基于GIS系统和物联网的专用土地管理系统设计

丁一钧，聂电开，孙玉杰

（中国人民解放军72506部队，河南 驻马店 463000）

0 引 言

目前，基于GIS系统的土地管理系统已经获得广泛应用，尤其在国土资源普查管理等大规模应用方面取得了突出成效，但野外零散小面积专用土地广泛存在于企事业单位、种养殖、采矿以及油田等部门和行业，很多地块地处偏远，土地分散，依靠人工巡查管理效率较低，且部分地块因早年测绘精度问题导致土地边界和权属存在纷争。界桩采用水泥材质，长时间放置后风化损毁严重，标识模糊，对争议地块管理需翻阅年代久远的纸质测绘档案，与现地对应关系不够直观。专用土地违建、采砂、种养殖等侵占、蚕食问题频发，因此实现专用土地的信息化管理具有重要意义[1]。

针对上述问题，文中设计了一种专用土地管理信息系统，使用手持管理终端，利用高精度北斗差分定位方式确定土地边界[2]，并在GIS影像中标注，按照影像和现地对应的方式埋置PVC界桩；在合理位置安装监控摄像头，并通过已建成的专用无线网传输画面，管理人员在发现盗采等违规行为时可及时纠治；日常巡查管理期间，可携带手持终端，读取埋置在PVC界桩中的RFID无源标签，实时查看地块的面积、界桩位置数量等相关信息，提高专用土地管理的信息化水平。

1 系统组成

全系统主要由基础支撑GIS子系统、专用4G传输网、前端视频监控子系统、单兵手持巡检终端、PVC无源RFID界桩等组成。主要结构原理如图1所示。本系统设计基于已建成的专用4G网络和GIS系统，手持终端采用Android系统，并内嵌专网传输模块，便于采集和传输定位及地块信息。

图1 系统主要架构原理

1.1 基础支撑GIS系统

作为系统的基础支撑，GIS系统采用B/S架构方式在多类型终端进行部署，包括计算机、手持终端及测绘RTK等设备[3]。系统通过下载导入GOOGLE等商业地图影像可实现管理区域的大面积覆盖，对专用土地较为密集和面积较小且零散的区域，系统采用高精度航拍方式，采集高精度的倾斜影像数据，实现土地边界的高精度标注管理[4]。

为实现专用土地准确确权，系统利用北斗RTK设备高精度采集土地控制点，将年代久远的纸质土地使用证上记载的地方坐标进行数学变换，而后在控制点埋置PVC界桩[5]。RTK设备采集的定位点同步至GIS系统的数据库中，并在影像图上进行标注，控制点连线合围区域在系统中标注为专用地块[6]。

1.2 专用4G传输网

4G传输专网为视频监控系统以及手持终端和数据库之间提供基础传输支撑，RTK设备采集点位信息、视频监控画面及手持终端与GIS平台间的通信均可通过专网完成，具有传输速率高、安全保密、覆盖范围广等特点[7]。

如不具备专网条件，可使用运营商的VPN服务，并使用“物联网”卡，降低流量费用成本。

1.3 前端视频监控子系统

为有效管理专用土地，及时发现违规占用土地的问题，系统设计了视频监控子系统，在专用阵地架设市电或者风光供电监控点，利用无线专网传输至管理平台，在GIS平台中融合监控功能，实现阵地管理“开窗”显示地块实时视频，并利用视频监控自带的越线报警等功能实现高效管理，视频监控可在手持终端和电脑端实时查看，具备视频存储和回放功能，为解决争议和维权提供有力支撑[8]。

1.4 手持巡检终端

终端基于Android系统开发，通过专网通信模块实现与后台GIS系统以及视频监控系统的通信，内置北斗导航模块，可直接导航至要巡查的地块，并利用机身搭载的摄像头拍照上传地块状况，形成巡查日志[9]。

1.5 PVC无源RFID界桩

专用地块使用PVC界桩替代传统的水泥界桩，牢固耐用，标志清晰耐久，可有效起到提示作用。同时，在界桩内部嵌入无源RFID标签，利用手持终端的NFC功能可以读取标签内容，快速显示当前地块面积、征用时间等基本情况。

2 实验界面

2.1 管理系统主界面

系统主界面如图2所示。图中展示了专用地块高亮标识和控制点标识等功能。

图2 管理系统主界面

2.2 视频监控界面

图3展示了专用地块架设的视频监控系统，在GIS系统的界面上实现“开窗”显示。视频监控点位可由RTK设备采集精确位置信息后，将位置信息上传至GIS系统，并在地图中标识。日常巡查时可直接点击地图上要巡查地块附近的摄像头点位符号，即可完成远程视频巡查。

图3 专用地块架设的视频监控系统

2.3 手持终端

手持终端界面如图4所示。图中展示了专用地块原纸质版控制点采用的地方坐标系与其他坐标系转换的功能[10]。

图4 手持终端界面

3 结 语

野外专用土地因地处偏远，地块分散、孤立，极易被侵占和破坏，从而影响专用土地的效益发挥。采用本文设计的系统，可实现地块边界权属信息化管理，通过远程视频监管专用地块，提高管理效率，具有一定的实用价值。