MapGIS土地利用规划系统解决方案

1、土地规划管理系统解决方案1 引言土地是人类社会赖以生存和发展的最基本、最重要的生产资料之一，是一种不可再生的有限的宝贵资源。随着社会的发展与进步，土地资源的合理和有效利用变得越来越重要，直接关系到社会的可持续发展。在以往的土地资源管理中，许多是采用手工模式，土地信息的查阅、统计、变更非常不方便，效率极其低下。要规范、科学、便捷的管理土地信息，必须依靠新的科技手段来实现。新土地管理法提高了土地利用规划总体规划的法律地位和作用，相应地对土地利用规划管理工作有了更高的要求。土地利用规划总体规划是五级构成体系。各级土地利用规划总体规划的性质不同，国家级和省级土地利用规划总体规划属宏观控制性规划，县（市

2、）级土地利用规划属实施性规划，主要是落实上级土地利用规划的控制指标和布局要求，划分土地利用规划区，明确土地利用规划区的土地用途和使用条件。由此看来土地利用规划总体规划是通过县（市）级土地利用规划总体规划落实,县（市）级土地利用规划管理工作是否科学、合理、有效和规范是搞好土地管理工作的关键。因此目前国家大力抓县（市）级规划管理工作，本课题就是来源于国土资源部县(市)级土地利用规划管理信息系统的试点项目。采用先进的计算机技术与GIS技术进行县（市）级土地利用规划管理信息系统建设研究工作，具有以下重要意义。 利用先进的信息技术对规划成果进行管理，以数字化管理代替传统数据管理方式，能够高效地管理海量的

3、多时态土地利用规划数据，实现对土地资源的科学管理，及时提供科学、详实、直观的数据，为土地利用规划、基本农田保护、决策层的决策提供科学依据，实现耕地总量动态平衡，最终达到区域可持续发展。 土地管理工作是以规划为基础的有机整体，而目前的规划信息与其它土地业务信息难以有机的融合，利用先进的技术手段实现信息的交换、共享，充分发挥规划在土地管理中的指导作用。 目前国家不断加强对土地资源的管理力度，规划尤其重要，利用先进的信息技术辅助进行土地利用规划管理工作，提高规划管理的效率和水平，以规划管理的信息化带动规划管理的科学化，以保证土地利用规划的经济、社会和生态环境的协调发展。1.1 系统建设的目标和内容本

4、系统将通过地理信息系统（GIS）技术、关系数据库技术、网络信息技术设计开发出符合实际、功能全面、性能稳定的县（市）级土地利用规划管理信息系统软件，同时利用长事务技术以及方案对比来进行规划的编制和局部调整，利用空间数据库技术建立指标数据库实现多指标多项目的有效的动态管理，利用工作流技术来实现规划业务中审批的流程，最终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、规划实施、辅助决策的功能，提高工作效率和数据的准确性、科学性、实时性，深化工作内容，为规划管理工作的进一步发展提供高水平的技术支持，同时研究和探索县（市）级土地利用规划管理信息系统建设方法和组织模式及标准化体系，为县（市）级土地利

5、用规划管理信息系统建设探索积累经验。1.2 系统设计的主要任务系统设计是应用型地理信息系统开发过程中的重要环节。在完成对对各国土资源局内各业务职能的需求调研后，我们对各业务的GIS需求和应用方式有了清晰地了解。在此基础上，需要界定系统开发目标；结合办公特点，设计软件开发技术方案（包括总体布局、结构安排和功能设计）；对业务数据进行分析，设计合理的数据库结构；对原始资料现状进行分析，设计数据库施工方案，对工程进行组织和安排，为下阶段软件详细设计和数据库施工提供依据。系统设计的主要任务有：（1） 设计应用软件系统结构；（2） 设计数据结构；（3） 设计网络运行环境；（4） 分析数据来源，对数据进行组

