掌上自然资源管理系统的设计与应用

黄姮

摘  要  为了满足基层自然资源管理部门的实际需求，基于Android平台，运用移动GIS技术、空间数据处理与展示技术、地图切片技术设计研发掌上自然资源管理系统，实现随时随地查看自然资源家底、快速准确分析决策、自动定位巡查举证等功能，并应用于浦城县试点项目，辅助开展自然资源确权，解决资源数据冲突。切实提高基层自然资源管理的工作效率，提升自然资源管理科学性和精细程度。

关键词  移动GIS;基层;自然资源管理;系统

中图分类号：P208 文献标识码：B

文章编号：1672-5603（2020）03-66-5

Abstract： In order to meet the actual needs of grassroots natural resource management departments， based on the Android platform， mobile GIS technology， spatial data processing and display technology， and map slicing technology are used to design and develop a handheld natural resource management system， which is used in the pilot project of Pucheng County to realize anytime， anywhere The functions of natural resources， rapid and accurate analysis and decision-making， automatic location inspection and proofs， etc.， assist in the determination of natural resources and resolve resource data conflicts. improve the efficiency of grassroots natural resource management effectively， promote the scientificity and precision of natural resources management.

Keywords： mobile GIS; grassroots level; natural resources management; system

鄉镇自然资源管理部门是自然资源管理的最基层单位，直接面对广大人民群众，承担着繁重而艰巨的管理任务。主要负责辖区内的耕地保护与土地开发复垦;农民建房用地的管理和宅基地确权;开展日常土地、矿产、测绘执法监察、地灾巡查;协助开展自然资源调查、地籍管理、自然资源评估等自然资源管理工作，对专业性要求较高。现阶段基层自然资源管理存在①工作人员少，严重缺少专业技术人员，特别是信息化管理方面的人才[1];②自然资源数据数出多门，规划重叠交叉，基层家底不清;③普遍采用纸质图件辅助开展日常管理工作，无法在工作现场进行自然资源数据查询、浏览和空间上的分析、统计;④开展实地巡查监管工作时，不能实时记录轨迹，并关联疑似违法图斑进行现场举证留痕等问题。造成基层工作难度大、效率低，迫切需要运用现代先进技术手段提升基层自然资源管理水平，实现综合利用各类自然资源数据在现场进行分析、统计、研判和决策。

移动GIS是一个集GIS、GPS技术于一体的应用体系，具有“多层次、易获取、实时性”的地理空间信息服务的优势[2]，近年来在城市、林业、规划、农业、国土等领域得到广泛的应用。王法景等将移动GIS技术应用于城乡规划现状调查工作，实现变化数据实时更新[3];冯亚飞等在智慧社区移动服务上开展实践，解决社区服务信息化程度较低的问题[4];钟广锐探讨地下管线巡查管理系统的构建，提高城市综合管理水平[5]。

通过对已有资料的研究，结合基层自然资源管理工作的需要，基于ArcGIS API For Android 技术，设计开发掌上自然资源管理系统，实现展示、分析、统计、汇总、定位、巡查等功能。

1  系统设计

1.1 移动数据库设计

严格遵循自然资源行业数据库标准，根据各类数据的特点和应用模式，设计数据库模型。基于统一地理空间参考、统一规划、统一标准的要求，开展包括遥感影像、土地利用现状、永久基本农田保护、林班、林权等12类与基层自然资源管理业务相关的空间数据的整理整合工作，构建自然资源统一的移动端数据架构。

根据掌上系统离线应用的特点，将整理好的自然资源数据打包构建成离线数据库。按照地图制图规范，对各类数据进行符号化处理和渲染配置。再根据切片方案，对所有图层数据进行切片，生成TPK文件，构建生成离线专题图地图包。

1.2 功能设计

通过对基层管理业务的需求分析，系统功能设计为用户认证、掌上地图、决策分析、巡查监管、地图工具、成果文库等6个模块（如图1所示）。

1）用户认证

系统设计密码验证、授权验证及数据销毁3个功能以保障掌上离线数据的使用安全。用户需要通过系统的密码验证、设备的授权验证才能登陆使用系统。支持根据不同用户的业务权限，授权特定的应用和数据使用范围。为防控因平板设备丢失带来的风险，系统在用户登陆失败次数超限的情况下将自动启动数据销毁机制。

2）掌上地图

该模块主要包含图层管理、底图切换、地图操作和属性信息展示等4个功能。用户可以通过图层管理功能对辖区范围内涉及的空间图层数据（包括土地利用现状、永久基本农田、建设用地管制等12个图层）进行动态灵活配置管理，如任意图层显示与隐藏、图层注记显示等。根据应用需要切换底图为影像图或指定专题图，支持基本图形浏览功能和任意属性信息的查看。实现自然资源数据的综合展示与查询。

3）决策分析

该模块包括行政区范围分析、地块范围分析、红线范围分析等。采用一键分析模式，只需在地图上选定一个图斑范围，或者任意绘制的几何范围，点击分析按钮，即可汇总出该范围内涉及的土地利用现状、空间规划情况、自然资源禀赋。并以二维表、专题图形式直观展示分析和汇总的结果。如图2，任意绘制一个几何范围，点击辅助决策功能，即可获得该地块土地利用一二级地类及面积、所占各类管制区类型及面积、自然资源类型及面积等。图3所示为以柱状图形式展示一级地类分析结果（横轴表示地类，纵轴表示面积）。根据用户分析内容的不同可以应用于区域自然资源禀赋分析、项目合规性分析、自然资源管理部门间数据重叠冲突问题分析等工作场景，辅助形成解决办法，满足自然资源管理部门的业务工作需要。

