鐵路用地地籍管理系統的設計與實現

孫立志，徐洪秀，胡勤軍

(天津市測繪院，天津 300381)

鐵路用地地籍管理系統的設計與實現

孫立志*，徐洪秀，胡勤軍

(天津市測繪院，天津 300381)

由于鐵路用地管理過程中有很多難題，日常監管有待加強，為了適應新的鐵路用地管理水平，本文在分析鐵路管理中遇到的難題及天津市鐵路局提出的需求基礎上，設計并實現了鐵路用地地籍管理系統。重點分析了研發過程中所涉及的關鍵技術，并對主要功能及技術實現進行了詳細闡述，最后對系統的創新與特色進行了總結。

鐵路；用地地籍管理；系統設計與實現

1 引 言

作為鐵路運輸企業生產經營的基礎性資源，鐵路用地具有十分重要的資產地位，特別是國發[2013]33號《國務院關于改革鐵路投融資體制加快推進鐵路建設的意見》中，第四條已經提出“加大力度盤活鐵路用地資源，鼓勵土地綜合開發利用”，更加體現了鐵路用地在鐵路資產經營中的重要性。但是，現有鐵路用地管理工作存在以下問題：一是鐵路用地面積大，跨度長，土地監管難度大。二是鐵路用地基礎管理手段落后，很多靠手工完成，工作效率低、精確度不高。三是基礎檔案管理和查閱方式落后，地籍圖與檔案資料無法實現準確掛接。因此，建立一套綜合性的鐵路用地地籍管理系統，實現科學化管理、加強監管和提高資源利用率是亟須解決的問題。

當前，隨著計算機技術、網絡通信技術等快速發展，網絡GIS提供了一種信息獲取、更新和管理的工具。從本質上分析，鐵路用地地籍數據也是一種地理信息數據，具有精確的地理位置成分。因此，利用網絡GIS技術進行鐵路用地地籍數據的管理具有很大的優勢。首先，GIS技術提供了可視化工具能夠更直觀的展現地籍數據。利用不同顏色顯示鐵路用地數據是否發證等信息，避免了傳統文字的記錄的單一性。其次，地理數據往往具有屬性信息，能夠實現鐵路地籍SHP數據與掃描件資料的掛接。這樣就能容易地實現圖形、屬性和掃描件之間的互相查詢。最后，將鐵路用地地籍數據疊加在遙感DOM影像或者CAD地形圖上進行瀏覽，能夠提供更多的決策信息。

基于以上分析和探討，結合3S技術的優勢，建立一套鐵路用地地籍數據管理信息系統能夠更好的、科學的實現數據管理和維護。同時，對日常的辦公流程進行計算機程序化，能夠提高工作效率。

2 系統關鍵技術

2.1 基礎地理數據發布

在網絡GIS系統中，底圖數據一般發布成動態地圖服務(WMS)或者首先制作成切片緩存，然后將切片發布為切片地圖服務(WTMS)。其中，WMS服務的發布步驟簡單，不需要制作切片緩存。但是，這種方式一般將原始的影像數據部署在服務器端。同時，首次訪問時，服務器端需要進行切片操作。WTMS服務則首先對原始影像數據進行切片，然后將切片進行部署。這種數據發布方式避免了直接對原始影像數據進行部署。另外，WTMS服務能夠提供更高的數據訪問性能?？紤]到數據的保密性和訪問性能，本設計方案采用切片地圖的形式進行底圖數據的發布。

2.2 鐵路地籍數據的發布

專題數據包括鐵路用地的界址點、界址線和宗地SHP數據。相對于底圖數據，專題數據的數據量小，并且數據不會經常修改。本建設方案采用PostgreSQL數據庫進行專題數據的存儲和管理。最終，專題數據都通過GeoServer GIS服務器對外進行發布。GeoServer按照工作區、數據存儲和圖層進行數據管理。其中，工作區對應服務端的一個文件目錄，用于管理其下的所有數據；數據存儲按照所存儲數據類型，可以分為矢量數據、柵格數據等；圖層則是對數據存儲的包裝，定義了數據存儲的訪問地址、空間參考、字符編碼等信息。

