基于GIS系統和物聯網的專用土地管理系統設計

丁一鈞，聶電開，孫玉杰

（中國人民解放軍72506部隊，河南 駐馬店 463000）

0 引 言

目前，基于GIS系統的土地管理系統已經獲得廣泛應用，尤其在國土資源普查管理等大規模應用方面取得了突出成效，但野外零散小面積專用土地廣泛存在于企事業單位、種養殖、采礦以及油田等部門和行業，很多地塊地處偏遠，土地分散，依靠人工巡查管理效率較低，且部分地塊因早年測繪精度問題導致土地邊界和權屬存在紛爭。界樁采用水泥材質，長時間放置后風化損毀嚴重，標識模糊，對爭議地塊管理需翻閱年代久遠的紙質測繪檔案，與現地對應關系不夠直觀。專用土地違建、采砂、種養殖等侵占、蠶食問題頻發，因此實現專用土地的信息化管理具有重要意義[1]。

針對上述問題，文中設計了一種專用土地管理信息系統，使用手持管理終端，利用高精度北斗差分定位方式確定土地邊界[2]，并在GIS影像中標注，按照影像和現地對應的方式埋置PVC界樁；在合理位置安裝監控攝像頭，并通過已建成的專用無線網傳輸畫面，管理人員在發現盜采等違規行為時可及時糾治；日常巡查管理期間，可攜帶手持終端，讀取埋置在PVC界樁中的RFID無源標簽，實時查看地塊的面積、界樁位置數量等相關信息，提高專用土地管理的信息化水平。

1 系統組成

全系統主要由基礎支撐GIS子系統、專用4G傳輸網、前端視頻監控子系統、單兵手持巡檢終端、PVC無源RFID界樁等組成。主要結構原理如圖1所示。本系統設計基于已建成的專用4G網絡和GIS系統，手持終端采用Android系統，并內嵌專網傳輸模塊，便于采集和傳輸定位及地塊信息。

圖1 系統主要架構原理

1.1 基礎支撐GIS系統

作為系統的基礎支撐，GIS系統采用B/S架構方式在多類型終端進行部署，包括計算機、手持終端及測繪RTK等設備[3]。系統通過下載導入GOOGLE等商業地圖影像可實現管理區域的大面積覆蓋，對專用土地較為密集和面積較小且零散的區域，系統采用高精度航拍方式，采集高精度的傾斜影像數據，實現土地邊界的高精度標注管理[4]。

為實現專用土地準確確權，系統利用北斗RTK設備高精度采集土地控制點，將年代久遠的紙質土地使用證上記載的地方坐標進行數學變換，而后在控制點埋置PVC界樁[5]。RTK設備采集的定位點同步至GIS系統的數據庫中，并在影像圖上進行標注，控制點連線合圍區域在系統中標注為專用地塊[6]。

1.2 專用4G傳輸網

4G傳輸專網為視頻監控系統以及手持終端和數據庫之間提供基礎傳輸支撐，RTK設備采集點位信息、視頻監控畫面及手持終端與GIS平臺間的通信均可通過專網完成，具有傳輸速率高、安全保密、覆蓋范圍廣等特點[7]。

如不具備專網條件，可使用運營商的VPN服務，并使用“物聯網”卡，降低流量費用成本。

1.3 前端視頻監控子系統

為有效管理專用土地，及時發現違規占用土地的問題，系統設計了視頻監控子系統，在專用陣地架設市電或者風光供電監控點，利用無線專網傳輸至管理平臺，在GIS平臺中融合監控功能，實現陣地管理“開窗”顯示地塊實時視頻，并利用視頻監控自帶的越線報警等功能實現高效管理，視頻監控可在手持終端和電腦端實時查看，具備視頻存儲和回放功能，為解決爭議和維權提供有力支撐[8]。

1.4 手持巡檢終端

終端基于Android系統開發，通過專網通信模塊實現與后臺GIS系統以及視頻監控系統的通信，內置北斗導航模塊，可直接導航至要巡查的地塊，并利用機身搭載的攝像頭拍照上傳地塊狀況，形成巡查日志[9]。

1.5 PVC無源RFID界樁

專用地塊使用PVC界樁替代傳統的水泥界樁，牢固耐用，標志清晰耐久，可有效起到提示作用。同時，在界樁內部嵌入無源RFID標簽，利用手持終端的NFC功能可以讀取標簽內容，快速顯示當前地塊面積、征用時間等基本情況。

2 實驗界面

2.1 管理系統主界面

系統主界面如圖2所示。圖中展示了專用地塊高亮標識和控制點標識等功能。

圖2 管理系統主界面

2.2 視頻監控界面

圖3展示了專用地塊架設的視頻監控系統，在GIS系統的界面上實現“開窗”顯示。視頻監控點位可由RTK設備采集精確位置信息后，將位置信息上傳至GIS系統，并在地圖中標識。日常巡查時可直接點擊地圖上要巡查地塊附近的攝像頭點位符號，即可完成遠程視頻巡查。

圖3 專用地塊架設的視頻監控系統

2.3 手持終端

手持終端界面如圖4所示。圖中展示了專用地塊原紙質版控制點采用的地方坐標系與其他坐標系轉換的功能[10]。

圖4 手持終端界面

3 結 語

野外專用土地因地處偏遠，地塊分散、孤立，極易被侵占和破壞，從而影響專用土地的效益發揮。采用本文設計的系統，可實現地塊邊界權屬信息化管理，通過遠程視頻監管專用地塊，提高管理效率，具有一定的實用價值。