劉飛鵬LIU Fei-peng

（江西核工業(yè)測繪院集團有限公司，南昌 330038）

0 引言

土地資源屬于國家重要資源，如何做好對土地資源的管理以及保護工作，提高土地使用效率，做好對土地資源的整體規(guī)劃成為我國國土資源管理工作的重要內(nèi)容。GIS系統(tǒng)具有獨特的可視化技術(shù)以及強大的預(yù)測和監(jiān)測功能等優(yōu)勢，在數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)中引入GIS技術(shù)，使系統(tǒng)更加智能化、人性化，便于更加高效地對土地資源進行管理。

1 GIS技術(shù)概述

1.1 GIS系統(tǒng)定義

GIS系統(tǒng)即地理信息系統(tǒng)的英文簡稱，是一個綜合性的空間信息數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，主要是通過計算機對地球空間內(nèi)的地理信息進行收集、整理、存儲、分析并成圖和描述相關(guān)地理信息的系統(tǒng)。

1.2 GIS系統(tǒng)的優(yōu)勢

①具有獨特的可視化技術(shù)。可以將地理空間信息以圖像方式進行呈現(xiàn)，便于操作人員進行查詢和使用并進行決策。②功能強大。GIS系統(tǒng)自帶的計算機系統(tǒng)軟件及應(yīng)用分析軟件可以實現(xiàn)信息檢索、數(shù)據(jù)分析、距離測算等多種功能。③監(jiān)測和預(yù)測功能。GIS系統(tǒng)可以根據(jù)輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)對地理環(huán)境進行動態(tài)監(jiān)測和評估，并預(yù)測可以發(fā)生的事件。例如：GIS信息可以通過對水流動速度變化監(jiān)測對洪澇災(zāi)害做好預(yù)警，并預(yù)測災(zāi)害可能發(fā)生的時間，便于應(yīng)急人員做出正確判斷及應(yīng)急反應(yīng)。

2 數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)的設(shè)計原則

①實用性原則：數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)應(yīng)遵循實用性原則，根據(jù)所面向用戶群體以及用戶實際需求來進行設(shè)計，滿足用戶的實際需要，便于用戶進行查詢、管理等操作。

②安全性、可靠性原則：數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)運行應(yīng)穩(wěn)定可靠，且因國土資源信息中包含土地、森林、礦產(chǎn)等資源信息，與國家安全息息相關(guān)，因此要確保系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的安全性，確保不發(fā)生泄密，同時要做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的備份工作，重要的資料和數(shù)據(jù)都要進行備份。

③可擴展性原則：我國的土地資源環(huán)境不斷發(fā)生調(diào)整和變化，對系統(tǒng)的要求也逐漸提高，要求所設(shè)計的系統(tǒng)軟件能夠進行升級，容量可以進行擴充。

④標準性原則：要求按照國家規(guī)定的設(shè)計標準進行系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)能與其他管理部門系統(tǒng)進行兼容，能夠?qū)崿F(xiàn)土地資源信息的有效共享。

3 數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容

3.1 GIS開發(fā)方式選擇

GIS系統(tǒng)主要分為應(yīng)用型和工具型兩種類型系統(tǒng)，在進行數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)設(shè)計時，要根據(jù)開發(fā)系統(tǒng)所要實現(xiàn)的目標選擇相應(yīng)的GIS系統(tǒng)，工具型GIS系統(tǒng)主要面對國土資源管理部門，包含對地理空間數(shù)據(jù)的輸入、輸出、存儲、分析等基本功能，也稱做GIS軟件包，如ARc／INFO、Maplnfo等，便于國土資源管理部門對土地資源進行監(jiān)督和管理；如為某專業(yè)或某領(lǐng)域設(shè)計數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)時，應(yīng)選擇應(yīng)用型GIS系統(tǒng)，應(yīng)用型GIS系統(tǒng)包含工具型GIS系統(tǒng)的所有功能，設(shè)計者可根據(jù)系統(tǒng)使用者的要求增加相應(yīng)功能，以滿足使用者的需求。應(yīng)用型GIS系統(tǒng)又可分為以下類型，見圖1。

因獨立開發(fā)不借用任何軟件，開發(fā)難度較大；單純二次開發(fā)僅能使用GIS系統(tǒng)自帶的Avenue語言或MapBasic語言等宏語言，受人員限制因素較大；而集成式二次開發(fā)支持使用VisualBasic、VisualC++等通用宏語言，因此成為GIS系統(tǒng)開發(fā)主流方式。集成式二次開發(fā)包括OLE/DDE和GIS控件兩種方式，這兩種方式各具優(yōu)點，兩種方式的情況對比見表1。

表1 OLE/DDE和GIS控件方式的比較

由表1可見，OLE/DDE和GIS控件方式各有優(yōu)勢，在實際設(shè)計中，可根據(jù)實際情況選擇合適的開發(fā)方式。

3.2 GIS基礎(chǔ)平臺選擇

目前比較成熟的基礎(chǔ)平臺包括國外的ARC/INFO、Maplnfo以及GeoMedia以及國內(nèi)的SuperMgn2000、MiraseGis、su@rtMap、MapGis、Geostar等，在選擇平臺時要考慮所選用平臺的使用性能，以及安全性，國內(nèi)平臺雖起步較晚，但是性價比及安全性較高，且操作性能好。

