青島市第三次國土調查市級信息系統平臺建設與應用

文｜徐學濤 孫啟龍 王凱

本文以建設青島市第三次國土調查信息系統的必要性為切入點，闡述了青島市第三次國土調查市級信息系統建設目標與任務，分析了該系統的總體架構、技術架構、數據架構設計，并詳細闡述了不同系統的平臺功能設計，最后對該平臺的應用成效進行分析和評價。 該信息系統的建設為青島市三調工作的全生命周期的統籌、協調提供了技術支撐，保證了青島市第三次國土調查成果的準確性。

一、引言

國土調查是我國法定的一項重要制度，是全面查實查清土地資源的重要手段。全國第三次國土調查是在第二次全國國土調查成果的基礎上，全面細化和完善土地利用基礎數據，致力于滿足生態文明建設、空間規劃編制、自然資源管理體制改革等工作的需要。開展第三次國土調查，對貫徹落實耕地保護制度和節約用地制度，提升國土資源管理精準化水平，支撐和促進經濟社會可持續發展均具有重要意義。

我國幅員遼闊，長期以來實行自然資源分頭管理，導致國土調查成果存在重復和交叉，各類自然資源分類體系和標準不統一等問題。2018年4月，自然資源部的組建為我國國土調查工作提供了新的管理模式，并提出要按照統一數據庫標準及規范，建立互聯共享集影像、類型、范圍、面積和權屬為一體的自然資源調查數據庫和服務平臺。因此，第三次國土調查信息系統建設是三調工作的關鍵環節。如何建立信息化能力強、全面協同共享的第三次國土調查信息系統，保障三調工作全流程全環節有序開展和完成，已成為目前亟待解決的問題。

青島市位于我國華東地區，山東半島東南、南靠黃海，是山東省經濟中心，也是國家沿海重要中心城市。自20世紀90年代以來，青島市城市化進程加快，建成區面積逐年增加，用地類型變化顯著，地類面積變化差異性較大。而城鄉的高速發展、產業結構不斷優化，土地利用率逐漸提高，均需要建設可靠的三調市級信息系統，為青島市三調工作的有序開展和全面的信息化管理提供支撐。因此，本文根據現有成果資料及最新的國家標準對青島市三調信息系統建設項目進行研究。

二、目標及任務

（一）平臺設計目標

本系統根據國家國土調查主管部門統一部署要求，基于全市統一的標準規范，以《第三次國土調查技術規程》、《土地利用數據庫標準》以及數據核查與檢查標準深入解讀為基礎，結合青島市土地利用情況和國土信息化實際情況，利用云計算和“互聯網+”等高新技術，搭建統一的第三次國土調查市、縣兩級工作的信息系統架構、體系和平臺。實現全市國土調查成果的統一管理、分析與應用，保障青島市第三次國土調查市級信息系統建設工作從準備、實施到成果應用的全流程順利完成。積極推進三調成果共享，有利于統籌山水林田湖草的一體化保護修復及綜合治理，為青島市新舊動能轉換創新發展，提供準確、快捷的國土調查成果數據服務。

（二）平臺建設任務

構建市級國土調查數據匯總數據庫及管理系統。該數據庫基于青島市各縣（區）的第三次國土調查數據，建設市級第三次國土調查市級數據庫。同時根據青島市特色要求，構建具有創新性的城鎮地籍更新調查數據庫、三維試點數據庫、市級共享與開放數據庫。同時構建三調數據庫管理系統，可實現對土地利用現狀數據的管理和變化數據的日常動態更新，對不同業務專題相關指標的統計分析，進而實現土地利用現狀調查成果、權屬調查成果和專項調查成果的綜合管理。

研發青島國土調查信息系統。該系統主要包括三調進度與督查管理系統、內外業核查系統、城鎮地籍管理系統、三維管理系統。從三調工作進度、質量的實時督查，到舉證工作的在線任務調度管理、數據質量審核及成果庫的內外業核查，再到城鎮地籍數據成果的一體化管理和更新，為青島市國土調查提供全生命周期全過程的信息化服務。

開展三調成果共享和常態化調查建庫服務。積極做好三調成果與二調及歷年變更調查成果的銜接工作，并實現調查成果數據和服務的共享和應用，促進調查成果數據在國家相關行業的應用。建設土地利用現狀常態化調查建庫與管理系統，滿足后續的年度、季度、月度和日常變更工作，有利于實現日常常態化的土地利用現狀調查的建庫、外業調查、核查及統計分析。

