基于GIS的土地整理規劃設計軟件開發與實現

陳宗勇，閻鳳霞

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶400015）

基于GIS的土地整理規劃設計軟件開發與實現

陳宗勇1，閻鳳霞1

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶400015）

對當前測繪在土地整理規劃設計服務中存在的問題進行了概述，提出利用GIS手段構建以地理信息庫為核心的集數據生產、信息管理、實時規劃、報表輸出、圖件生成為一體的土地整理規劃設計軟件，以提升測繪在國土資源服務中的保障能力。

土地整理；土地規劃；測繪

隨著土地整理規劃設計對測繪需求越來越大[1]。傳統的測繪作業方式已不能滿足土地整理規劃發展的需要。利用GIS技術將生產過程中的各種流程、圖形、數據融合起來，幫助作業人員提高工作效率，使工作流程更順暢、資源利用更合理、質量控制有保障，是提升測繪在國土資源服務保障能力的有效手段。

1 土地整理規劃設計生產中存在的問題

1）作業標準、作業員使用的小程序及數據標準不統一，造成后續工序的修改，增加了不必要的工作量。

2）業務流程統籌規劃不合理，導致生產過程出現反復修改，造成工期延誤和效率低下。

3）由于目前無專門針對土地開發整理復墾項目的專業軟件，生產中主要用到的AUTOCAD和MAPINFO兩個軟件在數據處理和專業性需求處理上效率較低，大多靠人工操作來實現。

2 土地整理規劃設計軟件的開發與實現

2.1 設計目標

分析現有的工作模式、生產流程、人力資源和軟件體系，統籌規劃從外業測量、內業成圖到規劃設計的整體流程，優化作業過程，縮短生產周期，提高生產效率。利用地理信息系統（GIS）技術構建一個以地理信息庫為核心的集數據生產、信息管理、實時規劃、報表輸出、圖件生成為一體的生產管理系統。其特點是：

1）打破傳統的作業流程模式，建立一個有效、靈活的管理體系，最大限度地縮短業務生產周期。

2）實現全局基礎數據（如線物信息、地類信息、等高線、界址線、權屬信息(村名小組)、項目用地范圍等）統一生成、統一維護和統一管理，即“一個數據中心”。

3）以基礎數據為中心，自動生成相關工程特性表及文檔模板等(“多個應用”)。

2.2 軟件設計思想

1）注重利用現代信息技術。GIS在國土資源管理中有著巨大的發展潛力。通過GIS可以將土地開發整理及復墾所涉及的資源進行分析、處理與集成[2]。

2）以流程控制為主線，實現“一個數據中心，多個應用”。土地整理規劃設計軟件的開發，不是簡單的以計算代替人的手工操作，而是通過技術流程改造，全面提升現代化生產水平[3]。通過流程的層層控制將各部門、各工序的信息有機關聯，實現測繪數據流的有序管理，并在此基礎上生成各種圖件和報表，為作業人員提供有效服務。

3）標準化和開放性。標準化可以增強系統的功能、靈活性和效率，也使它易于推廣應用。在內部，可以通過協調數據、軟件和硬件之間的關系，使應用效率更高、更經濟。在外部，可以通過數據管理、數據庫管理、圖形、硬件和軟件的兼容性促進與其他GIS系統或信息系統的綜合[4]。

標準的制定必須在充分調研的基礎上進行，綜合考慮業務需求、技術需求、應用需求等因素。在具體實施中，應結合出現的問題不斷修訂完善，以確保所建規范標準的客觀性、科學性和實際指導性。

2.3 系統結構設計

系統結構設計見圖1。

1）系統界面層首先初始化用戶界面，并為用戶提供各種操作接口，接收用戶操作指令，將指令轉換為相應的數據參數傳送給業務邏輯層；接收業務邏輯層完成操作后返回結果，并在界面內顯示給用戶[5]。

2）業務邏輯層主要接受上層傳送的數據參數，根據參數完成相應的操作，向下發出操作數據庫的指令，并接受數據連接層返回的結果。

3）數據連接層，即ADO．net數據引擎。該層接受上層指令，對Access數據庫進行相應操作，并向上層返回操作結果。

4） 數據服務層使用Access作為后臺數據管理平臺。

圖1 系統結構設計圖

2.4 系統數據庫設計

數據庫設計是設計中至關重要的一部分，除系統文檔模板以及報表模板等加載速度慢或者數據量大的文件外，和系統相關的所有數據基本上都保存在數據庫中，包括系統運行所需要的數據、系統運行過程中產生的數據以及系統運行結束所得到的數據等等[6]。

系統擬使用系統庫的形式動態生成工具條以及菜單，所有功能都在數據庫預定義好，用程序動態生成的方法實現。既減少了代碼的重復編寫，也方便了系統的維護。

由于圖形數據與屬性數據分別管理，在設計時，應保證數據的完整性及統一性。當刪除一個圖形及記錄時，要考慮其關聯性等。

2.5 主要功能

2.5.1 外業調繪

在外業調查之前，應規范作業標準，以便依據標準作業。使用軟件必須統一，如南方CASS軟件或清華山維軟件。此模塊是外業軟件的一個輔助工具，幫助作業員清理、標準化圖形，例如等高線內插、自動賦高程值、符號化、自動標注高程點等。

