木林等

摘要：針對海量空間數(shù)據(jù)庫，提出了以縣級服務(wù)為基礎(chǔ)的分布式服務(wù)聚合模型，設(shè)計(jì)了安徽省農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)公眾信息系統(tǒng)框架與功能模塊。結(jié)合“天地圖·安徽”地理信息公共平臺，進(jìn)行了系統(tǒng)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)的信息共享。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)；服務(wù)聚合；地理信息公共平臺；空間數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：S126 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）08-338-04

農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記頒證，是依據(jù)《物權(quán)法》、《農(nóng)村土地承包法》等法律規(guī)定，由縣（區(qū)、市）農(nóng)村土地承包管理部門對家庭農(nóng)戶承包土地的地塊、面積、空間位置等信息及其變動情況記載于登記簿之上，由縣級以上地方人民政府確權(quán)頒發(fā)土地承包經(jīng)營權(quán)證書，以此來進(jìn)一步明確農(nóng)民對承包土地的各項(xiàng)權(quán)益[1]。

確權(quán)登記的主要任務(wù)是查清承包地塊的面積和空間位置，建立健全土地承包經(jīng)營權(quán)登記簿，妥善解決承包地塊面積不準(zhǔn)、四至不清、空間位置不明、登記簿不健全等問題，把承包地塊、面積、合同、權(quán)屬證書落實(shí)到戶[2]。

農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)的主要對象是農(nóng)村承包土地，土地是具有強(qiáng)烈的地理空間信息的一種地物，傳統(tǒng)的農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)管理方式采用登記薄記錄方式，地理空間信息采用宗地圖進(jìn)行描繪，這種方式僅實(shí)現(xiàn)了對承包土地地理空間信息的簡單描述，隨著地理空間信息的不斷豐富，登計(jì)簿承載的信息量越來越顯得不足。傳統(tǒng)登記方式?jīng)]有將經(jīng)營權(quán)和承包地的空間信息高度結(jié)合，由此引起的農(nóng)村承包土地經(jīng)營權(quán)的糾紛也時(shí)有發(fā)生，特別是承包地界址不清類型的糾紛。同時(shí)，由于信息共享不暢，土地流轉(zhuǎn)、土地租賃、土地承包權(quán)買賣后不能夠進(jìn)行綜合管理，給農(nóng)業(yè)和國土部門增加了巨大的工作負(fù)擔(dān)，也最終損害了承包人的利益。

安徽省農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)公眾信息系統(tǒng)，將農(nóng)村土地經(jīng)營權(quán)信息和承包土地的空間信息相結(jié)合，將傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和GIS空間數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，利用GIS強(qiáng)大的空間檢索和分析能力，為用戶提供檢索、查詢、分析等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)價(jià)值的最大化。農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)信息數(shù)據(jù)的共享，有利于明晰土地承包人所承包土地的范圍，同時(shí)有效監(jiān)管集體所有土地，防止和杜絕非法土地出租、流轉(zhuǎn)等行為的發(fā)生。

1 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1.1 農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)信息的空間表達(dá) 以地理空間位置為主線，在地理空間信息框架內(nèi)，將農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)權(quán)屬信息和地理有關(guān)的信息有機(jī)整合到一起。以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)信息以圖層或者屬性信息的形式在電子地圖中進(jìn)行展示，為相關(guān)部門的相關(guān)決策工作提供服務(wù)。

1.2 基于Web的動態(tài)地圖服務(wù)技術(shù) 常見的互聯(lián)網(wǎng)瓦片地圖服務(wù)并不適用于農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)公眾信息系統(tǒng)的地塊圖斑數(shù)據(jù)，這是因?yàn)橥咂?wù)需要離線制作，不能滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新的需要；同時(shí)瓦片數(shù)據(jù)并不支持要素查詢，需要額外發(fā)布一個(gè)要素服務(wù)提供查詢，占用較多的存儲和服務(wù)器資源。動態(tài)服務(wù)是基于要素服務(wù)發(fā)布的一種依據(jù)當(dāng)前瀏覽范圍進(jìn)行的動態(tài)渲染的地圖瀏覽服務(wù)，相較之下更適合該研究系統(tǒng)的需求[3]。

1.3 開放式Web開發(fā)技術(shù) 系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，B/S結(jié)構(gòu)（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器模式）是WEB興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，Web瀏覽器是客戶端最主要的應(yīng)用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用?？蛻魴C(jī)上只要安裝一個(gè)瀏覽器，服務(wù)器安裝SQL Server、Oracle、MYSQL等數(shù)據(jù)庫，瀏覽器通過Web Server同數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互[4]。