三、平臺建設總體框架設計

（一）總體架構設計

青島市第三次國土調查信息系統整體上采用面向服務的架構，結合云GIS等相關技術，整合接入第三次全國國土調查成果數據，包括土地權屬數據、土地利用現狀數據、專項調查數據、基礎數據、DOM數據和DEM數據等信息資源，并充分利用青島市已有不動產登記數據、權籍調查數據、遙感數據、業務審批數據以及時空云數據，輔助開展數據提取、內業核查和數據分析工作。并建立三調數據庫管理系統、城鎮地籍更新與三維管理系統、三調進度與督查管理系統和土地利用現狀常態化調查建庫與管理系統，為國土調查成果數據庫和城鎮地籍數據提供數據入庫、數據檢查、數據管理、數據更新技術保障。青島市本級第三次國土調查信息系統的總體框架如圖1所示：

圖1 青島市本級第三次國土調查信息系統建設總體框架

（二）技術架構設計

在技術架構方面，采用SOA架構、Java EE和C#技術體系，并結合“國土云”、 大數據、虛擬化、數據加密、消息機制MQ、數據ETL、數據可視化等技術，做到各類功能組件可隨需定制、可動態擴展，并提供安全可靠的技術支撐環境。主要包括基礎服務層、數據服務層、平臺服務層、應用服務層、展現層五層，具體技術框架如圖2所示。

圖2 技術架構圖

（三）數據架構設計

國土調查數據種類繁多、數據量龐大、數據采集周期長，數據庫建設過程需要對數據庫結構進行詳細設計，以相同的地理范圍作為不同類型數據進行數據集成的基本控制框架，通過建立統一的坐標系統，實現多種數據的集成顯示和疊加，并建立各種數據之間的有機聯系，形成集成化的國土調查數據庫。其中，空間數據庫按類型分為定位基礎、境界與政區、地貌、柵格數據、土地利用、土地權屬、基本農田、其他土地要素、獨立要素9個數據集，包括測量控制點、數字正射影像圖糾正控制點、測量控制點注記、行政區、等高線、坡度圖、數字正射影像、數字高程模型、地類圖斑、宗地、永久基本農田圖斑、臨時用地、批準未建設土地、城鎮村等用地、耕地等別等46個要素類。其數據架構如圖3所示。

圖3 空間數據物理設計

四、主要功能設計與實現

（一）PC端

首頁門戶：青島市級第三次國土調查首頁門戶是為實現三調系統的統一展示，提供各系統的入口的匯總。并設立新聞中心、政策法規、三調大事記等新聞共享模塊，采用扁平化的頁面設計風格，直觀展現青島市級第三次國土調查的核心業務。

三調進度與督查管理系統：本系統基于B/S系統部署設計，實現對全市第三次國土調查工作全過程監管。通過“互聯網+”技術在各個環節進行規范化監督，包括實地簽到、軌跡管理、任務預警、進度監控、監督工作標準化規范化、問題追蹤、結果統計分析等，確保對作業單位和人員的科學管理。同時，該系統實現全市任務概覽、情況統計，成果質量審核，區（市）級進度監督、任務督辦等功能。

內業核查系統：本系統基于C/S系統部署設計，采用計算機自動比對和人機交互檢查方法進行逐圖斑審核。確保第三次國土調查及日常變更工作中的數據、圖件與實地三者一致，保證國土調查數據的真實性。該系統支持流程化、向導式的內業核查任務分發、處理、自動比對、自動分類、自動核查、以及根據青島本地情況定制化的人機交互核查、同時支持核查問題的統計、進度統計等。

三調數據庫管理系統：本系統結合C/S和B/S系統部署設計，C/S端主要實現第三次國土調查成果和專項調查成果，以及數據中心管理平臺中的二次調查及年度變更調查成果的一體化集成管理與存儲。B/S端主要實現國土調查及專項調查評價數據的可視化、動態展示與專題分析以及第三次國土調查成果與日常更新數據的分析，并結合統計分析模型，進行數據分析挖掘，提供相應的數據應用開發。

三調成果共享服務系統：本系統基于B/S系統部署設計，將處理后的全市第三次國土調查和專項調查評價成果，通過完善的數據組織管理與瀏覽模式、資源共享申請、資源檢索、共享運行模式管理等技術手段，實現調查成果數據和服務的共享、應用和監控統計，促進調查成果數據在國家相關行業的應用，有效拓展數據應用的廣度和深度。

土地利用常態化調查建庫與管理系統：本系統結合C/S和B/S系統部署設計，C/S端主要實現圖斑邊界提取、數據采集、數據矢量化、線狀地物圖斑化、數據編輯、數據建庫、數據維護、數據檢查等功能，滿足年度、季度、月度的常態化變更。B/S端主要實現土地利用變化圖斑的分發、上報及核查工作，滿足年度、季度、月度和日常變更的核查工作。

