基于GIS的自然资源确权登记数据平台建设与应用

2024-04-14刘满义汪发勇

现代信息科技 2024年2期

刘满义汪发勇

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.02.002

收稿日期：2023-06-26

基金项目：自然资源确权登记数据建库及质检平台设计与开发研究（黔地矿测科合〔2022〕05号）

摘要：自然资源确权登记是完善自然资源资产产权制度的必要手段，信息化平台的建设能够确保数据的统一登记和精准管理，文章结合GIS技术和空间数据库技术研发了自然资源确权登记数据平台，基于组件式模式开发了数据建库、数据操作、数据应用以及数据质检等功能，可为用于自然资源管理的地理信息系统应用提供一定的技术支撑。

关键词：自然资源；确权登记；动态匹配

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2024）02-0005-04

Construction and Application of GIS-based Data Platform for Natural Resources Ownership Confirmation and Registration

LIU Manyi1，2， WANG Fayong1，2

（1.Institute of Surveying and Mapping， Guizhou Geology and Mineral Exploration Bureau， Guiyang 550018， China;

2.Guizhou Institute of Geology and Mineral Surveying and Mapping Co.， Ltd.， Guiyang 550018， China）

Abstract： Natural resource ownership confirmation and registration is a necessary means to improve the property rights system of natural resources. The construction of informatization platforms can ensure the unified registration and precise management of data. This paper combines GIS technology and spatial database technology to develop a natural resource ownership confirmation and registration data platform. Through a component-based mode， functions such as data database construction， data operation， data application， and data quality inspection are developed， it can provide certain technical support for the application of geographic information systems for natural resource management.

Keywords： natural resources; ownership confirmation and registration; dynamic matching

0 引言

黨的十八届三中全会以来，国家以点带面探索自然资源确权登记方法，相继出台了《自然资源统一确权登记办法（试行）》《自然资源统一确权登记工作方案》《自然资源确权登记操作指南（试行）》《自然资源确权登记数据库标准（试用版）》等一系列相关文件，明确坚持资源公有、物权法定和统一确权的原则，对水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂以及探明储量的矿产资源等自然生态空间进行统一确权登记，形成归属清晰、权责明确、监管有效的自然资源资产产权制度，更好地服务于自然资源的有效保护、精准监管、动态管控[1]。

自然资源确权登记是以不动产登记为基础，充分利用国土调查成果，对各类自然保护地、江河湖泊、自然生态空间以及全民所有单项自然资源开展统一确权登记，实现覆盖水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂、海域、无居民海岛以及探明储量的矿产资源等自然资源的统一确权登记[2，3]，是国土资源优化管控的关键核心技术。

本文从自然资源多源、多尺度数据采集整合出发，紧扣自然资源调查、确权、登记的业务流程，利用成熟的技术架构，将计算机、GIS、大数据等先进的技术和软件工程思想应用到自然资源确权登记工作中，紧紧围绕确权登记数据库成果，设计并开发了自然资源确权登记建库及质检平台，为自然资源统一确权登记工作提供技术支撑[4，5]。

1 总体设计

根据《自然资源确权登记操作指南（试行）》《自然资源确权登记数据库标准（试用版）》等文件的要求，以及自然资源确权登记成果的管理与质检要求，对自然资源确权登记数据库业务进行需求分析，以此保证平台运行的鲁棒性[6]。采用面向过程的结构化设计自顶向下对平台进行总体设计，平台整体采用MVC（Model、View、Controller）框架结合.NET技术、COM技术、GIS技术和空间数据库技术[7]，包含数据建库模块、数据操作模块、数据应用模块、数据质检模块四大功能模块。平台功能架构设计图如图1所示。

2 关键功能设计

2.1 定制化建库

定制化建库是平臺根据用户需求创建空间数据库，分以下几步进行：

1）用户根据需求和空间数据库配置说明对空间数据库所包含的要素信息及其属性字段信息进行配置[8]，并对配置信息进行检查确认。

2）平台以JSON文件为数据流交换方式，读取空间数据库相关配置信息，并对所读取的配置信息进行检查，筛选出符合要求的配置信息存入对应的空间数据库日志中，同时将不符合要求的配置信息反馈给用户。