2 分布式服務(wù)聚合模型

2.1 服務(wù)端服務(wù)聚合 依據(jù)《農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記數(shù)據(jù)庫規(guī)范（NY/T2539-2014）》的要求，預(yù)計(jì)確權(quán)完成后的安徽省農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)數(shù)據(jù)量將會十分龐大。完整的縣級庫數(shù)據(jù)量將達(dá)到TB級，全省數(shù)據(jù)量將突破100TB[5]?？h級庫中，作為公眾信息發(fā)布系統(tǒng)核心的地塊圖斑矢量數(shù)據(jù)一般為20萬～70萬條記錄。如此龐大的數(shù)據(jù)量若集中于一處發(fā)布服務(wù)，受制于服務(wù)器性能和網(wǎng)絡(luò)帶寬，服務(wù)調(diào)用和查詢的效率將會非常低下，同時(shí)也會給后續(xù)的數(shù)據(jù)更新維護(hù)帶來很大的困難。

該研究設(shè)計(jì)了一種分布式空間數(shù)據(jù)服務(wù)聚合模型，將縣級庫分布式存儲于各縣級節(jié)點(diǎn)，單獨(dú)發(fā)布服務(wù)，省級庫不集中存儲任何數(shù)據(jù)，僅發(fā)布空間聚合服務(wù)。在用戶訪問系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)用戶關(guān)注的具體位置，調(diào)用相應(yīng)的縣級服務(wù)。在縣級服務(wù)的內(nèi)部數(shù)據(jù)組織上，采取按鄉(xiāng)鎮(zhèn)分層的模式?？h級數(shù)據(jù)按鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為圖層，每個(gè)圖層均可單獨(dú)提供查詢并執(zhí)行渲染[6]。

通過這樣的空間聚合方式，海量的農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)數(shù)據(jù)在服務(wù)層面形成了一個(gè)金字塔結(jié)構(gòu)。在空間上，數(shù)據(jù)服務(wù)被分布式地發(fā)布于作為基本數(shù)據(jù)維護(hù)單元的縣級數(shù)據(jù)庫存儲地，避免了因數(shù)據(jù)向省級匯交帶來的更新延遲和存儲資源的消耗；在邏輯上，縣級服務(wù)按圖層細(xì)分至鄉(xiāng)鎮(zhèn)，進(jìn)一步減少了單次查詢和渲染所需處理的數(shù)據(jù)量。

2.2 縣級節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)維護(hù) 農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記數(shù)據(jù)庫，包括地理信息數(shù)據(jù)、權(quán)屬數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。其建設(shè)的主體以縣級為基本單元，通過市、省逐級上報(bào)、匯總的方式形成。由于地理信息和元數(shù)據(jù)包含涉密信息，權(quán)屬數(shù)據(jù)同樣牽涉到公民的隱私權(quán)等問題，在互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行的數(shù)據(jù)必須進(jìn)行必要的保密處理，符合國家互聯(lián)網(wǎng)公開發(fā)布的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，做到既保護(hù)用戶的隱私信息，又最大程度地利用好農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)的成果信息。

在圖1所示的服務(wù)聚合模型中，縣級服務(wù)依附于縣級庫就地發(fā)布，系統(tǒng)定期對原始權(quán)屬數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化處理，抽取符合規(guī)定的信息，整理成空間數(shù)據(jù)庫。通過網(wǎng)絡(luò)或者人工拷貝等不同方式，更新互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布的縣級服務(wù)，達(dá)到發(fā)布成果的定時(shí)更新，保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。

2.3 客戶端服務(wù)聚合 服務(wù)聚合模型建立后，客戶端應(yīng)用程序應(yīng)在服務(wù)渲染級別、查詢級別等方面進(jìn)行適配，充分發(fā)揮服務(wù)聚合模型的效率優(yōu)勢。

