土地综合信息管理系统研究

谢锋珠，王建民

(1.山西煤炭职业技术学院，山西太原030006;2.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024)

土地综合信息管理系统研究

谢锋珠1，2，王建民1，2

(1.山西煤炭职业技术学院，山西太原030006;2.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024)

从土地调查工作的实际需求出发，就GIS下的土地综合信息管理系统的架构、系统组成、空间数据库的构成和系统功能模块进行论证和设计，并给出PDA野外土地调绘系统作业模式和工作流程，以便使用该系统的调查人员能将采集的数据通过GPRS实时传输到GIS土地信息管理系统中进行管理、修编。整个系统以C/S模式运行供多个部门同时使用。

GIS;土地更新;空间数据库;土地调查

一、引 言

随着我国区域经济的发展、产业化结构的调整，以及造地改田、土地整理、镇乡工业、交通、商住、教育、旅游、水利等各行业各部门对土地改造、利用程度的不断加大，土地利用状况也在不断变化［1］。因此，这就要求土地利用现状调查不能停留在以前的调查资料基础上，必须不断开展土地利用变更调查工作。因此，土地的变更调查工作成为土地管理部门的一项重要工作。

GIS现已成为当今社会最基本的服务系统之一，并已运用于多个行业中［2-3］，而GIS与移动智能设备的结合是地理信息系统的发展趋势［4］。建立在计算机网络基础之上的土地更新调查信息系统，能为土地数据管理提供科学、高效、便捷的工作平台，是一种比较高效、科学的土地信息管理方法。对于土地的科学规划和合理利用显得十分重要。

二、开发方式

SuperMap Objects是以COM/ActiveX技术规范为基础的全组件式GIS，总共包括12个控件。使用这些控件能够完成地图的显示编辑、布局、三维建模、拓扑处理、属性数据的显示、图层管理等功能。

eSuperMap能够在移动设备上开发出具有GPS定位、数据采集与编辑、各种GIS查询与分析功能的应用系统，并且能与服务器进行无线通信，是掌上电脑(PDA)开发的理想工具。

SuperMap SDX+是SuperMap GIS的空间数据库引擎，它采用先进的空间数据库存储、索引和查询技术，具有空间-属性数据一体化、矢量-栅格数据一体化和空间信息-业务信息一体化的集成式空间数据库管理能力。

三、空间数据库组成

使用大型关系数据库来一体化管理空间数据和业务数据，已经成为GIS应用发展的主流。本系统采用SuperMap SDX+空间数据引擎将高精度影像数据存入大型的关系型数据库SQL Server 2008中，并可供多个GIS客户端连接共享。

空间数据库是整个系统实现的核心，主要由影像数据库(存放影像数据)、矢量数据库、元数据库、人员信息库、属性库等组成，数据库的组成如图1所示。

图1 数据库组成

1.影像数据库

运用SuperMap SDX+空间数据引擎将正射影像存入关系数据库中，便于管理高精度、高清晰的正射影像。影像数据是系统的基础数据，可以此为基础叠加矢量数据作为土地更新、调查底图。

2.矢量数据库

将野外调查底图(1∶2000或1∶5000)以矢量格式储，它是土地调查、更新的重要数据。可借助SuperMap SDX+空间数据引擎实现存储并分层管理，即将相同的地物置于同一图层上，并将图层以土地类型或其他属性命名图层。

3.属性库

可根据已有历史资料及最新高清正射影像的判读结果所得到的属性，如边界类型、土地类型、权限界限等建立属性库，并根据野外调绘结果更新、补充、完善该属性库。同时，用属性库管理土地历史档案、标准等文本资料，便可查询维护。

4.元数据库

元数据是整个数据库系统功能框架的基础，建立结构合理、内容丰富的元数据库，可实现元数据输入、元数据编辑、查询、检索、元数据合并与导入、元数据报表输出等功能。

5.人员库

该库主要是管理人员的基本资料，主要有系统操作人员、管理人员及野外调绘人员，重点是跟踪野外调绘人员的任务完成情况。

四、系统设计

整个系统可分为PDA调绘系统、GIS土地管理信息系统、数据通信3个子系统。其中，GIS土地信息管理系统采用Client/Server(C/S)的模式来开发，在逻辑上分3层，即为应用层、中间层和数据库层，系统的架构如图2所示。

图2 系统架构

1)数据层。由大型关系型数据库系统 SQL Server构建，并由空间数据引擎SuperMap SDX+来操作空间数据库SQL Server，存储各种空间数据和属性数据。

2)中间层。负责应用层与数据库层的连接，实现客户端与服务器之间的信息传递与处理，主要进行图形数据和属性数据的存储、传输和数据预处理，是应用层的服务对象。

3)应用层。是用SuperMap Objects进行架构，实现土地更新调查业务所需的GIS功能和常规业务功能，如图形编辑、检索、查看、输出等，以及应用层与中间层的通信。

