国土资源GIS支持平台建设技术方案.docx
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国土资源GIS支持平台建设技术方案
国土资源GIS支持平台
建设方案
上海智领普华科技有限公司
正文目录
1引言
1.1项目名称
国土资源GIS支持平台及图形辅助审查系统建设
1.2建设背景
信息化作为促进国土资源高效管理、科学决策、依法行政和政务公开的重要手段，是做好新形势下国土资源工作的必然选择。
推行基于电子政务平台的国土资源电子政务建设模式，在统一的技术框架和运行环境下，开展各业务信息系统建设，实现数据资源、身份权限以及业务规则的统一管理，满足各业务信息系统之间互联互通和数据共享的需要是国土资源信息化建设的重要内容。
而现有的备案采用季度报的方式，备案期限长，数据时效性不够，而且都为批后备案，国家不能及时掌握全国的批地、供地情况。
这导致两个问题：
一是缺乏在全国范围内进行土地需求量分析的数据来源，难以适应土地在国家宏观调控发挥重要作用的目标。
二是不能对各地建设用地审批行为进行有效的监管，在批前就杜绝各种违规批地、越权批地问题的发生。
鉴于此，统一规划和完善现有的信息系统体系是改善国土资源各业务管理素质的关键环节。
1.3建设任务
完善并建立国土资源GIS应用支撑平台，为电子政务和国土资源管理业务的深入应用提供强大图形服务，实现业务管理与图形的无缝集成，真正体现地理信息为电子政务工作服务。
统一规划和完善现有的土地利用现状数据库、土地利用规划数据库、基本农田保护数据库、土地开发整理数据库、影像数据库和完善图形管理（地籍宗地图、地形图、规划图、影像图）、海量空间数据的管理，为业务流程处理提供准确的、一致的、及时的数据源。
开发省级建设用地图形辅助审查系统，能基于土地利用现状、土地利用规划等数据库对用地报件资料进行核查，可将用地位置、用地面积、权属性质等分析结果与一书四方案等申报材料进行比较、验证，实现基于矢量图库的图文一体化实时业务处理，从而有效提升的报件审查的手段，减少文档审查过程中存在的盲点。
实现建设用地备案数据的快速上报、汇总，以便国土资源部及省级国土资源部门及时掌握本区域建设用地项目实施情况。
1.4编写内容、编写目的、面向读者
本文主要阐述我公司对“建设用地图形辅助审查系统升级”建设的初步方案，听取用户方意见，为做好下一步详尽的需求分析和系统设计打好基础。
本设计报告用于确定“建设用地图形辅助审查系统升级”软件项目建设的总体构想。
内容包括：
设计原则、系统体系结构设计、数据组织、模块、内外部接口、软硬件技术解决方案及项目实施等。
作为需求沟通、系统开发、工程实施中的主要技术文档。
通过本报告甲乙方项目负责人员、项目开发成员会对整个项目的建设开发有一个清晰的认识。
本文面向的读者为：
国土资源厅相关管理层人员、系统开发人员。
2系统总体设计
2.1一体化模型设计
土地利用及审核有鲜明的业务特点，即政策性强、时效性强，而现有的备案采用季度报的方式，备案期限长，数据时效性不够，而且都为批后备案，国家不能及时掌握全国的批地、供地情况。
究其原因除了各地方执行政策不一致外，主要是技术手段不完善，造成数据不能互联互通、实时共享，而造成这种状况最根本原因是数据模型的不一致和业务规程的不一致
为了彻底解决这个问题，本方案采用面向对象的方法对土地资源利用及管理进行全信息描述，使图形、数据、流程一体化,一体化设计和统一建模能真正确保各业务模块的一体化，彻底解决静态数据和动态数据相割裂、图形关系和实物数据相割裂的局面，保障各应用的数据一致性，有效消除信息孤岛，提高信息关联和共享程度。
要从根本上解决不同系统之间的数据共享和集成需求，必须对各个系统之间数据规范，数据格式、编码规则和业务的描述约定等影响数据共享的问题做出统一的规划。
2.1.1面向主题的应用模块划分
