（土地资源管理专业论文）县级耕地定级信息系统设计与开发——以陕西省吴起县为例.pdf

摘要 耕地定级是土地评价的一个重要组成部分，其主要目的是为科学量化耕地数 量、质量和分布，努力实现耕地的依法、科学、合理和统一管理，并实现耕地的 占补平衡以及从土地的数量管理向数量、质量、生态相协调管理，达到科学利用 的目的。为土地整理、耕地占补平衡、基本农田保护、理顺土地价格体系、培育 完善土地市场、耕地估价、促进土地资产合理配置，土地征用补偿和农村集体土 地使用权流转及其他有关土地管理工作提供科学依据。 本文以m a p g i s 为平台，以数据库为基础，以评价模型为核心，开发基于g i s 的县级耕地定级信息系统，实现在同一平台上对耕地定级信息的存储、检索、更 新、管理、分析与评价、显示与图件生成等功能，实现多种定级模型以及定性分 析与定量分析相结合，定级方法与计算环境相统一，为县级耕地定级提供一体化 与可视化的信息平台。 本论文以系统开发及其实际应用为目的，主要研究解决以下问题：( 1 ) 分析 和研究县级耕地定级信息系统的构成、功能。( 2 ) 运用结构化系统设计方法，进 行系统可行性分析，包括系统的目标及可行性( 技术、经济、运行) 。以系统开发 为主线，确定系统目标、设计原则和系统总体结构。( 3 ) 在深入研究耕地定级要 素的基础上，以服务于用户和空间分析为目标，建立县级耕地定级信息系统数据 库。( 4 ) 以m a p g i s 6 6 为二次开发平台，以v c + + 为开发语言，开发县级耕地定 级信息系统，并进行系统调试。( 5 ) 应用县级耕地定级信息系统，以吴起县农用 地空间信息数据为基础，进行吴起县农用地定级研究。同时对系统的性能、系统 分析评价的可靠性等进行验证。 关键词：耕地定级、地理信息系统、定级方法、空间分析 a b s t r a c t c r o p l a n dg r a d i n gi sa l li m p o r t a n tc o m p o n e n to fl a n de v a l u a t i o n ，t h em a i np u r p o s e so f w h i c ha r e q u a n t i t a t i n gt h eq u a n t i t y , q u a l i t ya n dd i s t r i b u t i o no fc r o p l a n ds c i e n t i f i c a l l y , a c c o r d i n gt ot h el a wp u l l i n go f ft h em a n a g e m e n to fc r o p l a n dr e a s o n a b l ya n du n i t i v e l y , a n d a c h i e v i n gt h eb a l a n c eo fa r a b l el a n d ，w h a t sm o r e ，f r o ml a n dm a n a g e m e n to nl a n do fn u m b e r t oo nq u a n t i t y , q u a l i t ya n de c o l o g yi n p h a s e ，f i n a l l ym a k eu s eo fa g r i c u l t u r a l l a n d s c i e n t i f i c a l l y a g r i c u l t u r a ll a n dc l a s s i f i c a t i o nc a np r o v i d eas c i e n t i f i cb a s i sf o rs o m ew o r k s ， s u c ha sl a n dc o n s o l i d a t i o n ，b a l a n c eo fa r a b l el a n d ，p r o t e c t i o no fb a s i cf a r m l a n d ，s t r a i g h t e n i n g o u tt h el a n dp r i c es y s t e m ，c u l t i v a t i n gt h el a n dm a r k e tp e r f e c t l y , v a l u a t i o no fa g r i c u l t u r a ll a n d ， p r o m o t i n gt h ed i s t r i b u t i o no fl a n da s s e t sr a t i o n a l l xl a n dr e q u i s i t i o nc o m p e n s a t i o na n d c i r c u l a t i o no fr u r a lc o l l e c t i v el a n du s e r i g h ta n ds oo n t h ea r t i c l ea sap l a t f o r mt om a p g i