1.GIS土地信息管理系统

该子系统是整个系统的核心系统。其他子系统都是为该系统服务的，该子系统运行需要GIS服务器的支持。本系统是基于GIS的土地管理信息管理平台，系统运行在各个服务部门的客户机上。该系统的主要功能概述如下:

1)图形操作。功能包括可通过鼠标或键盘漫游到图形任何位置，可缩小或放大图形任意倍，支持鼠标点选，即通过鼠标选择点线面，框选信息即通过鼠标画方形来选择感兴趣的区域;鼠标指示出当前位置的地理坐标、地块属性。

2)空间分析。它是GIS独特的功能之一，借助于GIS强大的空间分析能力，可实现土地类型的自动分类，土地的水土流失、植被覆盖情况、土地整理边界分析、土方计算等功能。其分析结果是以专题图的形式输出，或以图表的形式表达，并可根据用户的需求选择输出样式，输出结果具有多样形。

2.野外PDA+GPS调绘系统

通过GPS记录航点和航迹的方式来跟踪调绘员的行走轨迹，并通过传输短信息的方式与室内管理操作人员进行交互。PDA+GPS设备可自动记录调绘任务的时间和空间位置，并以此作为检验调绘工作有效性的依据。调绘员可根据PDA地图及GPS的坐标数据在现场更新土地信息、补测新增地物。在结束野外调绘任务后，调绘员使用数据线连接PDA与计算机，将数据传输到数据库中。

PDA野外调绘系统实现流程如图3所示。调绘周期开始之前，可通过后台管理软件调用相关设备信息生成调绘任务，调绘任务(主要是完成境界、权限界线转绘与调绘，地类线状地物调绘，新增地物的补测)经过相关部门的审核、调整、批准、确认后，下载到各个手持终端，调绘人员到达现场完成数据的录入工作后，便可以通过网络上传到服务端进行数据处理。数据处理主要进行空间数据分层、图形数据拓扑结构、属性数据结构、属性数据的逻辑一致性等方面的检查与修改［5］。

在建立图幅索引、系统数据字典之后，将上述阶段采集、编辑处理的数据，确认无误后入库。

3.信息传输系统

为了保证调绘人员在野外能将实时调绘的数据传回到信息中心的GIS综合服务平台，借助于GPRS网络便可完成此项功能。

如果调绘所在地的GPRS信号良好，在PDA手持机通过GPRS连接数据库便能完成数据的上传、下载。同时，PDA上的GPS设备启动后可实时跟踪调绘人员到达的位置，并显示在服务器的GIS平台中的影像图上，并且调绘人员可通过短信与管理人员通信。

如果GPRS连接数据库失败，采集到的数据还能暂时保存到PDA上，因此，回到室内，PDA还可通过USB直接连接中心数据库完成数据的上传、下载，如图3所示。

图3 PDA野外调绘系统

五、结束语

GIS具有独特的空间分析能力，快速的空间定位搜索和复杂的查询功能，强大的图形创造和可视化手段以及空间决策支持功能。同时，GIS结合强大的空间数据引擎可实现图形的管理、输出功能。将GIS的空间分析能力用于土地利用、规划和土地生态评价［6］，可为管理人员提供决策支持。另外，运用GPS可以提供实时定位信息的特性，极大地提高野外调绘效率。所以，将GIS、GPS技术和小巧、轻便、功能强大的PDA结合起来，并以强大的空间数据库作为支撑，设计开发的GIS土地综合服务系统能为土地部门的土地更新、土地调查、信息查询、地图输出提供自动化、信息化、网络化服务，以便其能更好地进行分析与决策，保障了土地信息的管理自动化水平和工作效率，提高了经济效益和社会效益。

［1］ 贺仲康，刘晓.应用3S技术进行土地利用更新调查［J］.合作经济与科技，2011(2):16-18.

［2］ 李恒凯，刘小生，陈优良.基于GIS的区域经济统计分析模型研究及应用［J］.地域研究与开发，2011，30(4):141-143.

［3］ 许辉熙，刘强，薛万蓉.县级林相图GIS数据库构建及其数据质量控制研究［J］.资源开发与市场，2010，26(1):1-4.

［4］ 许童羽，孔德尉.GIS/GPS在电力巡检系统中的应用［J］.农业科技与装备，2009，12(6):56-58.

［5］ 董玉祥，简陆芽.大比例尺土地利用更新调查技术与方法［J］.中国土地科学，2004，18(6):28-33.

［6］ 曲衍波，齐伟，商冉，等.基于GIS的山区县域土地生态安全评价［J］.中国土地科学，2010，22(4):38-43.

On Land Integrated Information Management System

XIE Fengzhu，Wang Jianmin

0494-0911(2012)08-0076-03

P208

B

2012-06-27

谢锋珠(1972—)，男，山西阳泉人，讲师，主要从事GIS数据处理与开发应用研究工作。