省級土地整理項目動態管理信息系統設計與應用

劉耀林 ，王 華 ，唐 旭 ，劉中秋 ，姬盈利

（1.武漢大學資源與環境科學學院，湖北武漢 430079；2.地理信息系統教育部重點實驗室（武漢大學），湖北武漢 430079；3.華中師范大學計算機科學系，湖北武漢 430079）

省級土地整理項目動態管理信息系統設計與應用

劉耀林1，2，王 華1，2，唐 旭1，2，劉中秋1，2，姬盈利3

（1.武漢大學資源與環境科學學院，湖北武漢 430079；2.地理信息系統教育部重點實驗室（武漢大學），湖北武漢 430079；3.華中師范大學計算機科學系，湖北武漢 430079）

研究目的：通過信息化手段解決省級國土主管部門的土地整理項目管理問題。研究方法：系統分析法，實例驗證法。研究結果：設計了系統的數據庫及軟件功能結構，并設計了時空數據的一體化存儲管理方案，實現了多部門多層級之間的數據共享接口、項目動態監管模型以及項目預警模型。研究結論：系統成功的應用于廣西壯族自治區土地整理項目管理工作之中，該系統設計方案可行有效。

土地整理；信息系統；動態監管模型；廣西

1 引言

土地整理是貫徹執行“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”基本國策、提高土地節約集約利用程度的重要管理手段，是解決中國土地利用問題的必然選擇[1]。自2006年國土資源土地整理項目管理方式發生重大變化之后，省級國土主管部門作為土地整理項目審批、監管等的重要決策或參與者，具有承上啟下的關鍵性作用[2]。但在項目管理實踐中普遍存在以下問題：（1）項目技術審查手段落后，實施監管力度不夠，實施工期長，完成質量不高；（2）以紙為介質的項目成果存儲管理方式，導致項目成果查詢、項目臺帳輸出以及后期項目評價維護難度加大；（3）未建立土地整理項目時空數據庫，導致數據資源浪費。

隨著信息技術飛速發展，國土管理的各個領域的信息化建設均取得了突出成果，例如土地利用調查及變更系統[3-4]、各級土地利用規劃系統[5-6]、城鎮及農用地定級估價系統[7-8]、土地適宜性評價系統[9-10]、土地利用預警調控系統[11-12]等各種信息系統的建立有效提高了國土管理的科學水平及效率。因此實現土地整理項目動態監管的信息化建設是解決上述問題的必選方案。目前國內已有學者進行了土地整理項目管理系統的設計研究，如高向軍等設計了基于國土資源信息網絡環境的C/S模式的國家投資土地整理項目管理及決策支持系統[13]；古志新等設計了B/S模式的國家投資土地開發整理項目管理信息系統[14]；陳欣根據福建省實際土地整理項目管理需求設計了B/S和C/S相結合模式的項目管理信息系統[15]；王新軍[16]，張書波[17]等分別進行了服務于市縣級的土地整理項目信息系統的研究。以上大部分系統研究是用于服務市縣級或者國家級國土主管部門，而服務于省級的僅有一篇文獻，并且現有的土地整理項目管理系統還存在諸多問題有待于進一步研究，如項目監管業務流程量身定制，適用范圍有限，對項目的監管狀態只能定位到立項、申報等項目階段，無法精確監管到部門及業務承辦個人，多部門多層級之間數據共享程度低，缺少項目監管過程中的信息預警等。對此本文在省級部門土地整理項目管理需求基礎之上，設計多時態的空間屬性數據一體化存儲方案，引入項目業務流程可動態定制并集成預警機制的項目動態監管模型，制定規范的多部門多層級之間的數據共享接口，在數據模型緊密結合的要求下設計了系統的數據庫與軟件功能結構，通過基于組件的開發方式實現了松散耦合式的通用性較強的省級土地整治項目動態管理信息系統，并以廣西壯族自治區為系統應用示范區，展示了系統應用的部分成果。