s ，b a s e do nt h ed a t a b a s e ，a st h ec o r et oe v a l u a t a t i o n m o d e l ，d e v e l o pc o u n t y - l e v e lg i s - b a s e dc l a s s i f i c a t i o no fc r o p l a n di n f o r m a t i o ns y s t e m t o a c h i e v ei nt h es a m ep l a t f o r mo fc r o p l a n dc l a s s i f i c a t i o n ，g r a d a t i o no fi n f o r m a t i o ns t o r a g e ， r e t r i e v a l ，u p d a t i n g ，m a n a g e m e n t ，a n a l y s i sa n de v a l u a t i o n ，d i s p l a ya n dm a pt h ef u n c t i o n so f g e n e r a t i o n ，t oa c h i e v eav a r i e t yo fr a t i n gm o d e l sa n dq u a l i t a t i v ea n a l y s i sw i t hq u a n t i t a t i v e a n a l y s i s ， c l a s s i f i c a t i o nm e t h o d sa n d i n t e g r a t i n gc o m p u t i n g e n v i r o n m e n t i t p r o v i d e s i n t e g r a t i o na n dv i s u a l i z a t i o no ft h ei n f o r m a t i o np l a t f o r mt ot h ec l a s s i f i c a t i o no fc o u n t y - l e v e l c r o p l a n d as y s t e md e v e l o p m e n ta n dt h e i rp r a c t i c a la p p l i c a t i o nf o rt h em a i np u r p o s eo ft h e s t u d y ，a n da d d r e s st h ef o l l o w i n gi s s u e s ：( 1 ) m a k ea n a l y s i sa n dr e s e a r c ho nf l a m ea n df u n c t i o n o f c o u n t y - l e v e lc r o p l a n di n f o r m a t i o ns y s t e m s ( 2 ) u s es t r u c t u r e dm e t h o d so fs y s t e m sd e s i g n ， a n a l y s i st h es y s t e mf e a s i b i l i t yi n c l u d i n gt h es y s t e m so b je c t i v e sa n dt h ef e a s i b i l i t y ( t e c h n o l o g y , e c o n o m y ，a n dr u n n i n g ) a st h es y s t e md e v e l o p m e n tt ot h em a i nl i n e ，i d e n t i f yo b j e c t i v e s ， d e s i g np r i n c i p l e sa n dt h eo v e r a l ls t r u c t u r eo ft h es y s t e m ( 3 ) o nt h eb a s i so fi n - d e p t hs t u d yo f t h ee l e m e n t so f c r o p l a n dc l a s s i f i c a t i o n s ，a st h eg o a lo fs p a t i a la n a l y s i sa n ds e r v i n gf o ru s e r s ， e s t a b l i s hc o u n t y - l e v e lc r o p l a n dg r a d i n ga n da s s e s s m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ( 4 ) m a p g i s 6 6 f o rt h es e c o n d a r yd e v e l o p m e n tp l a t f o r m ，a