城鎮地籍更新系統：本系統基于C/S和B/S模式搭建。其中，C/S端主要用于城鎮地籍數據生產與建庫，為后續城鎮地籍管理提供基礎數據庫，主要有數據轉換、數據檢查、數據入庫、數據庫維護、歷史查看、查詢分析、成果輸出等功能。B/S端主要建立城鎮地籍成果動態更新機制，實現城鎮地籍調查數據與供地業務、不動產統一登記業務的資源共享和聯動更新，確保數據的時效性。

三調三維管理系統：該系統集成了三維仿真、BIM建模、地上地下一體化、GIS等技術，將二三維數據成果進行整合集成展示，改善當前地籍管理中二維宗地圖經常因界址不明而引發土地糾紛的現狀，提高了城鎮地籍調查成果資料的管理水平和管理效率。

自然資源框架系統：該系統整合了土地、礦產、森林、濕地、水、海洋六大類自然資源，掌握其數量、質量和空間布局，構建統一空間定位、統一分類標準自然資源框架，為建立自然資源管理的調查監測“一張底圖”提供了數據和框架支撐。

（二）移動端

外業核查系統：基于“互聯網+”舉證模式開發外業核查子系統，主要實現對外業核查設備的審核、外業核查任務的接收、外業實地調查舉證、問題圖斑的修改、復核成果的上報等功能，完成市級核查部門對區（市）級用戶舉證調查成果的外業抽查。同時，該系統提供實地定位、疊加分析、數據瀏覽等基本功能，可以支撐業務人員開展耕地保護和基本農田監測監管等線下工作。

常態化移動端采集子系統：基于移動互聯技術、構建“三查合一”的移動端數據采集子系統，通過接收外業調查任務，并根據外業調查任務的類型，實現任務在線下載、軌跡記錄、地類識別、地類細化標注、圖斑邊界調繪、信息涂鴉、拍攝照片、任務提交、外業調查結果一鍵式上傳等外業調查工作，滿足青島市后續的季度、月度或日常變更的外業調查工作。

五、技術創新與應用成效

（一）技術創新

基于PostgreSQL+ PostGIS+ GeoTools進行空間數據管理。利用PostGIS建立空間索引顯著提高對空間數據的查詢效率，結合GeoTools實現了符合OGC規范的空間數據坐標轉換。實現了舉證圖斑空間數據的標準化讀取、入庫，為在線舉證定位提供有效輔助。

基于Jersey 實現SOA架構，本系統利用Jersey RESTful框架，在系統總體框架層面采用面向服務的系統架構（SOA），將應用程序的不同功能單元通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來，實現面向服務、資源共享的服務組織模式與運行管理機制。

基于Nginx+ yasea+ ijkplayer+ RTMP實現在線互聯舉證。本系統PC端采用了Nginx與Rtmp來搭建流媒體服務器，移動端通過yasea+ijkplayer+RTMP實現省級用戶和舉證人員在線互聯，實現高效、簡約的視頻互聯圖斑審核功能。

（二）應用成效

青島市第三次國土調查信息系統實現了內外業核查、數據建庫、數據共享應用、數據常態化更新以及工作進度督查等工作的全面信息化管理，支撐調查任務合理、有序開展，確保調查工作“一股勁、一盤棋”，調查結果“高保真”、檢查驗收“高通過”，提高工作效率和成果質量，為國土調查成果共享與應用打下了堅實基礎，為全市國土調查成果的統一管理、分析與應用探索了一條信息化建設道路。實踐結果證明：1、此系統以三調成果為基礎，匯集了林業、海洋、水利等自然資源數據，按照統一的空間定位基準，實現了自然資源海陸統籌、二三維聯動、從宏觀到微觀的信息化管理。2、通過三調成果共享和常態化建庫系統，構建全新的國土調查成果應用環境，推動國土調查數據在政府部門間的共享服務與應用，提高數據的應用價值和現勢性，擴大國土調查數據應用領域，帶動多行業提高國土調查成果數據的整體應用水平和科學研究能力。3、通過三調三維管理子系統，實現了二三維數據一體化展示以及房屋數據分戶表達，為國土調查成果管理和三維不動產確權登記提供技術平臺支撐。4、該系統輔助三調辦完成了青島市全域第三次國土調查工作，全市初始調查成果平均差錯率為0.027%，為山東省內最低，有效提升了全市國土資源政務服務水平。