（地图制图学与地理信息工程专业论文）基于arcgis+engine的县级土地利用应用系统研究.pdf

摘要 随着g i s 技术在土地领域应用的深入，特别是“数字国土工程”的展开，各 级土地基础数据库和各种专题数据库纷纷建立，各级国土部门也根据现实的需要 建立了自己的土地应用系统。如今，县级各种二t 地应用系统建设仍处于研究和起 步阶段，已经建设好的尚不多，但需求所致，县级土地应用系统建设乃大势所趋。 本文的研究目的就是响应这一召唤，研究构建一个服务于县级国土部门主要 进行土地利用信息查询统计、扩展后具有一定分析和辅助决策能力，并能方便上 一级国土部门对土地利用信息浏览查询的应用系统。 “有继承才有发展”，文章首先对国内外土地信息系统研究现状和发展情况 进行了概括总结，特别是对国内县级土地应用系统建设情况和存在问题进行了较 为深入的分析和总结，发现县级土地应用系统建设主要存在3 个比较大的问题。 然后，针对这3 个存在的主要问题，探讨本文如何面对和进行一定程度的解决。 对现有县级土地应用系统存在问题有了比较深入的了解后，本论文结合重庆 市潼南县的实际，把重点仍然放在了如何研究构建县级土地利用应用系统上。文 章基本按照软件工程的思路进行应用系统的设计，比较详细地进行了系统需求分 析、详尽地阐述了系统组网方案、开发平台选择、开发语言选择、开发方式选择， 比较细致地描述了系统的功能，对空问数据库设计、属性数据库设计、空间数据 库和属性数据库的关联进行了较洋细的阐述。最后，进行了系统部分功能的开发， 以及系统部分功能的演示。 关键词：a r c g i se n g i n e ，土地利用，应用系统，系统设计 a b s t r a c t a l ll e v e l so fl a n db a s ed a t a b a s ea n dt h e m a t i cd a t a b a s eh a v eb e e nc o n s t r u c t i n g a l o n gw i t ht h ed e e p e ra p p l i c a t i o no fg i st e c h n o l o g yi nt h el a n df i e l d ，e s p e c i a l l yt h e e x p a n s i o no ft h ed i g i t a lc o u n t r yp r o j e c t a tt h es a m et i m e ，l a n da p p l i c a t i o ns y s t e m s w e r eb u i l tb ya l ll e v e l so fl a n dd e p a r t m e n t sa c c o r d i n gt ot h e i ro w nn e e d s n o w , a l l k i n d so fc o u n t y l e v e ll a n da p p l i c a t i o ns y s t e m sa r eb e i n gs t u d i e da n df e wo n e sh a v e b e e nb u i l t ，h o w e v e lc o n s t r u c t i n gl a n d a p p l i c a t i o ns y s t e mi sa t r e n dd u et on e e d s s t u d y i n ga n dc o n s t r u c t i n gal a n da p p l i c a t i o ns y s t e mt h a ts e r v ec o u n t y l e v e ll a n d d e p a r t m e n ta n de n a b l eq u e r ya n dm a k es t a t i s t i cf u rl a n di n f o r m a t i o n ，a n di sp r o v i d e d w i t ha n a l y s i sa n da s s i s t a n td e c i s i o n m a k i n gf u n c t i o ni fe x t e n d e da n da l s oe n a b l e c o m m u n i c a t ew i t hi t sf i r s ts u p e r i o rl a n dd e p a r t m e n t ，i st h ep a p e r sp u r p o s e “f r o mi n h e r i t a n c et o p r o g r e s s ! ”f o r o n et h i n g ，t h e p a p e rg e n e r a l i z e sa n d s u m m a r i z e st h es t u d ya c t u a l i t ya n dd e v e l o p m e n to ff o r e i g na n dc h i n e s el a n d i n f o