sv c + + f o rt h ed e v e l o p m e n to fl a n g u a g e ，d e v e l o p a n dd e b u gc o u n t y - l e v e lc r o p l a n di n f o r m a t i o ns y s t e m s ( 5 ) a p p l i c a t i n gc o u n t y - l e v e lc r o p l a n d i n f o r m a t i o ns y s t e m ，c l a s s i f yc o u n t y - l e v e lc r o p l a n di nt h ew u q ic o u n t yo nt h eb a s i so fs p a t i a l i n f o r m a t i o nd a t ao fa g r i c u l t u r a ll a n do fw u q ic o u n t y a tt h es a m et i m e ，p e r f o r m a n c ea n d r e l i a b i l i t ye v a l u a t i o no fs y s t e m sa r ev e r i f i e d k e yw o r d s ：c r o p l a n dg r a d i n g ；g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ；m e t h o do f c l a s s i f i c a t i o n ；s p a t i a la n a l y s i s 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文 中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：哥瞄 甜年 论文知识产权权属声明 i ；月1 日 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：可晒 导师签名：夕勃司雕 砂7 年7 月1 日 i 1 年6 月j 日 长安大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第一章引言 农用地分等定级估价是新一轮国土资源调查与评价的一项重要内容，是国土资源大 调查的重要组成部分，也是贯彻落实中华人民共和国土地法的基础工作。该项工作 的开展，不但有利于建立科学的土地等级、价格体系，科学的量化耕地质量及其分布， 努力实现耕地的依法、科学、合理和统一管理，也对推动农业、农村发展和农民富裕， 建立资源节约型社会具有重要的作用。特别是随着国家土地利用保护政策的不断出台， 搞好此项工作对征地制度改革、土地整理、耕地占补平衡、耕地综合生产能力核算、土 地利用规划修编和农用地流转都有着公益性、基础性、实用性和战略性意义【l 】。 县级耕地定级是以县域为单位，通过对耕地的土壤质量、灌溉条件、地块位置、正 常年份及正常耕作条件下的土地收益等进行调查和评价，确定耕地级别的过程。耕地定 级是估价的基础、是合理利用和保护耕地，实行耕地用途管制及划定基本农田保护区的 重要依据，是实行农村“费改税”的基本前提。它为科学合理利用和保护农用地提供了依 据。国土资源部组织全国范围内的相关专家，在总结吸取国际耕地质量评价经验的基础 上，结合我国实际编制了农用地定级规程，为耕地定级提供了技术依据【2 】。 按照农用地定级规程要求设计县级耕地定级信息系统，能够大大提高耕地定级 工作的效率，同时也能保证耕地定级成果的规范性，本论文就是基于这样一个背景而展 开。县级耕地定级信息系统是在计算机软件、硬件的支持下，采集、管理、操作、分析、 显示耕地定级相关的数据，通过空间模型和数学模型得到耕地的级别，并具有属性检索、 成果管理、坐标转换等功能。 1 2 国内外研究现状 1 2 1国外土地管理信息系统发展状况 计算机技术在土地管理领域的应用始于2 0 世纪6 0 年代，这与地理信息系统的发展 是同步的。国外为了有效地管理土地资源，建立了土地资源管理信息系统，它在推动当 地经济和社会发展方面起着极其重要的作用。土地资源管理信息系统以其独有的海量数 据的存储、查询、操作和管理等方面优势，已成为土地管理科学研究的重要手段之一【2 1 。 第一章引言 ( 1 ) 加拿大土地管理信息系统发展状况 加拿大是世界上第一个提出利用地理信息系统进行土地资源调查的国家，世界上第 一个g i s 雏形一加拿大土地信息系统( c g i s ) 就是以土地调查、宗地管理为原型的 土地管理信息系统。 近年来，加拿大联邦和各省自然资源管理部门高度重视自然资源的管理、利用和服 务的信息化。它们应用现代信息采集技术和网络通信技术，彻底改变了传统的国土资源 信息采集、存储、传输和服务方式，以快速、方便、有效和经济的方式向政府以及社会 各界提供优质的信息服务。 安大略省自然资源部于1 9 9 8 年开始实施安大略土地信息系统计划( l i o ) ，其目标 是建成数据采集、生产、存储、管理和访问为一体的土地信息基础设施。