普適型國土調查在線舉證共享平臺的研發與應用

摘 要：現有的國土調查在線舉證系統存在業務相對獨立、數據不能共享互通、用戶群體單一等問題，導致數據大量冗余，系統管理成本增加，基層舉證工作量增加，社會影響力持續下降等問題。為解決這些問題，基于已有國土調查在線舉證系統，研發了普適型國土調查在線舉證共享平臺。研究設計了平臺的總體框架、技術架構，重點介紹了共享平臺各功能的實現方法，總結并應用了4項關鍵技術，實現了“一舉多用”和“多舉共用”。該平臺通過對多項技術的集成應用，實現了國土調查舉證成果在各類業務工作中的共享復用、在不同層級不同部門之間的共享互通，構建了一套完整、高效、便捷的普適于自然資源管理工作的國土調查在線舉證共享機制，提升了舉證成果的使用效率，提高了國土調查工作的便捷性、高效性，避免了大量的重復舉證工作，減輕了基層工作壓力，增強了自然資源治理能力和現代化管理水平，促進了跨部門合作與信息共享，提升了公眾參與度和社會影響力。

關鍵詞：普適型；國土調查；一舉多用；多舉共用；熱力圖WMS；中間件（API）；HNCORS

中圖分類號：P208 文獻標志碼：A 文章編號：1674-7909（2024）14-143-5

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.14.032

0 引言

國土調查是國家對自然資源進行全面了解和管理的重要手段，是一項重大基礎性工作，對自然資源的規劃、管理和保護利用具有重要意義［1］，對服務經濟和社會發展管理、宏觀調控和科學決策具有基礎支撐作用。近年來，國土調查成果作為耕地保護和糧食安全責任制考核數據依據，是自然資源管理工作的底數、底版、底圖，也是高質量發展和生態文明建設的重要基礎數據。然而，傳統的國土調查方法存在周期長、成本高、數據更新不及時、成果真實準確性難保證等問題，難以滿足現代社會對自然資源管理的需求［2］。當前，“互聯網+”、云計算等技術在自然資源部門廣泛應用，遍地開花。各級各部門為方便基層工作，有效減輕工作壓力，推出了許多非常好的移動調查舉證應用程序（App）。隨著機構改革的推進，工作職責會發生變動，工作之間的銜接聯動得到加強。工作人員及群眾可能會面臨重復性的填報、舉證核查等工作，有時甚至同一事項要用多個應用程序（App）舉證填報，這會導致數據不能共享互通的問題。例如，大量的實地舉證成果，由于各業務系統獨立，存在大量重復舉證的現象，且這些成果分散在不同系統中，無法實現成果共享及協同作業、聯動使用。基層工作者只能重復舉證核查，不僅效率低下，而且嚴重阻礙了數據應用價值的發揮。為此，實現各業務系統的集成、互聯互通、數據共享應用成為當前最迫切需解決的問題。

為解決現有國土調查在線舉證系統單一性舉證、舉證成果不能靈活共享復用等問題，按照湖南自然資源監測保護體系建設三年行動計劃和《湖南省日常變更舉證細則》要求，筆者團隊致力于在現有的機制下，研究一款能適應新時代國土調查需求的普適性國土調查在線舉證共享平臺。該平臺旨在統一規范湖南省各項自然資源調查監測的外業舉證工作，全面滿足國土變更調查要求，實現“一舉多用”和“多舉共用”，從而大幅提高國土調查舉證的多樣性、成果的真實準確性和舉證成果的共享復用性，進而提升工作效率。建立統一的舉證成果共享數據庫和共享服務，是滿足社會高質量發展的必然趨勢，也是構建自然資源統一調查監測的基礎工作［3］。為了提高效率和普及率，業界應大力推進共享應用，不僅要在各政府部門間推廣，而且應鼓勵社會大眾積極參與使用。

1 平臺設計與研發

在原“湖南國土調查在線舉證系統”基礎上，筆者團隊按照“一舉多用、多用共舉”的思路，建立了多源舉證成果共享數據庫，并進行了平臺改造，最終構建了國土變更調查工作平臺。該平臺全面支持地面舉證、無人機舉證、鐵塔視頻舉證等多種舉證方式，兼容照片、視頻等多種數據格式，可支撐日常調查機制，滿足自然資源各項業務管理需要；無縫對接“國土調查云”，可實現線上報送相關數據，并與湖南田長、衛星監測、耕地進出平衡、智慧大腦、衛星云遙等業務或系統共享調用和互聯互通。該平臺打破了原來數據孤島的局面，打通了“部—省、省級內部”多個業務系統關系，實現了成果串聯共享互通，從而滿足舉證成果的再次利用、集中管理和數據共享的需求。筆者團隊依托已有舉證成果及先進技術，采用大數據技術及地理信息系統（GIS）應用技術，建設了“舉證成果共享平臺”。該共享平臺為舉證成果的統一管理、多業務部門核查工作及數據共享工作提供了高效、精準、直觀的技術支撐，提升了自然資源監測監管業務數據集成的能力，提高了數據的復用可能性，減少了資源浪費，促成了監測監管業務體系化管理，提升了業務治理現代化水平。該系統也從原自然資源調查監測方面，走向了農業農村、林草、執法督察、審計、人大監督等部門，逐步走向鄉鎮、村組，走向普通大眾，使得普適性越來越高。