r m a t i o n s y s t e m ，e s p e c i a l l y t h ep a p e rd e e p l y a n a l y s e s a n ds u m m a r i z e st h e c o n s t r u c t i o na c t u a l i t ya n dt h ep r o b l e mo fc o u n t y l e v e ll a n da p p l i c a t i o ns y s t e ma n d f i n do u tt h r e em a i np r o b l e m s f o ra n o t h e r , t h ep a p e rd i s c u s s e sh o wt of a c ea n dd o s o m et h i n g sa b o u tt h et h r e ep r o b l e m s a f t e rd e e p l y r e a l i z i n gt h ee x i s t e n tp r o b l e m so fc o u n t y l e v e ll a n da p p l i c a t i o n s y s t e m ，t h ep a p e rf o c u s e so nh o wt os t u d ya n dc o n s t r u c tt h ec o u n t y l e v e ll a n d a p p l i c a t i o ns y s t e mt h a tc o n t a c t st o n g n a nc o u n t y b a s i c a l l y , t h es y s t e md e s i g n c o m p l i e sw i t ht h es o f t w a r ee n g i n e e r i n g c o m p a r a t i v e l y , s y s t e md e m a n da n a l y s i sa n d s y s t e mn e t w o r kf r a m e w o r kc o n f i g u r ea n dt h es e l e c t i o no fd e v e l o p m e n tp l a t f o r ma n d d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ta n dd e v e l o p m e n tm o d ea r ee x p a t i a t e d s y s t e mf u n c t i o n d e s i g na n ds p a t i a ld a t a b a s ed e s i g na n da t t r i b u t ed a t a b a s ed e s i g na n dj o i no fs p a t i a l d a t a b a s ea n da t t r i b u t ed a t a b a s ea l s oa r ee x p o u n d e d f i n a l l y , t h ep a p e ri n c l u d e st h e d e v e l o p m e n ta n dd e m oo fp a r t i a lf u n c t i o n k e y w o r d s ：a r c g i se n g i n e ，l a n du s e ，a p p l i c a t i o ns y s t e m ，s y s t e md e s i g n 2 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f ，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，均己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已经公开发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者繇城涵饵洲年，月厂日 论文知识产权权属声明 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e p i , 青 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) 论文作者虢旅泗每州年6 月石日 导师签名：多o 氏沙6 年。胖b 1 1 选题背景 第一章绪论 利用6 i s 技术对土地数据进行处理和分析，特别是建立基于6 i s 平台的土 地信息系统，已经充分展示了6 i s 在图形处理、空问分析与统计、属性信息存储 与查询、统计报表生成、决策支持等方面的巨大优势。目前，发达国家大多数都 已完成基于6 i s 和 n t e r n e t 技术的国家级二e 地信息系统建设，在土地利用规划 与地区经济发展方面发挥了重要的作用。