基于GIS的土地整理规划设计软件开发与实现

陈宗勇，阎凤霞

（1.国家测绘地理信息局 重庆测绘院，重庆400015）

基于GIS的土地整理规划设计软件开发与实现

陈宗勇1，阎凤霞1

（1.国家测绘地理信息局 重庆测绘院，重庆400015）

对当前测绘在土地整理规划设计服务中存在的问题进行了概述，提出利用GIS手段构建以地理信息库为核心的集数据生产、信息管理、实时规划、报表输出、图件生成为一体的土地整理规划设计软件，以提升测绘在国土资源服务中的保障能力。

土地整理；土地规划；测绘

随着土地整理规划设计对测绘需求越来越大[1]。传统的测绘作业方式已不能满足土地整理规划发展的需要。利用GIS技术将生产过程中的各种流程、图形、数据融合起来，帮助作业人员提高工作效率，使工作流程更顺畅、资源利用更合理、质量控制有保障，是提升测绘在国土资源服务保障能力的有效手段。

1 土地整理规划设计生产中存在的问题

1）作业标准、作业员使用的小程序及数据标准不统一，造成后续工序的修改，增加了不必要的工作量。

2）业务流程统筹规划不合理，导致生产过程出现反复修改，造成工期延误和效率低下。

3）由于目前无专门针对土地开发整理复垦项目的专业软件，生产中主要用到的AUTOCAD和MAPINFO两个软件在数据处理和专业性需求处理上效率较低，大多靠人工操作来实现。

2 土地整理规划设计软件的开发与实现

2.1 设计目标

分析现有的工作模式、生产流程、人力资源和软件体系，统筹规划从外业测量、内业成图到规划设计的整体流程，优化作业过程，缩短生产周期，提高生产效率。利用地理信息系统（GIS）技术构建一个以地理信息库为核心的集数据生产、信息管理、实时规划、报表输出、图件生成为一体的生产管理系统。其特点是：

1）打破传统的作业流程模式，建立一个有效、灵活的管理体系，最大限度地缩短业务生产周期。

2）实现全局基础数据（如线物信息、地类信息、等高线、界址线、权属信息(村名小组)、项目用地范围等）统一生成、统一维护和统一管理，即“一个数据中心”。

3）以基础数据为中心，自动生成相关工程特性表及文档模板等(“多个应用”)。

2.2 软件设计思想

1）注重利用现代信息技术。GIS在国土资源管理中有着巨大的发展潜力。通过GIS可以将土地开发整理及复垦所涉及的资源进行分析、处理与集成[2]。

2）以流程控制为主线，实现“一个数据中心，多个应用”。土地整理规划设计软件的开发，不是简单的以计算代替人的手工操作，而是通过技术流程改造，全面提升现代化生产水平[3]。通过流程的层层控制将各部门、各工序的信息有机关联，实现测绘数据流的有序管理，并在此基础上生成各种图件和报表，为作业人员提供有效服务。

3）标准化和开放性。标准化可以增强系统的功能、灵活性和效率，也使它易于推广应用。在内部，可以通过协调数据、软件和硬件之间的关系，使应用效率更高、更经济。在外部，可以通过数据管理、数据库管理、图形、硬件和软件的兼容性促进与其他GIS系统或信息系统的综合[4]。

标准的制定必须在充分调研的基础上进行，综合考虑业务需求、技术需求、应用需求等因素。在具体实施中，应结合出现的问题不断修订完善，以确保所建规范标准的客观性、科学性和实际指导性。

2.3 系统结构设计

系统结构设计见图1。

1）系统界面层首先初始化用户界面，并为用户提供各种操作接口，接收用户操作指令，将指令转换为相应的数据参数传送给业务逻辑层；接收业务逻辑层完成操作后返回结果，并在界面内显示给用户[5]。

2）业务逻辑层主要接受上层传送的数据参数，根据参数完成相应的操作，向下发出操作数据库的指令，并接受数据连接层返回的结果。

3）数据连接层，即ADO．net数据引擎。该层接受上层指令，对Access数据库进行相应操作，并向上层返回操作结果。

4） 数据服务层使用Access作为后台数据管理平台。

图1 系统结构设计图

2.4 系统数据库设计

数据库设计是设计中至关重要的一部分，除系统文档模板以及报表模板等加载速度慢或者数据量大的文件外，和系统相关的所有数据基本上都保存在数据库中，包括系统运行所需要的数据、系统运行过程中产生的数据以及系统运行结束所得到的数据等等[6]。

系统拟使用系统库的形式动态生成工具条以及菜单，所有功能都在数据库预定义好，用程序动态生成的方法实现。既减少了代码的重复编写，也方便了系统的维护。

由于图形数据与属性数据分别管理，在设计时，应保证数据的完整性及统一性。当删除一个图形及记录时，要考虑其关联性等。

2.5 主要功能

2.5.1 外业调绘

在外业调查之前，应规范作业标准，以便依据标准作业。使用软件必须统一，如南方CASS软件或清华山维软件。此模块是外业软件的一个辅助工具，帮助作业员清理、标准化图形，例如等高线内插、自动赋高程值、符号化、自动标注高程点等。