应用功能模块划分是系统建设前期的重点工作，其成果是所有后续设计、开发、实施、验证的共同基础。
应用功能模块划分需要通盘考虑和周密设计，划分结果尽可能科学。
本方案提出以下几个基本原则。
内聚外松原则：
应用功能模块划分首先应依据“模块内部紧密聚合”和“模块之间松散耦合”的基本原则，该原则可以使得各模块实现时的接口部分简单清晰。
该原则有利于未来实现系统内部和外部的横向集成。
面向业务主题划分原则：
应依据稳定的业务主题而不是以现有部门组织结构进行模块划分。
各模块本身在逻辑上应构成一个相对完整独立的业务主题，该主题不易随多变的组织机构调整而被迫改变，从而保持长久的稳定性，这对后续的系统设计、开发和可持续发展极其重要。
该原则同样有利于未来实现系统内部和外部的横向集成。
组织结构调整适应性原则：
现行组织机构内的各相关处室可通过灵活的权限分配机制调用各主题模块内相应的应用功能，通过搭积木组合方式满足各处室的使用需要和习惯，模块划分的结果应使得企业组织机构调整能被系统视为仅仅是一次新的权限分配重组。
2.1.2实施内容
对于数据模型的抽取，是按照业务的基本内容进行抽取，在原有数据对象的特殊类基础之上，按照一定的规则，建立公共类，公共类的建立基本上完成了数据库设计的基本工作，
⏹完善现有业务数据库
对现有的土地利用现状数据库、土地利用规划数据库、基本农田保护数据库、土地开发整理数据库、影像数据库进行统一的规划和修订。
⏹建立建设用地项报件项目库
在建设用地报件网络审查系统的基础上设计建设用地项目库，能根据业务过程区分正在审批、已审批以及没有通过审批等地快信息；能根据已有的数据标准（部颁、省颁）对图形辅助审查系统数据库（土地利用、土地规划、影像数据库等）进行统一设计，明确数据存储的尺度、精度及相互调用、共享的关系。
2.2三层应用架构
该系统按三层模型（Three-Tier）--数据服务层、应用逻辑层、表现层来构造。
数据库和空间数据引擎是数据服务层，存储和提供系统所需处理的数据；应用逻辑层包括应用服务器、各种应用开发组件和网络服务器，其功能是提供网络和数据处理的应用工具；表现层是利用应用逻辑层提供的工具开发出的针对用户的各种具体应用。
数据服务层构成了一个存贮、访问和管理空间和非空间数据的关系数据库服务器。
用户对数据的访问请求，通过表现层的客户端软件提供的用户界面输入，并经表现层的客户端软件、应用逻辑层中的各种应用服务器转换为对数据服务层的数据服务器的请求，数据服务层的服务器处理完请求后，将结果通过应用逻辑层，返回给表现层，由表现层显示和输出用户所需的结果。
应用逻辑层包含了针对各种业务处理与分析的逻辑。
应用逻辑层将表现层提出的请求转换为对数据服务层的请求，并将数据服务层返回的结果提交表现层。
对系统功能的扩展主要在应用逻辑层中增加实现各种业务处理与分析逻辑的应用服务器（可以是一些控件或其它一些应用程序），并通过表现层中的客户端软件调用。
图表1国土资源GIS基础平台GABase体系架构
表现层主要包括各种客户端软件。
表现层与应用逻辑层的通信协议采用HTTP和DCOM协议。
对于需要对图形直接编辑和修改的性能要求较高的应用，由GIS桌面平台或者采用应用系统客户端软件通过DCOM直接调用应用逻辑层中的各种组件（包括SDEAPI）来实现。
2.3基于ESRI产品的GIS图形支撑平台（GABase）
按照国土资源管理中土地利用管理及土地审查管理业务的特点和规范对通用GIS平台进行标准化封装，建立GIS图形支撑平台GABase（GeographicApplicationBase），该平台对国土资源管理应用中涉及的各种图形提供通用图元编辑服务、GIS图形服务、网络拓扑服务以及图形版本服务等的支撑。
2.3.1图元服务
1）图元编辑功能
提供国土资源各类对象的图元编辑功能，具有标准元件图形库，包括对各类地形地貌等地理资源对象进行符号化显示，规范维护工作，简化维护人员的绘图工作量。