国内的土地信息系统建设正方兴未艾， 建立基于“国家一省一地一县”四级访问结构的系统是我国土地信息系统建设的目 标。当今，“国家一省一地”这三级系统或者正处于积极建设之中或者部分投入运 行使用，对于土地利用、区域经济的发展都起到了积极的作用。随着经济的发展， 随着土地利用、土地规划等工作的深入开展，县级国土部门建立土地应用系统的 需求强烈。然而，就全国来说，县级土地系统建设正处于研究和起步阶段，已经 建设好的尚不多，即使已经建立的系统也不同程度的暴露出一定问题，未能达到 预期目的。但县级土地系统建设是大势所趋，需求使然，重庆市潼南县土地利用 数据信息繁多复杂，建立应用系统需求强烈。 1 2 本文研究的目的和意义 信息技术和社会经济的蓬勃发展，国土部门对于工作高质量、高效率的要求， 促使土地信息的管理和应用采用先进的技术和手段。因此，无论在基础数据库建 设、基础平台、工程建设，还是在应用系统建设方面都存在大量迫切需要开展的 工作。迄今为止，各级土地部门或者已经建立了基础地理信息数据库和各种专题 数据库，或者正在建设之中。特别是国土资源部“数字国土工程”的展开，更是 有力地推动了各级土地基础数据库和土地利用现状数据库和变更数据库的建设， 全国县( 市) 级土地利用现状数据库建设已经基本完毕，随之而来的需求必然是 各种土地应用系统的建设。 1 2 1 目的 利用先进的技术手段，进行土地信息采集、处理、分析，从中提取出有用的 信息，服务于人类社会，这是土地信息系统建立的目的和意义。如今，国外发达 国家都基本建立了摹于g i s 和i n t e r n e t 技术的国家级土地信息系统和各种针对 专题的土地应用系统，为土地资源管理工作和国家与地区经济发展提供了重要的 决策支持作用。国内，土地基础数掘库以及各种专题数据库和各种土地系统也相 继建立。在应用系统建设方面，例如，依据”在全国范围内建立土地利用规划管 理信息系统，形成全国4 级土地利用规划数据网络体系”的总体部署建立的国家 级二l 二地利用规划管理信息系统，实现了对规划成果数据的有效管理和充分利用， 提高了规划实施的效率和科学性，改进了规划管理手段、加强了规划实施管理工 作。另外，杭州网新超图地理信息技术有限公司建立的杰思科系列都采用了较好 的系统架构和基于w e b 模式、基于组件等先进的技术：南京右键软件技术有限公 司建立的地理土地管理信息系统是利用计算机网络技术和地理信息系统技术构 建的市级国土管理专业系统：桂林市土地信息系统则集g i s 、m i s 为一体，实现 了窗口办公自动化，提高了工作效率。 然而，已经建设的土地领域的应用系统，主要还是国家、省、地级的，县级 应用系统还处于研究和起步阶段，许多县级和相当部分地( 市) 级国土部门仍不具 备构建应用系统的条件。即使有些县级国土部门已经建立了相关的应用系统，但 建立的系统都不同程度的暴露了许多问题，未能达到预期目的，严重的甚至建设 中途搁浅，更有甚者建设完毕废弃不用。多数已经建立的系统只是为了满足当前 数据处理的需要，和已经建立或正在建立上级系统基本没有任何关系，难以进行 数据的交换和共享。但是，技术的发展和需求的迫切，构建能够实现和上一级国 土部门数据库数据进行交换和共享的县级应用系统是大势所趋。针对这种情况， 本文的目的就是研究构建一个服务于县级国土部门，充分吸取现有系统优点，对 其缺点进行一定程度改进，能够实现和上一级国土部门数据库数据进行交换和共 享的应用系统。 1 2 2 意义 本论文研究的意义主要表现在如下几个方面： ( 1 ) 对于国内外土地信息系统的建设现状进行了一定的分析和对比，发现了 国内土地应用系统建设虽然发展迅速，但仍然存在较大问题，不能满足应用的需 求，尤其是县级应用系统的建设尚处于研究和起步阶段，因此，县级应用系统的 建设吸取已有系统的经验教训理所当然。 ( 2 ) 对国内二i 二地应用系统采用的主要平台进行了分析和对比，对土地应用系 统建设所采用的开发方式进行了分析和总结，这对于县级应用系统建没平台及开 发方式的选择有一定的借鉴意义。 ( 3 ) 系统的设计是在参考许多成功系统和解决方案后形成的。考虑到未来发 展的需要，并针对县级国土部门主要进彳= j - q n 关操作的特点，县级国二t 部门内部采 用了c s 模式，与上级部门交互采用b s 模式。系统作为“国家一省一地一县四级 访问结构”的县级结点，能够实现和上一级国土部门数据库数据交换和共享，适 应了网络化的趋势，对现有些县级应用系统仍然不能和上级部门进行数据交换 和共享作了一定的改进。对于县级土地应用系统的构建具有一定的参考意义。 ( 4 ) 设计的系统选择了较好的平台、较优秀的组织方案和当前最流行的二次 开发方式。系统的实现能初步满足县级土地利用数据管理的应用需要，并能够根 据实际进行扩展。系统的实现将为土地管理工作者提供一个有力的使用工具，为 土地合理利用提供一定程度的保障，具有一定程度的实用价值。 1 3 国内外土地信息系统建设现状与发展 作为采集和提供土地信息的土地信息系统( l i s ) 是有效管理土地资源，制定 土地有关政策的基础，在土地资源管理中发挥着至关重要的作用。国外，7 0 年 代，建立l i s ，以满足社会对土地有关的信息日益增长的需要。