2.3 鐵路用地套界

由于數據的測量方式、用途等不同，底圖數據和鐵路用地專題數據可能不能較好的套合在一起。因此，在建立數據庫之前，首先需要解決鐵路用地套界的問題。對于天津區域的測量工作，經常使用的大地坐標系是“1990年天津市任意直角坐標系”和“1980西安坐標系”。其中，“1990年天津市任意直角坐標系”屬于地方坐標系統，僅在天津范圍內使用?！?980西安坐標系”則數據全國通用的坐標系統，具有更加普遍的使用范圍?？紤]到不同地區、不同數據源的數據集成問題，本建設方案采用“1980西安坐標系”作為坐標參考。在確定了系統所使用的坐標參考系統后，鐵路用地套界的問題就轉換為不同數據源的坐標轉換和統一的問題。

2.4 開源GIS開發平臺

本系統完全基于開源GIS平臺和數據庫進行設計和開發，具有較低的開發成本和靈活性。項目開發成果是基于局域網的地籍GIS系統。其中，服務器端采用GeoServer和GeoWebCache搭建；客戶端由OpenLayers實現地理數據訪問，EasyUI搭建系統的整體界面。通過各個模塊的協調合作，完成系統的預期功能。因此，項目的最大意義在于開發成本低，最終的相對收益較高。

(1)服務端軟件設計

服務端主要由GeoServer和GeoWebCache組成。GeoServer是OpenGIS Web服務器規范的J2EE實現，利用GeoServer可以方便的發布地圖數據，允許用戶對特征數據進行更新、刪除、插入操作，通過GeoServer可以比較容易的在用戶之間迅速共享空間地理信息。

GeoWebCache(GWC)是一個采用Java實現的，用于緩存WMS(Web Map Service)Tile的開源項目。當地圖客戶端請求一張新地圖和切片時，GeoWebCache服務器攔截來至客戶端的請求，判斷本次請求的數據是否已經被緩存。如果請求數據已被緩存，則將這些緩存圖片直接渲染至客戶端；如果請求數據沒有被緩存，則發送請求至WMS Server(提供網絡地圖服務的服務器)，由服務器處理請求數據，并返回給GeoWebCache服務器，GeoWebCache服務器進過渲染及緩存數據圖片后繪制到客戶端。

地圖往往是靜態的，由于大部分客戶端每一次請求WMS(網絡地圖服務)的數據都被質疑，這會導致不必要的處理，增加等待時間。GeoWebCache在他們請求的時候優化存儲(緩存)地圖瓦片，作為代理連接客戶端(例如OpenLayers或谷歌地圖)和服務器(如GeoServer，或任何WMS兼容的服務器)。隨著新的地圖和瓦片的請求發生，GeoWebCache攔截這些請求并預渲染瓦片。因此，一旦瓦片被存儲，地圖繪制速會度增加許多倍，實現更完美的用戶體驗。

(2)客戶端軟件設計

客戶端的主要組成模塊是OpenLayers和EasyUI界面庫。OpenLayers負責加載服務端傳送的數據，并且與服務器建立請求、響應機制。OpenLayers是一個用于開發WebGIS客戶端的JavaScript包，用戶還可以用簡單的圖片地圖作為背景圖，與其他的圖層在OpenLayers中進行疊加。另外，OpenLayers也支持ArcGIS的切片地圖。因此，我們可以利用ArcGIS制作離線切片地圖并通過OpenLayers進行發布。除此之外，OpenLayers實現訪問地理空間數據的方法都符合行業標準。OpenLayers支持Open GIS協會制定的WMS(Web Mapping Service)和WFS(Web Feature Service)等網絡服務規范，可以通過遠程服務的方式，將以OGC服務形式發布的地圖數據加載到基于瀏覽器的OpenLayers客戶端中進行顯示。

作為主要的界面庫，EasyUI構成了系統客戶端的整體界面。jQuery EasyUI是一組基于jQuery的UI插件集合，而jQuery EasyUI的目標就是幫助web開發者更輕松的打造出功能豐富并且美觀的UI界面。開發者不需要編寫復雜的javascript，也不需要對css樣式有深入的了解，開發者需要了解的只有一些簡單的html標簽。jQuery EasyUI為我們提供了大多數UI控件的使用，如：accordion，combobox，menu，dialog，tabs，validatebox，datagrid，window，tree等等。考慮到jQuery EasyUI的簡單實用性，本系統的整體界面由該模塊進行設計和開發。