它保证数据采 集、存储和管理的标准化。使管理人员和广大用户能够在网上实现方便、有效的信息查 询、浏览以及办公。安大略土地信息系统基础框架包括：政策构架。政策问题影响到 土地信息系统的数据采集、管理和分布方式。l i o 采用建立安大略地理空间数据交换机 制和通过联邦政府实施的g e o c o n n e c t i o n 项目制定的有效空间数据策略，进行空间数据 互访。规划构架。h o 规划构架包括三个方面：第一，基础数据管理、访问工具、数 据共享联盟和地理参考构架的规划；第二，安大略省政府内土地信息系统的规划和协调； 第三，基于部门的地理信息系统规划。访问构架。l i o 访问构架计划的重要目标是按 照标准方法实现数据管理与访问。地理参考构架。基础数据计划。l i o 基础数据包 括两个方面：第一，安大略省地理空间基础数据；第二，自然资源与环境数据计划。l i o 计划的关键技术在于采用标准化数据存储和管理方式，建立安大略土地信息系统目录和 安大略土地信息仓库，在此基础上开发一系列工具，进行数据编辑、集成、发布以及基 于浏览器环境的数据查阅。 ( 2 ) 美国土地管理信息系统发展状况 加拿大完成世界上第一个土地信息系统建设后不久，美国纽约州和明尼苏达州也相 继研制和开发出自己的土地资源管理系统。这些土地信息系统的建成在推动了当地经济 发展和促进g i s 技术的进步等方面起了重要的指导作用。 在土地信息服务这方面，目前建立的土地调查信息网站是美国国家综合土地信息系 统的一个组成部分。该系统利用e s r i 的a r c i m s ( i n t e m e t ) 图像服务软件，有限制地 2 长安大学硕士学位论文 向公众提供全国地理数据服务。 ( 3 ) 欧洲国家土地管理信息系统发展状况 德国是一个地籍发展历史比较悠久的国家，其地籍管理制度和地籍数据的采集、处 理、建库、管理和使用在国际上处于比较领先的地位。该国于1 9 8 3 年将各州地籍登记 的全部内容按统一格式输入自动化地籍册数据库，使用者可以随时以人机对话的形式对 数据库进行检索、咨询等，并迅速提供准确现实的地籍资料，直接服务于政府决策和私 人土地交易以及土地供应计划、土地利用计划、农业税收等国民经济各部门。 近十年来，德国测量当局决定设计一种新的、面向未来的综合官方地籍信息系统 a l k i s ，该系统要求同重新设计的官方地形与制图信息系统a t k i s 相结合。该系统主要 用于处理来源于地籍图、土地所有者和土地使用者登记簿的地籍与地形数据；进行基础 地理数据、土地数据的标准化建设，建立以a l k i s 和a t k i s 元数据系统，实现系统的 共享。 芬兰土地信息系统由国家土地测量署( n l s ) 维护和管理。早在1 9 9 3 1 9 9 7 年就建 立了一种新型的基于g i s 的地籍管理信息系统，可以将图形和属性数据存储于同一个数 据库系统中，利用该系统可以同时完成地籍调查、地籍测量以及提供地籍电子地图信息 服务，还可提供灵活可变的多比例尺的地图信息查询。到1 9 9 9 年，芬兰国家土地测量 署完成了覆盖全国的图件的数字化工作，选用s m a l lw o d dg i s 软件开发了土地信息系 统。该系统实现了属性与图形数据存储在同一关系型数据库中，并且能在网络环境下允 许多个用户可同时更新和维护数据库。 荷兰土地信息系统由荷兰地籍署负责。于1 9 9 0 年建立了地籍信息( 属性) 的联网 查询系统，1 9 9 7 年完成了全国地籍图数字化。到1 9 9 9 年，荷兰已经完成全国大比例尺 地形图、地籍图、测量控制点网图和土地登记数据库的建设，由分布在全国1 5 个省的 地籍署的工作人员通过i n t e m e t 查询和更新数据库。荷兰地籍与公共注册署在已有地籍 信息的基础上，正致力于发展基于i n t e r n e t 地籍信息查询、分析和可视化功能。 ( 4 ) 澳大利亚土地管理信息系统发展状况 澳大利亚w e s t e r n a u s t r a l i a 州国土部实施了一个s m a r t p l a n 计划，设计和研制了土地 信息查询系统，向四类用户提供服务：一是远程电话访问，二是政府网络用户，三是内 部用户，四是问讯处和一般公众。用户可以从数据库中查找信息，数据库包括空间数据、 3 第一章引言 街道地址和地名词典、政府财产登记、大地控制点、地理名称、房地产售销证明和其他 各种地产数据等。 1 2 2 国内土地管理信息系统的发展过程 ( 1 ) 土地管理信息系统实验室研究阶段 2 0 世纪8 0 年代中期，我国从事地理信息系统研究的学者已经逐渐地将地理信息系 统、数据库技术应用于我国土地管理实践，开创了土地管理信息系统研究的先河。南京 大学黄杏元教授等最早将g i s 技术应用于镇江市市区土地评价中，建立了基于g i s 的城 镇土地评价信息系统。该系统除了能自动完成城镇土地定级和估价外，还可在模型的支 持下进行土地利用分析与决策。到了8 0 年代后期，许多学者纷纷对城镇地籍调查、土 地资源调查等方面的土地管理信息系统做了尝试性研究。比如：魏景立等开发了d g c a d 软件系统，并应用于城镇地籍调查生产实践中。