3）平台通过读取合法的空间数据库配置信息进行空间数据库中要素及其属性字段的创建，将创建成功的要素信息和失败要素信息及失败原因反馈给用户。空间数据库配置信息中的Geometry表示要素几何类型，Polygon表示要素几何类型为面，LineString表示要素几何类型为线，Point表示要素几何类型为点。Properties表示属性字段集合，单个属性字段中fieldName为名称，fieldAlias为别名，fieldType为类型，fieldLen为长度，fieldAccuracy为精度，fieldValue为默认值，fieldNull表示是否允许为空，值为1表示不能为空，值为0表示能为空。自定义建库文件JSON格式如下：

{

"Layer1"：//图层名称

{

"Geometry"："Polygon"，//要素几何类型

"Properties"：//要素属性集合

[

{"fieldName"："MC"，"fieldAlias"："名称"，

"fieldType"："Text"，"fieldLen"：25，"fieldAccuracy"：-1，

"fieldValue"："默认名称"，"fieldNull"：1}

]

}，

"Layer2"：

{

"Geometry"："LineString"，

"Properties"：

[

{"fieldName"："ZYLX"，"fieldAlias"："资源类型"，"fieldType"："Int64"，"fieldLen"：2，"fieldAccuracy"：-1，

"fieldValue"："0"，"fieldNull"：0}

]

}，

"Layer3"：

{

"Geometry"："Point"，

"Properties"：

[

{"fieldName"："ZYMJ"，"fieldAlias"："资源面积"，"fieldType"："Double"，"fieldLen"：30，"fieldAccuracy"：4，"fieldValue"："0"，"fieldNull"：0}

]

}，

"Layer4"：

{

"Geometry"："Table"，

"Properties"：

[

{"fieldName"："ZYZLH"，"fieldAlias"："资源种类累计和"，"fieldType"："Int"，"fieldLen"：0，"fieldAccuracy"：-1，"fieldValue"："0"，"fieldNull"：0}

]

}

2.2 属性动态匹配

在数据转换过程中，将外部数据导入空间数据库某个要素中经常会出现属性字段名称不一致但所表示含义相同的情况，本平台通过属性动态匹配的方式来解决该问题。属性动态匹配是在源数据和目标数据确定后，为用户提供属性字段对应关系选择服务，平台会将属性字段名称一致的源数据和目标数据自动匹配，属性字段名称不一致则让用户选择匹配，从而在空间位置信息导入的同时也将相对应的属性字段信息导入[9]。空间数据属性动态匹配流程如图2所示。

2.3 定制化属性质检

属性质检是指对空间数据库中的要素属性表内容进行相关的质量检查，不同要素的属性字段不同，故无法设定统一的质检规则，因此平台采用定制化的方式对不同要素进行属性质检。属性质检的规则由用户根据需求配置生成JSON文件，平台按照配置文件中设定的质检规则对相应要素的属性字段值进行检查，并根据检查结果生成质检报告。质检报告包括要素信息、质检规则、符合质检规则数量、不符合质检规则记录等信息。属性质检规则中fieldName为属性字段名称，operateSymbol为质检运算符，fieldValue为质检值。质检运算符取值is表示能，is not表示不能，一般用于对NULL值的判断，=表示等于，in表示在集合中，not in表示不在集合中，＞表示大于，＜表示小于。满足运算符的条件表示符合质检规则，否则视为不符合质检规则。

2.4 定制化要素质检

要素质检是指对空间数据库中要素空间位置进行相关的质量检查，不同要素的空间类型不同，故无法设定统一的质检规则，因此平台采用定制化的方式对不同要素进行要素质检。要素质检的规则由用户根据需求配置生成JSON文件，平台按照配置文件中设定的质检规则对相应要素进行检查，并根据检查结果生成质检报告。质检报告包括要素几何类型、质检规则、符合质检规则数量、不符合质检规则记录等信息[10]。要素质检规则中Geometry表示要素几何类型，Polygon表示要素几何类型为面，LineString表示要素几何类型为线，Point表示要素几何类型为点。SpatialRelation表示空间关系质检规则，值Overlaps对面和线要素表示相交，对点要素无效，SelfOverlaps对面、线、点单要素表示重叠，SelfIntersections对面和线要素表示相交，对点要素无效，单要素中任意两个几何形状之间满足质检规则即表示该要素中有几何形状存在问题。

