基于工作流和ARCSDE技术的地籍管理信息系统设计与实现

张园玉

（杭州市国土资源信息中心，浙江 杭州 310012）

地籍管理是国土资源管理的基础,是严格土地管理的重要保障,是保护资源、保障发展、维护权益、服务社会的重要手段。随着中国城乡一体化进程的加快和信息技术的发展,传统的管理手段和人工作业方式,在现势性、准确性、科学性和效率方面,已不能适应目前的需要,更不能满足将来的发展需求。运用工作流和ArcSDE技术建立城乡一体化地籍管理信息系统,以“宗地”为核心实体,实现地籍信息的输入、储存、检索、处理、综合分析、辅助决策以及结果输出,实现日常地籍业务办公与地籍空间数据动态管理,及时、准确地获取土地利用权属变更信息,建立地籍管理信息数据库,对实现“以图管地”的国土资源管理机制、提高土地资源管理的科学性有着非常重要的意义[1]。本文以杭州市地籍管理信息系统建设为例,探讨了基于工作流和ArcSDE技术的城乡一体化地籍管理信息系统的总体设计、数据库设计系统模块设计,并详细阐述了关键技术如混合架构、宗地动态变更和历史回溯等,提出了系统具体实现的解决方案。

1 系统总体设计

1.1 系统设计思路

利用地理信息系统（GIS）技术,数据库管理（RDBMS）技术以及计算机网络技术,开发完成城乡一体化地籍管理信息系统,建立标准、科学、现势的城乡全覆盖地籍数据库,构筑强大、高效、开放、实用的地籍信息管理基础平台,形成以权属调查和土地登记为核心的城乡统一的地籍管理业务电子流程,实现地籍管理业务的规范化、现代化和信息化,实现地籍实体的全生命周期管理,实现地籍管理方式的根本转变,进一步提升地籍信息共享交换、综合利用以及社会化服务的水平。

1.2 系统设计原则

（1）实用性。系统在功能上应紧紧围绕地籍管理业务,使城乡地籍管理在系统的支持下,实现规范化、科学化,力求系统操作简洁、容错能力强,信息反馈准确、可靠,在线帮助详实,使操作系统的人员真正体会现代化技术的便利。

（2）标准化。空间数据库设计符合地籍管理数据库设计相关规范,实现杭州市第二次土地调查成果数据与日常变更数据的融合,并在满足省、国家地籍管理数据能够准确汇交的前提下,结合杭州市实际情况进行适当的扩展,以保障新老系统的良好衔接。

（3）安全性。地籍信息涉及本地区的基本情况和权利人的切身利益,具有一定的法律效力和保密性。因此系统数据的安全性应由分级最小权限设定来加以保证,并对重要信息进行加密,系统应保证损失减少到最低限度。

（4）开放性。应用开放性与集合性是系统发展的必要条件,良好的程序接口规范、数据交换规范能够保证系统投资的连续性,系统的集合性能够使系统不断地完善、扩充与集成,从而满足信息系统建设发展的要求。

1.3 系统架构设计

地籍空间图形数据包括城镇地籍和村庄地籍图形,以大比例尺（1∶500,1∶1000等）数据为基础,具有海量特征。作为支撑日常办文的业务系统,一方面要求图形处理具有很强的交互性和快速、安全的存取模式,采用C/S结构能够满足这种要求；另一方面办公自动化则要求简化客户端操作,且能够方便进行信息发布,采用B/S结构能更好满足这种要求。综合考虑以上因素, 采用三层模型（Three-Tier）,按数据服务层、应用逻辑层、表现层等层次构造系统,采用以B/S为主,C/S为辅的混合结构模式,C/S用于内部业务部门图形处理、检查和入库,B/S用于应用部门办公自动化、图文互查和对社会公众地籍管理服务,两种结构可以取长补短[2],平衡网络负载,同时满足系统业务运作（图1）。

2 数据库设计

图1 基于C/S、B/S三层体系架构Fig.1 Three-tier framework base on Client/Server and Browser/Server