6、织；（5） 设计专题数据库；（6） 制定系统建立、系统管理与维护的方案；（7） 制定工程组织及实施方案；（8） 制定项目验收、培训及售后服务方案。1.3 总体设计的技术依据1.3.1 系统功能设计的技术依据一国土资源部关于信息化建设的一系列标准国土资源信息化“十五”规划和2010年远景目标（纲要）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国土资源信息系统建设规范县（市）级土地利用规划管理信息系统建设指南乡(镇)土地利用规划总体规划编制规程全国国土资源信息网络系统建设规范（试行）全国国土资源信息网络系统安全管理规定（试行）二国家以及主管部门发的政策性文件目录(1) 企业管理信息系统开

7、发规范（试行），国务院电子信息系统推广应用办公室(2) 土地利用规划调查技术规程，全国农业区划委员会(3) 城镇地籍调查规程，国土资源部(4) 县级土地利用规划总体规划规程，国土资源部(5) 城镇土地分等定级规程，GB/T 185072001(6) 城镇土地估价规程，GB/T 185082001(7) 国务院关于加强国有土地资产管理的通知，国发200115号(8) 关于整顿和规范土地市场秩序的通知，国土资发2001174号(9) 关于进一步推行招标拍卖出让国有土地使用权的通知，国土资发199930号(10) 关于切实做好耕地占补平衡工作的通知，国土资发199939号(11) 关于印发试行的通知

8、，国土资发2001255号(12) 关于建立建设用地信息发布制度的通知，国土资发1998222号国土资源行政复议规定，国土资发20018号三地方政府和主管部门发的政策性文件目录1.3.2 数据库建设方面的技术依据一数据国家标准(1)中华人民共和国行政区划代码，GB 22602000 (2)地球空间数据交换格式，GB/T 177981999 (3)国土基础信息数据分类与代码，GB/T 139231992(4)国家基本比例尺地形图分幅和编号，GB/T 139891992(5)15000 110000地形图图式，GB/T 57911993(6)110000基础地理信息更新与建库总体纲要，GB/T二数

9、据库方面的行业标准(1) 城镇地籍数据库标准(试行)，国土资源部(2) 县(市)级土地利用规划数据库标准(试行)，国土资源部(3) 县(市)级土地利用规划数据库标准，国土资源部(4) 乡(镇)土地利用规划总体规划编制规程国土资源信息核心元数据库标准，国土资源部地质图空间数据库工作指南，国土资源部矿产地质数据库建设工作指南，国土资源部矿产资源规划数据库标准，国土资源部三数据工程质量方面的标准等(1)土地利用规划数据验收标准，国土资源部1.3.3 软件工程管理中的技术依据(1)软件工程术语，GB/T 11457-1989(2)计算机软件开发规范，GB/T 8566-1988(3)计算机软件产品开发

10、文件编制指南，GB/T 8567-1988(4)计算机软件需求说明编制指南，GB/T9385-1988(5)信息技术 软件生存期过程，GB/T 8566-1995(6)软件文档管理指南，GB/T 16680-1996(7)计算机质量保证计划规范，GB/T 12504-1990(8)计算机配置管理计划规范，GB/T 12505-19902 系统建设的目标描述2.1 系统建设的目标描述土地利用规划管理信息系统建设以国土资源部现有的技术规程为基础、以MAPGIS为基础平台、以计算机网络为传输载体、使用可视化技术，目标是满足土地管理部门对土地利用规划数据日常管理的需要，提高土地管理的效率和质量，充分利

11、用GIS技术来减轻土地管理的劳动强度，切实有效的实现土地资源管理的信息化、规范化和工作的高效化。2.2 对系统目标内涵的说明以先进的GIS技术为主导技术，以国土资源部现有的技术规程为基础，确保系统在软件工程和数据库建设方面符合行业规范；系统建设要充分考虑与国土资源部、省国土资源厅、县（区）市局、市政府等有关部门之间的网络联接，实现数据共享，为本系统的延伸和发展创造条件；系统采用的关键技术手段先进，具备海量空间数据管理能力，能保证空间数据加载速度；使用工作流技术对业务过程进行模拟，建立符合行业规范的专业应用模型；实现市局内业务流转过程无纸化,实现业务处理功能操作“傻瓜型”,满足办公自动化的需要；