3 平臺建设

3.1 数据建库

本平台在空间数据库建库中提供确权登记数据库和自定义数据库两种不同模式的建库方式。确权登记数据库是根据《自然资源确权登记数据库标准（试用版）》生成空间数据库中要素信息及属性字段信息的配置文件，在平台中对该配置文件进行内置，便于用户快速建立自然资源确权登记数据库。自定义数据库是根据用户定制化的空间数据库配置文件建立相对应的空间数据库，为用户创建空间数据库提供操作便捷、可控性强的服务。同时为提高用户的体验感和满意度，在数据库创建过程中将所有可控的信息全部暴露给用户，用户可根据自身需求创建定制化的空间数据库。

3.2 数据导入

针对调查数据来源不同、标准不同、使用领域不同等原因造成的数据表达形式不一致问题，设计基于属性的动态匹配方法，在数据导入过程中对不同表达形式的数据进行标准化统一处理，实现对各类自然资源数据的一体化管理，用于支撑权籍调查、图斑融合监测以及规范化数据的共享应用。数据导入如图3所示。

3.3 数据应用

在对各类资源数据进行统一化处理后，结合《自然资源确权登记操作指南（试行）》中的数据成果要求进行整理和分析，形成批量生成登记单元图、批量生成登记公告、单要素数据统计及分析、多要素数据统计及分析等数据成果应用。批量生成登记单元图和登记公告是根据预先定义的模板文件自动化生成成果，大大提高工作效率的同时保证了成果的质量。登记单元图系统界面如图4所示。

3.4 数据质检

数据质检是空间数据库建设过程中必不可少的环节，也是对数据质量进行控制的重要环节。本平台将数据质检分为属性质检和要素质检两个部分：属性质检是根据质检规则对要素属性字段值进行质量检查；要素质检是根据质检规则对要素的几何形状关系进行质量检查。虽然两项质检工作是从不同的角度对空间数据库成果进行质量检查，但两项质检工作也是密不可分的，进行空间数据库成果质量确定时需同时考虑两项质检工作的错误率。

4 结论

基于GIS技术和空间数据库技术完成本平台的建设，本平台相关工作分为以下几点：

1）平台各功能界面采用组件式方式开发，既可实现各组件的重复使用，又能在各界面中进行定制化的设置，确保平台的界面具有较强的扩展性和可移植性。

2）平台采用配置文件方式实现数据建库、数据质检功能，采用自定义字段匹配方式实现数据导入功能，采用模板文件方式批量生成单元登记图和登记公告，使得该平台在满足自然资源确权登记数据应用的同时可以更好地提供其他服务，使平台具有较强的定制性和通用性。

3）平台采用模块化方式进行功能模块的设计与开发，这种设计方式大大降低了功能模块之间的耦合性，提高了功能模块的内聚性，使平台的功能具有较强的可移植性、易替换性和易安装性。

4）为提高平台内部数据访问的安全性，平台在类和类之间采用先验证后通信的消息传递方式，同时为内部类的变量赋予严格的访问等级。

通过对本平台建设过程中工作的总结和反思，针对本平台存在的不足给出以下几点展望：

1）数据建库模块实现了根据定制化的配置文件创建空间数据库，但仍存在有待改进的地方，如存在配置文件的生成对非专业人员来说还是较为复杂和烦琐、配置文件中未指定空间数据库坐标系、配置文件中涉及的数据类型尚不完善等问题，就上述问题进行不断的完善和优化才能为空间数据库建库工作提供更好的服务。

2）属性质检功能实现了根据属性字段质检规则对要素的属性字段进行质量检查并生成质检报告，但属性质检功能只能针对单要素进行，尚未考虑多要素属性字段关系，未突破多个要素之间属性字段值的限制性、关联性、条件性进行质检，该项需求也是空间数据库建设过程中比较常见的。

3）要素质检功能实现了根据要素质检规则对要素几何形状间的空间关系进行质量检查并生成质检报告，但要素质检功能只能对单要素内的几何形状关系进行检查，且几何形状间的空间关系类型较少，同时尚未考虑多要素之间的空间关系，无法完成多个要素之间空间关系的检查，该项需求也是空间数据库建设过程中比较常见的。

参考文献：

[1] 骆得瑞.自然资源确权登记工作技术难点问题探讨 [J].测绘技术装备，2022，24（2）：64-69.