基于移動(dòng)GIS的房地一體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

葉 青

(杭州昱通測(cè)繪有限公司，浙江 杭州 310000)

0 引言

目前，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，農(nóng)村和城市面貌日新月異，為全面、及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握房屋和土地的變化信息，政府部門開(kāi)展了房地一體確權(quán)登記調(diào)查工作。傳統(tǒng)的房地一體確權(quán)方式是外業(yè)人員通過(guò)測(cè)繪儀器和紙質(zhì)調(diào)繪圖來(lái)采集地籍空間信息和屬性信息，內(nèi)業(yè)人員再根據(jù)手工繪制的草圖和權(quán)屬資料進(jìn)行數(shù)字化圖解，該種方式存在作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、程序多而復(fù)雜、自動(dòng)化程度不高、內(nèi)外業(yè)分離、容易出錯(cuò)等情況，已經(jīng)難以滿足目前不動(dòng)產(chǎn)確權(quán)登記調(diào)查工作的需求。

近年來(lái)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅猛，傳統(tǒng)的GIS技術(shù)也隨之朝著移動(dòng)方向發(fā)展，移動(dòng)GIS應(yīng)運(yùn)而生。移動(dòng)GIS技術(shù)集成GNSS技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，大大擴(kuò)展了GIS的應(yīng)用范圍，其為廣大用戶提供了更為可靠、快捷、方便的信息查詢和決策手段，是當(dāng)今嵌入式GIS的最新發(fā)展形式。國(guó)內(nèi)外各大GIS公司推出了相應(yīng)的GIS移動(dòng)產(chǎn)品，基于移動(dòng)GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、測(cè)繪、地質(zhì)、林業(yè)、水利等行業(yè)。由此，筆者根據(jù)多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，利用GIS移動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了房地一體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，解決了目前房地一體數(shù)據(jù)采集中存在的各種問(wèn)題。利用房地一體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行房地一體數(shù)據(jù)采集具有調(diào)查效率高、數(shù)據(jù)強(qiáng)，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢反饋并及時(shí)修改，有效保證了不動(dòng)產(chǎn)確權(quán)登記數(shù)據(jù)的精確性和現(xiàn)勢(shì)性。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

房地一體確權(quán)登記調(diào)查工作的主要內(nèi)容包括權(quán)源資料收集、不動(dòng)產(chǎn)測(cè)繪、房產(chǎn)圖、宗地圖制作、房地一體建庫(kù)、房地一體數(shù)據(jù)入庫(kù)等工作內(nèi)容。通過(guò)房地一體登記系統(tǒng)下載已有數(shù)字化地籍成果和登記成果、根據(jù)已有地籍登記成果開(kāi)展實(shí)地調(diào)查、收集權(quán)源資料、對(duì)變化的地形部分進(jìn)行修補(bǔ)測(cè)繪、開(kāi)展房產(chǎn)測(cè)繪和宗地核實(shí)、房產(chǎn)分層分戶圖和宗地圖制作、房地一體數(shù)據(jù)建庫(kù)、房地一體數(shù)據(jù)庫(kù)更新入庫(kù)等工作。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體思路包括基于平板開(kāi)發(fā)房地一體外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)獲取房地一體空間信息數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)并繪制房地一體分層分戶圖；基于云政務(wù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)權(quán)源資料采集直通車，通過(guò)手機(jī)端實(shí)現(xiàn)權(quán)源資料的實(shí)時(shí)上傳；基于ArcGIS平臺(tái)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)房地一體建庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)房地一體數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新，房地一體數(shù)據(jù)建庫(kù)及其相關(guān)成果資料的制作輸出。

1.2 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于面向服務(wù)(SOA)的分層式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別為用戶表現(xiàn)層、邏輯層、數(shù)據(jù)層(見(jiàn)圖1)。多層體系結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)控制與應(yīng)用邏輯分層獨(dú)立管理，能更嚴(yán)格地控制信息查詢搜索。