12、同时也应提供操作简单但功能强大的操作功能；系统能方便、快捷、安全地在网络环境下运行,建立国土资源Internet信息发布系统；实现系统良好的开放性,可以利用API、控件及OLE等技术,方便地进行二次开发；系统在输入、输出方面具有较强的兼容性，能进行各种不同数据格式的转换；系统提供确保数据资源安全的有效手段，保证系统运行稳定可靠,实现土地资源管理的信息化、规范化和工作的高效化。3 系统设计的原则土地利用规划管理信息系统的建设包括软件开发、数据库建设、网络设计和系统维护等多项工作，是一项工程量大、复杂的信息系统工程。需要综合考虑各方面因素，审慎处理先进与实用、规范与灵活的关系问题，在设计时应遵循以

13、下原则：3.1 规范性原则工作过程的控制，应以国土资源部现有的技术规程为基础，确保系统在工作流程上符合规范；输入/输出符合行业标准；软件工程和数据库建设符合行业规范。3.2 实用性原则（1） 市局内业务流转过程实现无纸化；（2） 界面设计尽量模拟人的工作习惯，随时提示；（3） 最好少用或不用键盘；（4） 业务处理的操作功能最好是“傻瓜型”，简单、易于操作；同时也应提供复杂但功能强大的操作功能，供系统维护人员使用。3.3 先进性原则包括硬件设备、软件和技术方法的先进性：（1） 硬件设备的先进性：硬件设备应选用性能价格比高的设备，并有很高的可靠性和较长的使用寿命； （2） 软件的先进性：软件应当采

14、用目前国际上通用并符合发展趋势的软件，为以后的功能扩充打下基础；（3） 技术方法的先进性：采用先进的技术方法和理论，设计实用、可靠、具有先进理论水平的分析模型和应用模型。3.4 安全性原则由于系统业务涉及不同权限的职能部门、不同类型的业务数据，系统的安全保密性是系统设计的重要原则。系统应采用权限控制和网络控制两种方法，保证整个软件系统不会出现非法访问和各子功能的非法使用：（1）权限控制包括操作系统、数据库管理系统和按岗位权限设置功能三级控制；使系统本身对于数据库中数据存取进行控制，防止无关用户对数据的有意或无意破坏以及对数据的非法存取，并采用数据备份等技术，保证数据的安全性；（2） 网络控制采

15、用内网从物理上和外网分开，通过防火墙同外网进行隔离的网络建设方案；网上申报通过用户名和密码的检验来保证安全。3.5 可靠性原则包括数据的可靠性和系统运行的可靠性：（1）数据可靠性：数据库中的所有数据应是准确可靠的，这一点由数据库施工方案所设计的技术路线以及数据库施工组织来保证；（2） 系统可靠性：系统应有很强的容错能力和处理突发事件的能力，不致于因某个动作或某个突发事件导致数据丢失和系统瘫痪。3.6 可扩展性与开放性原则（1） 系统应具有良好的接口和方便的二次开发工具，以便系统不断地扩充、求精和完善；（2） 设计优化的系统结构及灵活的数据库系统，使各功能模块在相互关联的基础上尽可能独立操作运行

16、，使系统能方便地实现各个级别（市、区、县）地形图、详查图、地籍图等数据库的维护和拼接；（3） 系统在输入、输出方面应具有较强的兼容性，能进行各种不同数据格式的转换。4 系统设计中应用的关键技术4.1 MapGIS基础平台业务多样、图纸复杂、表格繁多，数据来源多、数据量大、空间跨度大、要求的精度高是国土资源信息显著的特征，这决定了管理信息系统必须采用先进的GIS技术。由中国地质大学信息工程学院中地公司开发研制的国产GIS平台MAPGIS，经过多年不断的努力，目前已发展成为面向网络环境的全组件式大型通用GIS平台软件；在性能上已经达到国际先进水平，在国内的市场占有率保持第一名，在国家科技部组织的G

