基于ArcGISEngine的農地確權管理系統設計

詹金貴，戈振揚

(昆明理工大學現代農業工程學院，云南昆明 650500)

“三農”問題一直以來都是我國最基礎、最重大、最廣泛、最復雜的社會問題[1]。農村土地承包經營權確權是繼1984年農村家庭聯產承包責任制確立實施之后，又一次對農村土地制度的改革和完善，也是社會各界關注的焦點問題之一[2]。當前，云南省農村土地承包經營權確權工作已經接近尾聲，但在確權過程中的農村土地管理問題有待更好的解決[3]。根據鄉村實際情況，了解到鄉村部門希望建立一套農地確權管理系統，要求系統能存儲全村土地的圖形和屬性信息，并可隨時更改，能方便全村土地的流轉和查詢，為縣級及以上單位提供基礎更改信息，以便統一更正，在此基礎上逐步實現農村土地信息化和機械化。經廣泛調查研究，系統的建立應力求達到用戶受益，鄉村受益，管理人員方便科學管理的目標，為此確定農地確權系統應具備以下功能：數據操作功能，主要是SHP數據、CAD數據、柵格等空間數據和相關土地屬性數據的輸入、保存、查詢和輸出等；地圖操作功能，主要是地圖的放大、縮小、面積測量等；土地管理和查詢功能，主要是土地登記、土地變更、土地編輯及相關權屬信息查詢和更改等；用戶信息管理，主要是用戶的安全登錄和操作等。鑒于此，為促進農村土地確權工作簡單、高效進行，提升農村土地管理效率，筆者結合云南省農村土地確權工作，基于ArcGISEngine組件技術，以Visual Studio 2010為開發平臺，采用Visual C#開發語言和SQLserver關系型數據庫，設計了一款農地確權管理系統，從而實現數據操作、地圖操作、土地管理、權屬信息管理、數據導出、用戶管理6大基本功能，為農村土地的快速登記查詢和后期流轉提供有力支持。

1 系統總體設計

1.1系統體系結構GIS 組件技術，特別是基于ArcGIS 系統軟件和ArcEngine組件庫是近些年來地理信息系統發展的趨勢之一，農地確權管理系統和大多數需GIS應用系統一樣，開發一般都采用主流的C/S或B/S模式，在綜合分析本系統需求和ArcGISEngine 的技術特點后，系統設計按照C/S(客戶機/服務器)設計模式[4]。總體功能設計分為應用層、邏輯層、數據層3層，由農地確權管理系統主體框架和窗體界面組成應用層，它是農地確權系統的表現層，在應用層系統實現了界面的展示以及相關信息的輸入。邏輯層主要由ArcGISEngine相關組件包調用數據來實現各功能，它的作用主要是接收應用層傳遞的信息，然后進行后臺處理，設計各個功能模塊并對其代碼進行調試，實現相關功能，起著應用層到數據層之間的銜接作用，這也是系統的核心部分[5]。數據層采用SQLserver數據庫軟件作為關系型數據的存儲平臺，對數據進行讀寫和建立統一的數據服務器，空間數據則通過空間數據庫引擎ArcSDE傳遞給系統，系統數據的管理提供了數據存儲、訪問、更新等操作功能模塊。同時還會對數據操作的相關功能進行封裝，實現與業務層進行分離，以此保證這樣在數據發生變化時可以有效地針對數據層進行改動，從而避免了對其他層的影響。系統具體架構如圖1所示[6-10]。

1.2系統設計基本原則進行該系統設計時，應主要考慮實用、穩定、易操作及可維護性等要求，具體如下：

1.2.1實用性原則。作為一個應用系統，實用性是影響系統實際應用的最重要因素。本系統在深入調查研究農村土地確權的基礎上設計開發，使得軟件能滿足農村土地管理的需要，真正實現用戶需求。

