山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍数据库管理系统设计与实现

陈俊卿

（山西省测绘地理信息院第一测绘院，山西 太原030002）

0.引言

党的第十九次全国代表大会第一次明确提出实施乡村振兴战略。这是未来促进我国农业农村现代化的总战略，也是今后我国“三农”工作的总抓手[1-4]。开展农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查，不仅是保护村民合法权益、促进农村秩序和稳定的一项重要措施，而且还能明晰集体土地产权，为后续的宅基地确权登记以及土地流转工作提供参考依据[5-8]。因此，开展农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查能够适应社会经济发展的需要，同时也是科学进行土地管理的必然要求[9,10]。

由于传统的两权确立涉及到矢量、影像等数据，数据量大，而且数据分散在各级部门，数据的连续性和完整性不高，且后续每年的变更维护数据量也在不断增长，且传统的农村宅基地和集体建设用地确权工作主要侧重人工方面，硬拷贝式的管理易于造成资料堆积、混乱、查询不便、永久性丢失数据等问题。随着互联网信息技术的发展，以及数据库管理技术的革新，使得海量数据信息化安全化存储和管理成为可能[11]。

山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍确权工作开始于2013年。按照国土资源部的要求和安排，此次山西省两权确立工作涉及到的县、市共有119个，涉及区域广、数据量大，加之数据结果涉密，因而研制可供用户高效安全查询分析使用的地籍调查省级数据库管理系统极其重要。本文根据山西省土地确权项目资料，利用数据库、软件开发等关键性技术，采用C/S架构的模式开发、NET系统开发的基础架构平台，Oracle数据库平台，在软件基础架构平台（.NET）的基础上，形成一体化的应用开发与集成环境，开发山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查省级建库软件。此软件可高效进行数据处理和分析等工作，最大程度保证发证工作顺利展开，也为下一步不动产登记数据库建立相关土地数据。

1.系统建设目标及内容

根据山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查项目需求和数据特点，结合相关单位对项目建设的要求以及工作业务需要，利用数据库、软件开发等技术研制山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查省级建库软件，使其能够建立山西省农村集体建设用地和宅基地使用权发证数据管理系统。该数据库管理系统以山西省农村集体建设用地和宅基地使用权省级建库汇交成果为数据基础，主要具备数据库建设和管理、数据查询和浏览、数据统计和数据提取等功能，主要包括数据查询、数据存储管理、数据统计、数据导出、系统管理等模块。以土地使用管理和所有权信息管理为核心职能，通过结合信息系统获取的各种数据和信息，构建相应的数字化档案和数据库，实现山西省建设用地和居住用地使用权数据的信息化管理，为高效快速完成数据工作，切实提高两权确权登记工作效率奠定基础。

2.系统总体结构设计

2.1 系统开发平台

系统采用C/S架构的模式开发，基础架构平台采用.NET平台，数据库平台选用oracle。在软件基础架构平台（.NET）的基础上，形成一体化的应用开发与集成环境，开发山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查省级建库软件。其中，山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查质检系统是单机版应用程序系统，便于下发各级单位进行数据检查处理；山西省农村集体建设用地和宅基地使用权土地所有权调查数据库管理系统采用C/S架构等应用系统。

在系统开发过程中，遵守IT主流技术和行业标准可实现子系统之间的集成和协作。对每个子系统都使用面向对象的系统设计，以确保系统功能组件的高内聚和低耦合特性。此外，还应确保系统在子系统之间具有良好的可扩展接口，该接口能确保系统的后续和连续扩展。

2.2 系统总体框架设计

根据招标文件中的设计要求，本项目在执行过程中，要严格遵循支持海量数据存储、满足高效运行需求，并具备稳定性、可扩展性、易用性、实用性要求。系统的总体框架（如图1所示）。从图1中可以看出：在逻辑上，整个系统可以分为5个不同的层次：基础结构层、数据层、支持层、应用程序层和用户层。每层的具体结构和功能如下：

图1系统总体框架

2.2.1基础设施层

基础设施层是为系统提供基础支撑的硬件设备，主要包括硬件、网络及其他设备。

2.2.2 数据层

山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查的省级数据库建库软件所用的数据库包括山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查的系统数据库和省级数据库；其中省级数据库以农村“两权”地籍调查数据库数据、权属调查档案及控制点点之记扫描件等空间数据；及工作报告、技术报告、数据库建设报告、地籍测量控制资料、成果验收结论、检查及整改情况的说明、数据库检查报告、数据库成果汇交清单、数据情况说明等文档资料集成形成。本项目将通过检查的各类数据进行建库，形成山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查省级数据库。