2.5.2 内业整理

内业整理包括土地整理以及土地复垦两个方面，两者流程大体相同，但在细节如属性录入、报表输出等方面不同。本系统采用两个模块分别管理。

1）数据预处理。数据预处理包括图形清理、自动生成地类符号、自动分幅等功能。

图形清理采用程序以及手工方式对外业调绘数据进行整理，不需要的数据删除。自动生成地类符号是将大量地物面状符号，如盐碱地、草地、林地等，根据地类名称将符号自动加载。在本系统中，我们设置了专门的地类符号库。自动分幅按照标准分幅用程序对数据进行切割，实现数据的自动化处理。

2）拓扑构图斑。拓扑构图斑是将线图斑拓扑清理后构面，再返回到系统中。在实现过程中运用Fme软件的拓扑函数弥补cad的不足，快速准确地进行构面。

本功能利用FME提供的强大的处理机（functions and factories），如AreaBuilder进行边线构面，实现一些GIS处理功能以及有效的质量控制，如将没有构成面的线按照要素类型分类输出，并对要素计数，用于拓扑检查修改等[7]。

3）色块生成。色块生成是根据不用的属性值对图形进行批量填充。此功能通过读取数据库中的对照关系和要素的属性关联关系，将CAD的属性数据写到目标数据对应层中。

4）内业土地整理。内业土地整理的属性录入包括图斑号、权属单位、地类号、面积、坡度类型；内业土地复垦的属性录入包括片块编号、图斑号、权属单位、地类号、原宅基地使用者、小地名等。

5）相关计算。相关计算包括坡度计算、田坎系数计算等。坡度计算采用半自动化人工操作方式进行，先由人工选择等高线，再利用等高线根据相应的算法计算坡度。

6）地图整饰。地图整饰应符合相关规范和图示要求，整饰要素包括图名、比例尺、指北针、图例、图幅外注记、接图表、内外图廓的添加、删除和修改等。对于这些整饰要素，不仅能将它们添加到地图上，而且还应该能调节它们的颜色、位置、大小和样式等。

7）自动打印。自动打印功能是整合多个单个cad文件，根据片块图大小自动组成一定宽度的矩形。打印时，可以设置纸张大小、打印份数以及比例尺大小等等。

8）报表输出。报表输出是利用Excel模板文件根据属性和图形生成Excel报表，如台帐、耕地分坡度按权属统计表、分类面积统计簿等。模板文件包括静态及动态两部分，静态部分主要封装了表格结构信息，动态部分主要封装了SQL语句信息。

2.5.3 土地规划

与内业整理相同，土地整理规划与土地复垦规划流程大体相同，具体细节不同。因此，我们采用同样的方法，即两个模块分别管理。

1）工程布图。工程布图是将规划中的要素，如路、石坎、沟渠、坎子、山坪塘、灌溉渠等按要求上图；

2）自动编号。自动编号是将以上要素按照一定的规律自动编号；属性录入是将工程所需要的属性录入，包括片块编号、房屋面积、墙体长度、挖方面积、填方面积、规格、布设位置等属性。

3）自动标注。自动标注是指将某些属性在图上按照要求标注显示。

4）特征表输出。特性表输出是指输出土地开发整理预算软件所需要的表格。

土地整理项目规划所需要的EXCEL表格为现状资料统计、田间道、生产路、山坪塘、蓄水池、排水沟、灌溉渠、土地平整、工程占地、特性表、编号对应、现状生产路等。

土地复垦项目规划所需要的表格为现状资料统计、房子、土地平整工程、新修石坎、农田水利工程布局、田间道路工程布局、工程占地、项目总特性表、分片块特性表、价格表和补偿表等。

5）文档模板生成。文档模板生成是指根据规划设计所需要的Office项目设计文档模板，用程序读取数据库的相关数据自动生成Word文档。

2.5.4 系统管理

系统提示功能应包括帮助、用户操作工具栏时的提示信息等。日志管理实现操作日志的浏览、删除、清空以及导出文本文件。

3 结 语

本文主要针对土地整理规划设计软件的设计进行了综述，介绍了软件设计思想和功能，以及如何借助GIS手段提升土地整理规划设计生产技术水平。通过改进测绘在土地整理规划设计中的作业流程，提高自动化水平，将使测绘更好地为国土资源服务。

[1] 李治军,纪向前．GPS技术在土地管理中的应用[J]．河南测绘,2008(2):20-22

[2] 王成芳．GIS和RS技术在城市规划设计中的应用探讨[J]．测绘科学,2008, 33(5): 218-219

[3] 裴德夫,别业仁,刘琦．土地整理项目内业自动化系统的探讨与应用[J]．科技资讯,2010, 26(19): 118-118

[4] 国土资源部土地整理中心．土地开发整理标准[S]．北京:中国计划出版社,2000

[5] 张飞,杨乐虹．我国土地整理规划中的技术路线探究[J]．技术研发,2010(1):97-97

[6] 刘杰．空间信息技术在土地利用规划中的应用[J]．测绘与空间地理信息，2008,31(2):137-139

[7] 李海洋,成遣,高利杰．3S技术在土地整理中的作用[J]．环境保护与循环经济,2009(10):70-71

P208

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1672-4623（2014）05-0096-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2014.05.035

陈宗勇，测绘工程师，主要从事工程测绘、地籍测绘及其应用开发。

2014-04-23。