“地籍一張圖”系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

付仲良，單周桂，楊元維，孫偉偉

（1.武漢大學(xué) 遙感信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430079）

“地籍一張圖”系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

付仲良1，單周桂1，楊元維1，孫偉偉1

（1.武漢大學(xué) 遙感信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430079）

針對(duì)傳統(tǒng)二元格局的地籍管理中存在的問題，引入廣義宗地的概念，探討了基于“地籍一張圖”的城鄉(xiāng)一體化、二三維一體化的地籍?dāng)?shù)據(jù)集成管理模式。根據(jù)地籍管理的日常業(yè)務(wù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了“地籍一張圖”信息系統(tǒng)。

地籍管理；地籍一張圖；B/S

目前地籍管理包括城鎮(zhèn)地籍管理和土地利用現(xiàn)狀管理,這兩種管理模式存在很多弊端[1]：①系統(tǒng)數(shù)據(jù)的覆蓋范圍很難嚴(yán)密銜接。②重復(fù)變更增加了工作量。③二者的土地分類標(biāo)準(zhǔn)不同，不利于統(tǒng)計(jì)和分析等。國(guó)內(nèi)許多學(xué)者針對(duì)上述問題進(jìn)行研究。車學(xué)文[1]探討了一體化地籍管理的模式；沈陳華[2]著重討論了地籍?dāng)?shù)據(jù)的組織；李銘[3]研究了地籍聯(lián)動(dòng)變更模型，以期提高地籍變更的自動(dòng)化和智能化程度。隨著國(guó)土資源“一張圖”概念的出現(xiàn)和第二次全國(guó)土地調(diào)查城鎮(zhèn)地籍調(diào)查（二調(diào)）工作的結(jié)束，如何整合二調(diào)數(shù)據(jù)和現(xiàn)有的地籍?dāng)?shù)據(jù)形成“地籍一張圖”成為地籍研究的熱點(diǎn)。本文在現(xiàn)有地籍管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對(duì)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌管理問題，以搭建辦公協(xié)同、信息共享、城鄉(xiāng)一體的地籍管理信息平臺(tái)為目標(biāo)，首先對(duì)二調(diào)、城調(diào)和日常登記發(fā)證等地籍?dāng)?shù)據(jù)，以及基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和其他規(guī)劃國(guó)土審批數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，形成“地籍一張圖”的數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而針對(duì)地籍日常業(yè)務(wù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具有數(shù)據(jù)錄入、檢查、編輯、查詢、統(tǒng)計(jì)匯總、地圖輸出、關(guān)聯(lián)分析等功能的“地籍一張圖”系統(tǒng)。

1 “地籍一張圖”設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

考慮到地籍管理工作的社會(huì)化和綜合化的要求，使國(guó)土各級(jí)用戶可以方便快捷地訪問“地籍一張圖”系統(tǒng)，系統(tǒng)采取B/S模式，結(jié)構(gòu)上分為數(shù)據(jù)層、領(lǐng)域?qū)印⒎?wù)層、表現(xiàn)層（圖1）。其中，數(shù)據(jù)層是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，存儲(chǔ)地籍空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并以服務(wù)的形式在服務(wù)層發(fā)布，供表現(xiàn)層調(diào)用；空間數(shù)據(jù)利用ArcGIS Server進(jìn)行發(fā)布，屬性數(shù)據(jù)利用WCF進(jìn)行發(fā)布。數(shù)據(jù)層和服務(wù)層由領(lǐng)域?qū)鱼暯樱鶕?jù)地籍的業(yè)務(wù)邏輯，記錄業(yè)務(wù)的狀態(tài)，保證每一次業(yè)務(wù)的準(zhǔn)確性與完整性；在數(shù)據(jù)到達(dá)服務(wù)層后，服務(wù)層統(tǒng)一發(fā)布成REST服務(wù)，同時(shí)通過用戶權(quán)限來控制數(shù)據(jù)安全；最后，在表現(xiàn)層以圖片、文字、表格和圖形的形式呈現(xiàn)給用戶。相對(duì)于傳統(tǒng)的3層結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)把地籍業(yè)務(wù)單獨(dú)分離出來，便于地籍業(yè)務(wù)的變動(dòng)與擴(kuò)展。

圖 1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

1.2 數(shù)據(jù)集成

地籍的屬性數(shù)據(jù)主要包括地籍調(diào)查表、土地登記申請(qǐng)表、土地登記審批表、國(guó)有土地使用證、國(guó)有土地使用權(quán)承租證明、國(guó)有土地使用權(quán)抵押證明、土地登記卡、共有使用權(quán)登記卡、歸戶卡等；地籍的空間數(shù)據(jù)主要包含地籍分區(qū)要素、地籍調(diào)查宗地等。地籍?dāng)?shù)據(jù)的綜合集成既要實(shí)現(xiàn)多源、多維空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的雙向聯(lián)系，同時(shí)也要基于標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。本文通過地籍框架、地籍?dāng)?shù)據(jù)無縫組織、一體化宗地、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范體系實(shí)現(xiàn)地籍?dāng)?shù)據(jù)的集成。