该软件系统提供了测量数据编码、宗地 面积计算、宗地图生成和地籍图生成等功能。这个阶段土地管理信息系统还处于试验研 究阶段，所开发的软件功能单一、系统界面不完善、操作也不方便。由于开发技术力量、 地理信息系统平台性能价格比等因素，商业化地理信息系统在土地管理信息系统开发实 践中没有得到大面积推广和应用【3 1 。 ( 2 ) 土地管理信息系统起步阶段 随着土地管理工作不断推进和深入，自1 9 8 8 年起，原国家土地管理局根据国务院 指示，要求各级地方人民政府在最短时间内，以县级行政辖区为单位，查清本辖区内每 块土地的面积、权属、四至、位置、用途、价格及利用状况，建立完善、准确和现势的 土地产权产籍资料，为土地登记、土地统计、不动产地籍管理等工作的进一步展开做好 准备，为税收征管、城市规划、市政管理等政府职能部门提供详细土地资料。为此，在 2 0 世纪9 0 年代初，大规模的1 ：5 0 0 、l ：1 0 0 0 城镇地籍调查、城镇土地分级等定级估 价连同起步于2 0 世纪8 0 年代的1 ：1 0 0 0 0 土地利用现状调查等工作在全国各地蓬勃展 开【4 1 。同时，国内众多专家学者对土地管理信息系统建设的一般性原则、系统功能框架、 数据组织编码、数据处理模式等进行了大量的研究，并将这些研究应用于土地管理信息 系统的研制当中。 ( 3 ) 土地管理信息系统发展阶段 到了2 0 世纪9 0 年代后期，我国土地管理信息系统发展较快，但在实用化方面也逐 4 长安大学硕士学位论文 渐暴露出了一些问题。例如：业务系统划分标准不一；软件系统不能基于网络环境下运 行；多数软件系统采用c s 体系结构，与操作系统的发展速度相比有一定的差距：可选 用的商品化g i s 平台较多，所形成的空间数据不仅在地理符号表达上不能共享，更不能 在数据所表达的语义级上共享；数据库种类繁杂、交叉；空间数据多数使用文件级g i s 平台管理；数据库维护复杂且成本较高。经过深入研究，人们认为，土地管理信息系统 并非是一个纯粹的技术系统，它是一个业务管理系统，它涉及管理科学和社会学等众多 领域。这种思想的建立，为土地管理信息系统的建设和发展指明了方向。 ( 4 ) 土地管理信息系统建设的目标和任务 2 0 0 2 年，国土资源部根据全国各地资源管理信息系统建设的实际情况和未来国土资 源管理信息系统发展的要求，制定了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，它明确了土地管理信息系统建设到2 0 1 0 年的远景目标和任务，即建立 土地政务管理信息系统与信息服务系统，实现土地政务管理和社会服务主流程信息化， 使土地管理信息化建设总体接近发达国家水平，建立结构完整、技术先进、高速、大容 量的信息交换网络，建成具有完整主比例尺系列、覆盖全国、内容丰富、更新快捷的土 地管理基础数据库，使电子信息积累基本满足土地管理现代化管理的需要，完善相配套 的规范与标准，营造良好的系统建设与运行环境，建立以运行土地管理信息为主并具有 多种分析预测和决策支持功能的信息综合服务系统，实现国土资源信息的高度共享与高 效利用【5 1 。 1 2 3 耕地分等定级信息系统的研究现状 随着我国经济不断发展和信息化的程度不断加深，耕地信息发展也呈现了百花齐放 的局面。在各种g i s 平台的支持下，耕地管理信息系统理论和实践的研究不断的深化【6 】。 我国目前耕地分等信息系统现状可以从以下研究成果中得到体现： 何建农，林建新研究在互联网支持下的农用地分等信息系统【7 1 ，其针对农用地分等 成果和信息共享的一些问题，提出了利用网络和w e b g i s 技术来完成农用地分等成果的 发布。他们采用的是e s r i 公司的a r c i m s 作为g i s 平台，这样的分等信息系统是农用 地分等信息系统的一个发展方向。他们研究的内容是结合网路w e b g i s 的思想，用网络 来发布分等数据。该系统最大的特点是能够极大的在现有条件下实现数据的共享和数据 的发布。 5 第一章引言 安卫国的基于g i s 的农用地分等信息系统的研究及应用【8 】一文较为全面的介绍 了农用地分等信息系统研究的一些方法和原理。并且介绍了利用美国微软公司的 v i s u a l b a s i e 6 0 和e s r i 公司的m a p o b j e e t s 环境下编写农用地分等信息系统。该系统的实 现语言较为简单，功能较为完善，能够进行网络的数据访问，能够输出m a p l n f o 、 a r e i n f o e 0 0 ，a r e v i e w s h a p e 和a u t o c a d 等多种数据格式。该信息系统的思路比较明晰， 系统功能较为全面。 伍育鹏、郧文聚、赵烨基于s u p e r m a po b j e c t s 平台，利用v c + + 开发了农用地分等 定级信息系统，该系统采用国产的g i s 平台，其中对信息系统的功能阐述较好、较为完 整，是利用国产g i s 平台开发的性能较好的农用地分等信息系统之一【9 1 。 