2）对图形数据实行分层管理
分为地理数据层和专题数据层两类，
图形数据主要可以分为以下几层：
行政辖区、地类图斑、线状地物、零星地物、所有权层、争议层、海域陆地和基本农田保护等。
3）图形数据和属性数据实现一体化存储
2.3.2GIS图形服务
提供对系统内二维GIS和三维GIS图形等图形的编辑、显示和转换支持，为国土资源厅政务系统门户提供地理矢量数据、影像数据、三维数据及各专题图的支持，实时显示、查询、分析的WEB应用服务支持。
1）图形显示的功能
⏹图形无级缩放（Zooming）
✓能对图形进行开窗放大、中心放大、中心缩小、中心移动、任意中心放大。
任意中心缩小、返回前状态和全景显示等功能。
⏹图形平滑漫游（Panning）
✓系统为用户提供平滑的漫游功能，并实现无缝、无刷新的视觉效果，便于用户游览及快速定位。
⏹图形显示鹰眼功能（birdeye）
✓系统实时显示全景图视窗和局部区域图视窗、在全景图上可移动当前视窗所处的地理位置，而在局部区域图上进行缩放及移动又可以在全景图上得以反映，用户可方便地了解全局和局部的关系。
⏹图形信息疏密效果协同校正功能
✓系统在进行无级缩放时，可自动根据当前视窗的比例尺，调整显示图层数和某一图层中信息量的疏密关系及效果，保证最佳的视觉效果和最快显示速度。
2）图形实用工具
⏹定位工具：
根据坐标在地图上进行定位。
⏹测量工具：
测量长度；测量面积。
⏹出图功能：
按照纸张大小、打印方向等条件对选择地图进行打印。
⏹缓冲分析：
任意划定多边形，进行地块分类缓冲分析，为地块界限修改提供参考依据。
3）图层管理
⏹图层效果设置：
由于图层重叠会造成上面图层遮盖下面图层，因此增加图层效果设置功能可对图层进行透明设置。
⏹图层管理：
主要是对地图图层进行显示、比例设置等；对于工作需要可随时增加其他数据库的任意图层。
2.3.3 基于ArcIMS的webGIS应用环境
WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。
通过WEBGIS在互联网上图文并茂的发布土地出让、转让，土地拍卖，土地登记、用地手续、建设规划、矿产手续等各类信息是电子政务的重要应用。
以下为国土资源管理GIS平台的整体架构，其中ArcIMS做为互联网或企业内部网通过浏览器访问GIS服务的支持。
ArcIMS使网站能够提供GIS数据、交互式地图、元数据目录以及特定的GIS应用。
本方案的建设用地图形辅助审查系统就是基于ArcIMS而实现其审核功能的。
图表2国土资源GIS应用架构场景
基本功能：
⏹地图平移、缩放功能。
⏹地图测量功能（计算占用农用地、耕地面积）
⏹地图比例尺显示
⏹空间分析
⏹地块的逻辑查询
⏹地块的属性
3各功能模块描述
3.1数据管理子系统
通过应用功能的设置，可以对土地利用规划图件和属性数据以及计划指标进行建档、备案、查询、分析，可以对规划和计划进行修订，可以根据土地利用总体规划辅助编制土地利用年度计划，根据规划和计划进行建设项目预审和用地审批，并且可以输出有关规划和计划的各种图件和属性数据等。
3.1.1数据输入
1）数据输入、编辑功能：
可以实现扫描数字化图形输入；交互式图形编辑处理；属性数据的输入、修改以及多种图形、属性数据转换入库等。
2）数据处理：
实现图形数据自动拓扑处理；符号设计和图形整饰；图幅定向、拼接；图形数据和属性数据的逻辑检查和连接；多种类型的数据交换。
⏹属性数据的录入方法
主要通过以下几种方法采集：
✓手工输入属性。
对于区文件而言，主要是行政辖区的权属代码和地类图斑的图斑号。
✓数据导入：
地块图形具有文本坐标、CAD文件、SHAPE文件等三种坐标录入方式。
✓使用外部数据库。
利用已输入属性的属性字段外挂大量的其它属性。
3.1.2图件管理
1）图件管理：
