胡豐愉，馬 霖，邵晚悅

（1.黃山市自然資源信息中心，安徽 黃山 245000）

2020年3月習近平總書記和其他中央領導同志對農(nóng)村亂占耕地建房問題多次做出重要批示。為貫徹落實習近平總書記重要批示精神，7月3日國務院召開電視電話會議對全國農(nóng)村亂占耕地建房問題整治工作進行部署，國家層面成立了農(nóng)村亂占耕地建房專項整治行動部際協(xié)調(diào)機制，辦公室設在自然資源部[1]。9月1日，部際協(xié)調(diào)機制辦公室印發(fā)了《農(nóng)村亂占耕地建房問題摸排工作方案》。摸排工作的目標是弄清全國農(nóng)村亂占耕地建房的底數(shù)，重點整治強占多占、非法出售等惡意占用耕地建房行為，保障農(nóng)民合理的建房需求。摸排工作的任務是摸清2013年以來全國農(nóng)村亂占耕地建房涉及的用地情況，房屋建設、使用和非法出售情況，處罰情況等，建立全國農(nóng)村亂占耕地建房問題工作臺賬，為分布整治、分類處置存量問題奠定基礎。

1 摸排工作思路

摸排工作總體依據(jù)先內(nèi)業(yè)篩查后外業(yè)實際摸排的原則，分為6個步驟開展工作。

1.1 數(shù)據(jù)準備

摸排工作需準備的數(shù)據(jù)包括屯溪區(qū)的部下發(fā)圖斑矢量、黃山市歷年已報批數(shù)據(jù)矢量、屯溪區(qū)第二次全國土地調(diào)查成果中的非耕地數(shù)據(jù)矢量、2011年屯溪區(qū)DOM影像數(shù)據(jù)、2012年屯溪區(qū)DOM影像數(shù)據(jù)和2018年屯溪區(qū)DOM影像數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)坐標系統(tǒng)一為CGCS2000國家大地坐標系，方便下一步的數(shù)據(jù)處理。

1.2 數(shù)據(jù)初篩

①以第二次全國土地調(diào)查最終成果數(shù)據(jù)庫中的耕地為基準，結合2010年以來的新增耕地圖斑形成耕地圖斑圖層數(shù)據(jù)；②提取最新第三次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫中05、06、07、08、09、10類的數(shù)據(jù)形成建設用地圖斑；③將耕地圖斑與建設用地圖斑進行疊加，提取重疊的圖斑形成疑似圖斑；④將部下發(fā)圖斑與前一步生成的疑似圖斑進行整合，形成最終疑似圖斑，完成圖斑的提取工作；⑤將最終疑似圖斑與批供登等數(shù)據(jù)進行疊加，剔除用地手續(xù)齊全的圖斑。

1.3 內(nèi)業(yè)篩查

對前一步提取的疑似圖斑進行編號，確保唯一性，并增加備注字段。將部下發(fā)圖斑與歷年報批成果進行套合，圖斑完全包含在報批界線內(nèi)的，備注標記為1；將部下發(fā)圖斑與第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)中非耕地圖斑進行套合，圖斑完全在非耕地圖斑范圍內(nèi)的，備注標記為2；將剩余圖斑對照2011年、2012年等已有影像，逐圖斑進行篩查，通過影像能明顯判斷完全為房屋的，備注標記為3，并截圖保留，圖片名稱為圖斑編號，作為證據(jù)進行保留；基于2012年影像，圖斑涉及到耕地或其他的，備注標記為4。通過上述方式對部下發(fā)圖斑進行分類，標記為1、2、3的圖斑無需外業(yè)核查，標記為4的圖斑需進行外業(yè)核查和取證。

1.4 外業(yè)摸排

對備注標記為4的疑似圖斑進行外業(yè)摸排，主要利用省廳下發(fā)的安徽省自然資源實地核查系統(tǒng)手機App逐圖斑，按住宅類、產(chǎn)業(yè)類、公共管理服務類3大類別進行相關信息的采集。

1.5 內(nèi)業(yè)補充完善

通過內(nèi)業(yè)圖解等方式來補充完善外業(yè)難以獲取的信息。首先基于智慧黃山時空信息云平臺，利用2018年0.1 m分辨率的DOM影像在圖上勾畫房屋輪廓，形成亂占耕地房屋圖形，圖解出房屋占地面積；再將房屋圖形與耕地、永久基本農(nóng)田進行疊加，計算占用耕地和永久基本農(nóng)田面積；然后用房屋面積減去本地區(qū)宅基地標準面積，得到超宅基地標準面積；最后將上述信息補充錄入到核查系統(tǒng)手機App中。

1.6 審核公示和成果上報

在信息采集全部完成后，村兩委對村一級獲取信息進行集體審核，審核結束后公示10 d。公示后有異議或有新增的，需重新補充調(diào)查；公示無異議的，逐級雙簽字后在省匯交平臺上報成果。

