析、土方計算等功能。其分析結果是以專題圖的形式輸出，或以圖表的形式表達，并可根據用戶的需求選擇輸出樣式，輸出結果具有多樣形。

2.野外PDA+GPS調繪系統

通過GPS記錄航點和航跡的方式來跟蹤調繪員的行走軌跡，并通過傳輸短信息的方式與室內管理操作人員進行交互。PDA+GPS設備可自動記錄調繪任務的時間和空間位置，并以此作為檢驗調繪工作有效性的依據。調繪員可根據PDA地圖及GPS的坐標數據在現場更新土地信息、補測新增地物。在結束野外調繪任務后，調繪員使用數據線連接PDA與計算機，將數據傳輸到數據庫中。

PDA野外調繪系統實現流程如圖3所示。調繪周期開始之前，可通過后臺管理軟件調用相關設備信息生成調繪任務，調繪任務(主要是完成境界、權限界線轉繪與調繪，地類線狀地物調繪，新增地物的補測)經過相關部門的審核、調整、批準、確認后，下載到各個手持終端，調繪人員到達現場完成數據的錄入工作后，便可以通過網絡上傳到服務端進行數據處理。數據處理主要進行空間數據分層、圖形數據拓撲結構、屬性數據結構、屬性數據的邏輯一致性等方面的檢查與修改［5］。

在建立圖幅索引、系統數據字典之后，將上述階段采集、編輯處理的數據，確認無誤后入庫。

3.信息傳輸系統

為了保證調繪人員在野外能將實時調繪的數據傳回到信息中心的GIS綜合服務平臺，借助于GPRS網絡便可完成此項功能。

如果調繪所在地的GPRS信號良好，在PDA手持機通過GPRS連接數據庫便能完成數據的上傳、下載。同時，PDA上的GPS設備啟動后可實時跟蹤調繪人員到達的位置，并顯示在服務器的GIS平臺中的影像圖上，并且調繪人員可通過短信與管理人員通信。

如果GPRS連接數據庫失敗，采集到的數據還能暫時保存到PDA上，因此，回到室內，PDA還可通過USB直接連接中心數據庫完成數據的上傳、下載，如圖3所示。

圖3 PDA野外調繪系統

五、結束語

GIS具有獨特的空間分析能力，快速的空間定位搜索和復雜的查詢功能，強大的圖形創造和可視化手段以及空間決策支持功能。同時，GIS結合強大的空間數據引擎可實現圖形的管理、輸出功能。將GIS的空間分析能力用于土地利用、規劃和土地生態評價［6］，可為管理人員提供決策支持。另外，運用GPS可以提供實時定位信息的特性，極大地提高野外調繪效率。所以，將GIS、GPS技術和小巧、輕便、功能強大的PDA結合起來，并以強大的空間數據庫作為支撐，設計開發的GIS土地綜合服務系統能為土地部門的土地更新、土地調查、信息查詢、地圖輸出提供自動化、信息化、網絡化服務，以便其能更好地進行分析與決策，保障了土地信息的管理自動化水平和工作效率，提高了經濟效益和社會效益。

［1］ 賀仲康，劉曉.應用3S技術進行土地利用更新調查［J］.合作經濟與科技，2011(2):16-18.

［2］ 李恒凱，劉小生，陳優良.基于GIS的區域經濟統計分析模型研究及應用［J］.地域研究與開發，2011，30(4):141-143.

［3］ 許輝熙，劉強，薛萬蓉.縣級林相圖GIS數據庫構建及其數據質量控制研究［J］.資源開發與市場，2010，26(1):1-4.

［4］ 許童羽，孔德尉.GIS/GPS在電力巡檢系統中的應用［J］.農業科技與裝備，2009，12(6):56-58.

［5］ 董玉祥，簡陸芽.大比例尺土地利用更新調查技術與方法［J］.中國土地科學，2004，18(6):28-33.

［6］ 曲衍波，齊偉，商冉，等.基于GIS的山區縣域土地生態安全評價［J］.中國土地科學，2010，22(4):38-43.

On Land Integrated Information Management System

XIE Fengzhu，Wang Jianmin

0494-0911(2012)08-0076-03

P208

B

2012-06-27

謝鋒珠(1972—)，男，山西陽泉人，講師，主要從事GIS數據處理與開發應用研究工作。