3 系統主要功能及技術實現

3.1 方案對比

下面從方案的穩定性、經濟性、開發效率和難易度上來進行對比，如表1所示。

系統方案選擇對比 表1

從上表中，我們可以很容易得出下面的結論：使用商業的軟件，開發效率比較高，開發速度快，難度也較低，但要支付相當大的費用。使用開源的軟件，系統不僅穩定，且費用相對比較低。在現有廣泛的開源軟件支持下，選用開源的軟件，是非常實際的選擇。

3.2 總體建設方案

根據項目的具體需求，總體建設方案設計如圖1所示。其中，客戶端由OpenLayers和EasyUI界面庫組成。GeoWebCache和GeoServer作為服務器端的主要模塊，由tomcat服務器向外提供服務。同時，系統權限管理、用戶列表、土地證、權屬資料等的掛接由獨立的數據庫和服務進行管理。本系統選擇開源的PostgreSQL數據庫存儲相關信息，并編寫額外的Java Serverlet服務進行信息更新、刪除和查詢。

圖1 系統總體架構設計

3.3 系統主要功能

(1)信息查詢

通過點查詢或者幾何查詢獲取相關宗地的詳細信息。屬性查詢根據宗地名稱，里程，土地證，權屬單位等信息查看宗地的幾何圖形和相關地籍資料，并高亮顯示滿足條件的宗地，如圖2所示。

圖2 信息查詢

(2)四鄰指界

實現四鄰指界坐標對比功能。圖3為四鄰指界的流程、圖4為四鄰指界的功能截圖。

圖3 四鄰指界流程圖

圖4 四鄰指界

(3)系統管理與維護

系統管理與維護包括用戶信息管理與權限配置、法律法規文件管理以及四鄰指界日志管理服務，圖5為系統管理的界面圖。

圖5 系統管理與維護

4 結 論

系統實現了地籍圖形與土地檔案資料的有效掛接。用戶可以實現圖形、屬性和掃描件之間的互相查詢，極大地簡化了資料查詢的復雜度，提高了工作效率。實現了日常辦公的常用業務邏輯，如根據里程值查詢宗地、四鄰指界模塊。針對不同用戶，本系統提供了分級權限管理，包括一般用戶、一般管理員和超級管理員權限。其中，一般用戶只能查看管轄的宗地，不具備數據修改和系統管理權限；一般管理員可以查看所有數據；超級管理員具有絕對的管理能力，能夠上傳宗地、管理用戶和日志查看等。

GIS技術提供了可視化工具能夠更直觀的展現地籍數據。利用不同顏色顯示鐵路用地數據是否發證等信息，避免了傳統文字的記錄的單一性。地理數據往往具有屬性信息，能夠實現鐵路地籍SHP數據與掃描件資料的掛接。這樣就能容易的實現圖形、屬性和掃描件之間的互相查詢。鐵路用地地籍數據疊加在遙感DOM影像或者CAD地形圖上進行瀏覽，能夠提供更多的決策信息。將地理信息技術與鐵路土地管理有機結合，設計和實現了鐵路用地地籍管理系統，實現鐵路用地管理創新。這種管理創新一方面為提高土地管理水平提供了科學手段；另一方面也為管理創效提供了必要條件。

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Design and Implementation of the Land Cadastral Management System for Railway

Sun Lizhi，Xu Hongxiu，Hu Qinjun

(Tianjin Institute of Surveying and Mapping，Tianjin 300381，China)

It has many problems in the process of railway land management，daily supervision needs to be strengthened. In order to adapt to the new railway land management level，based on the analysis of the problems in the management of the railway and the Tianjin Railway Bureau requirements，this paper designs and implements the cadastral management system for railway. The key technologies involved in the research and development process are analyzed，and the main functions and technical realization are described in detail，in the end the innovations and features are summarized.

railway；land cadastral management；system design and implementation

1672-8262(2017)01-58-04

P208.2

B

2016—02—26 作者簡介：孫立志(1986—)，男，工程師，主要從事移動GIS、網絡GIS、攝影測量等方面的研究工作。