近年来，随着信 息技术的发展，促使工业社会向信息社会转变的技术革命，也极大地影响了l i s 领域的发展。发达国家的l 。i s 建设具有较长的历史，在服务于土地资源管理方面 形成了比较成熟的经验。近年来，随着g i s 和网络技术的发展及可持续发展模式 对土地有关的信息需求的变化，l i s 体系框架和功能发生了显著的变化，大多数 发达国家已完成l i s 的计算机化管理，并建立了基于网络技术的土地信息发布平 台。部分发展中国家也开始实施信息化建设项目。我国已经把土地信息系统的建 设纳入了法制轨道，新颁布的中华人民共和国土地管理法第三十条明确规定 “国家建立全国土地信息系统，对土地利用状况进行动态监测”。 1 3 1 国外土地信息系统建设现状与发展 目前，发达国家大多数都已完成基于g i s 和i n t e r n e t 技术的国家级土地信 息系统建设，在土地利用规划与地区经济发展方面发挥了重要的决策支持作用。 美国、加拿大、荷兰和澳大利亚的土地信息系统建设已经作为n s d i 建设的重要 组成部分。一些发展中国家也在考虑使用先进的信息技术，提高土地管理中的科 学化和信息化水平。通过对几个典型的不同类型国家的l i s 建设现状进行简单介 绍，我们能够从中看出l i s 在国外的发展状况。这里，我们以芬兰、荷兰、希腊 为例来说明。 芬兰的土地信息已有近5 0 0 年的积累。1 9 9 5 1 9 9 7 年期恻，芬兰的国家土地 测量署( n l s ) 选用s m a l lw o r d ( ：is 软件开发出了j a k o 系统。j a k o 系统重视信 息服务的有效性和多样性，在技术上充分利用了目前先进的数据库和6 1 8 技术， 功能得到很大提高。j a k o 系统中，属性数据和( 矢量格式) 地图数据存储在同一 个无缝关系型数据库中，该数据库具有多用户同时更新数据的功能。数据库中包 含4 0 0 多万个地块的数据，空间数据采用统一的坐标系( 高斯一克吕格投影) 。空 问数据还包括栅格格式的全国l ：2 万数字底图。数据库存储在位于赫尔辛基的一 个u n i x 服务器中，用地籍测量数据对袭用内的数据库进行更新和维护。由于该 数据库支持“长期处理”，因此，在数据库更新过程中，用户可以不必“锁定” 数据，这对土地信息管理来说是很重要的功能。j a k o 系统每年完成大约2 0 万个 地块的测量和有关的数据更新、维护工作，大大提高了数据采集、更新的效率。 j a k o 系统一个显著特点是i n t e r n e t 服务功能，n l s 以外的用户可以通过 i n t e r n e t ，按照地块标识号进行土地信息查询。 荷兰全国有7 5 0 多万个地块，自1 9 9 0 年开始，土地登记采用数字形式。1 9 9 7 年完成全国地籍图的数字化工作( 约3 0 0 0 0 多幅a 0 幅面的图件) ，1 9 9 9 年完成大 比例尺地形底图的数字化。二l 地有关的信息存储在4 个数据库中：( 1 ) 土地登记 数据库；( 2 ) 大比例尺地籍图数据库；( 3 ) 大比例尺地形图数据库；( 4 ) 大地测量 网数据库( 点数据) 。地籍署分布在全国1 5 个省的工作人员，通过i n t e r n e t 查询 和更新数据。具备一定专业知识的客户可以用终端仿真技术查询数据库。这种运 作模式和技术框架的优点是成本低、稳定。但是用户希望采用更简单易用的新技 术，来取代已经过时的终端仿真技术。目前采用的是一种临时性的技术解决方案， 即提供w e b 环境下的基于终端仿真技术的信息查询服务。为满足用户对土地信 息的需求，在2 0 0 1 年底土地信息系统就提供了i n t e r n e t 在线服务。 希腊的土地信息系统建设工作程度较低。希腊政府从1 9 9 8 年开始启动了 “古希腊地籍”项目，计划在1 5 年内建成全国性的土地信息系统。系统建成后， 将是一个客户端n 务器的网络系统，网络结点是总部和省级土地信息中心。全 国5 4 个省中每个省都设有土地信息中心，每个省级土地信息中心都有若干个地 籍办公室和其相连。每个结点都是一个以大局域网，有自己的客户端和服务器。 广域网拟采用i n t e r n e t 协议( 【p ) 建立。 总而言之，发达国家大多数已完成基于g i s 和i n t e r n e t 技术的国家级土地 信息系统建设，在土地利用规划与地区经济发展方面发挥了重要的决策支持作 刚。信息技术发展和用户对二l 地信息需求的变化，l i s 将向着综合化和集成化的 方向发展。未来的l i s 将具有如下发展趋势：( 1 ) 作为国家基础性地学数据信息 系统，将需要很高的投入。( 2 ) 信息技术和网络技术的发展，l i s 建设将基于 i n t e r n e t 的在线土地信息发伽平台。( 3 ) 对土地信息需求的变化将促使l i s 在总 体框架和功能设计上产生明显的改变，l i s 将更多地服务于自然资源和社会经济 发展规划。 4 1 3 2 国内土地信息系统建设现状与发展 近年来，我国土地信息系统建设与应用己经有了长足的进步，国家、省、地 级二匕地基础数据库、土地利用数据库、土地变更数据库等基础数据库和专题数据 库相继建立。