基于國土調查在線舉證系統現有數據和舉證成果，采用空間對象規則引擎、分布式架構、云計算等技術，滿足照片和視頻等多源數據匯集、國省市縣四級聯動貫通、基于特定業務場景等需求。

1.1 總體框架設計

舉證共享平臺總體框架主要包括設施層、數據層、成果層、應用層和用戶層等5個部分，如圖1所示［4］。

設施層基于華為云、私有云環境/本地環境進行部署運行，該層內包括各類資源和安全設施。數據層主要包括“三調”數據、變更數據、專項調查、專項監測及其他數據。成果層負責將數據層內業務數據進行統一處理，并導入中間庫，對庫內數據按時間、空間、業務等3個維度進行管理，采用日志記錄成果庫內各項變動。應用層包括3個應用：成果共享一張圖、WebAPI、ArcGIS插件。用戶層覆蓋了不同層次群體用戶，包括省級用戶、市級用戶、縣級用戶、鄉村用戶、專業用戶和大眾用戶等。

1.2 平臺功能與實現

依托“三調”及歷年國土變更調查的舉證成果，筆者團隊在大數據技術、GIS應用技術的基礎上，融合了采用分布式架構、大數據壓縮等技術，研發了共享平臺。該共享平臺為用戶提供舉證成果包的多線程解析服務，全過程由統一控制臺進行控制解析，并具有可視化分析成果指標數據等功能。該共享平臺按照時間、空間、業務等3個維度管理舉證成果，構建舉證成果一張圖，建立舉證成果共享數據庫。該共享平臺利用中間件WebAPI云查詢、空間關聯運算和標準接口調用等功能，可實現各業務模塊之間數據交換和功能調用，做到數據的實時更新、查詢和操作；利用ArcGIS插件為用戶提供的強大的數據處理、空間分析、數據可視化等GIS功能；利用成果展示SDK功能，可提供豐富的界面元素和交互功能，實現動態數據展示、用戶交互，信息互聯互通，舉證成果共建共享。在橫向上，該平臺支持平級各部門互聯互通，可實現信息共享和業務協同；在縱向上，該平臺可實現監測監管垂直條線上的信息匯交，支撐自然資源監測監管業務工作［5］。綜上所述，該平臺為自然資源各業務部門提供了舉證成果統一管理、集中共享數據支撐和技術支撐，如圖2所示。

抽取舉證成果包入庫服務作為底層數據抽取與入庫服務，是共享平臺中數據的搬運工，其具有定時遍歷、自動抽取、數據重復性對比、縮略圖生成、熱力圖數據統計更新等功能，確保底層數據第一時間且不重復進入成果庫。中間件（WebAPI）接口是實現數據快捷查詢的接口，主要包括時間范圍查詢、空間范圍查詢、照片查詢等接口，也是第三方個性化展示的接口。舉證成果Web管理平臺是共享平臺的主要管理平臺，包括成果一張圖、資源概覽、成果管理、開發中心等多個功能模塊，其中成果一張圖功能基于WebGIS技術，可實現指定區域的熱力圖、照片便捷查看。用戶可通過WebGIS查看各地區照片分布情況，當縮小到一定程度時，熱力圖會自動轉變為點位信息，用戶通過選擇點位，可直接跳轉查看照片。為了提高照片瀏覽效率，該平臺設置了智能顯示策略，優先顯示對瀏覽速率影響較小的屬性信息，再顯示體量與屬性比較大的照片信息，從而減少共享照片展示過程中的卡頓。

基于國土調查在線舉證系統的舉證成果，利用舉證成果共享平臺，通過照片共享功能，能夠實時獲取歷史舉證成果，可以解決因不同業務指向同一圖斑而造成的重復舉證問題。以某圖斑為例，照片共享功能可以在不同業務中共享舉證成果。系統經過抽取、云查詢、空間關聯運算后，自動將系統內不同業務所涉及的舉證成果整合并展示到照片共享界面中；用戶只需要從中選擇所需照片，并確定掛接操作，這些共享舉證照片便會轉移到圖斑現場照片庫中，如圖2（b）所示。