冯东栋、李善治的农用地分等定级估价信息系统设计与实现，在深入研究地理 缓冲区及阻隔区的基础之上，对缓冲区分析进行了精度方面的改进，并且采用基于组件 技术的m a p x 与v i s u a lb a s i c 工具集成完成二次开发，实现农用地分等定级估价信息系 统。【1 0 】 贾泽露的智能化土地定级估价信息系统设计与实现总结分析了当前系统中存在 的主要问题，提出将g i s 、s d m 、e s 和可视化等多种信息技术进行有机结合，共同构 建具有智能特性和辅助决策功能的土地定级估价信息系统。给出了g i s 、s d m 、e s 和 可视化等技术集成的基本框架，设计了基于多种信息技术集成的土地定级估价信息系统 的基本结构。采用v c + + 6 0 和m 0 2 0 结合开发了基于多种技术集成的土地定级估价信 息系统。研究表明，系统定级估价工作流程简单，结果可靠，且具有良好的移植性、复 用性、扩展性和广泛适应性，能较好地解决土地定级估价中土地信息缺失、定性因子量 化困难等半结构和非结构化问题。【1 1 】 综上，目前耕地分等定级估价信息系统在各平台基础上都有所研究，开发语言也不 尽相同，但系统发展整体性不强，所研究的内容也各有偏重。因此，综合分析各系统的 优缺点，建立全面的耕地定级系统，使其适用于更大范围的领域，是耕地定级信息系统 研究的发展方向。这将更有利的促进耕地信息数据共享，为实现全面的耕地定级提供社 会化服务。 6 长安大学硕士学位论文 1 3 选题目标与研究内容 1 3 1 选题目标 以m a p g i s 为平台，以数据库为基础，以评价模型为核心，开发县级耕地定级信息 系统，实现在同一平台上对耕地分等定级信息的存储、检索、更新、管理、分析与评价、 显示与图件生成等功能，实现多种定级模型以及定性分析与定量分析相结合，定级方法 与计算环境相统一。为县级耕地定级提供一体化与可视化的信息平台。 1 3 2 研究内容 本论文以系统开发及其实际应用为目的，主要研究解决以下问题： ( 1 ) 分析和研究县级耕地定级信息系统的构成、功能。 ( 2 ) 运用结构化系统设计方法，进行系统可行性分析，包括系统的目标及可行性 ( 技术、经济、运行) 。以系统开发为主线，确定系统目标、设计原则和系统总体结构。 ( 3 ) 在深入研究影响耕地级别要素的基础上，以服务于用户和空间分析为目标， 建立县级耕地定级信息系统数据库。 ( 4 ) 以m a p g i s 6 6 为二次开发平台，以v c + + 为开发语言，开发县级耕地定级信 息系统，并进行系统调试。 ( 5 ) 应用县级耕地定级信息系统，以吴起县农用地信息数据为基础，进行吴起县 农用地定级，同时对系统的性能、系统分析评价的可靠性等进行验证。 1 4 技术路线和研究方法 从系统开发的角度，本文着重研究了数据库的开发与设计，并按规范化的信息系统 的设计方法和步骤完成了系统的开发，主要的技术路线为： 在充分收集国内外已有成果资料的基础上，以建立县级耕地定级平台为目标，以面 向对象的技术为系统方法，进行系统分析和论证，包括用户需求分析和系统可行性分析。 开展策略研究，制定系统开发目标、原则，确定系统的结构与功能；围绕着系统总体目 标，结构与功能，详细设计系统的各个结构与功能；采用面向对象的开发技术，以 m a p g i s 为开发平台，利用v c + + 进行系统开发与集成。选取资料比较齐全，研究程度 比较高的吴起县农用地信息数据进行系统调试和检验，并对系统可靠性进行论证。技术 7 第一章引言 路线见图1 1 。 1 5 主要工作 ( 1 ) 设计开发了基于g i s 的耕地定级信息系统。以v c + + 6 0 为工具，以m a p g i s 为开发平台，设计完成了基于数据库下的定级系统的功能，实现了在同一平台上对耕地 定级数据的有效管理与维护、统计分析、空间分析等功能，是对耕地信息管理与评价方 法的进一步拓展。 ( 2 ) 应用系统，成功地在吴起县农用地信息数据的基础上，完成了对吴起县农用 地的定级，并得到吴起县农用地修正法定级修级别图和因素法定级级别图。实践证明， 系统可靠性与自动化、可视化程度高，结果正确，可以应用到实际工作中。 图1 - 1 县级耕地定级信息系统开发的技术路线 信 息 反 馈 长安大学硕士学位论文 第二章耕地定级信息系统的设计 县级耕地定级信息系统的设计是一项复杂的综合性较强的系统工程，系统的建设需 要依照“全面规划、分步实施、突出重点、建设中见效益”的基本思想。因此，需要在全 面规划的总体设计的基础上，制定切实可行的阶段性目标和总体目标。对每一个目标， 在功能上既要实用，又要可扩展；技术上既要可行，又要有一定的超前；时间上既能短 期见效，又有长期规划。 2 1 耕地定级信息系统的目的 本研究课题的目标是在现有耕地基础信息管理工作及理论基础上，通过对影响耕地 级别资料的收集、管理、分析，利用已有的m a p g i s 空间数据库和地籍等基础资料信息， 全面实现耕地定级和相关信息的管理，为耕地管理的宏观决策提供科学依据，并提供相 应的社会化服务。 ( 1 ) 系统处理的目的 1 ) 利用m a p g i s 强大的图形空间、属性数据分析处理能力，实现科学评定耕地的级 别。 2 ) 通过与现有m a p g i s 的接口或数据转换，可以充分利用m a p g i s 系统组件的强大 空间分析功能( 如缓冲区分析、空间叠置分析功能等) ，并与相应的数学模型结合进行 各种运算分析，完成耕地级别的评定。