2.5.2 內業整理

內業整理包括土地整理以及土地復墾兩個方面，兩者流程大體相同，但在細節如屬性錄入、報表輸出等方面不同。本系統采用兩個模塊分別管理。

1）數據預處理。數據預處理包括圖形清理、自動生成地類符號、自動分幅等功能。

圖形清理采用程序以及手工方式對外業調繪數據進行整理，不需要的數據刪除。自動生成地類符號是將大量地物面狀符號，如鹽堿地、草地、林地等，根據地類名稱將符號自動加載。在本系統中，我們設置了專門的地類符號庫。自動分幅按照標準分幅用程序對數據進行切割，實現數據的自動化處理。

2）拓撲構圖斑。拓撲構圖斑是將線圖斑拓撲清理后構面，再返回到系統中。在實現過程中運用Fme軟件的拓撲函數彌補cad的不足，快速準確地進行構面。

本功能利用FME提供的強大的處理機（functions and factories），如AreaBuilder進行邊線構面，實現一些GIS處理功能以及有效的質量控制，如將沒有構成面的線按照要素類型分類輸出，并對要素計數，用于拓撲檢查修改等[7]。

3）色塊生成。色塊生成是根據不用的屬性值對圖形進行批量填充。此功能通過讀取數據庫中的對照關系和要素的屬性關聯關系，將CAD的屬性數據寫到目標數據對應層中。

4）內業土地整理。內業土地整理的屬性錄入包括圖斑號、權屬單位、地類號、面積、坡度類型；內業土地復墾的屬性錄入包括片塊編號、圖斑號、權屬單位、地類號、原宅基地使用者、小地名等。

5）相關計算。相關計算包括坡度計算、田坎系數計算等。坡度計算采用半自動化人工操作方式進行，先由人工選擇等高線，再利用等高線根據相應的算法計算坡度。

6）地圖整飾。地圖整飾應符合相關規范和圖示要求，整飾要素包括圖名、比例尺、指北針、圖例、圖幅外注記、接圖表、內外圖廓的添加、刪除和修改等。對于這些整飾要素，不僅能將它們添加到地圖上，而且還應該能調節它們的顏色、位置、大小和樣式等。

7）自動打印。自動打印功能是整合多個單個cad文件，根據片塊圖大小自動組成一定寬度的矩形。打印時，可以設置紙張大小、打印份數以及比例尺大小等等。

8）報表輸出。報表輸出是利用Excel模板文件根據屬性和圖形生成Excel報表，如臺帳、耕地分坡度按權屬統計表、分類面積統計簿等。模板文件包括靜態及動態兩部分，靜態部分主要封裝了表格結構信息，動態部分主要封裝了SQL語句信息。

2.5.3 土地規劃

與內業整理相同，土地整理規劃與土地復墾規劃流程大體相同，具體細節不同。因此，我們采用同樣的方法，即兩個模塊分別管理。

1）工程布圖。工程布圖是將規劃中的要素，如路、石坎、溝渠、坎子、山坪塘、灌溉渠等按要求上圖；

2）自動編號。自動編號是將以上要素按照一定的規律自動編號；屬性錄入是將工程所需要的屬性錄入，包括片塊編號、房屋面積、墻體長度、挖方面積、填方面積、規格、布設位置等屬性。

3）自動標注。自動標注是指將某些屬性在圖上按照要求標注顯示。

4）特征表輸出。特性表輸出是指輸出土地開發整理預算軟件所需要的表格。

土地整理項目規劃所需要的EXCEL表格為現狀資料統計、田間道、生產路、山坪塘、蓄水池、排水溝、灌溉渠、土地平整、工程占地、特性表、編號對應、現狀生產路等。

土地復墾項目規劃所需要的表格為現狀資料統計、房子、土地平整工程、新修石坎、農田水利工程布局、田間道路工程布局、工程占地、項目總特性表、分片塊特性表、價格表和補償表等。

5）文檔模板生成。文檔模板生成是指根據規劃設計所需要的Office項目設計文檔模板，用程序讀取數據庫的相關數據自動生成Word文檔。

2.5.4 系統管理

系統提示功能應包括幫助、用戶操作工具欄時的提示信息等。日志管理實現操作日志的瀏覽、刪除、清空以及導出文本文件。

3 結 語

本文主要針對土地整理規劃設計軟件的設計進行了綜述，介紹了軟件設計思想和功能，以及如何借助GIS手段提升土地整理規劃設計生產技術水平。通過改進測繪在土地整理規劃設計中的作業流程，提高自動化水平，將使測繪更好地為國土資源服務。

[1] 李治軍,紀向前．GPS技術在土地管理中的應用[J]．河南測繪,2008(2):20-22

[2] 王成芳．GIS和RS技術在城市規劃設計中的應用探討[J]．測繪科學,2008, 33(5): 218-219

[3] 裴德夫,別業仁,劉琦．土地整理項目內業自動化系統的探討與應用[J]．科技資訊,2010, 26(19): 118-118

[4] 國土資源部土地整理中心．土地開發整理標準[S]．北京:中國計劃出版社,2000

[5] 張飛,楊樂虹．我國土地整理規劃中的技術路線探究[J]．技術研發,2010(1):97-97

[6] 劉杰．空間信息技術在土地利用規劃中的應用[J]．測繪與空間地理信息，2008,31(2):137-139

[7] 李海洋,成遣,高利杰．3S技術在土地整理中的作用[J]．環境保護與循環經濟,2009(10):70-71

P208

B

1672-4623（2014）05-0096-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2014.05.035

陳宗勇，測繪工程師，主要從事工程測繪、地籍測繪及其應用開發。

2014-04-23。