2 系統設計及功能特點

2.1 系統設計

根據土地整治項目的各級參與部門不同的業務數據需求并考慮系統運行的國土廣域網絡結構，系統采用“客戶端/服務器（C/S）”與“瀏覽器/服務器”（B/S）混合的架構模式。如國土資源廳土地整理中心用戶作為系統的主要使用部門，不僅要進行日常的項目審批、數據臺賬統計功能還要進行復雜的項目區空間分析和技術審查工作，對系統的功能要求高且復雜，因此使用客戶端軟件訪問系統。其他業務部門例如市縣用戶只需要進行簡單的業務辦理和數據上傳、下載、查詢等操作，因此使用Web瀏覽器訪問系統。

2.1.1 C/S系統設計 C/S系統軟件結構可分為數據服務層、業務邏輯層和應用表現層三層體系結構。（1）數據服務層。選擇Oracle 11g數據庫軟件作為空間和屬性數據一體化存儲平臺。系統通過oracle 11g client和空間數據庫引擎ArcSDE 9.3來實現對關系表、矢量、柵格數據的訪問和操作。（2）業務邏輯層。綜合考慮系統的業務、數據需求，為縮短系統開發周期并降低系統后期維護難度，本系統采用組件式開發體系。選擇較為成熟且開發難度較低的Microsoft Visual Studio 2008作為軟件開發平臺，利用Microsoft.NET Framework 3.5類庫定制滿足各類數據查詢、顯示、編輯等操作的組件。利用ArcGISEngine 9.3組件庫定制瀏覽、操作空間數據的組件。（3）應用表現層。系統表現層通過提供簡潔明了的菜單及操作界面給用戶實現系統各業務功能。系統主要由9大功能模塊組成：①系統管理，主要實現系統用戶組及用戶、用戶組權限、行政區劃信息、預警信息的配置與維護，實現業務流程動態定制功能。②數據管理，主要用于實現5個標準數據接口功能。③項目管理，將項目業務流程與辦公自動化結合實現多部門用戶參與項目業務辦理功能，并提供多樣化的項目搜索引擎實現對項目自上而下（省→市→縣→項目個體）的項目監管及項目信息統計功能，根據搜索條件從項目完結庫中能夠檢索到該項目完整的包括各類專題圖、可研報告、規劃設計、項目審批意見、項目業務節點辦理記錄等在內的成果數據，以便用戶查閱。④指標管理，實現對占用耕地建設項目信息的批量導入及管理，根據項目資金類型實現對新增耕地指標的分級（省、市）收儲管理，系統根據建設項目所在地與占用耕地數量根據就近占補以及補充耕地數量相近原則實現耕地占補平衡。⑤檔案管理，實現對項目成果文檔的管理、統計分析、查詢下載、項目審批意見查詢打印等功能。⑥參建單位管理，實現對參建單位信息的管理、參建單位與項目的業績掛鉤管理、參建單位誠信評價指標體系動態配置功能、參建單位的誠信評價工作、誠信評價信息的查詢與統計等功能。⑦專家管理，實現對專家信息、專家業績信息的管理、專家評價指標體系動態配置功能、專家評價以及評價信息查詢統計的功能。⑧決策統計分析，自上而下的統計各行政區劃項目的項目建設規模、資金、新增耕地等關鍵指標；查看全區所有在建、完成項結的空間位置分布；能夠統計任意條件范圍內項目的任意階段的指標信息；提供各業務科室日常臺帳管理功能并實現用戶自定義統計臺帳功能；通過自下而上的匯總各行政區的耕地補充信息、耕地占用信息來對比規劃指標完成情況，并提示預警；能夠統計多個行政區在選定年份內的耕地占補差額并進行對比分析；統計多時點的新增耕地、新增建設用地、新增建設用地占用耕地等指標信息，進行線性或者二次多項式擬合，預測未來年份的新增耕地等指標情況；利用“一張圖”地圖服務或者本地服務器的土地利用現狀和規劃數據等實現對項目區的現狀地類疊加分析、基本農田疊加分析、坡度疊加分析等空間分析功能。⑨服務中心，通過內嵌Web瀏覽器，方便用戶直接訪問在線交流平臺、信息公示平臺、數據服務支持平臺、常用文檔模板下載、友情鏈接等B/S系統頁面。