17、IS测评中，连续6年名列前茅。这一技术成果使土地利用规划数据库管理信息系统具有高品质的保证。4.2 应用的关键技术4.2.1 多类型空间数据集成技术国土资源信息中涉及到文本、图形、图像、声音和影像等各种资料，分别归于属性数据、图形图像数据和空间拓扑数据等不同性质的数据类型。为了提高 GIS软件对数据库管理的效率，减少软件内部数据通信的复杂性，势必要将各类数据有机地集成起来。如何处理好这些数据的相互兼容，使其协调工作显得十分重要。要将图形、图像、数值、文本等信息全部集成在数据结构中，依靠传统的数据结构方案无法实现，只有寻找新的突破点。利用MapGIS的SDE(空间数据库引擎)，可将空间数据放在商

18、业关系数据库中管理，这样既可大大拓展空间数据的容量，又可以利用关系数据库的海量数据管理、事务处理（Transaction）、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能，使空间数据与非空间数据一体化集成。SDE结构如图4-1所示： 客户端应用客户端SDE服务器端SDE服务器数据库 客户端 服务器端图4-1 海量图库逻辑结构图SDE将客户端对空间数据、拓扑数据、属性数据的查询、添加、修改等操作转换成数据库的关系操作，同时SDE对这些表格操作进行优化工作，系统为客户端或系统管理员提供一个GIS的概念模型，通过SDE，使用户脱离了关系数据库中许多繁琐的细节，可以直接以GIS的概念对数据进行维护和权限管理等，S

19、DE还可以实现某些关系数据库层次做不到的数据自动检查维护功能，如拓扑一致性检查等。4.2.2 海量图库管理技术MAPGIS国土资源信息系统拥有强大的海量数据管理能力，它将数据分为两类，地形数据以分幅专题层的方式通过MAPGIS海量地图库管理；专业数据以专题层的方式通过MAPGIS工作区管理。两类数据通过空间位置叠至在一起形成完整一体。MAPGIS海量地图库管理系统在平面上以图幅为单位来管理各幅地图，在纵向上以“要素层”来组织各图幅数据，逻辑结构如图4-2所示。图中所示的图库是由9个图幅组成，具有4层要素层。平面范围来看，图库是由各个图幅拼接而成，而从纵向厚度来看，图库是由各个“要素层”数据重叠

20、而成。按这种组织方式，结合灵巧的具体实现，MAPGIS海量地图库管理系统可以提供给用户灵活直观的数据入库手段、强有力的数据查询途径和高效快捷的漫游显示等功能和特性。按这种组织方式，MAPGIS海量地图库管理系统易于针对地图数据库管理的特殊性，提供给用户图幅与图幅间的接边功能，以消除相邻图幅间的接合误差，不至于让人感到整幅图是分块拼合的结果；易于实现对跨图幅图元进行整体查询和归并检索输出，同时保证系统的快速、高效性能。 图幅1 图幅2 图幅3 要素层1 要素层2 要素层3 要素层4图4-2 海量图库逻辑结构图4.2.3 规划方案对比分析编制规划时，要依据上级下达的一定指标来进行。我国的土地基本国

21、策是“大力发展经济，合理利用每一寸土地，切实落实好耕地保护”。这之间有一个矛盾：大力发展经济，会伴随建设用地的增多，占用耕地，使耕地减少。一般说来，各个县市在编制规划时，通常要依据三个指标：耕地保有量、建设用地新增规模和新增建设用地占耕地量。如何在耕地保有量和建设用地新增规划之间达到平衡是一个关键，是形成不同方案的原因。此外，在编制规划过程中，要综合考虑环境保护、城镇规划、土地开发复垦各方面的因素，不可避免的要进行多套方案的设计。譬如，在四川郫县的规划编制过程中，考虑到郫县的东北方为成都市的自来饮用水主要提供区，因此在这块区域尽量少的开发建设用地，以免污染，为此曾进行过多个方案的讨论和设计，形