各种应用系统，诸如：土地利用现状调查信息系统、城镇地籍管理 信息系统、土地利用总体规划辅助编制信息系统、土地分等定级估价信息系统、 土地登记系统、建设用地审批信息系统、土地市场管理信息系统、土地利用规划 管理信息系统、土地信息网站和土地信息服务系统等相继设计和建立。比较突出 的如：北京吉威数源信息技术有限公司建立的全国l ：5 0 万土地利用数据库系统， 系统能够进行海量数据的管理和分布式应用，是具有多层次 ( c l i e n t s e r v e r ，b r o w s e s e r v e r ) 的数据库应用系统：北京吉威数源信息技术有 限公司建立的国家级土地利用规划管理信息系统，建立了国家级规划数据库和国 家级应用系统，能实现对规划成果数据的有效管理和充分利用，提高了规划实施 的效率和科学性，改进了规划管理手段、加强了规划实施管理工作：杭州网新超 图地理信息技术有限公司建立的杰思科地籍管理信息系统、土地利用信息系统、 土地规划信息系统、建设用地信息系统、办公信息系统等都采用了较好的系统架 构和基于w e b 模式、基于组件等先进的技术；北京超图地理信息技术有限公司建 立的唐l l i 土地信息系统，则采用了c s 与b s 相结合的体系结构和s u p e r m a p o b j e c t s 建立，实现了唐山市国土局数字化办公和各处室之间的信息共享，精简 了业务办公流程，提高了工作效率。 尽管，我国各级土地信息系统建设都取得了巨大的进步，一定程度上确实提 高了土地部门的工作效率。然而，却也存在着许多突出的问题。诸如：建设中各 自为政，信息资源标准和技术标准不统一，缺乏共享法规，操作平台不统一，不 同的g i s 数据有不同的存储格式，不同的g i s 应用系统之间只能通过文件转换的 方式交换数据，并且不能保证交换无损，数据无法达到充分有效利用的目的。另 外，国家级、省级、地级、县级的数据构成金字塔状的数据集，各层间的数据不 能进行无缝交换，不同级别管理部门之间的数据也难以有效共享。 随着计算机技术在土地管理中运用的深化，利用计算机应用技术实现土地资 源管理数据的数字化、业务管理过程的计算机化、应用系统之间的数据传送的网 络化，建立共享的良好环境将是必然趋势。 1 4 本文研究的主要内容、研究思路 本文的研究是在充分了解国内外土地信息系统研究及发展建设情况的前提 下，参考国内土地信息系统较好的解决方案和成功的案例，特别是对现存主要的 县级土地应用系统建设暴露出的问题进行发掘，并结合重庆市潼南县实际情况， 探讨选择较好的g i s 平台、优秀的组织方案、主流的应用开发方式，构建一个旨 在服务于县级国土部门主要进行数据操作并能够实现和上一级数据库数据进行 交换和共享的应用系统。本文研究的主要内容具体集中在以下几点： ( 1 ) 对国内外土地信息系统建设情况进行分析，针对国内土地应用系统的发 展情况及其存在的主要问题进行概括总结。 ( 2 ) 对国内现有的县级土地应用系统分析总结，发掘系统的优势和存在的主 要问题，新系统构建必须吸取经验教训。 ( 3 ) 通过系统需求分析，完成系统总体设计、功能设计和数据库详细笈计： ( 4 ) 探讨系统实现的关键技术，并实现部分设计的功能。 研究思路：本论文目的在于研究构建一个服务于县级国土部门的应用系统。 系统应该主要面向应用、体现先进性、扩展性和开放性，能够实现和上级部门进 行数据交换和共享。研究总体思路是一个“继承一) 改进( 取精弃粕) ”的过程， 具体地说，必须进行如下工作： ( 1 ) 收集g i s 技术在土地领域应用情况的相关文献，运用对比分析的方法， 对国内外土地信息系统建设现状和发展情况、以及存在问题进行研究，针对国内 土地信息系统建设的特点和存在问题，特别是现有的县( 市) 级系统存在的部分 问题进行探讨。 ( 2 ) 进行需求分析，明确新系统目标和任务( 特别是对已建县级系统存在的 问题进行一定程度改进) 。 ( 3 ) 进行系统设计。 ( 4 ) 探讨选择适合的平台、开发环境、开发方式。 ( 5 ) 系统部分功能实现。 1 5 论文内容的组织 本论文内容组织安排如下： 第一章绪论：主要晚明本论文选题背景；研究的目的和意义；国内外土地 信息系统建设现状和发展情况；简要介绍本文研究的主要内容、研究思路。 第二章系统需求分析：主要对国内县级土地应用系统建设现状及存在问题 进行探讨，从而确定新系统的目的和任务，并用数据流程图使之清晰化。 第三章系统总体设计：主要阐述系统目标、系统设计的基本原则，进行子 系统设计、系统组网方案设计，探讨系统硬件环境配置、基础平台、开发平台、 开发语言、数据库管理系统、开发方式选择，进行代码设计、用户界面设计。 第四章系统功能设汁：主要是对3 个子系统功能的具体细化。 第五章数据库详细设计：主要是对空间数据库设计原则进行简单阐述，对 图层组织以及县( 市) 级土地利用空间数据库建库流程进行说明；对土地利用属性 数据库表结构进行表述；对空间数据库和属性数据库的关联进行描述。 第六章系统部分功能实现：主要探讨了系统实现的关键技术及系统部分功 能的开发和演示。 第七章结论和展望：对全文进行总结，阐述本论文研究工作的成果与结论， 并对进一步的工作进行展望。 