2.1.2 B/S系統設計 B/S系統同樣可以分為數據服務層、業務邏輯層和應用表現層三層體系結構。數據服務層與C/S系統保持一致性。在業務邏輯層上同樣采用Microsoft Visual Studio 2008軟件開發平臺，采用ASP.NET 3.5構架技術，對空間數據的瀏覽操作采用ArcGIS server 9.3專用開發框架Web Application Developer Framework（ADF）所提供的組件定制實現。應用表現層主要包括項目管理、數據服務、政策公文、項目咨詢、模板下載等功能模塊。主要實現項目業務辦理、數據上傳下載、數據信息查詢統計、在線交流、信息公示等功能，為提高用戶體驗效果，采用了無需刷新整個頁面即可完成數據請求及響應等操作的交互性更強的AJAX技術。

2.2 系統功能特點

本系統在功能設計上與現有系統相比，主要具有以下特點：（1）構建項目動態監管模型實現對多類型、多層級、多權限的復雜土地整理項目管理業務流程的管理，在實現項目業務審批的辦公自動化的同時使得項目管理者能夠更深入的將項目監管到部門及承辦人；（2）引入項目預警模型，與項目監管模型緊密耦合實現對項目建設進度、建設質量、資金使用等信息的實時預警；（3）“一張圖”是遙感、土地利用現狀、基本農田、遙感監測、土地變更調查以及基礎地理等多源信息的集合[18]，本系統利用ArcGIS成熟的數據共享及互操作技術，實現項目區在“一張圖”上的各種空間分析功能；（4）根據公眾的認知水平制定標準的要素語義[19]，搭建了便于普通公眾查詢、閱讀土地整治相關信息的網絡平臺。（5）集成了項目評審專家、項目參建單位的統一管理功能。

3 系統關鍵技術的實現方法

3.1 時空數據的一體化存儲管理的實現

針對具有多來源、多格式、多時態、多專題特性的土地整理項目數據特性，本系統采用了空間數據庫建設技術與模型：基于Oracle 11g體系結構的面向對象數據模型能夠很好地支持多源異構數據的集成管理，所支持的結構化查詢語言能夠實現數據的快速查詢、更新及存儲；ESRI提供的ArcSDE空間數據引擎利用Geodatabase數據模型實現了海量空間與屬性數據的無縫集成管理，且支持多用戶的并發訪問。同時本研究為了實現時空數據的一體化管理還制定了3套編碼規范，包括：（1）項目編碼，為便于項目數據成果的統一管理與檢索，系統在項目申報之時為其提供唯一編號，編碼格式為行政區代號（6位數字）+年度（4位數字）+項目類型編碼（2位字符）+項目性質編碼（1位字符）+序號（3位數字），編碼長度一共為16位，其中項目類型主要包括開發、整理、復墾等，項目性質包括一般項目、重大項目、示范工程等；（2）項目階段信息編碼，將項目立項申報、項目驗收等階段從01開始按序編碼，在數據庫中進行項目基本信息表的建立時，各類信息字段格式為信息名稱+階段序號，數據庫中建立信息字典表，用于系統解析信息字段，采用該編碼方式能夠實現各類項目的上百項基本信息的分階段管理，體現出信息的時態性，并且避免了對新增耕地率、實施規模等重復出現信息的階段混淆；（3）空間數據命名編碼，對空間數據的命名需能夠直觀的體現出三類信息：所屬項目信息、所屬專題信息（包含時態信息）、要素信息，因此制定其命名編碼格式為S+項目編號（參考編碼規范1）+專題編號（1位數字）+要素編碼（1位數字）+子要素編碼（2位數字），其中專題主要包括行政區劃基本信息、項目區土地利用現狀圖、規劃設計圖、竣工驗收圖等，要素類型包括點、線、面、注記，子要素類型主要包括道路、橋梁、溝渠、涵管、倒虹吸等，該編碼能夠有效組織多專題的空間數據存儲與檢索，并實現空間數據與關系表的一體化檢索，同時也能夠體現出空間數據的時態性特征。