2 關鍵技術

2.1 智慧黃山時空信息云平臺

智慧黃山時空信息云平臺以數(shù)據(jù)服務、軟件服務、平臺服務、基礎設施服務和知識服務為核心[2]，通過大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術，遵循服務自然資源管理、支撐智慧城市建設的理念[3]，建成了圍繞自然資源“兩統(tǒng)一”和兼顧社會化公共需求的服務模式，并著力為黃山市經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展提供時空信息保障。該平臺現(xiàn)已涵蓋基礎時空、自然資源、公共專題、實時感知等4大類1 000余小類的資源，匯聚了近20 a的全市基礎地理信息數(shù)據(jù)。平臺中多個歷史年份的高分辨率DOM、高分辨率衛(wèi)星影像已廣泛應用于生態(tài)保護、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、城市管理等方面[4]。本次亂占耕地項目中需利用的影像包括2012年0.5 m分辨率的DOM遙感影像、2011年0.1 m分辨率的DOM遙感影像和2018年0.1 m分辨率的DOM遙感影像。

時空信息云平臺涉及的關鍵技術包括云計算與云服務、地理編碼技術、地名地址匹配技術、宿主寄存技術和知識服務技術。基于時空信息云平臺的農(nóng)房核查程序編制主要采用宿主寄存技術。宿主寄存是一種托管服務，使用者可通過宿主寄存將應用程序和數(shù)據(jù)部署到云端，并向特定權限用戶分享。該技術基于云計算環(huán)境，在常規(guī)的云服務器中集成GIS開發(fā)環(huán)境和相關軟件，按照用戶實際需求計算資源并分配存儲，用戶可使用統(tǒng)一的門戶界面。智慧黃山時空信息云平臺包括云GIS服務器和云GIS桌面等形式的宿主寄存服務，用戶可利用時空信息云平臺發(fā)布、處理地理空間數(shù)據(jù)，建立應用服務系統(tǒng)[5]。

2.2 地圖服務

ArcGIS Service為常見的地圖服務，本身具備地圖制作和地圖瀏覽功能，也可支持建模和地理處理、移動端GIS服務。發(fā)布地圖服務首先需在ArcMap中配置一個地圖文檔，再將配置好的地圖文檔發(fā)布成地圖服務，然后即可通過該服務來訪問地圖文檔的數(shù)據(jù)以及使用地圖中的所有功能。為了快速加載地圖服務，可對其建立緩存。

2.3 要素服務

要素服務可以讓用戶通過互聯(lián)網(wǎng)在客戶端進行編輯或查詢屬性等操作，操作結果可及時返回給服務器端。在發(fā)布要素服務前，所有數(shù)據(jù)必須通過唯一的地理空間數(shù)據(jù)庫注冊，若數(shù)據(jù)需要被編輯，則要賦予ArcSDE的寫入權限。在使用OS身份進行驗證時，也需向ArcGIS Server賬戶授予權限。

發(fā)布地圖服務和訪問要素的能力是發(fā)布要素服務的前提條件。訪問要素的能力即為通過URL地址鏈接去訪問指定要素。地圖服務和要素服務的生命周期是相同的，即地圖服務關閉，要素服務亦隨之關閉。

2.4 Web AppBuilder for ArcGIS

Web AppBuilder for ArcGIS是Esri推出的基于ArcGIS API for Javascript的一種簡單直觀易操作的應用程序[6]，可用于構建 2D 和 3D Web 應用程序，且無需編寫復雜的代碼；其擁有的強大工具可用來配置功能完整的 HTML 應用程序。添加地圖和工具時，用戶可在應用程序中瀏覽并使用這些地圖工具，降低了WebGIS的開發(fā)門檻，大幅縮短了程序的開發(fā)周期[7]。

Web AppBuilder for ArcGIS的主要功能包括：①創(chuàng)建能在所有設備上運行的 HTML/Javascript 應用程序；②可采用多種主題自定義應用程序的外觀和界面；③創(chuàng)建自定義應用程序模板和樣式；④利用即用型微件構建所需應用程序，其內(nèi)置數(shù)十種微件供用戶選擇，不僅可在自己的服務器上運行應用程序，也可在線托管應用程序；⑤提供了可拓展的開發(fā)框架，開發(fā)者可根據(jù)自身的需求定制微件、主題和應用程序[8]。

3 基于云平臺的農(nóng)房核查程序編制和應用

傳統(tǒng)的內(nèi)業(yè)圖斑篩查大多采用相關影像軟件，將圖斑矢量與相應年度的影像底圖進行疊加。在工作量大需要多人完成作業(yè)時，每個人都必須拷貝相關矢量和影像數(shù)據(jù)，然而高分辨率影像數(shù)據(jù)量很大，不僅拷貝耗時較長，打開影像也需占用很大內(nèi)存，影響計算機性能。黃山市下轄三區(qū)四縣，本文以屯溪區(qū)為例，介紹了具體的篩查圖斑工作流程。