第二章系统需求分析 随着“数字国土工程”的全面展开与不断深入，各级国土部门纷纷地投入了 大量人力、物力进行土地信息的数字化和信息化工作，各种野外调查数据，不同 比例尺图件资料急剧增加，面对数量巨大、来源多样、变更频繁的信息，利用先 进的技术进行信息的采集、存储、处理、管理、应用、分析成为必然。 目前，县级土地利用现状数据库已经基本建成，县级土地应用系统的建设正 处于研究和起步阶段。有少数县( 市) 也初步建立或正准备建设土地应用系统， 如：杭州网新超图地理信息技术有限公司建立的杰思科土地利用信息系统、杰思 科地籍管理信息系统、杰思科土地规划信息系统等就是直接面向县( 市) 级国土 部门用户。再如，广东南方数码科技有限公司建立的澧县国土资源信息管理系统 也是面向县级国土部门用户。然而，县级土地应用系统就全国来说，已经建设好 的毕竟是少数，并且很多都不同程度地存在问题。但是，“数字国土工程”的不 断深入，县级土地应用系统建设已成为必然趋势。 2 1 县级土地应用系统建设现状及存在问题 随着县级基础地理信息数据库和土地利用现状数据库基本建成，县级土地应 用系统建设成为必然趋势。少数县( 市) 已经初步建立土地应用系统，已经建立 的应用系统在一定程度上提高了县级国土部门的工作效率，对于合理利用土地资 源、完善管理、辅助决策等提供了一定程度的支持。然而，现有的一些系统在使 用过程中，在许多方面不同程度的暴露了一定的问题。 2 1 1 建设现状 县级土地应用系统建设正处于研究和试验阶段，已经建立的较好的系统，例 如：杰思科土地利用信息系统比较好地解决了一系列土地信息管理的关键技术， 如海量数据的管理、历史宗地的回溯、与管理信息系统的无缝集成等；杰思科土 地规划管理信息系统采用关系数据库统一管理图形和属性、可完成多种复杂的规 划变更操作、规划数据可直接从土地利用现状数据继承、集成了w o r d 办公软件、 可自动生成规划文本；杰思科地籍管理信息系统集成地理信息系统( g i s ) 技术 和工作流技术，按照土地登汜申请一地籍调查一土地登记审批一土地登记发证的 业务流程，真n i 实现了图形数据和属性数据的一体化管理，保障了r 常地籍管理 工作的标准化与流程化；杰思科建设用地系统采用关系数据库统一管理图形和属 性数据、数据无缝拼接，数据严格符合图形的剖分要求、数据无须面积平差，可 保证面积数据的逻辑一致性，很好地解决了土地信息中数据的完整性和连贯性， 使土地信息无缝集成：沈阳国源科技发展有限公司建立的土地利用规划信息系 统，按照国家的县( 市) 级土地利用规划数据库标准和县( 市) 级土地利 用规划管理信息系统建设指南的舰定，主要实现图形查询、属性查询、空问查 询、历史查询、实施查询、统汁、输出、专题、图像、维护等规划基本功能和规 划辅助编制、规划成果管理、规划实施控制等规划管理功能。另外，还有四川省 农业科学院遥感应用研究所建立的a u t o p l y 县级土地利用现状调查及变更调查 信息系统等。 除了上述县级土地应用系统外，还有相当部分县一级、有些地区市虽然投资 建设了土地应用系统，但现实中或者无人爱用，或者开发后不使用，或者系统建 设只是为了满足当前数据处理和信息管理的需求，这些系统往往对未来的考虑较 少，扩展性不强，难以数据共享。 2 1 2 存在问题 “数字国土工程”的全面开展给土地应用系统建设带来了很好的机遇，县级 土地应用系统的建设也成为必然趋势。然而，土地应用系统建设是涉及g i s 、数 据库、网络多方面的技术含量很高的系统工程，县级系统虽然建成的尚不多，但 却凸显出许多问题，主要包括： ( 1 ) 数字化信息积累依然不足，土地基础数据库建设重视不够。 主要表现在：图文资料不全，地籍图、土地利用现状图等图形资料实时性 差县级土地利用数据、城镇地籍信息有8 0 左右仍以纸介质方式保存。 ( 2 ) 系统建设比较盲目。 不切实际，盲目投资，采用完全自主式开发建设模式。 ( 3 ) 系统建设缺乏统性和规范性。 主要表现在：选择平台软件时比较盲目，致使系统间协调困难系统和数 据库建设标准化程度低、规范性差地、县之问不能实现数据共享，形成一个个 数据孤岛。 2 2 系统目的和任务确定 为了满足对县级土地利用数据进行更好的管理和应用，县级土地利用应用系 9 统建设是大势所趋。然而，系统构建必须吸取已有的经验教训，尤其是充分重视 现有县级应用系统建设中暴露出的问题：( 1 ) 对于问题一，要引起各国土部门的 充分重视，数字化信息的积累与土地基础数据库建设是基础，没有足够准确的信 息，一切都无从说起，但问题一的解决非一日之功，要逐渐改善。( 2 ) 对于问题 二的系统建设盲目要有足够重视，要切合实际、兼顾目前与长远，选择最佳开发 方式。( 3 ) 问题三的平台选择问题，就要充分结合当前需要与未来发展需求，并 仔细比较土地行业系统建设所采用的主要平台的优缺点，从中选择出较好平台； 至于系统和数据库标准、规范性问题，要做到，已有标准、规范的尽量采用，仍 不存在标准、规范的参照相关标准、规范： 虽然，数据交换和共享早已经被提上日程，但现实系统建设中( 特别是县级 系统) 仍没有得到很好的实施和解决，或者应用系统建设仍是单机模式( 虽然早 已不适应需求) ，或者虽然选择了网络模式，但因对县级土地部门的实际情况考 虑不当选择了不适当的模式。