3.3 開發(fā)工具選擇

當(dāng)前比較流行的編程語言有VB、VC++等，VB簡單易學(xué)，由其編寫的程序易執(zhí)行；VC++功能強大，但編程難度高，開發(fā)軟件時間較長，因此本蔬菜基地數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)選用VB做為開發(fā)工具。

3.4 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計包括系統(tǒng)程序集的結(jié)構(gòu)設(shè)計，窗體類圖的設(shè)計以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面設(shè)計三方面。

①系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計：數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計通常按用戶層、數(shù)據(jù)層和業(yè)務(wù)邏輯層三層進行設(shè)計，通過SQL Server 2010等工具訪問屬性數(shù)據(jù)，通過ArcSDE等工具訪問空間數(shù)據(jù)。

②系統(tǒng)程序集的結(jié)構(gòu)設(shè)計：采用.NET Framework組建.NET Framework類庫，完成相關(guān)文件的讀取以及寫入工作，并實現(xiàn)對組織架構(gòu)以及組件的開發(fā)。如圖2所示。

SDM.DAL用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問；SDM.AppService用于定義應(yīng)用服務(wù)層組件；SDM.Infrastructure用于實現(xiàn)基礎(chǔ)操作；SDM.UI用于完成用戶界面以及用戶交互功能；SDM.Domain用于定義系統(tǒng)領(lǐng)域模型及領(lǐng)域服務(wù)。

③系統(tǒng)窗體類圖設(shè)計。主要采用MIS（Management Information System）系統(tǒng)進行窗體類圖設(shè)計，通過對不同的窗口進行篩選，按不同功能進行提取后對窗口進行選擇。采用MIS系統(tǒng)進行設(shè)計可以降低編程以及界面設(shè)計的工作量，提高開發(fā)效率，同時便于對系統(tǒng)進行測試和維護工作。

3.5 系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)功能設(shè)計應(yīng)遵循以滿足業(yè)務(wù)需求為出發(fā)點進行模塊化設(shè)計為原則進行功能設(shè)計，主要包括對數(shù)據(jù)的輸入輸出、業(yè)務(wù)辦理、數(shù)據(jù)更正、符號庫管理、統(tǒng)計剖析、查問輸出、系統(tǒng)管理等功能進行設(shè)計。

3.6 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)遵循規(guī)范性、實用性、關(guān)聯(lián)性、保密性原則，按照國家規(guī)范進行設(shè)計，并能夠滿足用戶的實際需求，同時將數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)進行關(guān)聯(lián)，形成規(guī)范化的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。現(xiàn)今常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)版本為ASM和Oracle lOg兩種，可以根據(jù)設(shè)計需要進行自主選擇。

4 系統(tǒng)設(shè)計實例

以山東省濰坊市壽光市土地資源管理信息系統(tǒng)為例。該系統(tǒng)是以管理土地資源為核心，利用GIS技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合國土資源管理的具體工作業(yè)務(wù)，建成的數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)，具有對土地資源進行規(guī)劃管理、對土地資源進行數(shù)據(jù)管理、圖文互查等功能。

4.1 調(diào)查分析階段

①初步對接階段：與壽光市自然資源局進行對接，了解建立系統(tǒng)的目的，對自然資源局的機構(gòu)職能、辦事流程以及數(shù)據(jù)現(xiàn)狀等情況進行全面了解，并收集相關(guān)的數(shù)據(jù)以及文件，對信息進行歸類匯總，形成系統(tǒng)初步模型后，與用戶方進行初步對接，對用戶需求進行進一步驗證。

②細化階段：經(jīng)過初步調(diào)查分析，壽光市自然資源局的主要業(yè)務(wù)需求包括土地管理、土地規(guī)劃編制以及用戶參與三個方面，針對用戶需求，對壽光市自然資源局的主要業(yè)務(wù)進行細化至各職能單元，并繪制業(yè)務(wù)流程圖，再根據(jù)業(yè)務(wù)流程圖對數(shù)據(jù)進行調(diào)查填充。例如：土地管理業(yè)務(wù)包括土地規(guī)劃管理和土地資源管理兩個子業(yè)務(wù)，土地規(guī)劃管理又可分為計劃指標管理、跟蹤監(jiān)測管理等，計劃指標管理又可細分為規(guī)劃預(yù)審、用地報批等。

4.2 設(shè)計階段

4.2.1 總體設(shè)計階段

①軟件系統(tǒng)配置：本系統(tǒng)軟件系統(tǒng)采用MapGis結(jié)合Microsoft office進行開發(fā)，采用SQL Server 2010進行數(shù)據(jù)管理，按Three-Tier模型構(gòu)建系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)層、用戶層、業(yè)務(wù)邏輯層。見圖3。整個系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器以及系統(tǒng)客戶端計算機組成。

