面向土地儲備的移動信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

張勝

(隨縣自然資源和規(guī)劃信息中心 湖北 隨州 441315)

隨著全球城市增長的速度加快，土地資源成為地球越來越重要的組成部分。沒有土地資源人類就無法發(fā)展，所以應(yīng)樹立有效、有計劃地利用土地資源和城市土地儲備體系的目標[1]。作為城市治理的初始階段，土地收集與保護對加強土地改革與控制、規(guī)范土地市場行為、增加土地利用、提高資源利用效率、增加公共收入、提高經(jīng)濟水平有著越來越大的影響。

1 研究意義

由于土地儲備工作的廣泛性和專業(yè)性，目前在市縣一級建立土地儲備的進程得到了部門間協(xié)同的幫助，其中包括原始土地類型審查、現(xiàn)狀土地類型調(diào)查、土地類型第二次調(diào)查[2]。城市土地利用總規(guī)劃比較、土地利用總規(guī)劃比較、森林管理規(guī)劃比較等。

通過平臺和平臺內(nèi)的“一張圖”系統(tǒng)，決策者可以查找所有土地的信息，包括文本信息、地理基線信息、內(nèi)容數(shù)據(jù)和其他文件材料，這些資料可以為決策者分析項目和數(shù)據(jù)提供可靠的支持。

1.1 信息集成

整合土地儲備的各種數(shù)據(jù)，跟蹤土地儲備項目的基本地理信息、土地利用、地塊利用、土地流轉(zhuǎn)、農(nóng)業(yè)用地、土地儲備、不動產(chǎn)基本信息和其他電子檔案信息，確保土地信息的整合[3]。

1.2 協(xié)同辦公和移動辦公

使用移動終端，可以輕松搜索、查看土地圖像，查看土地的當前使用情況和未來規(guī)劃，以及其他項目資源。這有助于有效、準確地審查項目，并根據(jù)實際情況及時完成相關(guān)工作任務(wù)。同時，通過平臺實現(xiàn)團隊溝通與合作、匯報、任務(wù)分配等功能，實現(xiàn)高效辦公[4]。

1.3 標準化數(shù)據(jù)存儲檢索

建立健全的制度，嚴格規(guī)范土地保存、項目進度、電子化整理和項目檔案保存流程，通過標準程序配置土地庫存登記冊，建立數(shù)據(jù)標準和標準化組織，建立統(tǒng)一的大型儲備模式，所有城區(qū)儲備地都按照統(tǒng)一的標準納入儲備數(shù)據(jù)庫。

1.4 GIS技術(shù)支持

利用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術(shù)，在現(xiàn)代智能系統(tǒng)的支持下，收集、匯集、儲存、分析、計算和提取城市土地儲備的各種三維數(shù)據(jù)。除了有效保存和管理大量地理信息外，地理信息系統(tǒng)還可以快速分析保存的地理信息，解決以圖形形式直接向決策者提供系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理結(jié)果等數(shù)據(jù)問題，更好地分析和檢索與城市有關(guān)的地理信息[5]。

2 系統(tǒng)需求分析

基于GIS的土地儲備一張圖系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫、項目管理、土地儲備一張圖、綜合事務(wù)分析、移動辦公模塊等。

具體建設(shè)內(nèi)容如圖1所示。

圖1 平臺建設(shè)內(nèi)容

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

圖形系統(tǒng)的通用體系結(jié)構(gòu)由兩個主要組件組成：客戶端和服務(wù)器。移動客戶端訪問遠程服務(wù)器，這些服務(wù)器可以根據(jù)不同的用戶權(quán)限提供系統(tǒng)操作。系統(tǒng)設(shè)計了一個客戶端/服務(wù)器（C/S）架構(gòu)，這是一個Android客戶端，使用Android系統(tǒng)中包含的SQLite數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)緩存，具體架構(gòu)設(shè)計見圖2。服務(wù)器有兩種方法來處理服務(wù)器響應(yīng)，一旦客戶端和服務(wù)器之間建立了通信，并且客戶端必須執(zhí)行與GIS相關(guān)的操作，客戶端首先通過Web 服務(wù)器請求訪問，Web 服務(wù)器處理相關(guān)請求并向GIS 服務(wù)器發(fā)送有關(guān)GIS 請求的信息。GIS服務(wù)器處理GIS請求并返回響應(yīng)信息，并通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將其發(fā)送給客戶端。如果未執(zhí)行SIG 請求，則客戶端和服務(wù)器之間的通信僅發(fā)生在Web服務(wù)器和客戶端之間。SQL Server支持IIS Web服務(wù)器。作為后端服務(wù)器，GIS 服務(wù)器實際上是一個ArcGIS 服務(wù)器。在該系統(tǒng)中，GIS 服務(wù)器提供鏈接到基于數(shù)據(jù)的移動地圖服務(wù)的地圖服務(wù)，如SQL Server 空間數(shù)據(jù)庫（通過SDE連接）或允許移動電話訪問GIS數(shù)據(jù)的地圖文檔。在文章中，Windows Server 2018網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和GIS服務(wù)器裝配在同一臺主機上。