然而，如今比较突出的现实问题是：国家、省、地 级土地信息系统已经基本处于建设中，或者部分建设完毕，这三级系统基本都采 用基于网络的构建模式，用于实现数据交换和共享，是三级一体的访问模式。但 整体的系统建设目标是“国家一省一地一县”四级访问结构，因此，为了打破地、 县之间的“数据孤岛”事实，必须选择最适当的网络模式，构建本应用系统，以 实现地一县之间的数据交换和共享。 考虑到系统的服务对象主要是县级国土部门的一般业务人员，少数情况下国 土部门领导也可能使用。可以说，系统面对的用户对于o i s 、计算机应用等知识 一般比较缺乏，系统的用户一定时间内也不会很多，他们使用系统也主要是进行 数据相关操作。因此，系统要首先保证县级国土各相关部门之问的数据交换和共 享，同时能够通过国土资源网察看上级( 地级) 国土部门发布的信息，上级国土 部门能对县级国土部门相关信息进, 1 7 - i , t | j 览、简单查询等。其次，系统当前要能够 实现土地利用图形数据和表格数据的读取、处理、管理、查询统计、输出等，并 能对系统进行简单维护。再次，系统要能够扩展，扩展后要能具备一定土地分析 和辅助决策能力。 经过探讨，对系统的目的和任务有了较为清晰的认识，可以用数据流程图来 简单表示，图2 - 1 为数据流程图总图，图2 2 为县级土地利用应用系统数据流程 图，图2 3 、图2 - 4 和图2 5 分别为“处理”、“分析”、“输出”经细化后的流程 图。具体如图所示： 输入 访存 问储 本 地 存 储 参考、引川 图2 - 1 数据流程图总图 图2 - 2 县级土地利用应用系统数据流程图 图2 - 3 “处理”流程分图 视图结果 统计结果 分析结果 图2 - 4 “分析”流程分图 分析结果+ 专题图+ 统计图_ 统汁报表 输出 统计台帐卜 分析报表+ 图2 - 5 “输出”流程分图 1 2 3 1 系统目标 第三章系统总体设计 本系统属空问型信息系统，近期目标是构建一个县级客户端应用( 留有c s 接口) ，即以g i s 技术为核心，在( ；i s 基本功能的基础上，实现对土地利用信息 的统计，即重点放在在数据管理、查询、统计等功能上，这充分体现了近期目标 的实用性。考虑到系统的服务对象可能要求系统具备分析和辅助决策能力，系统 必须具有很好的扩展性。因此，系统应采用优秀的g i s 平台、主流的二次开发平 台和最佳的开发方式，保证系统的先进性、可扩展性和开放性。系统的中远期目 标是扩展和完善应用系统的网络化，使之能够和上级部门数据库数据交换和共 享，在逐渐完善基础地理信息数据库、土地利用数据库和土地变更数据库等专题 数据库基础上，使系统具备土地分析功能，建立起各种土地利用的专业应用模型， 为用户决策提供信息支持。 3 2 系统设计的基本原则 ( 1 ) 先进性原则：利用当前主流的g 1 8 二次开发平台，建设一个性能稳定， 功能较强的面向县级国土部门的应用系统。 ( 2 ) 标准化、规范化原则：数据分类与编码、数据精度、数据坐标系统等参 照相关的规范性文件，如：土地利用现状调查技术规程( 1 9 8 4 年全国农业区 划委员会) 、土地利用现状变更调查地( 市) 级汇总技术规程( t d l 0 0 3 9 3 ) 、 土地利用现状变更调查省级汇总技术规程( t d l 0 0 3 9 4 ) 、县( 市) 级土地利 用数据库建设技术规范( 国土资源部) 、县( 市) 级土地利用现状数据库建设 标准( 国二l 资源部) 、日常地籍管理办法 ( 国家土地管理局) 等。 ( 3 ) 面向应用原则：系统建设以应用为导向，界面友好，操作方便、灵活， 具有相关的帮助和提示功能。 ( 4 ) 可扩展性和开放性原则：系统应具有良好的接口，以便系统能不断地扩 展和完善；系统在输入、输出方面应具有较强的兼容性。 ( 5 ) 可靠性原则：数据库中所有数据应准确可靠，而且，应有很强的容错能 力和处理突发事件的能力。 3 3 子系统和系统总体结构设计 根据土地利用应用系统总体目标及设计原则，将整个系统分为3 大功能子系 统。分别为：系统维护子系统、土地利用子系统、土地分析子系统，每个子系统 又山若干个功能模块组成，子系统结构如图3 1 ，系统总体结构如图3 2 所示 图3 1 县级土地利用应用系统子系统结构示意图 图3 - 2 系统总体结构图 1 4 3 4 系统的组网方案 目前，基于网络模式的应用型系统 和浏览器服务器b r o w s e r s e r v e r ( b s ) 单比较，如表3 一l 所示： 有客户端服务器c ie nt s e r v e r ( c s ) 两种模式。