圖1 農地確權管理系統架構圖Fig.1 Architecture of agricultural land security management system

1.2.2穩定性原則。建成后的系統將成為鄉村行政部門的一個重要辦公系統，一個小的故障將會導致日常工作的運行中斷，所以在系統開發過程中應從系統結構、技術措施、軟硬件平臺等多方面綜合考慮，確保系統具有較高的性能和較低的故障率。

1.2.3易操作性原則。系統應具有美觀實用、友好直觀的中文圖形化用戶管理界面，要充分考慮辦公人員的專業水平、操作習慣，應方便易學、易于操作，系統應以圖形化的方式提供各種操作手段，充分發揮GIS以圖形面對用戶的特點，信息的表現方式應更直觀。

1.2.4可擴展性原則。系統應具有良好的接口和方便的二次開發工具，以便系統可以不斷地擴充和完善。

1.2.5可維護性原則。系統應提供對自身集中操作維護的功能，能做到使系統能在數據損壞、丟失等情況下將備份數據倒回，實現數據恢復和數據安全。

1.3系統開發環境根據信息技術中計算機軟硬件設備的當前發展狀況、該系統設計具體規模、需求分析等條件，選擇了該GIS二次開發的方式，系統開發環境如表1所示。

表1 系統開發環境

2 系統功能設計

為了增強各功能的內聚性，減少功能間的耦合性，該系統采取模塊化設計方法，可以滿足系統的可擴展性和穩定性的要求。依據土地確權管理功能，分析系統的用戶操作習慣以及不同的用戶對系統操作權限的劃分準則，對系統的功能進行劃分，其總體功能模塊如圖2。

圖2 總體功能模塊圖Fig.2 Overall function block diagram

2.1數據操作模塊該模塊主要功能有地圖的打開，SHP、CAD等空間數據的添加、保存以及系統的退出和注銷登錄等。其主要作用是完成錄入和保存土地空間信息數據，這些數據主要是通過外業調查而獲取的，可直接導入系統。

2.2地圖操作模塊該模塊可以實現地圖的放大、縮小、移動、全幅顯示、長度測量、面積測量等功能，從而更方便、直觀地查詢地塊信息。

2.3土地管理模塊該模塊主要提供地塊的選擇、登記、變更、編輯等。當需要對地塊進行操作時，首先需要選中地塊，所以要提供地塊的選擇功能；所有地塊都需要把其調查統計后的空間信息和屬性信息錄入系統，所以地塊的登記也是必要的功能；當地塊由于土地流轉等承包方屬性信息發生變更后，其系統中地塊的信息也要變更，所以就需要地塊的變更功能；當地塊的各種信息登記到系統后，可能存在地塊編碼有誤、登記面積和實際面積不相符、地塊四至不清楚等情況，則需地塊編輯功能來實現對地塊地塊合并、地塊分割、添加“四至”等功能，所以該模塊也需要有對地塊編輯功能。

2.4權屬信息管理該模塊主要是對承包方土地信息、家庭成員信息等屬性信息進行詳細的管理和查詢，為滿足簡單快速的通過土地編碼來查詢承包方的各種信息，需要設計土地信息查詢功能；如果要求通過合同編號就能查詢出承包方所屬信息，就需要設計承包方查詢功能；如果要求通過承包方編號來查詢其家庭成員信息，需要設計家庭成員查詢功能；還有想要同時查詢某一篇地塊的信息，就需要設計空間查詢功能。

2.5數據導出模塊該模塊主要是可以導出某塊地塊的空間信息和權屬信息(地塊位置、戶籍表、公示表、歸戶表、承包方調查表、發包方調查表、經營權證等)