圖2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

3.2 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計與建立

空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)中最基本和最重要的組成部分。空間數(shù)據(jù)庫是基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中對屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)正常管理的需要。這可以看作是存儲在物理環(huán)境中的相關(guān)地理數(shù)據(jù)的總和，其中大部分存儲在具有特定結(jié)構(gòu)的文件中[6]。

空間數(shù)據(jù)主要由圖形數(shù)據(jù)和相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)組成，分為點數(shù)據(jù)、線數(shù)據(jù)和面數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)是為將屬性信息映射到不同空間而設(shè)計的圖形數(shù)據(jù)的有效補充。經(jīng)過數(shù)字處理、投影變換和空間插值，這些圖及其屬性形成了大量的數(shù)據(jù)，形成了系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫。該系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫包括城市總體規(guī)劃、土地使用規(guī)劃、土地使用許可證、土地所有權(quán)圖、林權(quán)圖、土地儲備、住房拆遷數(shù)據(jù)、土地儲備資金等。

3.2.1 數(shù)據(jù)組織

基于空間數(shù)據(jù)的時空連續(xù)性和透明度，建立了系統(tǒng)地理信息數(shù)據(jù)庫，將土壤信息數(shù)據(jù)按層次和子項目進行組織。具有相同含義和物理形式的空間地理元素存儲在相同的數(shù)據(jù)層中，以形成特定元素的主題元素記錄。同時，各種專業(yè)數(shù)據(jù)形成了整個數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫的所有元素，利用GIS數(shù)據(jù)管理功能和GIS技術(shù)可以反映信息數(shù)據(jù)的真實性。

3.2.2 數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)

土壤空間數(shù)據(jù)庫主要由兩部分組成：一是地理要素的屬性數(shù)據(jù)；二是其對應(yīng)的空間定位數(shù)據(jù)。GIS 系統(tǒng)的重點關(guān)注對象是具有拓撲關(guān)系的地理空間實體，點數(shù)據(jù)、線數(shù)據(jù)、面數(shù)據(jù)三大基本要素和相應(yīng)的空間作用域共同組成地理空間實體，其中點、線、面三大要素是設(shè)計空間數(shù)據(jù)庫的依據(jù)。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)與應(yīng)用

4.1 開發(fā)平臺搭建與運行環(huán)境

本系統(tǒng)采用C/S 架構(gòu)模式設(shè)計，考慮到服務(wù)器與客戶端之間需要雙向傳輸數(shù)據(jù)且格式多樣化，以及HTTP傳輸協(xié)議的無連接、無狀態(tài)、靈活性高的特點，傳輸數(shù)據(jù)格式可結(jié)合JSON 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，易解析輕量數(shù)據(jù)，一種比較易擴展、靈活性強的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。故本系統(tǒng)采用兩者結(jié)合進行數(shù)據(jù)雙向通信。客戶端數(shù)據(jù)庫存儲采用SQLite 數(shù)據(jù)庫為本系統(tǒng)客戶端的主要數(shù)據(jù)庫，這是Android 系統(tǒng)本身自帶的數(shù)據(jù)庫，具備高效性、可靠性、輕量型等特點，便于管理并儲存必要的臨時數(shù)據(jù)。服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫不僅可以作為業(yè)務(wù)邏輯的信息數(shù)據(jù)庫，還可以作為GIS 數(shù)據(jù)處理的空間數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)在Android Studio集成開發(fā)環(huán)境進行功能開發(fā)，GIS 服務(wù)器在部署過程中已經(jīng)實現(xiàn)了部分GIS功能，GIS處理功能開發(fā)主要集中在客戶端上。基于Android 4.0.4平臺、ArcGIS API for Android開發(fā)包、gson2.1組件，在Android Developer Tools v21集成開發(fā)環(huán)境進行客戶端功能開發(fā)。