2.2.3 支撑层

支撑层使用统一的方式，通过空间数据库引擎和数据访问中间件来访问数据库中的空间和非空间数据。

2.2.4 应用层

应用层共包含5个模块，分别是数据查询模块、数据统计模块、数据导出模块、两权数据管理模块、系统管理模块。

2.2.5 用户层

包括领导、作业组长、作业员、一般人员、平台管理员等。

3.入库数据收集整理与检查

3.1 数据收集整理

3.1.1 已有数据格式转换

由于收集到的行政界线数据、地类图斑数据和地籍区、子区成果数据，其格式多样，不满足坐标系统转换软件要求，需要进行格式转换，经汇总批量转换数据格式为软件支持的*.shp格式。

3.1.2 收集数据坐标系统转换

由于收集到的成果数据与坐标系统不一致，有独立坐标系和1980西安坐标系，为了基准统一，需进行坐标系统转换，将已收集1980西安坐标系统数据换算到相应地区的独立坐标系。

3.1.3 汇交方案编写及入库汇交包制作

整合已收集的矢量数据以及实测宗地、房屋、测量控制点、界址点、界址线等空间矢量数据制作入库汇交包，并按照相关依据对入库数据做出进一步质检。

3.2 数据检查

以《城镇地籍数据库标准》TD/T 1015-2007及《山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查成果库数据汇交细则》作为数据检查依据，对两权汇交数据包进行检查：

3.2.1 数据汇交包数据结构检查

成果数据命名及格式的规范性、完整性、有效性检查。

3.2.2 矢量数据图层检查

矢量数据的图层名称、图层字段、字段长度、字段类型、小数位数、字段阈值、代码一致性、单（多）图层拓扑检查。

3.2.3 属性表数据检查

属性表数据的表名称、字段、字段长度、字段类型、小数位数、字段阈值、字段字典的正确性检查。

3.3 数据坐标转换

由于入库数据坐标系是地方独立坐标系，与省级建库标准不符，所以需要先从地方独立坐标系求解参数后转换至1980西安坐标系，再由1980西安坐标系求解参数后转换至CGCS2000坐标系,使入库数据格式规范、标准统一，满足省级数据库建库要求。

首先选择转换模型，选取两个坐标系的重合点，计算转换参数，通过转换参数，采用逐要素逐点转换方法进行坐标转换，对转换成果进行精度检测。目前常用的坐标转换模型有：布尔沙模型、三维七参数转换模型、二维七参数转换模型、三维四参数转换模型、二维四参数转换模型、多项式拟合模型。

本文采用布尔沙模型，公式如下：

式中X1，Y1，Z1，为原坐标系坐标；X2，Y2，Z2，为目标坐标系坐标；TX，TY，TZ，D，DX，DY，DZ为七参数。

4.系统数据库设计

4.1 数据库结构

根据《城镇地籍数据库标准TD/T 1015-2007》，结合山西省“两权数据”特点，设计的数据库主要结构（如表1所示）：

表1数据库主要结构表

山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查数据主要的土地权属、土地利用和表格数据的数据集均包含数个图层，并给出了中文名和英文名，同时给出了几何特征与约束条件，这为系统数据库设计奠定了基础。

4.2 系统数据库设计

系统数据库设计主要包括数据库存储设计、完整性设计、索引设计和安全性设计。为了支持海量数据的存储和组织，需要使用ArcGIS+Oracle模式来管理数据，并将数据库服务器中70%～80%的内存用作数据库内存。系统表空间除了存储数据库业务数据和数据字典中的数据外，其他数据一定不能存储其内。表空间数据文件采用自动扩展的方式，并且扩展容量块的大小将扩展为2的整数倍。数据库字符集配置为UTF字符集，以便数据库能够正确支持中文，英文和其他语言。完整性设计采用主键约束外键关联方式。关键表的父表必须具有主键，并且主键字段或组合字段满足非空属性和唯一性的要求。与数据库较大的表相对应，需要指定索引段。对于关联两个表的字段，通常分别建立主键和外键。是否实际建立外键取决于对数据完整性的要求。为了提高性能，数据库中较大的表需要外键索引。对于需要在查询中用作查询条件的字段，应考虑构建索引并最终根据性能需求决定是否构建索引。对于复合索引，索引字段的顺序更为关键，查询频率越高，应自动置于索引组合最前面。此外，考虑到两权调查结果的机密性、系统安全设计旨在网络可用性、平台可用性、数据机密性、访问可控性以及网络操作的可管理性以防止数据丢失和黑客恶意盗窃。