22、成多套方案。最后在不同的方案之间进行比较，寻求最合适的一个。在实际业务中，由于形成多套方案是不可避免的。因此如何比较这些方案的优劣，是规划系统要解决的问题。首先可以对每套方案单独分析，由于系统中空间数据与属性数据是一体化管理，因此可以通过以“地类代码”为主要条件从图上来分析检索，得到每种地类的数据并单独出表，得到这些综合的数据后，比较每个方案的数据，根据各种指标控制规定以及实际的情况选择一个合理的方案；同时，这些数据也可以和基期数据相比较，根据变化值来选择方案。在编制系统中可以把每次形成的方案存储，并通过分析统计每个方案的数据，把多套方案形成一张“规划方案对比表”，反映出两套方案之间的地类对比

23、情况，从而使决策者很清晰的看出每个方案的优劣，正确的选择方案。4.2.4 多用户并发访问与长事务处理技术在国土资源信息管理与服务系统中，要处理大量的信息数据，受到网络的传输协议、实时访问量、带宽占用等的约束，把用户请求和结果数据有效地传输，成为影响系统性能的重要因素。一个成功的国土资源信息的管理与服务系统，不仅要具备空间数据操作、发布功能，而且还要具备处理大量用户的并发访问和“长事务”（多用户环境下的空间分析是一个长时间的事务，称“长事务”）技术的能力，确保系统响应的速度和对服务器资源的最少占用，使服务工作顺利开展。如何实现多用户并发访问、快速有效的传输数据是迫切需要解决的关键技术问题。（1）

24、多用户并发访问技术用于国土资源信息应用与服务的WebGIS系统建立是基于 Windows NT平台的 Web服务器 IIS，为确保系统响应的速度和对服务器资源的最少占用，通过对比分析 CGI与 ISAPI扩展的优缺点，确定了在 WebGIS服务器扩展部分采用 ISAPI的方案。为了使 WebGIS应用服务器与 ISAPI配合，真正发挥服务器对大量并发访问的有效响应，采用了Windows NT特有的先进的多线程和命名管道技术。在WebGIS应用服务器中，由主进程针对每一个用户请求创建一个线程来响应，服务器可以充分利用多线程机制，让各子线程分别处理用户的请求，达到并行处理的效果，保证了系统对请求的

25、快速反应。同时，各线程独立工作，完毕后自动结束，释放系统资源，保证系统始终处于良好的运行状态。保证了在网络大量用户并发访问时，WebGIS服务器能够快速有效地作出反应。（2）长事务处理技术针对“长事务”完成时间长短不一的特点，采用将HTML技术和“PUSH”技术相结合的解决方案进行事务处理工作，即1）用户发出空间分析请求，通过Web服务器传输到GIS服务器；2）GIS服务器通过读取空间数据和属性数据，进行各项空间分析，将分析结果存储在特定的主页中；3）事务完成之后，用户端可以使用标识和密码，查询空间分析结果，可进行下载、公布或删除等操作；4）若使用“PUSH”技术，服务器在事务处理完成后，将分

26、析结果自动送给用户。这一方案对于在Internet上大量使用国土资源信息数据进行空间分析操作有着十分重要的意义。4.2.5 空间分析技术在规划实施的业务过程中，由于指标的种类多、使用情况变化快等原因，规划人员最难管理的就是指标。基于以前的管理模式当业务人员想时时知道某个指标的使用以及节余情况，必须对所有的案卷占用指标情况进行统计才能得到结果，因此在做规划系统的时候就专门提供了一个针对指标的进和出的管理空间，即指标库。对于指标库的设计我们将从两个方面来考虑：首先必须把所有的各种类型的指标管理起来，方便业务人员随时查看，即指标的进库；其次，必须把指标和用地项目相关联，使业务人员能时时的看到指标被项

27、目所占用的情况，以及每个项目所占用的指标情况，即实现一对多，多对一的关系。最后，必须把用地项目和补充耕地项目联系起来，使业务人员能随时查看指标是否平衡，好及时调整指标。因为国家为使耕地总量保持不变，实行了“占补平衡”措施：即用多少耕地，就必须采用各种方式补回多少耕地。因此把指标库设计成三个表，一个计划指标表（LYJH.WB）、实际使用指标表（REALUSELAND.WB）和实际增加耕地表（REALZHENGLI.WB）。通过这三个表就能把指标、用地情况、补充耕地情况很好的关联起来，实现了占补平衡功能，这样业务人员就可以非常清楚的知道各种指标的任何使用情况，减轻了日常工作强度。5 系统结构设计5

