江门市国土“一张图”及监管系统的研发

2016-12-28魏瑄

地理空间信息 2016年9期

关键词：一张图国土国土资源

魏瑄

（1. 广东省国土资源测绘院，广东广州 510500）

江门市国土“一张图”及监管系统的研发

魏瑄1

（1. 广东省国土资源测绘院，广东广州 510500）

结合江门市国土资源监察管理的特点，对土地监管系统架构的设计与关键技术进行了探索。通过综合运用WebGIS、空间数据库、GIS、计算机网络等技术，设计了江门市国土“一张图”及监管系统，为国土部门对土地的管理提供支持。

信息化；国土资源；“一张图”；监管系统

以信息化为手段促进国土资源管理创新，带动科学化、规范化、精细化的管理方式，已成为我国国土资源管理发展的必经之路。“一张图”是指国土资源“一张图”工程，它将土地利用现状数据、基本农田保护数据、遥感动态监测等多源数据，与国土资源部门的计划、审批、供应、补充、开发、执法等行政监管系统进行叠加，共同构建统一的国土综合监管平台，实现资源开发利用的“天上看、网上管、地上查”，从而实现资源动态监管的目标[1]。开发土地监管系统，可快速发现、精准定位违法用地，实现土地执法监察的定量、定性分析和在线监管，为依法查处违法案件提供精准、科学、实效的依据[2]。国土“一张图”及监管系统的实施，能够帮助国家各部门直接、及时、准确地掌握全国土地资源的利用现状和时空变化信息，是全面实施国土资源管理信息化的坚实基石，也将是信息社会化服务和资源共享有力支撑[3]。

1 系统功能设计

江门市国土“一张图”及监管系统作为辅助土地在线监管决策系统，将计算机图形技术与数据库技术融为一体，能有效存储、处理空间信息，核心组成部分为土地执法监察数据库。系统通过数据模型分析方法，在线提供实时、多维度、可更新的国土资源空间信息[4]。在系统研发方面，统一建设标准、统筹项目规划，通过综合平台的集成，完善土地、矿业权等的在线监管，并进一步实现土地事故现场的实时应用指挥、月度季度综合统计监测、国土资源情况实时监控、国土执法监察等，为国土资源的数字化管理提供动态监测、决策辅助分析和事故预警预报。

1.1 综合监管库

综合监管库主要包括土地信息的综合监管、矿产资源信息监管、地质环境动态监管、地质灾害综合监管等数据库。通过抽稀、变换、加载等方式处理各监管数据库的元数据。

1.2 综合分析系统

1）土地资源分析系统，主要包括土地资源利用状况分析、土地利用规划和计划分析、建设用地审批分析、土地供应分析、土地市场分析、土地登记管理分析、耕地补充分析和土地执法分析等。对土地资源审批、供给、用处、补充、审查等信息进行分析，及时了解土地用地程度、行业用地走势、计划用地使用情况、违法占用用地、新增建设用地等情况，做到有效掌控用地审批流程，明确土地使用去向，为国土有关部门宏观调控提供辅助决策。

2）矿产资源分析系统，建立采矿权监管模型，实现对采矿权登记、矿产储量、开发利用等情况的监管，为控制矿权审批节奏、矿权过期管理、开发利用情况提供决策支持。

3）批后跟踪系统，提供用地补查监管、业务分类查询、业务跟踪追溯查询等功能。

4）对比核查系统，将土地资源的审批、供应、利用、补充、查处等信息，与该地历年的土地利用现状数据、土地利用规划数据、卫星影像数据、遥感变化监测图斑数据等进行比对，能快速、准确地发现土地违法违规使用图斑，为土地执法人员提供违法用地线索，为土地利用规范提供服务。

1.3 辅助审核

实现对土地审批业务中的上报空间范围进行落图分析。系统涵盖丰富的底图成果，包括二调数据、土规数据、土地利用现状数据、基本农田保护数据及违法用地图斑数据等；将地块边界范围与所需底图叠加，可实现快速出图、地类图斑审查、叠加分析、规划审批、比对分析等辅助审批功能。

1.4 预警预报处理系统

预警预报处理系统主要包括土地资源指标监管、矿产资源指标监管、土地资源预警、矿产资源预警、预警区间与信号灯管理、预警结果处理等功能。通过研究制定土地监管指标体系，实现对地块的供应和开发利用过程中的不正常状况进行预警和分类处理。

2 系统架构设计

系统设计主要包括工程设计、数据库设计和应用系统设计3个方面（图1）。

图1 系统整体架构图

2.1 工程设计

在工程设计方面，突出重点，紧迫先行，按照业务应用需要的紧迫度，给予不同的优先级，从而实现按需设计，密切应用。根据业务发展的需要，循序渐进，逐步培养信息化应用的氛围，减轻工作模式信息化转变带来的阻力。