4.2 數(shù)據(jù)源處理

本系統(tǒng)充分利用電子地圖、影像圖、城市總體規(guī)劃、土地總體規(guī)劃等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并結(jié)合對年度土地儲備計劃、機關(guān)事業(yè)單位不動產(chǎn)權(quán)屬分布圖、儲備存量地塊等專題數(shù)據(jù)進行各種疊加分析。

4.2.1 基礎(chǔ)地理圖件建設(shè)的技術(shù)方法

基礎(chǔ)地理圖件整理與建庫的內(nèi)容包括全市范圍和示范區(qū)、重點地區(qū)不同比例尺的行政區(qū)劃、交通（公路鐵路）、水系、地形地貌、植被等基礎(chǔ)地理和測繪數(shù)據(jù)，通過格式轉(zhuǎn)換、坐標轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)拼接、數(shù)據(jù)入庫（操作庫）、數(shù)據(jù)切片和金字塔處理與信息發(fā)布，形成統(tǒng)一的基礎(chǔ)地理本底數(shù)據(jù)庫。基礎(chǔ)地理圖件整理與建庫的技術(shù)路線可以劃分為4個部分，具體見圖3。

圖3 基礎(chǔ)地理圖件整理與建庫的技術(shù)路線

4.2.2 遙感柵格數(shù)據(jù)建設(shè)的技術(shù)方法

遙感柵格數(shù)據(jù)整理是指收集、整理全市范圍小比例尺遙感影像和數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）空間數(shù)據(jù)，以及示范區(qū)、重點地區(qū)大比例尺遙感影像和DEM空間數(shù)據(jù)，通過格式轉(zhuǎn)換、坐標轉(zhuǎn)換、影像拼接、數(shù)據(jù)入庫（操作庫）、數(shù)據(jù)切片和金字塔處理以及信息發(fā)布，形成統(tǒng)一的遙感影像與DEM 本底數(shù)據(jù)庫，并集成到土地儲備一張圖系統(tǒng)。

4.2.3 屬性專題數(shù)據(jù)建設(shè)的技術(shù)方法

通過為不同的業(yè)務(wù)開發(fā)數(shù)據(jù)上傳模塊或腳本程序，將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入庫中進行檢查、組織、優(yōu)化、上傳、過濾、集成，并將屬性數(shù)據(jù)導(dǎo)入底層數(shù)據(jù)庫。它可以上傳到操作數(shù)據(jù)庫。對于無法自動處理的問題，有必要將自動和手動方法結(jié)合，進行手動修改和處理，以確保數(shù)據(jù)集成和存儲的質(zhì)量。

4.2.4 空間專題數(shù)據(jù)建設(shè)的技術(shù)方法

空間專題數(shù)據(jù)的處理流程和方法為：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)入庫（基礎(chǔ)庫）、數(shù)據(jù)拼接、渲染、數(shù)據(jù)切片、數(shù)據(jù)檢查、切片數(shù)據(jù)入庫和拼接檢查后的矢量數(shù)據(jù)入庫（操作庫：數(shù)據(jù)產(chǎn)品庫）、相關(guān)圖件（最終出圖效果圖、平面圖等）入庫（基礎(chǔ)庫）、圖件三維查詢。

4.3 運行效果

系統(tǒng)運行界面如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)運行界面

5 結(jié)語

本研究結(jié)合國土土地儲備的工作實際，從滿足用戶進行土地儲備決策實際需求出發(fā)，基于目標用戶分析和應(yīng)用背景分析建立系統(tǒng)功能需求分析，在已有地形圖、城市利用總體規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)類似系統(tǒng)開發(fā)的成熟技術(shù)，采用C/S架構(gòu)、移動GIS、GPS定位與導(dǎo)航技術(shù)，基于土地儲備開發(fā)一張圖信息系統(tǒng)，通過系統(tǒng)即可獲取土地儲備相關(guān)所有信息，提高土地儲備信息共享應(yīng)用水平，輔領(lǐng)導(dǎo)進行項目決策分析。