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和主要功能設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用Spatialite數(shù)據(jù)庫(kù)，Spatialite是一套輕量級(jí)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是SQLite數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)引擎。遵守OGC-SFS(Open Geospatial Consortium-Simple Feature Specification)標(biāo)準(zhǔn)并支持空間幾何數(shù)據(jù)類型和跨平臺(tái)，具有零配置、可移植、緊湊等特點(diǎn)。Spatialite for Android是為Android平臺(tái)提供的Spatialite實(shí)現(xiàn)，用于在Android平臺(tái)上使用空間數(shù)據(jù)庫(kù)，可以很好地解決ArcGIS for Android不支持離線矢量數(shù)據(jù)的難題。

1)系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)。支撐系統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)主要包括行政區(qū)劃、地籍區(qū)、地籍子區(qū)、宗地、自然幢、房屋面、界址點(diǎn)、界址線、界址點(diǎn)注記、界址線注記及面狀地物、線狀地物及點(diǎn)狀地物。

2)系統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)包括房屋基本信息、房屋層、房屋戶、房屋權(quán)利人等。

2.2 系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用Android studio、Spatialite以及ESRI公司的ArcGIS for Android平臺(tái)、服務(wù)器端ArcGIS Server 10.2等工具構(gòu)建，在功能設(shè)計(jì)上主要有地圖基本操作、用戶管理、房地一體數(shù)據(jù)管理三大部分。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1)地圖基本操作。本系統(tǒng)的地圖顯示數(shù)據(jù)主要包括影像數(shù)據(jù)和宗地房屋屬性數(shù)據(jù)。地圖加載可以加載調(diào)查村莊的地籍圖、影像圖，方便通過(guò)地籍圖、影像資料辨識(shí)對(duì)應(yīng)的地物及房產(chǎn)信息。地圖渲染可以設(shè)置清晰、簡(jiǎn)潔的地籍地形數(shù)據(jù)，方便查看宗地房屋周邊的地物。通過(guò)搜索查詢宗地號(hào)可以快速定位到相應(yīng)的宗地。點(diǎn)擊地圖上的地物可以查看相應(yīng)地物的屬性信息。

2)用戶管理。該模塊的主要功能有用戶注冊(cè)、實(shí)名認(rèn)證和權(quán)限管理，用戶包括管理員、調(diào)查員、農(nóng)戶3種權(quán)限身份，只有實(shí)名注冊(cè)并通過(guò)認(rèn)證，然后登錄系統(tǒng)后才可以使用本系統(tǒng)，不同身份的用戶對(duì)應(yīng)著不同的權(quán)限，管理員具有最高的用戶權(quán)限，可以訪問(wèn)所有的數(shù)據(jù)，并擁有數(shù)據(jù)的編輯、修改權(quán)限；調(diào)查員可以協(xié)助農(nóng)戶完成注冊(cè)，并對(duì)其負(fù)責(zé)的農(nóng)戶進(jìn)行管理，進(jìn)行農(nóng)戶信息填報(bào)等；農(nóng)戶可以查看所有的數(shù)據(jù)，但只能修改、填報(bào)本人的家庭成員和本人的宗地房屋信息。

3)房地一體地圖數(shù)據(jù)管理。宗地?cái)?shù)據(jù)管理模塊主要是宗地、自然幢等矢量數(shù)據(jù)信息的新建和刪除、屬性信息查詢和宗地定著物(房屋)房地一體屬性數(shù)據(jù)信息的新增、修改、刪除(包括房屋面積、戶主信息等)、查詢，照片拍攝、上傳等。

2.3 主要功能展示

1)房地一體空間信息采集。移動(dòng)GIS的農(nóng)村宅基地及住房數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以參照已有的宗地和房屋實(shí)時(shí)繪制基本宗地、房屋圖，在繪制圖形過(guò)程中可為不同的結(jié)構(gòu)類型設(shè)置不同的線型，例如為房屋的自墻、共墻設(shè)置不同的線型，使圖形數(shù)據(jù)更加直觀，而且相應(yīng)房地一體的墻體信息會(huì)自動(dòng)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)提供了很多方便繪制圖形的繪圖工具:兩點(diǎn)繪線、直角繪線、長(zhǎng)度繪線、角度繪線、繪制圓弧線、自動(dòng)延長(zhǎng)等方便作業(yè)人員的圖形繪制。