地籍数据库设计是地籍管理信息系统设计的关键[3],直接决定数据能否高效组织和更新、实现历史回溯及快速查询统计。地籍信息包括描述不动产空间位置及状态的图形数据,如地籍图、宗地图、房地产平面图等；描述不动产权属、价值、位置的属性数据,如宗地号、地类、面积、权利人、坐落等[4]。因此,地籍管理信息系统数据库分为地籍图形数据库和地籍业务属性数据库,图形数据库又包含现状库和历史库,其中为区分调查过程和最终成果,现状库又分为过程库和正式库两种状态。在权属调查过程中,宗地图形数据仅存放在过程库,只有经过申请土地登记程序,并被正式批准注册登记建簿后的子宗数据才能进入正式库,父宗进入历史库。地籍空间数据库中主要存放的是地形要素、以宗地为基本单元的地籍要素、土地利用现状图斑和遥感影像。地籍要素主要是指宗地界址点、线、面等要素,按照管理对象性质不同分成三类：国有土地地上宗地类、国有土地地下宗地类和集体土地类。业务办文属性数据库主要是指通过日常土地登记等各类业务流程生成的宗地权利人、土地证号或其他的限制条件等宗地权属信息,包含了土地登记等日常地籍管理业务属性数据、工作流管理数据和系统管理数据、档案影像数据和系统管理数据。其中,土地登记等业务属性数据包含了土地登记等地籍管理日常业务审批过程中的表单属性信息、注册登记后的土地证书信息及登记卡、簿等权属信息；工作流管理数据是指审批任务流转过程数据,包括流程信息、节点信息、操作过程等；系统管理数据主要是指服务器、数据库、日历配置等系统环境变量；档案影像数据主要存放业务办理过程中业务材料的扫描件和已办结项目的表单影像文件,待业务办结后,该项目影像文件将被推送至档案管理系统中（图2）。

宗地动态变更和历史回溯是地籍管理的重要内容,两者之间相互关联[5-6]。为了记录变更关系和历史回溯,空间数据库和属性数据库通过宗地的惟一内部标识ID进行关联,在宗地变更过程中,若宗地四至范围不变,则内部标识ID不变,只增加支号以示标注。若宗地四至范围变化,则在内部标识ID改变,并在宗地变更关系表中记录变更关系,实现图、属、实地的动态一致性。通过宗地内部标识码,可以方便地展示以地号树展示父子宗之间的关系。每个地籍要素都是四维的,包括空间三维（X、Y、Z坐标）和时间维[7],具体到每宗地都有它的生存期,包括创建时间和消亡时间。创建时间是指宗地确权并注册登记时间,消亡时间是指宗地正式注销注册登记时间。通过记录宗地时间维度,以实现图形数据的按时间切片的历史回溯。

3 系统功能模块设计

地籍管理业务之间是相互关联和衔接的,地籍调查是基础性工作,土地登记和土地统计是后续日常性工作,而地籍档案管理则是所有地籍管理工作成果的归总。根据杭州市地籍管理业务的实际特点和业务规范,将地籍管理信息系统主要划分成业务办文模块、空间数据管理模块、成果应用模块和系统维护模块。

图2 地籍管理信息系统数据库结构Fig.2 Database structure of cadastral management information system

3.1 业务办文模块

业务办文模块就是依托工作流平台,以日常每个业务项目为单位,支撑地籍管理日常业务流程的办公自动化功能模块,具体流程包括权属调查、复核验收、土地登记、地籍档案查询等。土地登记业务又分为国有土地初始登记、变更登记、查封登记、抵押登记、预告、异议、地役权登记和集体土地所有权登记、集体土地使用权、宅基地登记等具体业务流程。具有表单填写、意见审核、数据保存、注册登记、证书（卡、簿）及报表生成和打印、流程发送、分割登记、自动计费等功能。

3.2 空间数据管理模块

空间数据管理模块主要支持地籍空间矢量和栅格图形的更新和管理,具体功能包括基于元数据和数据规则的数据检查、数据下载、数据接边、数据入库、数据在线或离线变更、数据撤检、地籍号管理、版本控制和数据格式转换（shp,E00,VCT等格式）等功能。

