基于GIS的兵团土地利用管理信息系统的设计与开发开题报告.docx
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基于GIS的兵团土地利用管理信息系统的设计与开发开题报告
附件二:
清华大学
研究生学位论文开题报告审批表
论文题目:
基于GIS的兵团土地利用管理信息系统的设计与开发
学科、专业:
农业电气化与自动化
研究方向：
精准农业技术系统
研究生姓名:
指导教师：
赵冉冉
2019年10月30日
（本表一式二份,本人、学院各一份）
一、课题来源的项目名称及项目来源
课题名称：
土地遥感动态监测服务系统研发
课题来源：
国家科技支撑计划
项目编号：
2007BAH12B04
二、课题的立项依据
（一）选题的背景及研究的意义
土地是人类生存必不可少的基本资源，合理利用每寸土地、切实保护土地是我国的基本国策。
要实现土地资源的可持续利用，就必须及时了解土地资源状况及其变化情况。
掌握第一手详细的土地资源变化情况是各级政府制定国土资源规划和开发政策的基本依据。
依靠现代科技手段和条件，改进和提高土地资源动态检测水平和质量，已成为各级政府实施有效的土地资源宏观政策管理的迫切需要。
我国面临的资源形势十分严峻，人口、资源、环境之间的矛盾日益尖锐，保护和合理利用国土资源的任务极其繁重。
根据《国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要》和《土地资源管理“十一五”计划纲要》中提出的要以信息产业和信息化建设带动国民经济和土地资源管理工作的跨越式发展，随着社会主义市场经济体制的不断完善和土地市场的逐步发育成熟，土地交易会异常活跃，推动土地调查、确权、登记、发证的任务成倍增长，土地权利人对土地信息的需求越来越广泛，传统的管理模式已经不能适应时代发展的要求；随着耕地保护和生态环境建设力度的不断加大，都要求获得更全面更准确更快捷的信息资料；截至目前大部分市县建立了土地利用现状属性数据库和土地利用现状图形数据库，有了数据还需要有适合的软件、硬件等配套设施来管理、使用，而目前我国土地管理信息化建设的总体进度还不够快、水平还不够高，大部分市县仍停留在建立简单的属性数据库阶段，地籍信息数据的采集、处理、储存、发布等大量的工作仍停留在手工和半手工作业阶段。
这些都对土地管理信息化建设提出了迫切要求。
新疆生产建设兵团地处典型的干旱、半干旱地区，有适合遥感等空间技术发挥的特殊自然环境（天高云淡，地域广阔），土地资源丰富，生态环境脆弱，作为我国最大的后备土地资源地区，兵团的国土资源信息化事关兵团的可持续发展，是全国国土资源信息化的组成部分，而国土资源信息化又是国家电子政务和信息化建设的重要组成部分。
因此，抓住机遇，推进发展土地遥感动态监测，十分重要和迫切，不仅有利于加快信息资源数字化进程，把分散于社会部门有价值的土地的文献、图片、音像资料数字化，结合建立政府信息公开制度，加快政府管理的资料及档案的数字化，向社会提供更多的数字化产品、网络化服务，有利于国家宏观调控，有利于合理利用土地资源，充分发挥地域优势，促进区域可持续发展，促进和谐社会构建。
根据国土资源部《国土资源信息化“十五”规划和2010年远景目标（纲要）》和《全国国土资源政务管理信息系统与信息服务系统建设总体方案》，准确把握国土资源现状和变化规律，努力提高国土资源合理利用水平，保证耕地总量的动态平衡，加快兵团国土资源信息化建设，将现代信息技术广泛应用于国土资源工作的各个环节，通过信息化全面实现国土资源工作的现代化，已成为兵团国土资源工作一项十分重要而又紧迫的任务。
经过多年努力，兵团国土资源信息化已做了一些基础性工作，但远不能满足兵团社会经济发展和国土资源管理工作的需要，特别是不能适应实施西部大开发战略的需要。
为了充分发挥国土资源的经济和社会效益，必须准确把握兵团国土资源的现状和动态变化，提高国土资源工作合理规划、高效管理和科学决策以及为社会提供基础性、公益性信息服务的能力和水平，为此，我们必须抓住机遇、迎接挑战，制定符合兵团实际和时代要求的国土资源信息化规划，积极采取有力措施，健康、有序地推进兵团国土资源信息化的进程。
GIS（GeographicInformationSystem）地理信息系统作为与土地管理密切相关的一门空间信息技术是土地管理现代化的重要支持技术。
为了更好地管理和共享土地利用基础数据，实现对规划数据的有效管理和充分利用，提供规划成果管理、日常办公和辅助决策功能，提高规划实施效率和科学性。