2)房地一體屬性信息調(diào)查。在完成房屋的繪制后可在平板采集系統(tǒng)中實(shí)時(shí)錄入房屋屬性信息，包括房屋幢、層、戶、權(quán)利人信息等屬性的錄入，最后利用系統(tǒng)提供的地物代碼掛接功能進(jìn)行地物屬性編輯，使得房屋圖形數(shù)據(jù)與屬性信息相關(guān)聯(lián)。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 工程概況

以浙江某農(nóng)村房地一體調(diào)查項(xiàng)目作為示范工程，本次調(diào)查總面積約2 km2，人口約1 000人，農(nóng)田1 820畝(1畝≈666.7 m2)，山林1 694畝，水面298畝。本項(xiàng)目利用移動(dòng)GIS的房地一體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行外業(yè)調(diào)查，調(diào)查方案以村中心為起點(diǎn)，向周圍進(jìn)行擴(kuò)展測(cè)量，既保證了測(cè)區(qū)內(nèi)有宗地較為密集的居住區(qū)，也有人煙稀少的無(wú)人區(qū)；有地勢(shì)起伏較大的丘陵區(qū)，也有地勢(shì)平坦的平原區(qū)，同時(shí)也包含了豐富的地物地類類型，使得示范區(qū)具有一定的代表性。

3.2 準(zhǔn)備工作

收集該測(cè)區(qū)第三次土地利用現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、行政界線及其他相關(guān)資料。以2019年9月航拍的0.15 m級(jí)的高分辨率影像數(shù)據(jù)為載體，疊加三調(diào)土地利用線狀要素，農(nóng)村居民點(diǎn)以及縣、鄉(xiāng)、村土地權(quán)屬界線，附以必要的行政村組名，以村為單位，利用ArcMap制作調(diào)繪底圖，將制作好的調(diào)繪底圖以tpk文件的形式上傳至服務(wù)器中，供調(diào)查人員下載后直接加載到房地一體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。

3.3 精度驗(yàn)證

使用本系統(tǒng)前，作業(yè)人員利用地形圖、影像等資料，選取測(cè)區(qū)內(nèi)的部分已知控制點(diǎn)對(duì)該系統(tǒng)的GPS定位精度進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)位置偏差都在合理范圍內(nèi)，可以滿足地籍調(diào)查項(xiàng)目的定位精度要求。另外，使用車載記錄軌跡點(diǎn)的方式，對(duì)某條約3 km的市區(qū)道路進(jìn)行了軌跡記錄測(cè)試，將軌跡點(diǎn)與現(xiàn)有地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加后，發(fā)現(xiàn)93%的軌跡點(diǎn)都落在實(shí)際行進(jìn)車道內(nèi)，只有少數(shù)粗差點(diǎn)偏離車道，因此可以得出，本系統(tǒng)的定位精度可以滿足房地一體項(xiàng)目的要求。

3.4 應(yīng)用效果分析

利用系統(tǒng)的GPS定位功能獲取調(diào)查員當(dāng)前所在位置，結(jié)合調(diào)繪底圖采用矢量數(shù)據(jù)采集功能對(duì)界址點(diǎn)、界址線進(jìn)行采集和編輯，同時(shí)繪制出宗地草圖，利用系統(tǒng)提供的地物代碼掛接功能進(jìn)行地物屬性編輯。利用系統(tǒng)提供的調(diào)查取證功能在一個(gè)宗地上拍攝不同角度的照片，拍照的同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)記錄下所拍攝地點(diǎn)的方位角、位置和姿態(tài)，最后將照片和攝像文件全部以宗地為單位進(jìn)行存儲(chǔ)。本次調(diào)繪核查僅用了5天時(shí)間就完成了所有外業(yè)調(diào)查工作，經(jīng)測(cè)算，生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)紙質(zhì)圖調(diào)繪提高了40%以上，同時(shí)相比傳統(tǒng)方法，在人力和物力上的投入大大減少，應(yīng)用效果顯著。

4 結(jié)語(yǔ)

基于移動(dòng)GIS的房地一體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記提供了新的技術(shù)手段，大大提高了不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的效率，簡(jiǎn)化了調(diào)查工作的流程，減輕了外業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記工作提供了重要的技術(shù)支撐，加快推進(jìn)了不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記工作朝著信息化、精細(xì)化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。