基于衛星遙感的鐵路土地監察管理系統及應用

文 | 王家歡 劉冠君 趙倩

大連航天北斗科技有限公司

一、引言

鐵路用地作為鐵路運輸企業所經營的重要資產，是保證鐵路運輸生產安全與暢通的物質基礎和基本條件，更是鐵路運輸實現自身改革與發展所依靠的重要資本。因此，管理好、利用好、保護好鐵路用地，能為鐵路長遠規劃、建設事業、改革與發展提供強有力的物質條件。作為鐵路運輸管理工作不可或缺的組成部分，鐵路用地管理是鐵路相關部門依據國家法律法規，對鐵路用地的利用活動所進行的內部管理，在鐵路運輸生產和經營中占有重要地位。因此利用衛星遙感技術開展區域鐵路土地監察，鐵路資產監管，加速鐵路用地的信息化建設，提供完善準確的鐵路用地信息，嚴格規范和要求在鐵路運輸經營過程中鐵路資產的處置、開發和利用，加強鐵路土地資產的管理力度，以便為鐵路相關部門制定土地管理決策提供有利依據。

目前鐵路用地監察主要還是以人工巡察為主，人工巡察存在局部偏遠地區人工巡察排查困難，監測信息不及時、不準確等相關問題。鐵路用地監察和鐵路資產監管工作應體現信息化的特色，建立完善的數據庫系統，嚴格規范和要求在鐵路運輸經營過程中鐵路資產的處置、開發和利用，并實現監察單位數據共享。

綜上，本文基于衛星遙感技術、計算機圖形學、海量數據分析和動態可視化技術、三維數據采集與處理技術等最新技術成果，結合地理信息系統（GIS），研究一套基于衛星遙感的鐵路土地監察管理系統，這對實現鐵路土地用地監測、非法侵占監測、收費等業務方面管理工作信息化、可視化發展具有一定借鑒意義，可為提高鐵路土地管理工作水平提供支持，對于實現鐵路土地資產保值增值具有重要意義。

二、方案概述

1．應用目標

基于衛星遙感的鐵路土地監察管理系統及應用，是利用衛星遙感技術、信息技術對各種資源和環境等要素的地理空間信息進行采集，并以一定的數據編碼和格式進行存儲，在采用地理模型分析方法對多要素數據進行綜合分析的基礎上，利用圖形、圖像和數字等多種形式展現所需空間的動態地理信息，結合鐵路土地管理實際工作情況，建立完善的鐵路土地監察管理系統。利用GIS數據分析與編輯、測繪與制圖等功能，對鐵路土地和用房空間分布、利用狀態、動態變化等信息的三維展示，實現鐵路土地地理空間數據采集與編輯的信息化及對鐵路土地資產保值增值。

2．服務應用平臺

本文通過對土地監察執法相關業務的分析，利用移動的相關技術，對系統進行總體設計。系統采用C/S和B/S相混合的最佳模式。在移動終端，土地監察執法工作人員利用帶有定位功能的移動設備，通過3G網絡向服務器發送請求，服務器查詢業務數據或者執行相關GIS功能，返回結果。通過瀏覽器，相應角色登陸后臺，可以查詢和管理外業土地監察執法過程中工作人員的信息、工作任務、工作結果等，同時可以對違法案件的發現提供自動化支持，并對后續違法案件的處理工作進行自動化辦公。

系統采用多層次、面向服務的設計思想，自下而上依次為上一級提供數據和服務功能，應用層提供具體的應用功能，滿足實際的應用需求（圖1）。

圖1 服務應用平臺

系統自下而上，依次為基礎數據層、接口服務層和客戶應用層：

（1）基礎數據層

基礎數據層主要包括基礎地理數據、元數據，以及土地利用現狀數據庫、土地利用規劃數據庫、建設項目用地數據庫等，這一層是整個系統的數據支撐。

（2）接口服務層

該層通過提取加工和抽取基礎數據層的數據，并添加額外的業務數據，形成土地監察執法數據庫。GIS平臺需要通過空間數據庫引擎SDE來存儲和管理數據?？臻g關系型數據庫管理系統（RDBMS）的實現是建立在常規RDBMS之上的，它除了具備常規RDBMS的功能外，還提供特定的針對空間數據的管理功能，常用的實現方式就是在常規RDBMS上添加一層空間數據庫引擎。代表性的空間數據庫引擎是ESRI公司的ARCSDE和中地數碼集團的MapGIS SED。GIS平臺服務器可以發布傳統形式的SOAP風格服務和PEST風格服務，也可以發布OGC定制的web服務標準，主要有WMS、WMTS、WFS、WCS、CSW、WPS以及OpenLS等。該層將底層的數據服務進行封裝，將復雜的功能化繁為簡，為應用層提供統一的接口。

（3）客戶應用層

對新時代高校的思想政治教育來說，強化師資隊伍建設，不僅要加強對思想政治教育課師資力量的打造，同時也應該加強對全校教師思想政治素質的提升，這樣才能讓大學生感到教師的授課既生動鮮活，又在潛移默化中接受先進思想和先進文化的感染和浸潤。

