GIS土地監管系統設計及運用研究

張全國

摘 要：該文基于筆者多年從事土地綜合監管的相關工作經驗，以基于GIS的土地動態監管系統設計為研究對象，論文首先探討了系統的總體結構，進而從數據庫設計，功能設計相信闡述了系統的設計實現思路，在此基礎上，筆者結合實際應用給出了其在應用過程中的優點，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：GIS GPS 土地動態監管 系統

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0020-02

土地監管是基本農田保護和建設用地管理的一個重要手段，隨著國家基本農田保護體系的建立，建設用地批前、批中、批后各個環節制度的落實，對土地監管模式的研究顯得尤為迫切。

土地資源管理包括土地征（轉）用、地政管理、基本農田保護、土地復墾開發整治、土地規劃、土地市場、土地執法等業務，對土地實現動態監管是一個系統工程。本研究針對傳統監管模式下存在的薄弱環節和問題，執行現有國土資源數據標準，以國土資源基礎數據庫為基礎，將多源、多尺度、多類型的國土資源基礎數據通過信息技術有效組織起來，建立多要素、多層次、多維度，具有時空特征的土地動態監管模式，通過建立高效的網絡化國土資源土地動態監管系統，規范執法監察業務管理流程，將違法用地的發現、定性及查處等管理過程融為一體，利用精確、可靠的GPS手持設備完成違法用地的發現和定性，實時傳輸違法用地的信息，接受社會的廣泛監督，減少人工作業條件下的人為干擾因素，科學考核執法監察工作，實現對土地利用的高效監管，促進土地資源保護和合理利用。

1 系統總體結構

針對傳統監管模式下存在的薄弱環節和問題，執行現有國土資源數據標準，以國土資源基礎數據庫為基礎，將多源、多尺度、多類型的國土資源基礎數據通過信息技術有效組織起來，建立多要素、多層次、多維度，具有時空特征的土地動態監管模式，從而對國土資源利用情況實現高效監管。

1.1 系統網絡拓撲結構

系統采用全B/S架構，服務端GIS 平臺采用ArcGIS Server Standard9.3，嵌入式GIS 平臺采用ArcPad7.1，操作系統采用Windows Mobile 6.1，組成系統網絡拓撲結構（圖1）。

ArcGIS Server作為一個應用服務器，包含了一套在企業和Web框架上建設服務端GIS應用的共享GIS軟件對象庫，用于構建集中式企業級GIS應用，提供基于SOAP的Web Services和Web應用。ArcPad是實現移動GIS和野外計算的解決方案，運行在手持移動設備上，具有野外專題數據的獲取、采集和分析等功能。

1.2 系統總體架構

在系統總體架構中，數據庫管理系統作為高效的數據庫資源管理工具，負責空間數據與非空間數據的管理，為上層服務的運行提供數據支持；系統構建平臺為系統的運行提供工作流定制、業務授權、角色人員管理等職能，為系統的運行提供一個業務定制的接口，在該接口基礎上搭建在線分析子系統和執法監管業務子系統；系統運行平臺解釋構建平臺定義的各種業務流程及資源，解析執行流程定義，為業務流程審批和權限控制提供支持。移動數據服務模塊獨立于系統其他模塊，為手持移動設備提供數據和接受設備上傳信息服務。

2 數據庫設計

2.1 數據構成

數據庫中包含了土地空間數據和非空間數據。

（1）土地空間數據：土地空間數據庫包括土地利用現狀數據、土地權籍數據、土地轉/征用數據、土地供地數據、航空影像數據等國土資源基礎數據。

（2）非空間數據：非空間數據包含了工作流程數據、權限數據、元數據、系統管理數據等，非空間數據為土地利用動態監管系統各功能模塊正常運行和國土資源基礎數據正常使用提供保障。

其中執法監察數據為系統需要管理的主要數據，主要包括：巡查路線信息、巡查信息點信息、執法監察案件信息等。

2.2 邏輯設計

數據庫的邏輯設計主要是根據數據的不同應用對數據進行分類組織，將整個數據庫細分為子庫、大類、圖層/表。

（1）子庫的劃分。

國土資源基礎數據庫中存儲的數據主要包括數字線化數據（DLG）、正射影像數據（DOM）和非空間數據，其中DLG 數據包含了土地利用現狀數據、土地權籍數據、土地轉/征用數據、土地供地數據等，非空間數據包含了工作流程數據、權限數據、元數據、系統管理數據等。基礎數據庫中子庫的劃分主要依據數據的格式和數據的類型。

（2）DLG數據子庫設計。

對于DLG的邏輯子庫，可以先根據國家標準對其進行大類的劃分。以地形為例，可以根據國家標準將數據子庫先劃分為控制點、居民地、交通、水系等幾個大類，具體到每一個大類再根據實體的類型（點、線、面）和實體在數據中的意義（輔助信息、主要信息）劃分出具體的邏輯層來。