1.2.1 地籍框架

建立地籍框架，即劃定地籍區(qū)、地籍子區(qū)。從城鎮(zhèn)地籍調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、二次調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)等已建成的數(shù)據(jù)庫(kù)中提取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，作為地籍區(qū)、地籍子區(qū)劃分的基礎(chǔ)。在權(quán)屬名稱為“**城區(qū)”的范圍內(nèi)，以街道、街坊（社區(qū)）數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，劃定地籍區(qū)、地籍子區(qū)；在農(nóng)村集體土地所有權(quán)調(diào)查范圍內(nèi)，依據(jù)行政界線劃定地籍區(qū)、地籍子區(qū)；在其余區(qū)域，參照城中村綜合改造規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)、行政界線數(shù)據(jù)庫(kù)，主要依據(jù)街道、街坊數(shù)據(jù)庫(kù)，劃定地籍區(qū)、地籍子區(qū)。最后對(duì)地籍區(qū)，地籍子區(qū)按照編號(hào)規(guī)則進(jìn)行編號(hào)。

1.2.2 地籍?dāng)?shù)據(jù)無縫組織

首先采用拓?fù)湟?guī)則對(duì)地籍?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行清理，確保宗地由界址線構(gòu)成完整的封閉線，相鄰的宗地之間沒有重疊和縫隙，房屋完全位于某一宗地之內(nèi)。然后對(duì)農(nóng)村和城鎮(zhèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行接邊處理，權(quán)屬界線采用已登記過的國(guó)有土地界線為準(zhǔn)，調(diào)整與己登記的國(guó)有土地界線有細(xì)小縫隙或細(xì)小重疊的集體土地界線，必要時(shí)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。最后形成“一張圖”宗地圖層。

1.2.3 一體化宗地

一體化宗地包含城鄉(xiāng)一體化及二三維一體化。農(nóng)村和城鎮(zhèn)在地籍管理層次結(jié)構(gòu)上有一定的相似性，存在著對(duì)應(yīng)的關(guān)系，把宗地抽象為廣義宗地[4]，如圖2。統(tǒng)一城鎮(zhèn)和農(nóng)村宗地在宗地語義上的差別，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化。

圖2 廣義宗地

二維地籍以宗地為最小管理單元，宗地是權(quán)利上具有同一性的封閉二維多邊形。在二維地籍的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，將三維宗地抽象為在權(quán)利上具有同一性的封閉三維實(shí)體，同時(shí)結(jié)合宗地的權(quán)利屬性，以宗地編碼和二維宗地進(jìn)行關(guān)聯(lián)，構(gòu)建二三維一體化宗地，如圖3。

圖3 二三維一體化宗地

最后對(duì)宗地進(jìn)行統(tǒng)一編碼，從而確定宗地的唯一標(biāo)識(shí)。宗地編碼采用5層19位層次碼結(jié)構(gòu)，按層次分別表示縣級(jí)行政區(qū)劃、地籍區(qū)、地籍子區(qū)、土地所有權(quán)類型、宗地號(hào)（圖4）。

圖 4 宗地編碼結(jié)構(gòu)

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范體系

在引用現(xiàn)有國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，通過制定數(shù)據(jù)規(guī)范和服務(wù)規(guī)范保證各類數(shù)據(jù)資源的共享與集成。數(shù)據(jù)規(guī)范包含定位參照系統(tǒng)、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)交換格式及元數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。其作用是規(guī)范地理信息數(shù)據(jù)描述、加工、處理、分析、查詢、表示；服務(wù)規(guī)范則是在分布式環(huán)境下實(shí)現(xiàn)多源、異質(zhì)、異構(gòu)數(shù)據(jù)的流通與系統(tǒng)互操作的技術(shù)規(guī)范，主要服務(wù)規(guī)范為WMS、WFS、WCS、WFS-G、WPS、CSW等。

1.3 業(yè)務(wù)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能主要包括5個(gè)方面：業(yè)務(wù)辦公、圖文查詢、數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)分析和地籍監(jiān)管，如圖5。功能設(shè)計(jì)均以圖斑為中心，進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)操作。

圖 5 系統(tǒng)功能

1）業(yè)務(wù)辦公。包含個(gè)人土地登記、土地分割登記。主要是針對(duì)樓房進(jìn)行立案和審批，并且根據(jù)竣工驗(yàn)收的資料進(jìn)行分割。對(duì)業(yè)務(wù)辦公按照事項(xiàng)登記—事項(xiàng)轉(zhuǎn)辦—事項(xiàng)分件—經(jīng)辦人初審—審核—負(fù)責(zé)人審定—經(jīng)辦人制證—窗口發(fā)證進(jìn)行嚴(yán)格的流程控制。