3.2 項目動態監管模型的實現

為解決現有系統中項目業務流程使用的局限性以及監管的及時性、深入性不夠的問題，本文建立了一種可定制的全過程項目動態監管模型（圖1）。該模型的主體為業務節點，即項目監管過程中，某一需要具體人員按照具體數據需求、權限級別去完成的項目業務事項。它是在深入調研各類項目具體管理辦法以及實踐后繪制出各部門內部業務流程圖，并將其整合形成某一類型項目完整的業務流程圖。在業務流程圖的基礎上進行語義歸納以及信息重構即形成具有前驅、后繼關系的模型主體業務節點，同時也可提取出主體的4類要素：（1）成果文檔，對項目的大量成果文檔進行統一編碼，動態配置每一類文檔與業務節點之間的上傳、審核關系，實現業務流轉過程中成果數據的伴隨提交及審查；（2）項目基本信息，對項目信息進行分階段管理，不同階段的業務節點可查看到對應不同階段的項目基本信息；（3）用戶組，業務節點的實現者，動態配置每一節點具有辦理權限的用戶組，防止業務分工不明，在部門職能發生變化時，只需調整業務權限配置信息即可，無須修改系統代碼；（4）節點權限，用戶對業務節點的權限一般分為審核和備案兩種類型，其中審核具有將該當前業務節點駁回至前驅結點權限，而備案只具有接收確認材料權限。在業務流轉過程中，業務節點作為主要檢索詞，模型為每一節點定制了惟一編碼，其編碼格式為：項目類型編碼+項目性質編碼+項目階段編碼+業務流序號，例如KF+Z+1+03，即為重大項目類型的開發項目立項階段第三個業務流節點。在系統中利用Lassalle Add Flow for.Net圖形組件實現了業務流程有向圖的可視化表達以及用戶交互，同時為便于模型的系統實現，為業務節點添加一類系統要素信息——工作界面編碼，當用戶觸發業務節點辦理事件之后，系統會解析出該業務節點編碼，檢索出其對應的工作界面編碼，根據該編碼動態加載其對應的業務插件，即可顯示出相應的工作界面給用戶。

系統采用該模型可以有效加強項目監管力度，將監管深化到部門成員級別，并使得業務流程可擴展定制，成為系統可以推廣使用的關鍵因素。

3.3 項目預警模型的實現

為提高項目建設質量、縮短項目建設周期，同時使項目建設滿足規劃要求，本系統建立了行政區——項目雙層監管預警模型，警級分為“無警”、“輕警”、“重警”、“巨警”4個級別（見圖 2）。

（1）行政區級別預警：主要是根據各行政區土地利用總體規劃指標設定新增耕地指標完成量預警和新增建設用地占用耕地指標使用量預警，同時根據年度專項資金預算設置資金投入預警。新增耕地指標的完成量從各行政區的土地開發整理等項目的新增耕地指標匯總而來，新增建設用地占用耕地指標從各行政區的已審批并在系統內部備案的建設用地項目的占用耕地指標匯總而來，而資金使用情況是通過匯總各行政區的資金使用上報數據得到。行政區級的預警功能由系統的決策統計分析模塊實現完成。（2）項目級預警：包括對項目業務節點辦理進度預警、項目各階段經費投入比例預警、項目質量的專家打分預警、不同類型、性質、地貌的項目新增耕地率及畝均投資預警。項目級的預警是在業務流的基礎之上實現的，每一業務節點辦理界面將會顯示相應的項目預警信息。各類警情的閾值判定是基于歷史數據統計和業務專家經驗判定得出，可根據實際情況進行配置。