首先，对这两种模式进行简 表3 1c s 模式和b s 模式简单比较 比较项目c s 模式b s 模式 系统结构分布式胖服务器、瘦客户端式 服务器端集中管理数据主要的命令执行、数据计算、应用程序 安装等 客户端儿乎所有的处理任务通过免费浏览器执行所有操作( 不用安 装应川程序) 优点充分利州客户机性能，计算处理能力可实现系统集中管理和维护，对前端用 较强，物理上客户机端、服务器端都户数没有限制，土地部门可以公开发布 易于扩充信息 缺点系统维护要求高、对网络要求较高对图形数据的编辑处理能力较弱，对空 间数据的存储效率不高 下面，对系统服务对象进行简单调研，如表3 2 所示： 表3 - 2 系统服务对象调研情况表 服务对象县级国土部门业务人员、部门领导( 有时) ，使川者可能不会很多 人员素质计算机知i ：i = ! ，g i s 知识可能较缺乏 使用目的主要对十地利j _ i _ | 相关数据进行操作 部门间业务经常业务往来 与上级联系可能要浏览上级部门发布的信息上级部门可能要对县级一t 地信息进行浏览、 简单的查询和分析 通过简单调研，发现县级国土部门内部及和上级国土部门之间都存在数据 交换和共享的需求，结合c s 模式和b s 模式特点，选择如下组网方案： ( 1 ) 县级国土部门内部采用c s 模式搭建( 通过局域网连接) ：不仅充分利用 了c s 模式客户机处理能力强的优势，而且避开了对网络要求高的缺点。 ( 2 ) 与上级国土部门之间采用8 s 模式搭建( 通过国土资源网连接) ：主要的 处理( 浏览、简单查询、分析等) 都由上级系统执行。 具体组网方案如图3 - 3 所示 图3 - 3 系统组网方案 县级服务器端要配置数据库服务器( 如o r a c le 、s q ls e r v e r 、i n f o r m ix 服 务器等) 、s d e 、a r c e d i f o r 等，所有的数据统一集中存放在服务器端数据库中。 其中，s d e 用于连接数据库，提供县级单位各客户端访问数据库数据的通道： a r c e d i t o r 供县级服务器管理员使用，对数据库的内容进行维护；一般选择采用 p e r s o n a lg e o d a t a b a s e 进行数据的存储。 县级客户端，a r c g i sg n g i n e 用来二次开发( 图形组件定制) ，搭建c s 模 式的系统，实现内部业务客户端应用。客户端需要r u n t i m e 才能使用。另外， 还要配置数据库客户端，通过编写好的应用软件可以实现对存放在县级服务器端 数据库中数据的访问和相关操作主要是实现客户端对数据的编辑、修改、浏 览、查询、统计、分析功能。 在县级国土部门与上级( 地级) 国土部门之间采用b s 模式搭建，通过国土 资源网互联。通过a r c i m s ，地级部门可在国土资源网上进行数据的发布和共享， 也可对县级国土部门的数据进行浏览、简单的查询和分析。 这里，本文重点将集中在研究构建一个县级客户端应用上( 编写出c s 模式 接口) 。 3 5 系统硬件环境配置 硬件配置的选择取决于系统的任务性质和经费条件，硬件设备还要根据软件 的要求和软件的类型来选择，依据任务性质和软件要求，采用如表3 3 硬件配置。 表3 - 3 系统硬件配置 微机 p e n t i u mi i i 以上 c p u 速度i 2 g h z 以上 m e m o r y 2 5 6 m 以上 r a m 推荐6 1 2 m b 以上 硬盘4 0 g 以上 显示器颜色高于2 5 6 色 网络设备略交换机、网卡、网线 ，： 。 打印机喷墨或激光打印机 3 6 系统软件设计 软件的选择直接影响系统开发和使用效率，选择的软件性能要能够满足建立 系统的需要，要具有良好的开放性、兼容性和扩展性。软件选择般包括系统基 础平台的选择、二次开发平台的选择、丌发语言的选择和数据库管理系统的选择。 3 6 1 系统基础平台的选择 国内土地领域，系统建设所采用的g i s 平台多种多样，经过分析总结采用的 最主要g i s 平台有： ( 1 ) a r c g i s ，如，基于a r c g i s9 的城乡一体化地籍信息系统、瑞得土地管理 系统、辽宁省各市的地籍管理系统、澧县国土资源信息管理系统，以及全国1 ：5 0 万二t 地利用数据库等。 ( 2 ) m a p g i s ，如，桂林市土地信息系统等。 ( 3 ) s u p e r m a p ，如，唐山土地信息系统、杰思科土地利用信息系统、杰思科 土地规划信息系统、杰思科地籍管理信息系统等。 总的来说，它们各有特色，表3 - 4 对这3 种平台进行简单比较 表3 - 4a r c g i s 、m a p g i s 、s u p e r m a p 简单比较 软件名称a r c g i s m a p g i ss u p e r m a p 公司名称e s r i ( 美)中地大( 中) 超图地信公司( 中) 操作系统 u n i x 、w i n d o w sw i n d o w sw i n d o w s d b a s e 、s o ls e r v e r 、s o ls e r v e r 、o r a c l e 、 数据库支持o r a c l e 等多种关系数 d b a s e 、f o x b a s e a c c e s s 等多种关系数据 据库 婪 库 海量数据管理能力非常高( t b 级)较高高 多类型数据统一管理 非常好一般 较好 长事务处理、版本管理 好一般 较好 并发访问能力高效支持较好 拓扑关系规则g e o d a t a b a s e 可定义不可定义支持 数据格式 5 0 多种格式转换 少于2 0 种 支持不一f2 0 种数据格式 信息发布能力 强( a r c i m s ) 弱较强( s u p e r m a pi s ) 体系结构伸缩性 好 一般较好 二次开发能力强、较复杂较弱、复杂