②網(wǎng)絡(luò)和硬件系統(tǒng)配置：本系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星形拓樸結(jié)構(gòu)，基于1000M以太網(wǎng)技術(shù)，以保證網(wǎng)絡(luò)速度滿足實際辦公需要。系統(tǒng)硬件包括一臺高性能主干交換機、智能網(wǎng)絡(luò)集線器（HUB）、繪圖儀或打印機等，高性能主干交換機設(shè)置在單獨辦公室內(nèi)，通過光纖與各辦公室終端相連，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化辦公需求。

4.2.2 詳細設(shè)計階段

4.2.2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計

本系統(tǒng)包括七個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，具體見圖4，各個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)之間既相互獨立又互相聯(lián)系，每個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)又包含若干模塊，每個模塊對應(yīng)相應(yīng)的具體業(yè)務(wù)。在進行設(shè)計時，要對各模塊實現(xiàn)的功能進行定義，并確定各個模塊的輸入輸出形式、具體流程和實現(xiàn)算法。

下面以系統(tǒng)規(guī)劃實施管理主界面中幾個按鈕的功能設(shè)計為例進行說明，系統(tǒng)規(guī)劃實施管理如下：①進入：用戶登錄后，打開該主界面，點擊個人辦案查詢按鈕，系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫中讀取該用戶的所有個人辦案記錄信息。②接收：用戶選中一個案件后，點擊接收按鈕，該案件狀態(tài)由待辦改為在辦。③辦案：用戶點擊辦案按鈕，即自動打開該案件的辦案界面，進行辦案。④發(fā)送：案件辦結(jié)完成后，用戶點擊發(fā)送按鈕，即將辦案結(jié)果發(fā)送至上一層用戶進行審核。⑤退回：如用戶打開后，發(fā)現(xiàn)該案件上一環(huán)節(jié)處理不符合要求，即可點擊退回至案件的接收人，而不是案件上一環(huán)節(jié)辦理人。

4.2.2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

①數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計：數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計包括對空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和屬性結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計包括空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、表和工作圖層的命名規(guī)則以及規(guī)劃工作圖層組成三方面。屬性結(jié)構(gòu)設(shè)計包括命名規(guī)則和數(shù)據(jù)庫邏輯模型設(shè)計兩部分。

空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：projection:non-Earth；unin:m；Minx 497,000；Miny 506,000；Maxx 559,000；Maxy 554,000。

表和工作圖層的命名規(guī)則：表和工作圖層的名稱均用業(yè)務(wù)名稱縮寫漢語拼音首字母表示，由前綴和后綴兩部分組成，為方便用戶查詢，為每張表設(shè)置一個代碼。前綴為業(yè)務(wù)名稱縮寫，后綴為工作圖層性質(zhì)，分為在辦（ZB）、通過（TG）、不通過（BTG）三種。例如：建設(shè)項目用地規(guī)劃審查階段的圖層命名，業(yè)務(wù)名稱縮寫為“JYGS”，在辦狀態(tài)的圖層名稱為“JYGS-ZB”，預(yù)審?fù)ㄟ^的圖層名稱為“JYGS-TG”，預(yù)審不通過的圖層名稱為“JYGS-BTG”，方便工作人員進行查詢。

規(guī)劃工作圖層組成：包括背景圖和工作圖層兩部分，背景圖包括土地現(xiàn)狀圖以及土地規(guī)劃圖。土地現(xiàn)狀圖由A10、B11、B12、D10組成，土地規(guī)劃圖由A10、C10、C20、C30、C40、C50、C60、D10組成。

數(shù)據(jù)庫邏輯模型設(shè)計：該系統(tǒng)采用SQL Server 2010進行管理，因此應(yīng)對實體、實體關(guān)系、關(guān)鍵字設(shè)計等進行標準化、規(guī)范化設(shè)計。

4.3 系統(tǒng)實現(xiàn)階段

系統(tǒng)設(shè)計完成后進行實施前，首先組織自然資源局相關(guān)業(yè)務(wù)人員對設(shè)計可行性進行討論，并對設(shè)計方案不足之種進行修改，待設(shè)計方案通過后，進行代碼編寫工作，同時建立數(shù)據(jù)庫，待以上工作全部完成后，對系統(tǒng)進行試運行以及調(diào)試工作。在本系統(tǒng)中，建立數(shù)據(jù)庫時，首先將各種源數(shù)據(jù)通過人工輸入、自動掃描等方式轉(zhuǎn)換成GIS系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)格式，確保數(shù)據(jù)的正確性。

5 結(jié)束語

綜上所述，將GIS引入數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)進行設(shè)計，加快了系統(tǒng)開發(fā)的速度，并降低了系統(tǒng)開發(fā)的工作量，實現(xiàn)對土地資源的智能化管理，隨著GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字測繪國土管理系統(tǒng)設(shè)計會更加優(yōu)化。