3.4 數據共享接口的實現

本系統的數據共享接口主要用于解決異構系統之間的數據互操作問題。主要包括兩類接口：（1）與國土資源部信息報備系統接口。國土資源部土地整理復墾開發項目信息報備系統及耕地占補平衡動態監管系統為數據共享制定了XML格式的數據文件，因此系統通過定制能夠識讀和寫出標準XML數據文件的功能組件，實現兩個系統之間的數據共享。（2）與“一張圖”數據系統的共享接口。“一張圖”數據系統是利用ArcGISServer發布諸如Mapping Services、Geodata Services等類型的地圖服務。系統利用ArcGISEngine 9.3的Server、GISClient類庫提供的IAGSServerConnection、IAGSServerConnectionFactory、IAGSServerObjectName等接口實現對遠程GIS數據服務器的訪問并獲取地圖服務，實現對數據的查詢、瀏覽等操作，并執行各類空間分析、統計功能，同時系統將本地數據服務器中的土地開發整理項目區空間數據發布為Mapping Services類型的地圖服務提供給“一張圖”數據系統用于進行土地利用現狀數據的變更等操作。該共享接口的實現即避免了數據重復采集導致的財力人力浪費，也減小了本地數據服務器管理海量專題地圖的壓力，同時也為土地利用現狀變更提供了最新的數據資源。

圖1 項目動態監管模型示意圖Fig.1 M odel of dynam icmanagement for projects

圖2 項目預警模型示意圖Fig.2 A lertmodel for projectmanagement

4 系統的應用實例

4.1 系統示范區

廣西壯族自治區地處南疆，位于東經104°26'—112°04'，北緯20°54'—26°24'之間，南臨北部灣，面向東南亞，西南與越南毗鄰，東鄰粵、港、澳，北連華中，屬亞熱帶季風氣候，具有聞名世界的喀斯特地貌群。全區下轄14個地級市，109個縣級行政單位，土地總面積為23.67萬km2，2010年總人口約4602萬人。廣西開展土地開發整理復墾歷時近10年，在國土資源部農村土地整治監測監管系統中已備案的使用耕地開墾費投資建設的土地整治項目有14536個，使用新增建設用地有償使用費投資建設的土地整治項目有495個，在保護耕地資源、保障糧食安全和生態安全、提高農民收入，促進農村經濟發展等方面發揮了重要作用。

4.2 系統應用成果

系統在廣西自2011年7月1日起正式運行以來，已共實現對477個項目的信息報備，其中開發項目205個，整理項目216個，綜合整治項目3個，處于各階段監管狀態的項目有424個，計劃實施規模約131275 hm2，計劃新增耕地約11815.7 hm2，進入完結庫的項目53個，實現新增耕地面積約986.3 hm2，其中可供占補平衡面積約613.45 hm2，并實現6宗建設用地項目與耕地補充項目的占補掛鉤。下面以河池市東蘭縣三石鎮納合村土地整理項目為例，展示系統部分功能界面。

圖3 業務辦理及技術審查界面圖Fig.3 The user interface of doing business and technical exam ination

圖3a為系統的業務辦理主功能界面，通過統一的查詢組件選擇東蘭縣三石鎮納合村土地整理項目為當前辦理項目，左邊區域分別顯示項目的基本信息及當前業務節點辦理進度的預警信息提示，中間為當前項目所處階段的業務流程圖，通過辦公自動化的形式提供用戶對項目的動態監管能力。圖3b是系統業務辦理的詳細界面，左側為項目信息欄，包括對詳細信息、預警信息、圖件信息的鏈接，右側材料列表和上傳文檔列表分別為系統根據業務節點解析出的審核文檔信息與上傳文檔信息，中間為審核意見填寫欄。圖3c與圖3d為系統利用廣西“一張圖”實現對項目的各類技術審查功能。

5 結論

本文所研究的土地整治項目動態管理信息系統借助計算機技術、網絡技術、3S技術整合了開發、整理、復墾、綜合整治多種類型項目的業務流、數據流，通過全過程動態監管模型與預警模型的實現，能夠有效加強對項目監管力度，提高項目管理效率，保證了項目建設質量，并通過時空數據一體化的存儲方案達到對成果數據的規范管理，而數據接口的制定尤其是與“一張圖”的數據接口模塊能夠實現異構系統之間的數據共享，有效提高數據成果的應用價值。最后系統在廣西壯族自治區的應用實現了該省對項目的全程動態信息化管理這一目標，并實現項目行政審批的辦公自動化、項目數據報備的標準化、項目成果提交的規范化、輔助部門決策的科學化。

（

）：

［1］鹿心社.論中國土地整理的總體方略［J］.農業工程學報，2002，18（1）：2.