对总体规划图、专题图或专项规划图的存档；规划基期土地利用现状（基期）图和各年度土地利用现状图的调阅、查询和统计；总体规划图、专题图或专项规划图按项目、土地用途等的查阅、统计；总体规划图、专题图或专项规划图任意区域、任意比例尺的输出。
2）日常变更管理，对总体规划图、专题图或专项规划图的调整、修改（基于图层）。
3）文档管理：
可以对土地利用总体规划文本、土地利用总体规划说明以及土地利用规划专题研究报告及其他相关文字资料等进行存档、查询及输出。
3.2建设用地图形辅助审查系统
3.2.1基本功能
✓属性浏览。
✓属性输入，如将行政辖区文件的权属代码输入到图斑文件的权属代码中。
✓查询统计功能主要包括：
用地红线地块信息查询；基本农田保护片号查询；缓冲查询；地类查询。
3.2.2审查功能
✓规划符合审查：
根据红线所在的位置同规划图进行比较分析，判断该红线是否在规划线内，从而判断该红线数据是否符合规划。
✓耕地占用审查：
根据红线所在的位置同土地利用现状进行比较分析，判断该红线内是否占有耕地，并计算占有的耕地量。
✓基本农田占用审查：
根据红线所在的位置同基本农田保护区进行审查，判断是否占有基本农田保护区。
✓用地界限审查：
审查该宗红线是否原来已经审查通过，从而避免重复审批。
同时审查该地块与其他建设用地项目相邻地块的关系（是否存在重叠、裂缝等现象）。
✓地类审查功能：
主要通过红线所在位置与土地利用现状进行比较分析，判断红线内地类，并核对地块分类面积。
✓影像叠加：
在红线数据上叠加所在的分幅影像图。
3.2.3管理功能
✓与用地审批文档部分整合成一体，每一项目的用地审批地块与文档数据相关联，并同时随同审批文档流转。
✓用地管理图的管理，图面直观反应各地区的用地审批情况（位置、大小、范围、数量等），同时可以查询到某具体项目（地块）的审批情况。
✓接收多种图形文件格式。
✓坐标系转换：
可输入转换参数或图上配准实现54北京坐标系、80西安坐标系与地方坐标系之间的转换。
3.2.4建设用地项目库
在建设用地报件网络审查系统的基础上设计建设用地项目库，能根据业务过程区分正在审批、已审批以及没有通过审批等地快信息；能根据已有的数据标准（部颁、省颁）对图形辅助审查系统数据库（土地利用、土地规划、影像数据库等）进行统一设计，明确数据存储的尺度、精度及相互调用、共享的关系。
4系统软、硬件平台设计
4.1网络及硬件平台
4.1.1系统网络结构
利用现有的局域网。
数据库服务器和WEB服务器可以采用同一物理实体。
空间数据服务器采用独立的机器
图表3图络结构图
4.1.2硬件配置基本要求
服
务
器
（最低配置）
硬件
志强CUP
内存4G
硬盘240G
操作系统
WINDOWS2000SERVER
或是
WINDOWS2003SERVER
其他软件要求
IIS5.0以上
客
户
端
（最低配置）
硬件
PII以上
操作系统
WINDOWS98以上
其他软件要求
IIS5.0以上，要求分辨率1024*768
图表4软件配置基本要求
4.2软件平台
本系统的数据库软件采用ORACLE10I系统。
GIS支持环境及开发工具如下：
类别
选择
Gis基础平台
ArcGIS8.3（或9.2）（ArcSDE、ArcEditor）
web支持发布平台
arcims9.2
开发工具
●MicrosoftVisualStudio.NET2008
●DREAMWEAVERJAVASCRIPT
图表5系统开发工具
用ArcGISServer作为后台图形数据发布平台，采用ArcSDE+Oracle910i作为影像数据、矢量图形数据的管理和存储平台。
5项目实施
5.1项目实施计划
序号
项目阶段
入口条件
工期
出口
备注
1
系统调研
签订开发协议书
技术方案
3
系统设计
需求规格说明书
系统设计说明书
数据库详细说明书
4
编码实现
系统详细设计说明书
相关代码
5
测试准备
技术方案
系统设计说明书
系统使用说明书
系统测试方案书
系统测试大纲
6
内部测试
系统测试大纲