借助于数据库技术、网络通信技术、GIS技术和信息技术，结合土地利用规划业务管理工作流程及业务需要，急切需要建立兵团土地利用管理信息系统，进行土地利用规划的编制和管理，实现远程报批和无纸化办公。
（二）、国内外的研究动态及发展趋势
1、国外研究进展
（1）20世纪50--60年代的起始发展阶段
早期的土地管理信息化建设主要研究地籍测量资料和数据的整理与管理，早在1956年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国的土地测绘和管理部门开始发展自己的土地信息系统用于地籍管理。
1960年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson提出了地图数字化管理分析的构想，并于1962年利用计算机进行森林分类和统计，据此提出了地理信息系统GIS的概念。
联邦德国自1963年开始研制数据的自动获取和处理软件，通过地产数据库管理地籍测量和地籍调查的大量数据，为土地使用者提供有关地产的数据、说明和图表。
随着全球范围内自然资源和环境考察的蓬勃发展，许多国家设置了新的自然资源部门和环境信息中心。
加拿大建立了世界上第一个土地信息系统，即加拿大地理信息系统（CGIS，1964），主要用于土地资源管理和规划随后又建成DubaiCadastralSystem，主要为土地评估服务，能提供处理记录，包括产籍图，用户相关信息等，还能提供选址规划。
其他还有美国明尼苏达土地管理信息系统（MIMS，1969）等。
（2）20世纪70年代的巩固发展阶段
进入20世纪70年代，随着计算机软硬件技术的飞速发展，尤其是大容量存取设备磁盘的使用，为空间数据的录入、存储、检索和输出提供了强有力的手段。
用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量图形显示功能，促使了土地管理信息化建设向实用方向发展。
1974年，日本国土地理院开始建立数字国土信息系统，存储、处理和检索测量数据、航空像片信息、行政区划、土地利用、地表地质等信息。
瑞典在中央、区域和城市三级建立了许多信息系统，如土地测量信息系统、斯德哥尔摩地理信息系统、城市规划信息系统等。
联邦德国先后研制了不动产地籍采集软件包ELIKA（1975）、不动产地籍修正软件包FOLIKA（1977）、自动化不动产地籍软件包ALIKA等，在地籍图自动化方面做了不少工作；世界粮农组织FAO在70年代发起进行了土地人口承载潜力研究，运用GIS的图形叠合进行土地资源的叠置分析，开发了专供进行土地人口承载潜力研究的微机农业规划软件包APT。
1977年加拿大建成加拿大土壤信息系统CANSIS，汇集了土地土壤调查、土壤肥力以及其它有关各种信息；另外，罗马尼亚土壤农化所建立的全罗土壤物理性质数据库、澳大利亚土地规划信息系统等，这些系统都与土地规划和土地评价过程相结合，具有综合性和实用性，成为土地评价和土地规划的有力工具。
（3）20世纪80年代的推广应用阶段
联邦德国80年代，建立了以“自动化不动产册（ALB）”，“自动化不动产图（AIK）”为基础的地产数据库和以”地形测量系统（TOPSY）”、”官方地形图制图信息系统（ATKIS）“为支撑的自动化数字制图系统,实现了不动产测量和调查资料向数据库的自动转换以及数据的自动修改、检索和各种形式的输出（包括模拟或数字式地籍图的输出）。
此外，该系统还可以通过计算机终端和人机交互图形工作站，与计算中心或分中心进行图形和非图形数据的远距离传送。
除德国外，在加、美、日、法、澳等国也有相应的地籍信息系统，但大多作为土地信息系统的子系统，如加拿大土地信息系统中就包括如下子系统：
地籍系统、土地测量系统、土地登记系统、土地评价系统、地籍地块系统等。
此时，也有学者提出了土地管理信息化建设中的投入产出比的问题及地籍调查数据的法律效应问题。
（4）20世纪90年代及以后的全面发展阶段
90年代以来，美国、加拿大等国家利用3S技术实现了土地资源管理的现代化。
随着互联网技术、GIS技术的飞速发展，国际上土地信息系统的一个热点是向用户提供土地信息联网查询与服务。
澳大利亚WesternAustralia州国土管理部（DOLA）设计和研制了土地信息查询（LIAENQU）子系统，可以向远程拨号用户、政府网络用户、DOLA内部用户以及问讯处的一般公众提供服务，用户可从数据库中查找有关空间数据，街道地址、地名词典、政府财产登记、大地控制点、地理名称、销售证明和其它各种地产数据等信息。