3 土地動態監管系統功能

土地利用動態監管系統由數據在線分析、執法監察業務和移動執法三個子系統組成。數據在線分析負責國土資源基礎數據庫中的數據發布并進行一系列的在線查詢、分析和數據挖掘。執法監管業務負責管理整個執法監管業務，提供執法監管業務的監控、匯總、分析，以及案件的辦理流程。移動執法利用嵌入式GIS協助土地巡查員實地完成各種違法用地的監管工作，并采用離線或在線的方式完成與服務端執法監管業務的通訊。

3.1 數據在線分析

數據在線分析由數據同步、地圖發布、查詢統計、專題圖顯示和圖形分析模塊組成。根據建設用地報批、建設供地系統等耕地保護相關業務系統運行結果，自動同步土地轉/征用數據庫、建設供地數據庫等業務數據庫，建立地政數據在線分析數據庫。

3.2 執法監管業務

執法監管業務由手持移動設備管理、土地巡查員管理、巡查任務監控、巡查路線匯總分析和案件辦理、查詢和統計模塊組成。負責管理整個執法監管業務，提供執法監管業務的監控、匯總和分析。管理每個手持移動設備客戶端，并設置每個客戶端相關信息，手持移動設備包括編號、行政區和設備密鑰，以及巡查人員的相關信息。endprint

3.3 移動執法

移動執法協助土地巡查員實地完成各種違法用地的監管工作。通過手持移動設備中的GPRS連接到Internet，訪問國土資源執法監察管理信息系統，獲取更新數據，以及將采集的照片和文字等信息上傳到移動服務器。同時通過手持移動設備的GPS 功能，可以定位顯示當前位置的圖形和非空間數據，以及一定范圍內相關土地權屬和建設用地等專題數據信息。

4 土地動態監管系統的運用

4.1 土地動態監管的實現

通過手持移動設備中的嵌入式系統，加載緩存到本地的基礎數據，定位現場位置，具有瀏覽、查詢和分析功能，輔助巡查人員完成相關圖形數據的查閱，為土地的執法監察工作提供高效和準確的數據支持。手持移動設備通過GPRS連接縣（市）移動設備服務器，實時上傳現場設備的地理坐標，完成對正在執行巡查任務的手持移動設備監控，最終實現通過對巡查路線和信息的匯總，統計特定時間段內巡查人員的匯總路線，并疊加地圖顯示。在執行土地巡查的過程中，巡查人員可以采集相關疑似違法用地的圖片信息以及相關地塊的坐標信息，在巡查完成后，上傳到縣（市）移動設備服務器。

4.2 土地動態監管系統的優點

土地動態監管模式極大地降低了土地利用監管的工作強度，實地調查全過程計算機化、數字化和信息化，大大壓縮了野外數據記錄和室內整理時間，省去了將調查的最終結果數字化輸入計算機的煩瑣、艱苦的工作，同時，提高了調查工作的精度和數據采集的客觀性。

與傳統土地監管方式相比，土地動態監管模式的優勢有以下幾方面。

（1）科技含量高，操作簡便，易于學習，非常適合基層（鄉鎮）土地管理人員使用。土地動態監管模式實現了野外調查手段和方法的簡單操作，只要基層土地管理人員手持移動設備，在現場調查時即能“走到、看到、測到”。（2）調查過程、調查結果全數字化，工作效率大為提高。與傳統監管模式相比，土地動態監管模式采用了全新的調查手段，以往皮尺量邊距的定位模式變為GPS 自動定位，現場在手持移動設備上采集坐標，同時也大大提高了數據的采集精度。（3）規范土地執法行為。手持移動設備通過GPRS連接移動設備服務器，實時上傳當前設備的地理坐標，完成對正在執行巡查任務的手持移動設備監控，最終實現通過對巡查路線和信息的匯總可以統計特定時間段內巡查人員的匯總路線，并疊加地圖顯示。從而規范土地巡查人員的巡查路線，準確地考核巡查人員工作量，杜絕巡查的盲區。

5 結語

針對違法用地發現和定性過程難、工作方式落后的現狀，本研究建立了高效的土地動態監管模式，可實現對土地利用的科學監管。通過在線分析、執法監察和移動執法三個子系統將土地監管中的案件發現、定性和辦理等過程合為一體，真正實現了土地監管過程的信息化。

作為金土工程建設的重要環節，該研究還可在以下幾個方面進行拓展和加強。（1）實時接收建設用地審批數據。將農用地轉用及建設用地審批數據實時傳輸至手持移動設備，執法監察人員利用該數據可及時獲取相關建設用地審批信息，為違法用地的查處提供最及時、最準確的執法依據。（2）采集返回違法案件當事人的執行情況。對案件當事人接受違法處罰的執行情況進行采集并返回，為案件執法人員提供案件的全程跟蹤管理模式，強化執法的力度。（3）利用多時段影像或矢量對比分析新增建設用地變化。采用不同時期的影像或矢量數據進行對比分析，提取建設用地的變化信息，以便對建設用地的變化區域進行重點監察，提高執法監察管理的有效性。

參考文獻

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