2 關鍵技術

2.1 抽取舉證成果包入庫服務技術

以用戶為單位，該系統定時遍歷檢索用戶權限范圍內指定文件夾中的所有舉證成果包，通過成果包大小和MD5值來判斷重復性。對于不重復的、待解析的舉證成果包，系統會生成一條待解析的任務記錄；對于不存在的舉證成果包，系統會刪除其任務記錄及相關的圖斑、成果數據記錄。接下來，系統會對舉證成果包進行解析，從中提取圖斑基本信息、舉證成果信息和附件屬性信息，并將數據入庫至共享平臺數據庫的臨時表中。在解析附件時，系統會根據附件的時間、角度、經度、緯度等4個要素判斷附件的唯一性。對于臨時附件表中不重復的附件數據，系統會將其存儲至正式附件表中，并刪除臨時附件表。此外，系統還會根據附件原圖生成附件的縮略圖（即附件點），并將其存儲至共享平臺數據庫中。在生成縮略圖的過程中，系統會參考谷歌地圖瓦片金字塔模型縮放級別原理，實現縮放分層網格切割數計算方法，并據此計算統計附件的熱力圖數據。

2.2 熱力圖層wms服務技術

將抽取入庫的附件原圖數據創建待生成縮略圖的照片隊列，然后依據照片隊列批量讀取照片的唯一標志，循環計算需要生成縮略圖的附件記錄，讀取需處理照片的源文件，通過內存切分生成縮略圖，并將新生成的縮略圖的文件流存儲至數據庫中；參照谷歌地圖金字塔模型原理，基于瓦片格子和附件點計算對應的基礎層第15層的熱力點數據，從附件表抽取基礎層熱力數據，再依據瓦片切割原理，向上合并計算上層熱力點數據，逐層向上抽稀計算得到每一層的熱力數據，并將不同層級的每個網格計算出來的熱力值和行列號分層存儲至數據庫中；根據新入庫的附件點坐標計算網格行列號，再逐層向上更新每層對應網格熱力值；數據存儲鏈接GeoServer后，依據四至動態讀取不同層級熱力值，進行wms服務的熱力圖層和熱力圖層樣式創建。

2.3 空間關聯度計算技術

用戶在進行云查詢時，可在GIS圖層上繪制圖形或選擇系統中已有的圖斑。系統獲取圖形和圖斑的空間范圍參數、點位坐標值、行政區代碼加圖斑編號或偏移量，查詢共享數據庫中對應的舉證成果屬性信息，采用點聚集計算網格距離、點面空間數據相交判斷等算法進行關聯度運算；利用中間件（API）接口獲取地塊及關聯圖斑周邊50 m范圍內相關的舉證成果附件的基本信息、點位信息、方位角信息、關聯度信息和交互操作方向角；按照系統規則配置API地址、日志路徑、繪制區域范圍、自動讀取照片、自動清除緩存、偏移量、緩沖范圍、自動查詢成果比例等相關信息，并將配置信息進行本地化存儲，同時設置定時自動清除本地緩沖數據。

2.4 中間件（API）云查詢服務技術

系統通過讀取舉證成果附件信息對應的路徑和照片源文件字節，將照片源文件的字節流通過云存儲接口上傳至云存儲服務器；根據配置的數據庫信息和業務圖層信息，訪問對應的數據庫，并讀取對應的業務圖層舉證成果屬性信息，批量抽取至數據庫中，然后定時循環檢索待執行的云查詢任務隊列，在待執行的云查詢任務隊列中，批量抽取任務進行空間范圍查詢，獲取范圍內的舉證成果屬性信息；把任務查詢出來的舉證成果屬性信息標志碼和任務標志碼建立關聯關系后存儲起來，并更新對應任務的執行狀態；根據云查詢任務的標志碼，經過空間范圍高度、中度、低度關聯分析計算，查詢出該任務計算的成果信息；依據WKT和WKID查詢成果附件數據進行展示，同時調用相關接口配置全局變量，更新照片匹配度，實現相關的數據加載展示。

3 應用成效

國土調查在線舉證共享平臺是為了滿足國土調查外業調查與核查工作需求，確保實地現狀真實準確，舉證成果與矢量、實地相互一致而研發的系統，是應用“互聯網+”、云計算等技術，依托“三調”和年度國土變更調查構建的系統［6］。湖南省從2020年開始建設該系統，在2022年業務模塊擴展和功能升級、2023年調查舉證的基礎上，衍生集成建庫、上報、省市縣三級聯動審核的國土變更調查工作平臺。該共享平臺的應用，大幅度提升了不同業務系統共享共用舉證成果交互頻次，減少了基層跑圖斑次數，可減輕基層工作負擔。該系統以標準接口調用方式與“智慧大腦”、湖南田長等不同平臺實現互聯互通，發展成為兼具調查監測指揮調度和“互聯網+”政務服務等功能的工作系統［6］。系統也從原來單一的自然資源系統專用拓展到現在農業農村、林業、水利、人大、紀檢監察、審計等政府相關部門共同使用，可促進工作有效發展，還使得用戶數量大幅增加，但這項工作有一定專業技術性，公眾、群眾參與度相對低，用戶群體結構相對單一。隨著技術發展，技術瓶頸均已有效解決，為構建普適環境下多層次群體用戶創造了條件。