3.1 總體架構

根據(jù)農(nóng)村亂占耕地建房問題整治工作的具體需求，基于ArcGIS Server和Web AppBuilder技術的農(nóng)房核查程序總體架構如圖1所示，由下向上依次為數(shù)據(jù)層、服務層和表現(xiàn)層。數(shù)據(jù)層負責將數(shù)據(jù)儲存至地理空間數(shù)據(jù)庫；服務層負責基于ArcGIS Server提供多種服務，并將服務封裝成唯一對應的資源標識供應用程序調(diào)用；應用層則是基于Web AppBuilder框架的表現(xiàn)層。

圖1 農(nóng)房核查程序總體架構

3.2 數(shù)據(jù)字典編制

為了方便數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和匯總，需要編制數(shù)據(jù)字典。本文按照如表1所示的圖斑編號與圖斑類型的對應關系編制數(shù)據(jù)字典。

表1 圖斑分類表

3.3 數(shù)據(jù)入庫

首先在地理空間數(shù)據(jù)庫引擎SDE中，新建一個名為TXQNFHCCX的要素集；再將屯溪區(qū)圖斑數(shù)據(jù)、2012年非耕地數(shù)據(jù)、黃山市歷年報批數(shù)據(jù)導入該要素集；然后新建一個空白地圖文檔，加載該要素集的矢量數(shù)據(jù)并進行配圖；最后保存該MXD地圖文檔。

3.4 發(fā)布服務

將MXD地圖文檔共享為服務，在服務編輯器中設置相關參數(shù)，在功能列表中啟用地圖、KML、Feature Access功能。Feature Access中允許的操作為查詢和更新之后分析該服務，彈出框中無錯誤提示即可發(fā)布該服務。

3.5 地圖服務構建

登錄智慧黃山時空信息云平臺（圖2），在“我的內(nèi)容”里點擊之前發(fā)布的屯溪區(qū)農(nóng)房核查程序要素服務，編輯該服務（標題標簽和摘要），再將服務共享為公共和Portal for ArcGIS，這樣其他人無需登錄即可打開該服務。

圖2 智慧黃山時空信息云平臺界面

3.6 Web應用程序編制

在應用定制中點擊新建Web應用程序，在圖層列表中可對圖層進行上下移、重命名、移除復制等編輯操作。由于2011年、2012年、2018年3個年度的屯溪區(qū)DOM影像在智慧黃山時空信息云平臺上已發(fā)布過影像服務，因此只需從Web添加圖層，將這3個年度影像服務的URL鏈接地址粘貼過來調(diào)用即可。程序主體為折疊式，樣式和布局均為默認，微件選擇了卷簾、匯總、編輯、測量和過濾器，最終制成的農(nóng)房核查程序如圖3所示。

圖3 農(nóng)房核查程序效果圖

3.7 程序應用

將農(nóng)房核查程序的URL地址鏈接分發(fā)給相關作業(yè)人員，只需配置特定DNS，即可實現(xiàn)多人同時辨識標注圖斑。為了避免重復作業(yè)，分配任務時按照鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分，每人負責屯溪區(qū)的一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，采用農(nóng)房核查程序中的過濾器功能即可完成對應鄉(xiāng)鎮(zhèn)的選擇，再通過卷簾工具（圖4、5）對比2012年和2018年影像，以確定圖斑類型，2012年模糊不清楚的區(qū)域可利用2011年影像替代。對于標注后的圖斑，系統(tǒng)會自動保存，無需手動保存。

圖4 卷簾前2018年影像圖

圖5 卷簾后2012年影像圖

3.8 圖斑分類數(shù)據(jù)統(tǒng)計

所有圖斑標注完成后，即可采用微件中的匯總功能進行統(tǒng)計，得到的匯總結果如表2所示，可以看出，經(jīng)過前期數(shù)據(jù)篩選和農(nóng)房核查程序比對圖斑后，54 %的圖斑需要外業(yè)實地摸排核查，省去了46%的外業(yè)圖斑核查工作量，為緊張的任務工期節(jié)約了寶貴的時間和大量的人力物力。

表2 圖斑匯總結果表

4 結 語

高分辨率影像數(shù)據(jù)量龐大，一個區(qū)縣的DOM影像就有數(shù)百GB字節(jié)的數(shù)據(jù)量，不僅拷貝耗時較長，而且加載和操作影像也需占用很大內(nèi)存，易造成計算機卡頓，影響計算機使用性能?；跁r空信息云平臺的網(wǎng)絡應用程序具有易操作、響應時間快、界面簡潔等特點，可有效解決該問題，并可實現(xiàn)多用戶同時段在線操作，大大提高了工作效率。

今后需拓展時空信息云平臺相關技術、資源的服務和應用廣度和深度，不斷探索其在自然資源、城市規(guī)劃、農(nóng)田保護、地質(zhì)災害、衛(wèi)片執(zhí)法、地理國情、變更調(diào)查等領域的服務前景，并繼續(xù)為城市管理、公共交通、智慧旅游、民生幸福等專題提供時空信息保障。