论文部分内容阅读
摘 要：随着第二次全国土地调查的深入开展，全国各省市的土地主管部门对地籍管理系统提出了新的要求。由于本次调查涉及面广，数据类型多，而多数地籍管理系统都是在单一平台的基础上开发的，在数据类型不统一时，就给管理带来极大的不便。因此，兼容多种数据类型的地籍系统的开发成为当前的开发热点。首先介绍了地籍管理系统的开发背景，然后阐述了系统的总体架构，数据库设计，系统功能设计,系统的技术要点等内容。
关键词：地理信息系统;ArcGIS;MapGIS;地籍管理;数据库设计
中图分类号：TU文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）11-0397-02
1 系统设计背景
2006年12月，国务院下发了《关于开展第二次全国土地调查的通知》（国发【2006】38号），决定从2007年7月1日起，开展第二次全国土地调查（以下简称二次调查）。
二次调查作为一项重大的国情国力调查，目的是全面查清目前全国土利用情况，掌握真实的土地基础数据，建立和完善土地调查，统计和登记制度，实现土地资源信息的社会化服务，满足社会经济发展以及国土资源管理的需要。其主要任务包括以下几个方面：
(1)农村土地调查，包括农村土地利用现状调查和农村土地权属调查；
(2)城镇土地调查；
(3)基本农田调查；
(4)各级土地利用数据库建设，包括建立四级土地利用数据库和建立市县地籍管理系统。
(5)成果汇总。
由于本次调查涉及面广，全国各省市在调查时所采用地理信息平台有所不同，甚至同一省市由于调查的单位不同，采用的平台也不尽相同。这样数据提交到上级管理部门后，就给管理带来了极大的不便。考虑到目前主流GIS平台为MapGIS和ArcGIS,所以，本系统选择MapGIS6.7、ArcGIS9.2为开发平台，围绕二次调查的主要任务，以省市级管理为对象进行设计。
2 总体架构
本地籍管理信息系统是基于网络环境的客户端/服务器（Client/Server）与 浏览器/服务器（Browser/Server）混合结构。针对不同用户的特点和要求，采用不同的的开发技术，灵活提供多层次分布式应用服务。
其中，数据库采用Oracle10G或SQL SERVER2005, 的ArcGis 9.2(ArcSDE 和ArcIMS)，MapGis平台采用MapGis6.7。整个体系结构如图1。
3 数据库设计
3.1 数据库模型
本地籍管理信息数据库是一种大型树状基础空间数据库，通过多级分类编码体系构建多粒度的空间数据集。在海量的地籍信息数据库中，利用省、市、县粒度数据集之间分类编码形成的行政区划索引快速检索出相应数据，具体如图2：
通过这种机制系统最终实现在物理上分离的多源、多比例尺、多投影方式的一体化管理，实现图形数据浏览查询统计的动态交互、自动切换，达到逻辑上所有数据完全一体，既方便了更新又便于使用。
3.2 数据的划分
(1)基础地理要素数据。
包括行政区划、等高线、高程点、特征地物、注记、影像层以及其它。
(2)土地利用现状数据。
1:1万土地利用现状数据，包括地类图斑、线状地物、零星地物、权属界线（包括村界）、地类界线、符号注记等。
(3)城镇地籍数据。
1:500城镇地籍数据，包括界址点、界址线、宗地、宗地注记以及城镇土地利用现状数据等。
(4)农村地籍数据。
包括界址点、界址线、宗地以及宗地注记。
(5)遥感影像数据。
通过遥感影像可以快速、准确地获得大面积的、综合的各种专题信息。
(6)元数据。
元数据就是描述数据的数据。在地理空间数据中，元数据是说明数据内容、质量、状况和其它有关特征的背景信息。
(7)其他业务数据。
主要是地籍业务管理中涉及的业务数据，例如土地纠纷管理数据，灾毁地数据等，同时包括各类表单、项目信息等。
3.3 数据库设计技术要点
（1）基于海量的GIS数据库设计
地籍管理整体数据量巨大，涵盖地理信息面广，具有海量特点，随着数据库的建设，数据量将成倍增长。而且，数据类型复杂，按空间特性分，包含空间数据和非空间数据；按存储方式分，包含数据库数据和文件数据；按数据关系分，包括结构化数据和非结构化数据等。如何使这些海量数据得到有效地管理和应用，是空间数据库设计的关键因素。对于海量空间数据库的管理，除了遵循GIS数据库设计原则之外，还需要制定统一的编码标准。