3.1 政務服務不斷拓展

為了使國土調查在線舉證共享平臺走向社會、走進群眾，筆者團隊致力于構建一個適用于多種環境、面向多層次用戶的體系。結合湖南省部分地區統籌推進的“田長”“林長”“河湖長”制度［7］，為各級“長”們提供調查舉證服務，方便他們隨時隨地開展工作和日常巡查，該研究團隊在實現系統互聯互通的基礎上，構建多層次不同群體的用戶體系，以用戶名和手機電話號碼為關鍵字，關聯不同系統，通過選定不同業務工作，調用統一的調查舉證接口程序，實現了同一用戶在一個業務工作中完成調查舉證后，在不同業務工作中也可共享使用的環境。

3.2 大眾應用靈活多樣

為了更進一步擴大共享平臺應用范圍，研究團隊推出了以微信小程序方式共享舉證的模式。該模式通過移動設備和微信平臺的結合，為大眾用戶提供便捷的成果查詢、數據采集、協作、資源管理等功能，提高了國土調查工作的靈活性、效率和數據質量。該平臺可實現集成手機號授權或短信驗證快速登錄、地圖瀏覽及天地圖和衛星云遙日新圖切換、定位功能、云查詢、舉證等功能，可基于不同權限為大眾提供查詢和舉證服務，能夠有效地為決策提供輔助支撐［8］。

3.3 專業需求不斷滿足

用戶使用手機、平板等移動設備舉證時，實地網絡、GPS信號等不穩定，可能會導致舉證時拍攝點位位置存在偏移，有的超過20 m。為了滿足高精度調查要求，也為了滿足調查時補測需求，糾正調查舉證點位的偏移，實現舉證成果高精度定位置、定方向，以及確定測量地塊范圍，該系統利用能提供亞米級定位精度的HNCORS易測高精度系統差分GPS技術，將共享平臺與HNCORS易測高精度模塊集成。集成HNCORS易測高精度系統后，差分修正可以消除大部分GPS信號誤差，可以提供更準確可靠的測量數據，從而提高測量結果的準確性和一致性。相比傳統測量方法，高精度定位能夠更快地獲取準確的位置信息，節省測量時間和人力資源。

4 結束語

普適性國土調查在線舉證平臺的應用成果顯著，實現了“一舉多用”和“多舉共用”的目標。該系統集成多項技術，可實現面向政務服務、社會大眾、高端專業等不同群體用戶之間的應用，加快實現國土調查舉證成果在各類業務之間共享復用，在不同層級不同部門之間共享互通，該平臺提升了舉證成果的使用效率，提高了國土調查工作的便捷性、高效性，避免了大量的重復舉證工作，減輕了基層工作壓力，增強了自然資源治理能力和現代化管理水平［9］，促進了跨部門合作與信息共享，并提升了公眾參與度和社會影響力。未來，研究團隊將繼續優化完善平臺，以更好地適應實際工作需求，將其推廣應用于更廣泛的區域和領域，探索更多創新性的應用模式和場景。同時，隨著信息技術的不斷發展和創新，研究團隊將積極探索新的技術和方法應用于普適性國土調查在線舉證工作中，以進一步提高工作效率和數據質量。

參考文獻：

［1］滕漱清.基于宏生態學理論的中國古代人口分布格局及驅動機制研究［D］.南京：南京大學，2014.

［2］孫佳巖，羅鋼.摸清黑土地自然資源家底［N］.黑龍江日報，2019-04-22（8）.

［3］楊旋.統一成果管理 推進廣泛共享：《自然資源調查監測成果管理辦法》解讀［J］.資源導刊，2023（2）：20-21.

［4］左家哺，鄧平.林業發展新模式：智慧林業的評述（Ⅱ）［J］.湖南生態科學學報2014，1（2）：48-51.

［5］王偉.國土空間整體性治理與智慧規劃建構路徑［J］.城鄉規劃，2019（6）：11-17.

［6］焦思穎.“三調”數據上線“國土調查云”［N］.中國自然資源報，2022-04-20（1）.

［7］劉汕.“三長聯動”聚合力 湖南南縣織密建強耕地保護網［EB/OL］.（2023-07-17）［2024-05-10］.http：//hn.people.com.cn/GB/n2/2023/0717/c356887-40496874.html.

［8］朱華華.連云港電信科技賦能蘇魯省界智慧公安檢查站［N］.人民郵電，2023-07-26（2）.

［9］楊伯軒.備好自然資源管理新學期“第一課”［J］.資源導刊，2018（10）：1.