28、.1 系统结构模式概述计算机应用结构的演变主要经历了三个阶段：集中式或终端式的结构、Client/ Server(客户机/服务器)结构、Browser/Server(浏览器/服务器)结构。（1）集中式早期的集中式结构属于全封闭式系统，不同系统之间无法进行交流，信息共享能力差，而且系统扩展很不方便，已经不适应信息技术发展的需求。（2）Client/Server模式C/S模式是基于网络技术发展起来的一种新型体系结构的信息处理模式，具有较强的信息共享能力。在这种模式中，Client端处理GIS应用软件，可由微机或工作站承担；Server端负责存储系统的数据、执行空间与属性数据库管理软件、响应Clie

29、nt端对GIS应用功能的服务请求，可由分布在不同地点的多台微机、工作站、专用服务器等承担。这种结构的配置较为灵活，每个用户具有较强的独立性。但需要在每一个Client端安装特定的应用程序，限制了Client端的灵活性，而且存在Client端跨多平台时不灵活的问题，因此这种结构具有一定的局限性。C/S网络运行模式操作复杂，对系统维护人员要求高。这样对于一般的土地部门往往会出现因为管理人员的维护不当而使系统出错甚至使系统崩溃。 另外C/S方式对网络要求比较高，一般适用于局域网内部使用。（3）Browser/Server模式B/S结构扩展了客户机/服务器的概念，使开发者只需将注意力集中到Web服务器

30、端后台应用的开发，省去了客户端前台交互界面软件的开发，上网用户使用通用的多媒体浏览器(如IE)就可进行信息访问和交流，数据操作和程序运行都在服务器中完成，实现客户端的零安装和零维护。这不仅可节省开发费用和加快开发进度，更重要的是实现了跨越多平台的开发。由于数据访问是实时的，当多用户并发访问、传输数据量较大时，易造成网络堵塞，降低访问速度。但随着WEB技术的成熟，网络带宽的不断增加，采用Browse/Server网络结构建立GIS信息系统已完全成为可能。（4）混合模式鉴于B/S方式和C/S方式各具优缺点，在土地利用规划数据库管理信息系统研制中，我们采用以Client/Server与Browse/

31、Server相结合的网络结构模式进行系统结构管理，为市局各职能部门业务的开展提供 可行的解决方案。对于市局信息中心，由于要负责数据更新和系统的维护等工作，涉及大量数据的处理，我们打算提供C/S模式，以充分利用其具有良好的人/机交互能力，对图形数据具有很强的处理和编辑能力，对于空间数据的存取效率高的特点，方便用户开展管理工作。对于各科室业务人员日常办公，由于办公地点分布地域广（市局、区局）、基层工作人员的素质差异较大，我们应为其提供B/S模式。这种胖服务器，瘦客户端的运行模式，主要命令执行、数据计算都在服务器上完成，而且应用程序也安装在服务器，客户机几乎是零安装零维护。所有日常办公操作可通过浏览

32、器完成，可也大大降低对基层办公人员的计算机技术要求（会使用计算机打字、上网即可）。采用B/S结构，可大大的减轻系统管理员的工作量，而且这种方式对前端的用户数没有限制，土地部门可进行公开发布信息，普通市民也可通过浏览器进行查询。5.2 系统结构设计5.2.1 系统框架鉴于B/S方式和C/S方式各具优缺点，在土地利用规划数据库管理信息系统研制中，我们建议采用Client/Server与Browse/Server相结合的系统体系结构（见图5-1），市局内部各职能科室通过局域网用B/S模式访问信息中心，局信息室以C/S模式管理数据；市局与外网采用物理隔开，通过Internet网相连，并设有防火墙，以保