（2）建立数据库编码体系
参照国家、部有关标准，建立省市级地籍信息标准编码体系，在对不同来源不同介质的数据进行整合建设的同时，最大限度地提高数据库对各种数据的适应性，在尽量保证各类数据信息完整性的基础上，灵活定义数据操作所需的配置信息，将已建成基础数据资源纳入数据库实现应用。形成地籍管理信息建设统一的标准规范和标准编码，包括制定地籍信息标准编码体系，制定地籍基础数据库入库规范。
（3）数据库管理基础地理框架和粒度
以县级数据集为基本存储管理粒度，按行政分区、图幅和要素分层的原则进行合理存储组织，利用市县结合表索引保证不同行政管理单元、不同格式数据的合理组织与有效调用；利用空间分幅索引保证相同空间范围不同要素图层的空间数据图层具有完全相同的空间范围，实现数据库空间一致性；利用要素分层索引保证同一要素分层不同空间分区的空间数据图层具有完全相同的属性信息结构，实现空间数据库属性一致性。
4 系统功能设计
（1）空间分析:包含导入范围分析，任意范围分析，面buffer分析，分析完成后给出空间分析结果和统计结果，改功能主要应用了GIS的裁剪分析。分析结构记录在历史中。
（2）统计出表：按照行政辖区和年度，依照二次调查标注出土地利用，基本农田，城镇地籍相关统计表。首先从地理数据中按县级别汇总出基础汇总数据，在出表或提交汇总结果时，按行政区从基础汇总数据中提起数据，生成汇总结果。统计出表的形式包括出EXCLE、ACESS格式两种，字段按照二次调查标准执行。统计分析结果记录在历史中。
（3）打印出图：包含按行政辖区出图和按图幅出图，图例采用二次调查规定的图例；晕线可设置。出图结果记录在历史中。
（4）数据查询：分析点击图元查属性功能模块和根据指定条件查找图元，并可对查询的图元进行统计。
（5）辅助审查：支持导入范围新建项目，交互新建项目，项目出图，项目统计出表；项目自建立后由数据库进行统一管理。
（6）业务办理：主要包括地籍登记，发证等业务的办理。
（7）文档管理： 把文档按行政区和年度存放在对应辖区的数据库中，统一管理；C/S,和B/S段可以浏览文档，在数据维护端可修改和更新文档。
（8）数据维护：对空间数据，文档数据、系统的配置信息进行维护。
（9）数据转换：提供ArcGis的shape,coverage,Geodatabase与MipGis格式的相互转换功能；提供
ArcGis的shape,coverage,Geodatabase，MipGis格式与VCT格式的转换。
（10）数据变更：提供可恢复的，交互式的数据变更功能，变更记录在历史中。
（11）其他功能：包含动态投影、坐标解析、索引图浏览，用户角色和权限管理等功能。
5 技术要点
5.1 支持ArcGIS和MapGis数据格式的实现
由于本系统支持ArcGIS和MapGis格式的数据，两种GIS格式的数据在数据库中都按照各自的形式存放在数据库中。本系统依靠中间模块来实现对ArcGIS和MapGis数据格式的支持。中间模块从配置文件信息中按辖区和年度读取GIS数据格式的类型，分别实现其操作；同时中间模块对外提供统一的读写方式。
5.2 WebGIS技术
WebGIS具有跨平台的优点，具备良好的扩展性和开放性，有利于扩展地籍管理系统的功能和性能，
方便用户办理业务，特别是与电子政务平台的结合，更是提高了系统的系能。
5.3 海量空间数据管理技术
本系统及到各种基础地理信息、土地利用现状数据、城镇地籍数据、农村地籍数据、遥感影像数据、文档数据，数据存储量都在TB级以上。采用海量空间数据管理技术对数据进行一体化管理能真正实现数据的共享，是实现数据库物理上分开，逻辑上统一的关键。
5.4 历史管理技术
本系统对大部分功能都采用历史管理的形式，用户可对历史进行查询，删除，恢复等操作，大大提高了系统的使用性。系统允许用户选择使用数据库管理历史，还是由单机用户自行管理历史。
6 应用前景
本系统是在二次调查相关标准基础上设计的，可用于省市级二次调查数据库建设以及地籍管理的需要，能支持ArcGIS和MapGis格式的数据，因此本系统有较好的推广使用价值。
参考文献
［1］吴信才.地理信息系统原理方法及应用.［M］，2000.
［2］吴信才.地理信息系统的基本技术与发展动态.［J］地球科学.1998，23(4):329～333.