2）圖文查詢。以宗地為中心，查詢宗地的所屬信息、登記立案信息、宗地四至、界址點(diǎn)、界址線等。查詢結(jié)果均可定位到圖斑上，實(shí)現(xiàn)“以圖管地”。

3）統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)地籍業(yè)務(wù)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以多種形式表現(xiàn)宗地變更趨勢(shì)和宗地現(xiàn)狀問題。主要對(duì)土地登記信息中出讓、劃撥、轉(zhuǎn)讓、抵押和國(guó)有土地登記發(fā)證中個(gè)人登記發(fā)證、單位登記發(fā)證以及土地使用權(quán)的面積和數(shù)量等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從宏觀上把握用地情況。

4）數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理是整個(gè)系統(tǒng)的支撐，提供對(duì)地籍?dāng)?shù)據(jù)的維護(hù)和管理功能，包括地籍?dāng)?shù)據(jù)的查詢檢索、歷史追溯、導(dǎo)入導(dǎo)出以及編輯和制圖等。

5）土地監(jiān)管。對(duì)單位土地發(fā)證、個(gè)人土地發(fā)證、集體所有權(quán)發(fā)證、查封解封等進(jìn)行監(jiān)控。

2 關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)特色

2.1 關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 多源、多維數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理

地籍?dāng)?shù)據(jù)是一種多源、多維的數(shù)據(jù)，它既包含了農(nóng)村與城鎮(zhèn)中的圖形數(shù)據(jù)以及各類登記表和審批表等屬性數(shù)據(jù)，而且還擁有豐富的三維模型數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)多源、多維地籍?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和調(diào)度，本文在廣義宗地的概念上采用二三維一體化宗地模型對(duì)農(nóng)村和城鎮(zhèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化管理，通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎管理二維圖形信息及屬性數(shù)據(jù)，通過Skyline管理地形地貌數(shù)據(jù)和三維模型數(shù)據(jù)，兩者以空間位置和屬性字段建立關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)二三維地圖的聯(lián)動(dòng)和聯(lián)合檢索，通過OpenGIS標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)二三維數(shù)據(jù)的共享和互操作。

2.1.2 “云”部署機(jī)制

“云”管理模式的主要思路是邏輯集中物理分散的分布式部署架構(gòu)，將數(shù)據(jù)由云端管理起來并集中發(fā)布成服務(wù)，云端服務(wù)器只負(fù)責(zé)各自數(shù)據(jù)的維護(hù)。“云”管理模式可以有效地實(shí)現(xiàn)地理空間信息資源跨部門、跨區(qū)域的共享。根據(jù)地籍管理工作的需要，本文采用虛擬化和“云”計(jì)算的方式，在服務(wù)中心部署服務(wù)器，安裝VMware vCenter Server以及Oracle11g并虛擬化后把服務(wù)器添加到vCenter中進(jìn)行集中管理，提高了服務(wù)器工作效率，減少維護(hù)工作量，為地籍管理提供高速、暢通、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)支撐。

2.2 系統(tǒng)特色

二維GIS和三維GIS都有其自身的優(yōu)勢(shì)。二維GIS數(shù)據(jù)多，數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單；三維GIS可描述真實(shí)世界面貌，表達(dá)二維GIS無法表達(dá)的地物和自然現(xiàn)象。本次設(shè)計(jì)綜合了二三維GIS的特點(diǎn)，把三維模型加入到地籍管理系統(tǒng)中，采用二三維一體化宗地的形式，立體化展現(xiàn)宗地空間土地使用權(quán)的利用區(qū)域和范圍，實(shí)現(xiàn)了三維空間中土地使用權(quán)有效管理，同時(shí)以二、三維聯(lián)動(dòng)的方式對(duì)地籍?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行展示（如圖6），強(qiáng)化了“以圖管地”手段。

圖 6 二、三維聯(lián)動(dòng)瀏覽

3 結(jié) 語

本文在對(duì)城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)與農(nóng)村土地利用數(shù)據(jù)集成的基礎(chǔ)上，通過采用B/S模式，構(gòu)建了一個(gè)城鄉(xiāng)一體化的地籍管理系統(tǒng)。不僅在瀏覽器端實(shí)現(xiàn)了宗地的分割、編輯、導(dǎo)入導(dǎo)出、檢查、統(tǒng)計(jì)分析等功能，而且把三維模型嵌入地籍系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了二、三維聯(lián)動(dòng)，豐富了“以圖管地”的手段，對(duì)地籍管理科學(xué)化、精細(xì)化，實(shí)現(xiàn)土地資源的合理利用，促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展有著積極意義。

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P273

B

1672-4623（2015）02-0164-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.02.058

付仲良，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)镚IS、遙感圖像處理等。

2014-04-24。