［2］李學瑞，湯小櫓，金曉斌，等.土地整理復墾開發重大項目特征與管理模式研究［J］.中國土地科學，2009，23（9）：60.

［3］王斌，張碩新，雷瑞德，等.基于ArcGISEngine的土地變更調查管理系統設計與實現［J］.農業工程學報，2006，22（10）：109-111.

［4］蔡洪春，岳建偉，陳路遙，等.基于遙感監測的土地利用核查系統設計與開發［J］.自然災害學報，2008，17（6）：1-5.

［5］王建興.地市級土地利用規劃信息系統的設計與實現［J］.中國農學通報，2009，25（20）：298-301.

［6］張雅彬，孫在宏，吳長彬.基于GIS的土地利用總體規劃管理信息系統的開發與研究［J］.南京師大學報（自然科學版），2004，27（2）：107-110.

［7］賈澤露.智能化土地定級估價信息系統設計與實現［J］.測繪科學，2007，32（4）：152-154.

［8］韓志剛，秦奮，楊建鋒.基于MAPGIS的城鎮土地定級估價信息系統設計與實現［J］.測繪科學，2010，35（5）：236-239.

［9］夏敏，趙小敏，湯江龍.土地適宜性評價空間決策支持系統初探［J］.江西農業大學學報，2005，27（6）：911-915.

［10］陳宏斐，陳竹安，張立亭.基于數據流的土地適宜性評價系統設計［J］.水土保持研究，2010，17（2）：208-211.

［11］趙燁，楊燕敏，劉鋒.北京市土地利用總體規劃實施管理預警系統的構建［J］.干旱區資源與環境，2006，20（1）：23-26.

［12］鄭榮寶，劉毅華，董玉祥.廣州市土地安全預警系統與RBF評估模型的構建［J］.地理科學，2007，（6）：774-778.

［13］高向軍，賈文濤，陳原.地整理項目管理與決策支持系統的構建［J］.農業工程學報，2002，18（3）：169-172.

［14］古志新，翟剛，李華.土地開發整理項目管理信息系統建設［J］.國土資源信息化，2007，2：7-10.

［15］陳欣.福建省土地整理復墾開發項目管理信息系統設計［J］.國土資源信息化，2009，4：30-32.

［16］王新軍.基于組件式GIS技術的縣級土地開發整理信息系統的設計［D］.新疆大學，2006.

［17］張書波，侯迪.市縣級土地開發整理管理信息系統的研究與實現［J］.國土資源信息化，2009，3：8-12.

［18］一張圖［EB/OL］.http://baike.baidu.com/view/5216513.htm，2005/2012.

［19］劉耀林，國洪艷，唐旭，等.面向多層次公眾認知需求的土地利用規劃信息重構模型［J］.武漢大學學報（信息科學版），2011，（5）：56-558.

Dynam ic M anagement Information System Design and Application for Provincial Land Consolidation Projects

LIU Yao-lin1,2,WANG Hua1,2,TANG Xu1,2,LIU Zhong-qiu1,2,JIYing-li3
（1.School of Resource and Environment Science,Wuhan University,Wuhan,430079,China;2.Key Laboratory of Geographic Information System,Ministry of Education,Wuhan University,Wuhan 430079,China;3.Department of Computer Science,Central China Normal University,Wuhan 430079,China）

The purpose of this paper is to solve the problems via information technology inmanaging land consolidation projects at provincial government level.Methods used are systematic analysis and case study.The database structure,software structure,and the scheme of integration of store for spatio-temporal data are designed.The interface of data share among different departments,themodel of dynamicmanagement and the Alert Model are also implemented.The system has been successfully applied to the land consolidation projectsmanagement for Guangxi Zhuang Autonomous Region and the design of system is proved to be practicable and effective.

land consolidation;information system;model of dynamicmanagement;Guangxi

F301.2

A

1001-8158（2012）06-0048-07

2011-10-28

2012-05-15

十二五科技支撐項目（2010BAJ22B02）。

劉耀林（1960-），男，湖北黃岡人，教授，博士生導師。主要研究方向為GIS理論、土地信息技術。E-mail:yaolin610@163.com