基于服務層提供的各類服務，實現系統的各項具體功能。根據實際功能需要，系統由監察管理子系統、案件管理子系統、統計報表子系統、系統管理子系統構成。

三、系統應用

基于衛星遙感的鐵路土地監測管理系統在實際的鐵路土地站進行部署并測試，主要對鐵路土地站的鐵路用地進行監察，實現基于高分二號衛星0.8m精度的衛星遙感影像為地圖，實現對巡查人員的監控、人員的軌跡回放及統計分析、案件管理、土地收費臺賬的管理及信息查看等應用。

1．監察管理應用

監察管理應用主要負責外業上傳的監察任務數據的收集整理、編輯管理工作，外業人員的工作情況進行監控跟蹤和匯總統計，包括監察任務管理、監察點管理、監察任務監控、監察任務匯總、查詢分析和業務專題圖展示六個功能模塊。這些應用功能和移動監察執法緊密相連，其業務應用功能的實現需要移動監察執法提供外業數據支持。

1）對巡查狀況實時監控：巡查情況實時監控面板中可以顯示出所選土地站所有巡查人員的巡查狀態，也可以輸入工作人員姓名進行查詢。在實時監控面板中不僅能顯示實時在線巡查人員的位置，同時可以查看離線人員的歷史記錄，在巡查人員列表中雙擊巡查人員可在地圖上顯示屬性信息，其中包括人員姓名、人員位置、公里標位置以及時間等信息。

2）巡查軌跡回放：軌跡查詢面板中顯示出所有巡查軌跡列表?？梢酝ㄟ^日期、人員名稱進行篩選。篩選后的列表中，顯示人員名稱、公里數、軌跡操作按鈕。點擊軌跡操作按鈕將會在地圖中顯示出該人員的一次巡查軌跡，實際人員軌跡回放如圖2所示。

圖2 巡查軌跡回放應用

3）巡查人員統計：巡查人員統計分析面板中可以通過輸入條件顯示出監察工作的匯總統計。可以通過輸入開始時間、截止時間以及人員姓名進行匯總，匯總出在這一段時間內，該員工共產生巡查軌跡數量、公里數、往返經過的站點。

2．案件管理應用

案件管理應用主要用于協助室內辦公人員參與違法用地的監察與執法工作，包括案件舉報接收、立案管理、調查取證管理、案件處理、結案歸檔和案件查詢統計等功能。案件的來源有多種形式，既包括例行監察工作時發現的違法案件，也包括通過歷年遙感影像庫疊加分析自動識別的疑似案件，還包括群眾舉報的案件等。案件管理應用方便用戶對某個土地站的所有案件進行管理。案件舉報接收功能展示該土地站所有案件舉報記錄明細，管理人員對每條信息進行審核、審批等；立案管理是對舉報案件審批時發現有疑點的案件，記錄并根據規定進行立案處理；調查取證管理是對立案的案件進行技術取證及現場取證核實并記錄；案件處理是對已經確定違建違規的案件依規進行處理；案件查詢統計是對已經處理的案件進行統計分析并記錄歸檔，方便后續調閱查詢等。

3．統計報表應用

統計報表應用主要包括動態巡查發現土地日報表、動態巡查登記每月臺賬表、每月發現違法用地清單。根據不同需求，可以查詢對應所屬機構每個站點征用的面積、征用時間、征用類型、用地經度、用地緯度等信息，判斷用地是否合法。

1）收費臺賬管理：收費臺賬應用方便用戶對某個土地站的收費情況進行管理，包括收費臺賬管理、收費查詢篩選、收費項目定位及收費項目信息查看等。收費臺賬功能展示該土地站所有收費明細臺賬，每一個租用單位就是一條數據，在系統中統計進行管理。臺賬中通過不同顏色表示收費項目的不同狀態。

2）臺賬定位及信息查看：收費臺賬列表的功能列表，包括查看和定位。用戶可以對這些問題進行查看、定位等操作。信息詳情面板中顯示該項目的用戶名、所在線別、里程位置、起始日期、終止日期、協議金額、收費金額、收費依據、收費狀態，同時顯示每一次處理的詳情，包括處理時間、收費方式、收費編號。收費臺賬列表中點擊定位按鈕后在地圖中自動定位項目，并顯示基本信息，包括單位名稱、收費狀態、收費金額、協議金額等。

4．系統管理應用

系統管理主要包括用戶管理、用戶角色、權限管理、修改密碼。用戶管理模塊，土地站負責人可以使用系統管理模塊新建登錄用戶名、使用者姓名、所屬機構、負責人、電子郵件、電話等信息，也可為用戶設定不同角色登錄，可以劃分不同的權限，可以為不同的用戶劃分相應的權限及修改用戶的登錄密碼，保證系統的安全性。

四、結束語

基于衛星遙感的鐵路土地監察管理系統采用衛星遙感技術，定期更新衛星遙感影像數據，實現自動化監察鐵路土地變化并及時報警，鐵路土地巡查人員依據報警信息中的位置去現場巡查和核實，并記錄土地監察的信息，快速解決鐵路土地非法侵占問題。融合北斗高精度定位技術，實時監控巡查人員位置和自動記錄巡查里程等信息，依據巡查人員的巡查情況，對鐵路土地使用進行收費及管理，從而極大提高鐵路土地用地、房產等方面管理工作的信息化和可視化能力，實現鐵路土地資產保值增值。