系統(tǒng)依托的“天地圖·安徽”地理信息公共平臺提供的影像底圖服務(wù)是符合WMTS規(guī)范的瓦片地圖服務(wù)，其服務(wù)渲染級別見表1。在11級的尺度下，一個(gè)0.067 hm2的圖斑在屏幕上僅為0.114個(gè)像素單位，這對于大多數(shù)在0.067 hm2以內(nèi)的土地承包經(jīng)營權(quán)地塊瀏覽來說是沒有意義的。系統(tǒng)將縣級服務(wù)地塊數(shù)據(jù)的瀏覽的起始級別設(shè)定為“天地圖·安徽”的15級，此時(shí)0.067 hm2相當(dāng)于29.1個(gè)像素單位，能實(shí)現(xiàn)較好的瀏覽效果。在服務(wù)瀏覽時(shí)，省級聚合服務(wù)預(yù)先對所有的鄉(xiāng)鎮(zhèn)按拓?fù)潢P(guān)系提取了相鄰的鄉(xiāng)鎮(zhèn)信息，當(dāng)?shù)貓D瀏覽場景中心點(diǎn)位于某一縣境內(nèi)時(shí)，聚合服務(wù)不會將該縣的所有數(shù)據(jù)返回給客戶端，而是將當(dāng)前所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)與其所有相鄰鄉(xiāng)鎮(zhèn)的圖層聚合為一個(gè)服務(wù)提供客戶端執(zhí)行渲染。以11、15、19級為例，各級別圖斑數(shù)據(jù)對比見圖2。

在要素查詢時(shí)，客戶端應(yīng)用程序默認(rèn)將查詢級別置為鄉(xiāng)鎮(zhèn)，此時(shí)查詢在當(dāng)前鄉(xiāng)鎮(zhèn)圖層進(jìn)行；當(dāng)用戶要求查詢?nèi)h數(shù)據(jù)時(shí)，在該縣的所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)圖層中執(zhí)行查詢；用戶也可將查詢條件進(jìn)一步縮小為村，此時(shí)的查詢是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)圖層的基礎(chǔ)上附加村面域的空間限制條件進(jìn)行。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度下查詢時(shí)，查詢的數(shù)據(jù)范圍被縮小在2萬～10萬條，大大提高了查詢效率。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)采用了B/S架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，適配當(dāng)下主流的瀏覽器客戶端，前端使用了FLEX富客戶端插件式RIA框架，最大程度保證了用戶使用系統(tǒng)時(shí)的體驗(yàn)和流暢性；后臺服務(wù)端使用了MVC框架和.net平臺以完成系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯和后期系統(tǒng)的擴(kuò)展；數(shù)據(jù)庫使用了抗并發(fā)性能卓著的Oracle數(shù)據(jù)庫；整個(gè)系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)分為表現(xiàn)層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層的3層架構(gòu)（圖3）。

（1）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層包括數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)訪問包括2個(gè)部分，一是對基礎(chǔ)底圖的調(diào)用，基礎(chǔ)底圖調(diào)用“天地圖·安徽”發(fā)布的矢量、影像等地圖切片服務(wù)，通過http請求在線訪問；二是對農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)專題數(shù)據(jù)的訪問，通過前文所述的服務(wù)聚合模型，調(diào)用省級聚合服務(wù)接口來實(shí)現(xiàn)動態(tài)地圖加載和地塊查詢。

（2）應(yīng)用層。應(yīng)用層是整個(gè)系統(tǒng)的核心，又細(xì)分為控制層、業(yè)務(wù)邏輯層和基本服務(wù)，安徽省農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)公眾信息系統(tǒng)在業(yè)務(wù)邏輯層完成對土地承包經(jīng)營權(quán)信息的瀏覽、管理、 查詢、統(tǒng)計(jì)及預(yù)警的邏輯建模和對象封裝?？臻g數(shù)據(jù)的分析與處理等功能通過ArcGIS Server進(jìn)行管理和發(fā)布?？刂茖用嬷饕δ苁峭ㄟ^http的方式向客戶端提供查詢統(tǒng)計(jì)等各種功能服務(wù)。

（3）表現(xiàn)層。Flex富客戶端技術(shù)是Adobe借助Flex/AIR在RIA領(lǐng)域的巨大成功，依托Flash Player推出的新一代富客戶端技術(shù)。系統(tǒng)采用Flex富客戶端表現(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安徽省農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)公眾信息系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)和邏輯控制。并通過調(diào)用服務(wù)端業(yè)務(wù)邏輯層的接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各功能模塊，并將處理的結(jié)果顯示在客戶端頁面中。