2.2 数据库设计

国土资源核心数据库根据系统建设的有关建库规定，对不同类别、不同内容的海量数据进行加工、处理、重组和合并，提取、转换、加载符合要求的数据；并按照数据分层管理原则，将处理后的数据按统一建库标准进行入库管理。此外，国土资源核心数据库还能利用系统内置程序对数据源发生的变更或新增数据进行自动更新[4]。数据库建设遵循标准化、一致性、完整性、有效性和便于维护5个原则。

在数据资源管理方面，建立数据中心，通过集中式与分布式相结合的数据管理机制实现数据的统一管理与服务，并与省级和县级平台互联互通。遵循国土“一张图”及监管系统建设核心元数据的标准，运用关系模型与XML层次模型相结合的方法进行含目录数据在内的元数据建模，使用具有XML特性全面支持的Oracle XML DB进行元数据存储管理，与其他数据一起共享数据库管理系统的成熟功能与特性。基于网络与分级存储基础架构，科学规划土地监管系统核心数据库的逻辑与物理布局，支撑对全部核心数据的高效管理和大规模共享应用。根据市级各类核心数据的特点和应用模式，设计各类数据库实体对国土“一张图”及监管系统核心数据库的底层物理存储的应用机制，支持数据库对物理存储的高效利用。

2.3 应用系统设计

在应用系统设计方面，统一标准、统筹规划，采用面向服务的组件设计开发方法，使用主流开发语言实现数据中心与数据管理相关系统的各项功能，利用GIS的开发能力，实现数据管理系统中与GIS相关的功能。采用B/S架构，设计开发专业的WebGIS应用管理系统，利用J2EE框架和Java语言进行编程。基于SOA分布式架构，对业务GIS功能进行基于SOAP协议的Web服务封装，并通过J2EE框架和Java语言编程实现。利用ArcGIS Server SOAP API/REST API定制开发，实现符合WMS、WFS、WCS、WMTS协议的数据服务，提供地理数据、地图、空间数据等类型的数据服务，通过对ArcGIS Server SOC接口的调用，对服务对象实施管理和监控。对地图表现环节，利用ArcObject的应用开发功能，重点围绕地图绘制渲染性能问题，通过动态与静态图层相结合、逻辑图层、影像切片缓存、矢量切片缓存、场景切片缓存、直接数据库链接、优化索引格网等技术或机制优化性能。对于应用服务器环节，通过调整操作系统和Web Logic，调整Java虚拟机设置、链接池管理，调优执行队列线程，优化TCP链接缓存，选用速度快的Java编译器，优化瓦片缓存等方式，提升数据应用服务性能。在服务实现逻辑上，通过配置有区别的上图速率、科学选择上图内容、科学配置形成图件的动态和静态图层、采用后台异步执行策略、缓存空间操作结果供重复利用、统一异步空间数据源可用性检测、善用绑定变量、设计SQL语句、使用表函数等方式，提高数据应用服务质量和性能。

3 关键技术

1）采用数据库表分区技术适应海量数据的高性能要求。将多源、多格式、多质量的数据成果分类整合形成各级核心数据库内容，其工作具有质量目标广泛、整合过程持续、应用稳定、持续支持等特点。利用数据库表分区技术，按照数据库表和分区两个级别，科学组织和存储数据，如在短期内就可完成整个核心数据库内容的入库时，宜采取静态分区策略；反之，宜采取动态分区策略。在实现各市级国土资源主题的数据库整体性建设的同时，可获得稳定优异的性能和强大的运行维护能力。

2）采用Portal技术统一桌面应用。江门市国土“一张图”及监管系统设计的一个难题是整合现有的若干系统。本项目利用Portal技术实现系统界面整合。Portal是解决获得信息和集成的一项重要技术，主要通过快速提取相关数据，操控多个后台应用程序。作为对信息数据的唯一访问入口，Portal集若干系统于一体，实现了自由切换和交流协作。

3）采用ESB企业服务总线实现服务管理与数据交换。运用ESB对已有各系统实现应用集成，平台将基于服务总线ESB建立服务仓库，充分发挥ESB的服务注册、编排、发布、流程化以及消息路由等管理功能。依据日常业务需求，整合服务仓库中存放的数据管理的各类服务，实现不同服务之间的交互和整合，使面向服务的体系结构充分发挥其作用。

4）SOA架构和Web Services实现系统的二次开发。采用企业级应用技术和组件设计江门市国土“一张图”及监管系统，各业务应用管理平台基于统一的业务平台构建，形成统一的数据管理模式、统一的数据构件调用接口。这样，既实现了数据共享、业务子系统的模式统一，又保证了业务子系统的相对独立、灵活和可扩展。同时，提供了标准的Web Services数据服务接口，为客户的二次开发提供了完备的函数库。