5.系统功能模块设计

5.1 系统管理模块

系统管理模块可进行用户组管理、新建用户、用户管理、权限设置、权限生成、系统日志管理、行政区划配置、存储配置管理、系统配置、使用帮助等操作。其中，用户组管理功能可以进行用户组的创建、删除和修改，并对用户组内用户进行管理。用户组可以将系统用户分为不同的分组，对不同的分组设置不同的权限，方便管理用户对系统数据和功能的操作权限，增加系统的安全性。该功能只对有权限的用户开放。新建用户功能实现创建一个系统用户，新用户初始权限与所在用户组一致，可以通过权限设置功能对单个用户的权限进行设置，但是用户的权限不会超越所在用户组的权限。用户管理功能实现了对系统用户信息的管理，可以对系统用户信息进行修改和删除，此功能仅限超级管理员使用。对系统角色以及用户的权限进行管理和分配，以达到不同的用户具有不同的系统使用权限目的。系统日志管理功能能够实时记录操作人员对系统的执行的操作，保证系统的安全性。存储配置管理功能主要对专题监测文件数据存储路径的配置、支持分布式服务器磁盘阵列和成果存储路径的配置和管理。系统配置功能主要配置系统的Oracle数据库和空间数据库，该配置包括服务器地址、Oracle数据库用户名和密码。配置信息会以配置文件的形式进行存储，并在下次打开系统时自动加载并连接数据库，如果连接失败，则会再次弹出系统配置界面，提示用户进行配置。使用帮助功能，可以使用户方便快速地了解系统功能操作。

5.2 数据质检与方案配置模快

为保证山西省住宅两权调查结果顺利入户，需要针对各地汇交的两权数据进行数据质检工作。结合山西省数据特点，定制数据检查软件，快速准确地找出数据中的错误，方便后续数据统计部门的分析汇总。数据质检模块主要包括方案选择、数据质检、质检结果查看和质检结果导出等功能，实现了标准数据的快速质量检查、检查后的结果记录查看，以及错误记录便捷导出，为数据作业单位提供了非常方便的数据检查功能。方案配置模块主要包括新建方案、删除方案和保存方案等功能，实现了数据检查方案的管理，用户可以根据自己的需要，灵活配置检查项，数据质检过程中可以按质检方案进行数据检查。

数据质检实现了一键式自动化数据质量检查的功能。手动选择数据包路径和检查方案后，点击开始检查，即可实现全自动数据质量检查。质检结果查看功能提供数据质检结果的浏览功能。用户可通过选择不同的质检结果分类来查看各种质检错误，如果是矢量错误，双击错误记录还可以在地图页面进行定位。错误记录查看可以使用户快速定位到数据问题的所在，缩短作业人员查找数据错误的时间，提高作业效率。质检结果导出功能实现了数据质量检查结果的导出，结果导出支持Excel表格和Mdb数据库两种方式的导出，方便作业人员进行错误对比查看。

5.3 数据查询统计模块

山西省农村集体建设用地和宅基地使用权地籍调查省级数据库管理系统包括数据查询模块、数据统计模块、数据导出模块、两权数据管理模块和系统管理模块等功能模块。实现了两权数据的入库管理、展示、查询、统计，以及系统管理等功能。

数据查询模块是通过多种方式，对要素信息的查询、显示、读取。主要功能为：点查询、线查询、矩形查询、多边形查询和SQL自定义查询等。数据统计模块是针对已入库的宗地数据，依据统计报告提纲中的统计项进行功能开发和数据统计，统计结果以统计表、统计图的方式展示，该模块主要包括：宗地数量面积统计、宅基地数量面积统计、集体建设用地数量面积统计、国有建设用地数量面积统计、有权利人的JC宗地数量面积统计、共用宗数量面积统计、按面积分级统计、宅基地平均占地面积统计、一户多宅情况统计、集体建设用地数量和面积统计、街巷用地数量面积统计和空闲地数量面积统计等功能。

5.4 两权数据管理模块

两权数据管理模块包括地图显示、数据管理、属性表入库、矢量数据入库、文件数据入库、注记入库和空间数据方案管理等功能模块，实现了数据库方案配置、数据入库和数据浏览管理等功能。

6.结束语

通过开发山西省农村集体建设用地和住宅基地数据库管理系统，极大满足海量数据存储查询分析的现实需要，大大提高两权登记效率。通过该数据库管理系统，我们可以全面了解山西省农村土地的使用类型、数量、分布、所有权、界址等产权信息，并对农村集体建设用地和宅基地的使用进行总体分析。为两权登记发证工作顺利完成创造条件。