4）巡查监管

该模块为帮助基层管理人员顺利、高效完成外业巡查、土地监管工作而开发。包括巡查的实时定位、自动记录巡查轨迹和举证拍照功能。系统提供经纬度转换地图坐标、轨迹构面等工具。支持关联地块拍照举证，实现拍照图片和空间信息绑定，且无法篡改的功能。

5）地图工具

该模块包括地图量测、图形绘制、数据导入和导出等工具。实现对图面距离、面积的量测;通过输入拐点坐标值或点触勾绘方式进行图形绘制;支持导入导出通用矢量数据格式的绘制内容。数据传输过程中，属性数据以XML文件格式进行交互访问，空间数据以shp文件格式进行交互访问。

6）成果文库

该模块实现将工作区内各类专题图件、数据文件、表格文档等成果以及自然资源管理相关政策法规文件，以台帐的形式在平板电脑上进行查阅（图4、图5）。专题图件包括土地利用现状图、土地利用总体规划图等栅格图;数据文件包括地类图斑、生态红线等矢量数据;表格数据包括各类资源分类面积表、按权属汇总面积表等;文档包含管理部门形成的文档以及日常工作需要相关的政策、法律法规文件等。

2  典型应用案例

在福建省浦城县健全国家自然资源资产管理体制试点工作中，基层自然资源管理部门应用系统，实现移动端国有自然资源的综合展示、查询;辅助开展国有自然资源调查确权;实地现场为不同资源类型数据图斑重疊问题，提供解决办法。

1）空间化管理自然资源“一张图”

收集浦城县自然资源、林业、水利、生态环境等部门的自然资源信息数据和生态红线等空间规划管制数据，通过分类设计、分层处理，经由数据检查、处理、转换、缩编等技术手段，建立覆盖土地、森林、矿产等各类自然资源目录清单，形成移动自然资源“一张图”。在移动端以图文表一体化的模式直观展示辖区范围内自然资源类型、数量、质量、结构和空间分布，在实地外业现场实现自然资源数据的任意查询、浏览、分析与统计。

2）辅助开展国有自然资源资产确权

为探索国有自然资源确权登记办法，试点对归属明晰、资源类型不同的国有自然资源登记单元开展确权登记。应用系统对登记单元进行快速定位，查询、浏览已确权登记宗地的资产信息，针对原始资料有矛盾或描述不清晰、被内业标注为外业核实处开展对权属界线或权属信息的实地核实确认（图6），核实信息直接填写在系统中;同时可以根据需要进行现场拍照举证，系统提供数据导出接口。该作业方式实现内外业一体化高效开展工作。辅助自然资源管理部门更好地行使国有自然资源资产所有者职责。

3）辅助解决各类资源数据冲突问题

浦城县是林业大县，林地与其他资源类型数据不一、图斑重叠现象比较严重。为解决不同自然资源图斑交叉重叠问题，以林业数据中的国有林地图斑与国土数据中非林地图斑冲突分析为例。首先运用系统的辅助决策功能，对以上两个数据进行叠加分析，获得林业部门国有林地与国土部门的非林地图斑重叠数量、面积和比例（图7）。再充分发挥移动端系统便于携带的特性，选择重叠类型中面积较大的图斑进行“麻雀解剖”，通过精准定位、现场踏勘，结合收集到的相关历史档案，从划定时间、划定依据、利用现状等方面因素综合确定资源类型。试点工作为探索统一各类自然资源调查评价、不同类型自然资源图斑重叠问题提供一些解决途径和办法。

3  结语

掌上自然资源系统是以行业主流地理信息系统ArcGIS作为基础构建系统，以自然资源管理为核心地理信息应用，以GPS 网络为位置信息服务，以移动终端为采集工具和应用工具的一个综合应用系统。系统实现随时随地浏览与查询数据，做到辖区自然资源家底心中有数;实现快速准确分析统计，做到信息的及时汇总与上报;实现自动定位巡查举证，改善巡查的工作方法与效率。为基层自然资源管理工作提供高效的管理手段和重要的技术支撑，具有借鉴和推广意义。

下一步将开展以下三个方面的研究工作：①研究数据快速更新机制，保障数据的现势性、权威性;②加强业务研究，完善系统功能，拓展应用场景，如应用于自然资源资产离任审计[6];③优化移动数据加密技术，提升数据加密效率，保障数据安全。

参考文献/References

[1]张旭.破解基层国土资源管理难题 保障国土资源可持续利用[J].吉林农业：上半月，2016（4）：122-123.

[2]迟涛，简季，田恒宇等，基于移动GIS的农村资源信息管理系统设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2019，42（2）：154-157.

[3]王法景，郭结琼，盛辉等，基于移动GIS的城乡规划数据动态维护系统研究[J].地理空间信息，2018，16（9）：58-61.

[4]冯亚飞，陈连刚，刘建华等，基于移动GIS的北京市智慧社区研究与实现[J].地理空间信息，2017，15（4）：67-70.

[5]钟广锐，移动 GIS 地下管线巡查管理系统设计与实现[J].地理空间信息，2018，16（7）：69-71.

[6]杨涛，许瑞玲，龚建辉.移动GIS技术在自然资源资产离任审计中的应用[J].测绘， 2018，41（1）：43-45.