最终生成耕地定级的中间成果( 各修正因素分值 图、各修正因素修正系数图等) 以及最终成果( 耕地级别图) 。 ( 2 ) 系统管理的目的 1 ) 实现基础数据和成果数据( 包括图、册、表、文) 的计算机存储、管理、维护、 输出； 2 ) 实现基础数据和成果数据的查询、统计、分析、打印； 3 ) 实现实时数据的管理。 ( 3 ) 系统应用目的 方便专业人员的业务操作及管理，实现耕地定级的系统化、程序化，提高工作效率， 为耕地分等成果的应用提供技术支持。方便成果信息的查询和咨询，全面实现低价信息 的社会化服务。 9 第二章耕地定级信息系统设计 2 2 耕地定级信息系统的研究意义 ( 1 ) 它为基层土地部门管理农用地信息实现便利 耕地分等定级与估价是以m a p g i s 为平台进行的工作，所有的图件资料都需要 m a p g i s 软件的支持，而m a p g i s 软件强大的功能使得其并不是很容易被完全掌握，从而 使耕地分等成果得不到充分的后续应用。而耕地定级信息系统可以为基层的土地管理部 门管理耕地信息提供便利，使其更加容易的对耕地结合当地的实际情况进行级别的评 定。 ( 2 ) 它是耕地级别信息共享的手段 耕地定级是根据耕地的自然、社会经济等各方面，在耕地基础信息数据库的基础上 进行的工作，需要共享其他部门的相应成果资料：同时，耕地定级的目的是将其成果应 用到其他社会经济活动的决策过程，需要被各行各业广泛采用；因此信息共享是耕地定 级的基本要求，而将其信息系统化则是实现耕地定级信息共享的有效手段。 ( 3 ) 它是耕地分等工作的有效补充 虽然已经颁布了农用地分等规程、农用地定级与估价规程【1 】等行业标准，但 地方在具体操作时由于技术条件参差不齐、信息标准化没引起重视，导致耕地分等定级 系统的信息组织管理方式、分等定级成果形式不统一，信息难以共享；导致分等定级估 价工作不规范，成果的可比性和应用价值受到影响。耕地定级信息系统能够指导土地管 理的相关实践活动，拓展土地信息系统的领域，从而实现土地信息系统的社会及经济价 值。 2 3 系统设计的目标和原则 2 3 1 系统设计的目标 县级耕地定级信息系统的建设旨在研究和拓宽g i s 这一新技术在农用地信息分等、 定级、估价、管理等方面的应用，通过g i s 二次开发，实现县级耕地定级模型与g i s 系统无缝结合，使系统除了具有g i s 的基本功能外，还具有农用地定级的模型库，为耕 地信息数据的管理和应用提供方便，实现在同一平台上进行耕地的级别质量评价分析， 为耕地基础信息数据、耕地分等成果的应用和耕地估价提供科学的辅助决策信息。 l o 长安大学硕士学位论文 2 3 2 系统设计的原则 系统设计的优劣直接影响系统的质量和工作效率。为了保证实现逻辑模型，系统设 计应尽可能依照一定的原则进行，即系统的实用性原则；适宜性与可扩展性原则；模型 分析的有效性原则；标准化、规范化原则；用户界面友好原则等。 ( 1 ) 实用性原则。县级耕地定级信息系统的设计是为农用地定级成果的科学管理 和应用提供辅助决策的。因此，系统设计应尽量参照系统需求分析的结果，认真分析用 户对系统的要求和愿望，力求简单、实用，能够解决农用地级别评定的实际问题。以此 为指导，系统应为用户提供必要的数据转换、存贮、管理、查询、检索、分析、显示服 务。 ( 2 ) 目标系统的适宜性与可扩充性原则。为了实现系统的通用性，同时兼顾与具 体的县级区域管理紧密结合程度，系统设计应考虑各个地区的需求，软硬件环境、模块 和数据库设计应尽量考虑其完整性和通用性。另外，信息的更新是信息系统生命得以循 环的必要条件。为了适应可持续发展的要求，尽可能延长系统的生命力。 ( 3 ) 标准化、规范化原则。要求数据采集规范化、信息形式标准化，从而使信息 横向、纵向一致，达到数据共享的目的。系统空间数据库结构、空间数据的图层划分、 属性数据格式的设计及数据项代码的设计，基本上遵循了国家及部颁标准。 ( 4 ) 用户界面友好的原则。系统界面是用户与系统交互的环境，因此，系统应为 用户提供与w i n d o w s 风格协调一致的、可定制的、完全个性化设计和所见即所得的友 好的、易学习和易操作的交互界面。 2 4 系统总体设计 2 4 1 系统模块总体设计 系统采用软件工程开发中自顶向下、逐步求精的结构化设计原则，利用结构化和原 型化相结合的方法，自顶而下对系统进行功能分解与模块划分设计。本系统主要有属性 检索模块、属性统计模块、坐标转换模块、修正法定级模块和因素法定级模块。系统总 体设计构成如图2 1 。 2 4 2 系统界面总体设计 系统界面应按照以下要求进行总体设计： ( 1 ) 充分利用屏幕空间，重点突出操作对象； 第二章耕地定扭信息系统设计 图2 _ 1 系统总体构成图 ( 2 ) 功能相同，界面显示相同，图能表意和美观实用并存 ( 3 ) 尽可能提供快捷提示、帮助： ( 4 ) 功能操作尽量采取面向对象的风格 系统主要操作界面如图2 - 2 目i t ) 目* 哩) e 4 ) “* m ) i 月1 日q ) s i 口口 一5x d 窖o 国盘殴日竹确4f 日邑5 簟r 一 嵯 盈j 1 辨q i e 嚣h ，钳 日霜t l铒 j 固* t t tq 图2 - 2 系统主要界面图 1 2 长安大学硕士学位论文 2 4 3 系统的软硬件配置 m a p g i s 是我国自主开发具有自主版权的地理信息系统软件，性价比高，在国内许 多行业已经开始普及，另外软件本身也具有良好的二次开发环境。