基于GIS的基本農田監管系統設計與實現

董志淵

摘要：借助GIS技術的系統設計可以實現對地理信息數據的查詢、管理、分析等功能。本文將GIS技術應用到國土部門的基本農田管理工作中，提出了基本農田監管系統的設計方案，詳細的進行了需求分析和相關功能設計，系統闡述了模塊的實現形式，結果表明基于GIS的基本農田監管系統設計與實現可以提升國土部門對基本農田的管理水平、提升工作效率的同時降低了成本，具有較強的應用價值。

關鍵詞：GIS;基本農田;監管系統;數據庫設計

0 引言

隨著社會經濟高速發展，國家為了保障民生實現社會穩定安全，實施了基本農田保護政策。國土管理部門首先開展了基本農田的劃定工作，但目前對基本農田的管理還達不到實時查詢與共享。因此，加強基本農田的信息化管理，實現數字化監管，完成國土部門“數字國土”的建設是需要完成的首要目標。

隨著計算機技術、網絡技術以及數據庫技術的發展，地理信息系統（Geographic Information System，GIS）逐漸的進入了大眾視野，GIS是融合了計算機技術、信息技術為一體地理學信息管理系統，可以實現地理數據的管理、查詢、分析以及計算等功能。目前GIS技術實現了單機向網路化的演化，并且被廣泛的應用到國土部門的相關業務中，如：土地承包經營權、地籍管理、不動產登記、生態環境監測等方面。

1、基本農田監管系統模塊結構

本研究的需求分析主要是包括兩個方面即：數據需求和用戶需求。數據是地理信息系統的基礎，基本農田管理系統需要的數據包括基本農田數據、耕地數據、土地調查數據、耕地質量等別數據等專題數據，除此之外還包括行政區劃數據等專題數據。用戶需求則包括公眾需求、監管部門需求和系統管理者需求。

系統的開發需要在服務器端和客戶端實現聯合開發，采用的是B/S結構，數據庫的管理采用的是Arc GIS SDE for SQL Server，結合.NET語言實現數據管理，客戶端是利用API完成操作和調試。

本研究的基本農田監管系統是基于WebGIS進行研發，系統的架構設計包括基礎數據層、服務器層、業務層以及用戶層，其中基礎數據層是整個系統架構的最底層也是最為基礎的層，主要是為系統提供數據支撐，數據包括基礎地理信息數據、基本農田數據、耕地數據、質量等別數據庫等所有相關數據;服務層主要是通過GIS服務器和Web服務器實現數據圖層的發布，同時也可以接受用戶發出的服務指令;業務層則為中間的銜接圖層，主要可以選擇各項功能，而用戶層則為最上面一層，可以直接實現用戶的需要。

基本農田監管系統的設計主要是服務于國土部門、系統維護部門以及大眾，因此實現的系統功能直接影響用戶的質量。在本系統中設計實現了基本農田監管系統的基本操作功能、信息查詢功能、空間分析計算功能、專題圖生產與輸出功能、監管與信息反饋功能等。具體的系統功能的分布于實現的操作如圖1所示。

系統的功能影響著用戶的體驗，但是數據庫是保證用戶需求的關鍵，系統開發是否完善關鍵取決于數據庫結構的設計。在本研究設計的基本農田監管數據庫中包括耕地數據庫、土地利用數據庫、土地分等定級數據庫、基本農田數據庫等。在構建基本農田監管系統數據庫時嚴格遵照相關的數據庫標準進行設計。此外，數據庫的結構和存儲形式直接決定了數據的讀取速度，因此除了按照統一標準構建數據庫外還需對現有的數據庫進行優化存儲，將相關的數據與擴展關系編制成關聯操作，在數據查詢和分析時可以提高效率。

2、系統能供模塊實現

地圖的基礎操作模塊主要是為了實現地圖的查詢、圖層管理的功能，可以實現地圖的放大、縮小、平移、圖層切換等基礎功能，在Web GIS 系統中圖層的管理主要是利用圖層樹中的開關切換來實現動態圖層的加載。在基本農田系統監管系統中還調用了第三方地圖，用以對照基本農田的斑塊數據，調用的地圖為天地圖的影像數據資源。

信息查詢模塊主要是實現人機交互，根據用戶的需求鎖定查詢信息的過程，查詢模塊可以實現多種查詢方式，比如圖形查詢和條件查詢，圖形查詢示根據選擇的斑塊數據實現定位查詢，而條件查詢則可以根據用戶輸入的指令進行查詢。地理信息系統最為強大的功能就是可以實現空間分析的功能，基本農田管理系統的空間分析模塊主要包括空間量測功能、面積計算、壓占分析等。

目前的基本農田管理均是依靠國土相關部門，這樣監管勢必會存在著疏漏，因此在監管系統中完善了制圖與信息反饋模塊。基本農田監管系統的制圖功能可以簡單操作實現專題地圖的生成，并利用一鍵生成功能輸出為專題地圖，可以實現大眾化使用，在基本農田受到破壞時，用戶可以快速的查找基本農田斑塊，實現簡單的編輯與信息反饋，然后利用專題制圖輸出成圖，上報給有關部門，實現基本農田的快速精準化管理。

系統管理模塊主要針對的是系統維護人員，重點是為了區分用戶與管理者的應用權限。在基本農田管理系統中設計了較為復雜的用戶權限，對于每一個菜單、每一個功能、數據的查詢和處理分別設計了多種用戶權限，用戶可以根據不同的需求，實現對數據的操作和應用。而對數據的編輯和刪除等功能只有最高權限的用戶可以使用，根據不同權限設立的系統管理模塊可以保證系統安全的運行。

3、結論

目前基本農田數據的管理和應用還不能實現信息化，更不能滿足對基本農田數據的實時查詢與共享。本研究基于GIS技術設計了基本農田數據監管系統，從需求分析、架構設計、功能設計、數據庫設計等方面對系統設計進行了概述，然后對基礎操作模塊、信息查詢與分析模塊、制圖與反饋模塊、系統管理模塊等功能實現進行了說明。基本農田監管系統的設計和實現可以推進國土數據共享，也可為基本農田的保護提供有效的手段。

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（作者單位：貴州黔測地信科技有限公司）