各相关程序
系统内部测试报告书
7
系统培训
系统使用说明书
系统培训教材
系统培训计划
系统培训报告
8
用户测试
系统培训报告
系统测试报告书
系统测试报告书
6附录A土地利用术语和空间对象的定义
6.1土地利用术语
本标准所涉及的土地利用术语，采用以下定义。
⏹境界district
境界指各级行政区划界。
包括已确定、未确定、有争议的国界、省界（自治区、直辖市）、地（自治州、盟）界、县（自治县、旗）界、乡（镇）界。
⏹权属界线landownershipboundary
权属界线指土地所有权和使用权界。
包括已确定、未确定、有争议的村、农、牧、渔场界、居民地外的厂矿、机关团体、部队、学校等企事业单位的土地所有权界和使用权界。
⏹地类界线terra-typeboundary
不同地类之间的分界线。
⏹权属界线拐点terminus
权属界线的特征点，即权属界线走向的变化点、权属界线的交汇点、权属界线与线状地物的交叉点、线状地物的归属变化点等。
⏹地类terra-type
根据不同的土地利用类型所划分的土地种类。
⏹图斑parcel
由地类界线、权属界线、行政界线所构成的最小封闭多边形。
⏹图斑图廓边线parcelmapoutline
图斑与图廓相交的图廓边线，理论上图廓线和图斑图廓边线没有区别，但实际上由于结点的增加，存在舍入误差，导致图斑图廓边线和图廓线不一致。
⏹零星地类sporadicparcel
某种地类的图斑中所含有的，不能用最小图斑所表示的异种地类。
⏹线状地物linefeature
用单线形式所表示的河流、铁路、林带、固定的沟、渠、路等。
⏹线宽定位点linewidthanchorpoint
线状地物丈量宽度的位置，即定位点。
⏹地貌relief
地球表面起伏形态的统称，常用等高线、高程点等进行描述。
⏹地物planimetricfeature
地球表面上的各种固定性物体，可分为自然地物和人工地物。
⏹地形topography
地貌和地物的总称。
6.2土地利用的空间对象
土地利用数据是矢量数据，由空间几何数据与属性数据组成，两者通过特定的标识码进行连接，具有相同标识码的几何数据和属性数据是对同一空间对象的描述，这一空间对象在土地利用数据中一般是指其特定的要素。
土地利用的空间几何数据所表示的空间对象按其几何特征可分为零维对象、一维对象与二维对象。
⏹零维对象
图斑标识点：
它是一个地类图斑的辅助信息，可以放在地类图斑的数据结构中，并建立图斑与其属性表的联系。
零星地类：
记录零星地类的空间位置及其属性。
权属拐点：
记录权属界线变化点的空间位置、编号及其相关属性。
高程点：
记录高程点的空间位置及其高程值。
注记点：
记录注记的平面位置、内容及其属性。
结点：
它是一种几何拓扑元素，不是一种空间地物，用来表达弧段与弧段的关联的关系和空间几何位置。
⏹一维对象
在土地利用的几何图形数据中，一维对象表示线状要素，通过其标识码连接相应的属性表来表达一维对象的属性，一维对象具有任意曲线、规则曲线等多种类型。
行政区划界线:
：
记录行政区划界的空间位置、走向与属性。
权属界线：
记录权属界线的空间位置、走向与属性。
地类界线：
记录地类界线的空间位置、走向与属性。
线状地物：
记录线状地物的空间位置、走向与属性。
等高线：
记录等高线的空间位置、走向与属性。
注记与符号参考线：
记录注记与符号参考线的平面位置与走向。
⏹二维对象
图斑：
由土地利用数据中的拓扑弧段构成的封闭区域，可以多重嵌套岛与孔，也可以由多个不连通的区域组成，通过标识码与属性表连接。
行政区：
由行政区界线组成的区域，上一级行政区包含下一级行政区，允许行政区内出现飞地、插花地等特殊区域。
权属区：
由权属界线组成的封闭区域，允许权属区内出现飞地、插花地等特殊区域。
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