2.6用戶管理模塊用戶分為普通用戶和管理員，每個用戶都需要先注冊，管理員權限大于普通用戶，可以對普通用戶信息進行修改。

3 數據庫設計

數據庫是系統實現各個模塊功能不可或缺的一部分，也是系統中所需數據的來源，系統中數據庫的設計是為了系統的需求設計一個優化的數據庫，能夠有效的存儲數據。該農村土地確權系統的地塊信息的數據中包括2種數據類型，分別是空間數據類型和屬性數據類型。由于存在2種不同數據類型，所以數據庫的設計就需要對2種數據分別進行存儲和設計。該系統中的空間數據是采用GIS中所帶的數據庫進行的存儲，而屬性數據則采用SQLserver數據庫。設計時需要考慮到能夠讓系統使用數據時比較的靈活以及數據的訪問效率。具體E-R圖如圖3所示。

圖3 實體關系E-R圖Fig.3 E-R diagram of entity relationship

4 系統實現

4.1土地登記選擇某個地塊，此地塊會高亮，然后進行土地登記，先進行土地信息登記，包括信息有發包方編碼、地塊編號(已有默認編號)、承包方(代表姓名)、地塊名稱、圖幅編號、合同面積、四至信息、用途類型等登記完畢，點擊登記入庫，會出現數據入庫成功對話框；后面是對承包方信息進行登記，包括發包方編碼、承包方編號、承包方(代表)、聯系方式、證件類型、證件號碼、合同信息、家庭成員信息等，點擊登記入庫，會出現數據入庫成功對話框，如圖4所示。

圖4 土地信息登記功能實現圖Fig.4 Implementation diagram of land information registration function

然后對承包方信息進行登記，包括發包方編碼、承包方編號、承包方(代表)、聯系方式、證件類型、證件號碼、合同信息、家庭成員信息等，點擊登記入庫，會出現數據入庫成功對話框，如圖5所示。

圖5 承包方信息登記功能實現圖Fig.5 Implementation information of the contractor information registration function

4.2土地變更由于錄入錯誤或土地流轉等原因可以對土地相關的信息進行更正，如承包方(代表)、四至等信息。如上圖把承包方(代表)進行更正以后，點擊確定變更，系統會出現數據更新成功對話框，則顯示土地信息更改成功，如圖6所示。

4.3土地信息查詢為了能方便快速地查詢出土地的相關信息，該系統設計了利用土地編碼來查詢土地信息，只要輸入土地編碼，就能快速查詢到發包方編碼、承包方姓名、地塊名稱、圖幅編號、合同面積、四至等信息，如圖7所示。

4.4家庭成員查詢同樣地，輸入承包方編號，就能查詢出家庭成員信息，如圖8所示。

圖4～8是土地確權系統的主要功能實現過程，其關鍵功能實現流程如圖9所示。

5 結語

以當前土地確權管理系統采用的關鍵技術為基礎，分析地塊數據組織和管理的特點，結合了云南省土地確權工作具體情況，基于ArcGISEngine開發、利用GIS組件技術，開發了一套村級農地確權管理系統，該系統的界面友好、簡潔，可操作性強，在功能上內容全面，且功能較為強大，能流暢地實現了土地管理、地圖瀏覽及相關信息查詢等基本功能操作。同時，該系統還在特別需求功能上有創新設計實現，例如利用土地編號查詢地塊信息、承包方編碼等多種快速查詢功能等。該系統經過調試后，整個系統運行流暢，實用性強，交互體驗感強，同時滿足專業性等實現了系統開發的預期目但也有不足之處，如在系統設計與實現中沒有充分考慮各代碼及功能模塊的優化，一些功能的實現方法有些繁瑣；地圖的某些功能過于簡單，只能實現對地圖的基本操作。

圖6 土地信息更改功能實現圖Fig.6 Implementation diagram of land information change function

圖7 土地信息查詢功能實現圖Fig.7 Implementation diagram of land information query function

圖8 承包方家庭成員信息查詢功能實現圖Fig.8 Implementation diagram of the contractor family member information query function

圖9 土地確權系統關鍵功能實現流程圖Fig.9 Flow chart of key functions of land confirmation system