［3］黄杏元等.地理信息系统概论［M］.北京：高等教育出版社，2002.
［4］贠小苏等.第二次全国土地调查培训教材.中国农业出版社，2007.
［5］徐世武,张发勇,刘秀珍地理信息系统在地籍管理系统中的应用.地球科学——中国地质大学学报.
关键词：地理信息系统;ArcGIS;MapGIS;地籍管理;数据库设计
中图分类号：TU文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）11-0397-02
1 系统设计背景
2006年12月，国务院下发了《关于开展第二次全国土地调查的通知》（国发【2006】38号），决定从2007年7月1日起，开展第二次全国土地调查（以下简称二次调查）。
二次调查作为一项重大的国情国力调查，目的是全面查清目前全国土利用情况，掌握真实的土地基础数据，建立和完善土地调查，统计和登记制度，实现土地资源信息的社会化服务，满足社会经济发展以及国土资源管理的需要。其主要任务包括以下几个方面：
(1)农村土地调查，包括农村土地利用现状调查和农村土地权属调查；
(2)城镇土地调查；
(3)基本农田调查；
(4)各级土地利用数据库建设，包括建立四级土地利用数据库和建立市县地籍管理系统。
(5)成果汇总。
由于本次调查涉及面广，全国各省市在调查时所采用地理信息平台有所不同，甚至同一省市由于调查的单位不同，采用的平台也不尽相同。这样数据提交到上级管理部门后，就给管理带来了极大的不便。考虑到目前主流GIS平台为MapGIS和ArcGIS,所以，本系统选择MapGIS6.7、ArcGIS9.2为开发平台，围绕二次调查的主要任务，以省市级管理为对象进行设计。
2 总体架构
本地籍管理信息系统是基于网络环境的客户端/服务器（Client/Server）与 浏览器/服务器（Browser/Server）混合结构。针对不同用户的特点和要求，采用不同的的开发技术，灵活提供多层次分布式应用服务。
其中，数据库采用Oracle10G或SQL SERVER2005, 的ArcGis 9.2(ArcSDE 和ArcIMS)，MapGis平台采用MapGis6.7。整个体系结构如图1。
3 数据库设计
3.1 数据库模型
本地籍管理信息数据库是一种大型树状基础空间数据库，通过多级分类编码体系构建多粒度的空间数据集。在海量的地籍信息数据库中，利用省、市、县粒度数据集之间分类编码形成的行政区划索引快速检索出相应数据，具体如图2：
通过这种机制系统最终实现在物理上分离的多源、多比例尺、多投影方式的一体化管理，实现图形数据浏览查询统计的动态交互、自动切换，达到逻辑上所有数据完全一体，既方便了更新又便于使用。
3.2 数据的划分
(1)基础地理要素数据。
包括行政区划、等高线、高程点、特征地物、注记、影像层以及其它。
(2)土地利用现状数据。
1:1万土地利用现状数据，包括地类图斑、线状地物、零星地物、权属界线（包括村界）、地类界线、符号注记等。
(3)城镇地籍数据。
1:500城镇地籍数据，包括界址点、界址线、宗地、宗地注记以及城镇土地利用现状数据等。
(4)农村地籍数据。
包括界址点、界址线、宗地以及宗地注记。
(5)遥感影像数据。
通过遥感影像可以快速、准确地获得大面积的、综合的各种专题信息。
(6)元数据。
元数据就是描述数据的数据。在地理空间数据中，元数据是说明数据内容、质量、状况和其它有关特征的背景信息。
(7)其他业务数据。
主要是地籍业务管理中涉及的业务数据，例如土地纠纷管理数据，灾毁地数据等，同时包括各类表单、项目信息等。
3.3 数据库设计技术要点
（1）基于海量的GIS数据库设计
地籍管理整体数据量巨大，涵盖地理信息面广，具有海量特点，随着数据库的建设，数据量将成倍增长。而且，数据类型复杂，按空间特性分，包含空间数据和非空间数据；按存储方式分，包含数据库数据和文件数据；按数据关系分，包括结构化数据和非结构化数据等。如何使这些海量数据得到有效地管理和应用，是空间数据库设计的关键因素。对于海量空间数据库的管理，除了遵循GIS数据库设计原则之外，还需要制定统一的编码标准。
（2）建立数据库编码体系