为了降低系统开发成 本，推动国产软件的发展，本系统选择m a p g i s 为基础开发平台，利用v i s u a lc + + 进行 数据库、模型库的开发及其与g i s 系统的集成。系统开发过程中，充分利用了w i n d o w s 友好的图形界面及其a p i 资源函数和m a p g i s 二次开发函数( a p i ) 及其基本功能。 系统的软件开发环境配置如下： 操作系统：w i n d o w s2 0 0 0 开发平台：m a p g i s 6 6 外部属性数据录入工具：a c c e s s 2 0 0 7 、e x c e l 2 0 0 7 、记事本、v i s u a lf o x p r o 数据采集软件：m a p g i s6 0 ( 以上版本) 系统编程工具：v i s u a lc + + 6 0 系统硬件配置环境： 为了保证系统的运行效率，要求系统的硬件配置档次要高，即计算机的存储容量要 大，数据处理速度要快。因此，建议系统的硬件配置如下： 计算机：p i i i8 0 0 以上c p u ，1 2 8 m 以上内存，2 0 g 硬盘，3 2 m 显存，4 0 倍速c d - - r o m ， 1 5 ”1 7 v g s v g a 彩显。 计算机附属设备：a 0 幅面扫描仪，a 0 幅面绘图仪，激光打印机，喷墨打印机， c d r o m 刻录机。 2 5 系统详细设计 2 5 1 系统结构与功能设计 ( 1 ) 系统结构设计 按照数据组织方式的不同，系统由文件模块与数据库模块组成。每个模块都具有图 形管理、属性管理、空间数据查询与检索、空间分析等组成。该系统充分运用空间数据 管理、空间数据分析、多功能图形输出之功能，不仅能够对所有的耕地信息数据有关资 料进行有效的统一管理，随时为用户提供空间查询信息服务、耕地定级的实现及多元信 息的空间综合分析服务，而且能够根据用户需要，随时加工和输出不同功能的信息数据 和图件，从而为规划、管理耕地提供科学依据。 本文所研究的运用修正法和因素法两种方法对耕地进行定级，从影响方式来看，主 1 3 第二章耕地定级信息系统设计 要包括点状因素、线状因素以及面状因素三种类型模块。其中点状因素主要包括中心城 镇影响度、农贸市场影响度等扩散方式为同心圆衰减扩散的因子；线状因素主要包括交 通通达度等扩散方式为各缓冲半径逐级衰减的因子；面状因素主要包括土地利用现状、 灌溉保证率、土壤质地、地形坡度、土壤侵蚀度等不扩散的因子。 ( 2 ) 系统的基本功能 1 ) 文件管理 包括文件( 点、线、面) 装入、保存、关闭等操作。 2 ) 数据库管理 系统不仅为用户提供常见的由图形查属性或由属性查图形及s q l 查询、矩形查询、 多边形查询等空间查询方式，而且能够实现图形数据与外挂属性数据的链接，对外挂动 态信息进行查询。同时，用户可以浏览图层的属性数据结构和属性数据。对内部属性数 据和外挂属性数据的管理，提供了不同的浏览方式以及导出等功能。 3 ) 定级模型 本系统为耕地定级的实现提供了修正法、因素法两种可选择的模型，实现方法为加 权求和法。 4 ) 常用工具 为了满足用户的其他需求，系统为用户提供设计了高斯坐标和地理坐标之间的坐标 转换等常用工具。 5 ) 数据输出 数据输出为系统运行结果的输出提供了方便，以图表和文字的形式丰富结果的表 达。 2 5 2 数据库设计 1 、数据的标准化设计 为了有效地组织各类空间数据、提高数据的传输和利用效率及达到系统内空间数据 共享之目的，对耕地基础信息数据按相关的标准、规范进行标准化，是耕地定级数据库 建设的基础和前提。 ( 1 ) 引用标准和规范 d d b9 7 0 2g i s 图层描述数据内容标准 g b2 2 6 0 2 0 0 6中华人民共和国行政区划代码 1 4 长安大学硕士学位论文 g b t1 3 9 2 3基础地理信息要素分类代码 g b ，r1 0 11 4县级以下行政区划代码编制规则 g b t1 3 9 8 9国家基本比例尺地形图分幅和编号 g b t1 6 8 2 0 1 9 9 7地图基本术语 g b t1 7 7 9 8地球空间数据交换格式 g b t1 9 2 31土地基本术语 g b t2 1 0 1 0 2 0 0 7土地利用现状分类 t b t10 0 4 2 0 0 3农用地分等规程 t b t1 0 0 5 2 0 0 3农用地定级规程 t b t1 0 0 6 2 0 0 3农用地估价规程 t b t1 0 1 6 2 0 0 7第二次全国土地调查技术规程 t b t1 0 1 6 2 0 0 3国土资源信息核心元数据标准 t b t1 0 16 2 0 0 7土地利用数据库标准 d d b9 7 0 2g i s 图层描述数据内容标准 ( 2 ) 基本术语 1 ) 图元：表达空间信息特征的基本单元。分为点、线、面三种类型。