3.3 成果应用模块

成果应用模块主要支持日常地籍管理业务成果的统一展示和应用,具体功能包括地籍数据的查询、统计、汇总、分析和最终成果图制作功能,支持按时间、区间和属性数据进行组合查询、统计和输出等。

3.4 系统维护模块

系统维护模块主要是面向系统管理人员,包括数据库管理维护、流程和表单定义维护、检查规则配置、系统安全管理和接口管理等功能。

4 系统实现

杭州市地籍管理信息系统在全市第二次土地调查的基础上,采用Oracle 10g平台,基于开源工作流Jbpm和ArcSDE,使用J2EE平台进行开发,并运用Hibernate和Spring框架,结合目前流行的AJAX开发框架GWT技术,紧密结合杭州市地籍管理业务需要,遵循《浙江省地籍调查数据库规范》及相关的规范和标准,有效集成了第二次土地调查成果数据、原有地籍相关业务系统的历史数据,建立了以权属调查、土地登记、复核验收为主线的地籍管理业务电子流程,实现图文一体化的自动化办公。作为地籍管理日常业务办文的重要支撑,还提供了图属匹配、历史数据管理、图文一键打印、分割登记及分户数据录入软件等小工具,并提供良好的用户界面,以期让用户更加方便、高效地使用系统。另外,系统还实现了与门户网站、前端测绘软件、后端档案管理系统、数据中心管理平台的接口,不仅满足地籍管理日常业务的城乡一体化、图文一体化办公需要,还成为了整个国土资源管理工作的有力的基础数据支撑。系统界面如图3。

杭州市地籍管理信息系统自2009年在杭州市国土资源局、下属9个分局及20余个国土所投入使用以来,辅助完成各类土地登记案卷18万余卷。系统的运行进一步规范了土地登记业务,提升了地籍管理信息化水平,有力地支撑了各类地籍管理业务的创新提速,个人城镇住宅土地登记由原来的8个工作日缩短为半个小时,大宗地土地登记由原来的13个工作日缩短为2个小时,不仅方便了普通百姓,使其来回两次变为一次完成,办证所花费的时间以及交通费用均缩减一半,而且也节约了各类企业的办证时间,促进投资项目早开工、早建成、早投产、早见效。

图3 杭州市地籍管理信息系统主界面Fig.3 The main interface of the Hangzhou cadastral management information system

5 结语

基于工作流和ArcSDE技术,很好地解决了传统地籍管理中大量的图属分离、更新不及时的问题,并将城、乡地籍管理业务数据统一管理和地籍日常业务审批自动化紧密结合,实现了城乡一体化管理。但由于时间原因,系统也有不足之处,例如土地利用现状图斑层未能实时更新而只是叠加入库、对历史数据关联关系未作梳理等,有待进一步解决。

（References）:

［1］ 廖一兰,王亚华,孙在宏.基于GIS系统的土地利用数据建库模型研究［J］.农机化研究,2006,（2）:146-150.

［2］ 张国庆,陈彦军,田明中,等.基于GIS的抚州地籍管理信息系统设计研究［J］.水土保持研究,2007,14（6）：103-105.

［3］ 王春波,杨大兵.基于ArcSDE技术的地籍管理系统研究［J］.河北工程大学学报（自然科学版）,2010,27（3）：77-79.

［4］ 叶公强.地籍管理［M］.北京：中国农业出版社,2002.

［5］ Permanent committee on cadastrein the European Union.Cadastral information system［EB/OL］.http://www.moi.gov.cy/dls, 2009-05-12/2009-05-18.

［6］ Sultan Kocaman.Developing a Cadastral information system with a spatial-temporal modeling approach［EB/OL］.http://www.photogrammetry.ethz.ch/general/persons/sultan_pub/Kocaman_MSc.Thesis.pdf, 2001-12.

［7］ XU De-jun, et al.The construction of urban and rural inergrative cadastral management information system［J］.The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences.Vol.XXXVII.Part B2.Beijing 2008: 739-742.