参照国家、部有关标准，建立省市级地籍信息标准编码体系，在对不同来源不同介质的数据进行整合建设的同时，最大限度地提高数据库对各种数据的适应性，在尽量保证各类数据信息完整性的基础上，灵活定义数据操作所需的配置信息，将已建成基础数据资源纳入数据库实现应用。形成地籍管理信息建设统一的标准规范和标准编码，包括制定地籍信息标准编码体系，制定地籍基础数据库入库规范。
（3）数据库管理基础地理框架和粒度
以县级数据集为基本存储管理粒度，按行政分区、图幅和要素分层的原则进行合理存储组织，利用市县结合表索引保证不同行政管理单元、不同格式数据的合理组织与有效调用；利用空间分幅索引保证相同空间范围不同要素图层的空间数据图层具有完全相同的空间范围，实现数据库空间一致性；利用要素分层索引保证同一要素分层不同空间分区的空间数据图层具有完全相同的属性信息结构，实现空间数据库属性一致性。
4 系统功能设计
（1）空间分析:包含导入范围分析，任意范围分析，面buffer分析，分析完成后给出空间分析结果和统计结果，改功能主要应用了GIS的裁剪分析。分析结构记录在历史中。
（2）统计出表：按照行政辖区和年度，依照二次调查标注出土地利用，基本农田，城镇地籍相关统计表。首先从地理数据中按县级别汇总出基础汇总数据，在出表或提交汇总结果时，按行政区从基础汇总数据中提起数据，生成汇总结果。统计出表的形式包括出EXCLE、ACESS格式两种，字段按照二次调查标准执行。统计分析结果记录在历史中。
（3）打印出图：包含按行政辖区出图和按图幅出图，图例采用二次调查规定的图例；晕线可设置。出图结果记录在历史中。
（4）数据查询：分析点击图元查属性功能模块和根据指定条件查找图元，并可对查询的图元进行统计。
（5）辅助审查：支持导入范围新建项目，交互新建项目，项目出图，项目统计出表；项目自建立后由数据库进行统一管理。
（6）业务办理：主要包括地籍登记，发证等业务的办理。
（7）文档管理： 把文档按行政区和年度存放在对应辖区的数据库中，统一管理；C/S,和B/S段可以浏览文档，在数据维护端可修改和更新文档。
（8）数据维护：对空间数据，文档数据、系统的配置信息进行维护。
（9）数据转换：提供ArcGis的shape,coverage,Geodatabase与MipGis格式的相互转换功能；提供
ArcGis的shape,coverage,Geodatabase，MipGis格式与VCT格式的转换。
（10）数据变更：提供可恢复的，交互式的数据变更功能，变更记录在历史中。
（11）其他功能：包含动态投影、坐标解析、索引图浏览，用户角色和权限管理等功能。
5 技术要点
5.1 支持ArcGIS和MapGis数据格式的实现
由于本系统支持ArcGIS和MapGis格式的数据，两种GIS格式的数据在数据库中都按照各自的形式存放在数据库中。本系统依靠中间模块来实现对ArcGIS和MapGis数据格式的支持。中间模块从配置文件信息中按辖区和年度读取GIS数据格式的类型，分别实现其操作；同时中间模块对外提供统一的读写方式。
5.2 WebGIS技术
WebGIS具有跨平台的优点，具备良好的扩展性和开放性，有利于扩展地籍管理系统的功能和性能，
方便用户办理业务，特别是与电子政务平台的结合，更是提高了系统的系能。
5.3 海量空间数据管理技术
本系统及到各种基础地理信息、土地利用现状数据、城镇地籍数据、农村地籍数据、遥感影像数据、文档数据，数据存储量都在TB级以上。采用海量空间数据管理技术对数据进行一体化管理能真正实现数据的共享，是实现数据库物理上分开，逻辑上统一的关键。
5.4 历史管理技术
本系统对大部分功能都采用历史管理的形式，用户可对历史进行查询，删除，恢复等操作，大大提高了系统的使用性。系统允许用户选择使用数据库管理历史，还是由单机用户自行管理历史。
6 应用前景
本系统是在二次调查相关标准基础上设计的，可用于省市级二次调查数据库建设以及地籍管理的需要，能支持ArcGIS和MapGis格式的数据，因此本系统有较好的推广使用价值。
参考文献
［1］吴信才.地理信息系统原理方法及应用.［M］，2000.
［2］吴信才.地理信息系统的基本技术与发展动态.［J］地球科学.1998，23(4):329～333.
［3］黄杏元等.地理信息系统概论［M］.北京：高等教育出版社，2002.
［4］贠小苏等.第二次全国土地调查培训教材.中国农业出版社，2007.
［5］徐世武,张发勇,刘秀珍地理信息系统在地籍管理系统中的应用.地球科学——中国地质大学学报.