澳大利亚测绘委员会针对各州区所建成数字地籍数据库标准不一、差异大的问题，组织研究和定义国家地籍数据模型和地籍数据字典，作为澳大利亚国家空间数据基础设施的一部分；澳大利亚Victoria州自然资源与环境部（DNRE）耗时8年建立了土地信息管理系统（LIMS）和GIS与地籍测绘系统，近年来该州致力于改进系统查询功能和界面，包括发展图形用户界面、发展基于WWW的查询和快速地图成像、建立包括空间数据在内的标准化数据模型等。
此外，澳大利亚Victoria州和NewSouthWales州采用一种递增数据流模型，将土地测量员确定的土地划拨数据送到数字地籍数据库（DCDB）中去，以便市政和地方议会等用户及时地而又方便地得到DCDB更新和变化情况.荷兰地籍与公共注册署（DutchCadastreandPublicRegistersAgency）正致力于发展基于Internet的地籍信息查询、分发和可视化功能，允许用户通过元数据了解该局的地籍数据，利用一个GeoShop网上地理查询工具进行地籍图形数据浏览；Opadeyi为处于发展中的千里达岛、托贝哥岛设计了一种流式数据驱动式土地管理系统；Zalatanova和Gruber提出用VRML和HTML分别显示三维图形和文本信息，用Java和CGI分别控制交互过程和基于Web的三维查询；陈晓勇提出利用数学形态学方法进行激光数据的滤波及分段，根据已有地图生成地面目标，对三维城市景观建模进行研究。
1997年FIG第7委员会地籍与土地管理通过调查、分析、比较53个国家的地籍系统的性能及其它相关情况来研究其发展趋势。
不少GIS公司推出了有网上地图浏览、网上地图信息查询等功能的产品。
如采用网关接口模式（CGI）的有：
美国ESRI公司的ArcIMS，MapObjectsIMS（InternetMapServer），可以提供地图服务、影像着色、数据查询、数据提取、地理编码等服务及MapInfo公司的Proserver；如采用插件（plug-in）模式的有Autodesk公司的MapGuide；Intergraph公司的GeoMediaWebMap等。
2、国内研究进展
20世纪是高新技术产生和发展的世纪，也是土地信息系统产生和发展的世纪。
回顾世界上地信息系统的发展历程，可以认为50年代是土地信息系统的准备时期，60年代是土地信息系统的产生时期，70年代是土地信息系统的形成时期，80年代是土地信息系统的示范时期，90年代是土地信息系统的发展时期。
我国的土地信息系统发展则相对落后些，80年代是土地信息系统的引进时期，90年代是示范时期。
无论我国还是世界上其它国家，土地信息系统都与土地资源的管理紧密联系，属于政府信息系统的一部分，这是土地信息系统的一个显著特点。
1985年我国开始建设土地资源信息系统。
第一个国家级土地资源信息系统是在全国农业区划委员会的领导下进行的，当时只是将全国县级土地资源、气候资源、水资源、生物资源和有关社会经济数据录入数据库，开发数据管理系统和应用系统，以后又采用Arc/Info录入专题图，建成国家级数据库。
90年代原国家土地管理局成立新技术示范基地专家组，研究土地信息系统总体方案，推动了土地信息系统的发展。
在一些城市建设了城镇地籍管理信息系统和地价评估信息系统，有的城市建设了土地信息系统。
土地信息系统建设的重要成果是汇总出1986年底全国耕地面积为20.2亿亩，1990年全国耕地面积为19.6亿亩。
90年代中后期我国全面开展了土地数据、土地管理和土地信息系统的总体规划研究，为土地信息系统的建设奠定了坚实的基础。
可以说，我国的土地管理信息系统的建设是从20世纪90年代开始的，这一时期，土地管理信息化建设的重点是业务化土地管理信息系统的建设，如深圳、南京、长春、南宁、海口都先后建立城市规划土地管理信息系统或地籍信息系统。
信息技术的迅猛发展给地理信息系统（GIS）带来了更为广阔的前景。
随着应用范围向事务管理领域的逐渐渗透和常规数据库管理系统空间数据管理功能的快速扩展，由专业地理信息系统和事务管理信息系统集成而形成的业务化地理信息系统的建设成为可能和必然。
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三、课题的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题。
研究内容：
1、系统平台框架的构建
2、数据库的设计
3、系统功能模块设计
4、系统的集成与实现
5、系统的推广应用
研究目标：