此技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯和界面設(shè)計(jì)相分離，一方面，能夠?yàn)橛脩籼峁└S富、更友善、易用性更強(qiáng)的界面；另一方面，能夠?yàn)橛脩籼峁└觾?yōu)越的性能，在網(wǎng)站第一次被打開時(shí)，會自動將預(yù)先設(shè)計(jì)好的資源一次性下載到本地，所有的GUI都在本地運(yùn)行，網(wǎng)站在使用的過程中只產(chǎn)生少量的數(shù)據(jù)更新請求，而不是采用傳統(tǒng)模式，在服務(wù)器端實(shí)時(shí)地刷新頁面，后端服務(wù)器將完全專注于數(shù)據(jù)邏輯的處理，充分利用客戶端本地機(jī)器的CPU，分擔(dān)部分服務(wù)器端運(yùn)算壓力，提高運(yùn)行速度。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

3.2.1 地塊服務(wù)瀏覽。農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)所牽涉的地理信息主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和承包地塊數(shù)據(jù)?；A(chǔ)地理數(shù)據(jù)直接調(diào)用“天地圖·安徽”影像和線劃地圖服務(wù)，承包地塊數(shù)據(jù)則采用前文述及的服務(wù)聚合模型發(fā)布的動態(tài)服務(wù)。

3.2.2 信息發(fā)布。系統(tǒng)可將土地承包經(jīng)營權(quán)信息整合為服務(wù)的形式通過互聯(lián)網(wǎng)或者專網(wǎng)進(jìn)行發(fā)布，對外提供查詢統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)，其他行業(yè)或者部門通過在線接口調(diào)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)土地承包經(jīng)營權(quán)信息共享。

3.2.3 查詢和統(tǒng)計(jì)。土地承包經(jīng)營權(quán)信息中涉及農(nóng)村居民的隱私信息，在系統(tǒng)中，土地承包經(jīng)營權(quán)信息查詢和統(tǒng)計(jì)功能，采用用戶名和密碼登錄查詢方式，對于不涉及隱私能夠向公眾提供的信息，直接通過該系統(tǒng)發(fā)布。

3.2.4 信息反饋。通過實(shí)現(xiàn)該功能，建立土地承包經(jīng)營權(quán)交流反饋機(jī)制，系統(tǒng)接受廣大用戶對該系統(tǒng)發(fā)布的信息中出現(xiàn)錯(cuò)誤、疑惑的反饋等，并將反饋信息第一時(shí)間傳遞給專業(yè)人員，由專業(yè)人員逐級核查，并將核查的結(jié)果反饋給用戶。這種機(jī)制的建立，有利于對土地承包過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)更正，完善確權(quán)登記制度，保障土地承包人的利益。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

按照上述服務(wù)聚合方案和設(shè)計(jì)方案，該研究以青陽縣農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)的調(diào)查數(shù)據(jù)為例，開發(fā)了原型系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行于互聯(lián)網(wǎng)上，應(yīng)用系統(tǒng)和圖斑動態(tài)服務(wù)分別部署于獨(dú)立網(wǎng)段的2臺專用服務(wù)器上，各服務(wù)器均擁有100MB的出口帶寬。系統(tǒng)界面示意見圖4。

系統(tǒng)開發(fā)完成后，進(jìn)行了效率測試，驗(yàn)證服務(wù)聚合效果。用于測試的青陽縣數(shù)據(jù)共有326 712個(gè)地塊，按13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)布為13個(gè)圖層，用于測試的丁橋鎮(zhèn)擁有24 137個(gè)地塊，所轄天屏村擁有1 783個(gè)地塊。系統(tǒng)在15～19級加載的動態(tài)地圖時(shí)效率如表2，在縣、鄉(xiāng)、村3級采用承包戶的姓氏“何”作為關(guān)鍵詞進(jìn)行查詢時(shí)效率如表3。

測試數(shù)據(jù)表明，系統(tǒng)具有良好的動態(tài)服務(wù)加載效率；數(shù)據(jù)查詢縣級因查詢范圍較大耗時(shí)較多，鄉(xiāng)鎮(zhèn)級查詢效率最好，村級查詢使用行政村區(qū)域作為空間過濾條件，略微增加了查詢時(shí)間。

5 結(jié)語

安徽省是農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記頒證試點(diǎn)省份，探索農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)公眾系統(tǒng)對于農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)調(diào)查成果的應(yīng)用具有很好的示范意義。針對農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)維護(hù)難度高的特點(diǎn)，該研究設(shè)計(jì)了以縣級服務(wù)為基礎(chǔ)的分布式服務(wù)聚合方案，結(jié)合“天地圖·安徽”進(jìn)行了省級服務(wù)聚合，保證了海量數(shù)據(jù)的查詢與瀏覽效率，實(shí)現(xiàn)了在互聯(lián)網(wǎng)平臺上的農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)信息查詢。

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