本系统研究的目标是以地理空间数据为基础，以兵团专业数据及其土地利用状况的查询、检索、统计为主线，以业务管理为目的，通过地理信息系统和数据库管理系统等技术手段，构建地理空间数据和专业属性数据一体化管理的土地利用状况数据库以及管理信息系统，为兵团管辖范围内的城区及附属团场提供操作平台和决策环境，全面提高兵团的业务处理能力。
拟解决的关键问题：
1、空间数据库的设计
2、空间数据和属性数据的关联
3、系统的集成
四、拟采取的研究方案及可行性分析。
（包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等说明）
研究方案：
1、查阅目前国内外关于基于GIS的土地利用管理信息系统的研究和应用资料，总结和设计适用于兵团模式的土地利用管理信息系统的开发框架。
2、在开发框架的基础上设计后台数据库和前台功能模块
3、系统的集成与调试
4、系统的实现与示范
技术路线：
五、本课题的特色与创新之处。
根据兵团对土地所特有的管理模式，建立基于GIS的兵团土地利用状况数据库和管理信息系统。
六、课题研究进度计划安排及预期研究结果。
计划安排：
第一阶段：
主要进行调研用户需求、查询资料和软件的学习
第二阶段:
进行数据的搜集和处理，建立数据库
第三阶段:
进行功能模块的设计和程序编写
第四阶段:
系统的集成与调试
第五阶段：
撰写论文，准备答辩
七、工作基础（与本课题相关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩）
1）已经阅读了大量国内外文献，并整理了GIS技术在土地利用方面的发展状况和建立管理信息系统所需要的知识。
2）已经学习了空间数据处理软件ArcGis，对数据的矢量化处理有一定的基础。
3）学习了oracle数据库、VS2008和ArcEngine，对软件编程有一定的基础。
4）下团场进行过实地调研，为本课题搜集了大量的数据，为数据库的建设奠定了很好的基础。
八、工作条件（包括已具备的实验条件，尚缺少的实验条件和拟解决的途径。
）
已具备条件：
1、计算机1台、大学图书馆和学院资料室。
2、手持式GPS2台。
3、精准农业实验室可以随时去学习。
4、有所需要的各种软件。
尚缺少的试验条件：
试验数据的获取上可能要麻烦一些，好多高精度的遥感影片获取不到，影响到数据的精度和准确性。
拟解决的途径：
通过购买或者通过导师关系索要
九、研究进度及时间安排
研究工作阶段
主要研究内容
起止日期
调查研究
查阅相关的研究资料和应用资料，实地调查
2009.9-2009.11
撰写综述
整理资料，撰写研究综述
2009.10
开题报告
确定研究方案，对研究过程总体安排
2009.11
试验分析
试验数据分析，数据入库
2009.12-2010.5
论文撰写
建立管理信息系统
2010.6-2010.11
论文评阅
由课题指导小组的老师和有关专家评阅论文
2011.3
论文答辩
按答辩程序和要求进行学位论文答辩
2011.6
十、论文工作出差计划
出差地点
任务和要求
起止日期
十一、经费预算与来源
开支项目名称
金额
经费来源
书籍
500
课题经费
资料查询、打印复印费
800
课题经费
论文出版费
2000
课题经费
试验费用
5000
课题经费
调研路费
3000
课题经费
十二、指导教师审核意见：
孟庆建同学对所选的研究课题已做了比较充分的准备工作：
查阅了大量的文献资料，基本了解了所研究内容相关国内外研究现状和发展趋势。
课题立题依据充分，紧贴目前兵团及新疆土地利用的实际情况，如果能够取得预期成果，不但对疆内信息化的研究和方法提供了有利支撑，而且建立兵团土地利用状况数据库和管理信息系统。
同时为兵团及新疆的土地部门节省大量的人力、物力、财力，创造良好的经济效益和社会效益。
论文研究内容目标明确、具体，技术路线合理，研究试验条件基本具备，课题研究有一定的深度和难度，工作量符合要求。
同意开题！
签字：
年月日
十三、教研室主任或学位点负责人审核意见：
签字：
年月日
十四、开题报告审核
考核内容
文字报告
选题的依据及其意义
口头报告
概念清楚、条理清晰、论证严谨
国内外研究现状分析
回答问题正确、逻辑性强
研究内容，研究方案的合理性
已有工作基础，预期研究成果
选题创新性、科学性
开题报告的文字表达
论文开题评议：
存在的问题及改进措施：
考核结果：
□通过□不通过
考核组长（签名）：
年月日
考核小组成员名单
姓名
研究方向
职称
工作单位
考核成员签名
升级会员 