33、证系统的安全性。市 局业务科室信息中心信息室B/SC/SPSTN/ISDN/ADSLInternet区 局县 局ISDN/ADSLB/SISDN/ADSL图5-1 土地利用规划数据库管理信息系统结构框架图6 系统功能设计6.1 系统结构框架设计土地利用规划数据库管理信息系统构成如图6-1所示，所有模块涉及的数据（包括图形和属性）均存放于系统数据库中，利用MapGIS平台提供的数据库管理功能进行管理。土地利用规划数据库管理信息系统1.1 6.3 土地资源调查与统计子系统用户界面工程管理修编局调成果输出历史管理数据转换查询统计系统维护建库模块.土地利用规划数据库管理信息系统 MAPGIS系统平台数

34、据库管理模块图形管理模块图6-1 系统结构框图6.2 系统模块设计原则（1）功能模块的设计目标综述国家对土地利用规划现状调查与统计工作制定了行业标准与数据库建设的技术规范，并就此颁布了土地利用规划数据库管理软件功能设计大纲。本系统的设计将依据上述规范及软件设计大纲和我们在用户需求分析中所获得的需求模型，利用GIS技术，为用户提供土地利用规划数据库建库、数据更新、建立土地利用规划统计台帐所需的专用工具，并提供丰富的数据编辑、查询统计以及数据输出功能；实现土地利用规划现状调查资料管理与利用的规范化和信息化。（2）面向业务的功能模块的设定原则国土资源管理的政府职能是通过设定一系列相互关联，但又彼此相

35、对独立的业务来体现，而这些业务则是由机构（业务科室）负责实施的。机构可能会发生变化，机构所对应的职能也可能会调整，但业务则是相对稳定和统一的。为了更好地满足国土资源管理需要，我们根据不同业务处理的需要，将国土资源信息系统进行物理分割，以保证国土资源管理的例行事务处理，可以由人/机对话方式辅助完成。采用这种方法的好处在于： 确保业务处理符合规范； 功能设计与数据库设计在业务处理角度是统一的，因而在逻辑实现上方便、合理； 系统面向业务可以方便地适应机构调整而引起的变化。对于各业务处理中涉及的一些共性的操作，我们将其分离出来设计为独立的功能模块，这样做既可以减少程序开发的工作量，又能使各应用模块在结

36、构上更为合理，符合结构化设计原则.（3）专题数据库的设计原则数据是操作（功能）的对象，以下各模块设计中均分为功能设计与专题数据库设计两部分，每一项业务处理功能都对应一个专题数据库。6.3 系统功能模块的设计土地利用规划数据库管理信息系统包括以下模块：(1)土地利用规划现状数据库管理模块(2)地形图库管理模块(3)图形编辑模块(4)数据采集模块(5)批量数据更新模块(6)历史数据管理模块(7)数据变更处理模块(8)空间分析管理模块(9)成果输出模块(10)查询统计模块(11) 系统维护模块(12) 土地利用规划数据库批量数据建库模块数据是操作（功能）的对象，每一项业务处理功能都对应一个系统模块。

37、由于是总体设计，模块设计仅限于描述模块的内容以及若干定义的概念设计。6.3.1 土地利用规划数据库管理模块设计该模块主要是为了实现对土地利用规划数据的有效组织和管理。根据国家有关土地利用规划数据库的行业标准和用户对于土地利用规划数据库管理信息系统的需求，系统管理模块应该具有以下子功能模块：（1） 文件管理模块：其主要的功能是管理土地利用规划数据库中的所有专题数据。针对不同的专题数据设计与其对应的操作，充分体现了数据组织管理的系统性和方便性。土地利用规划数据库中工程定义为土地利用规划专题数据和专题库的管理集合，土地专题数据表现为描述土地分布、状态、位置及属性等的空间数据，用文件或表的形式表现，例

38、如地类图斑（*.wp）、线状地物（*.wl）、零星地物（*.wt）、符号注记（*.wt）等土地特征要素，专题库分为自定义（*.mpj），图象（*.msi）和地图库（*.dbs）三种。（2）权属管理模块：权属管理模块统一管理各个地区的土地利用规划权属以及项目权限的配置, 针对不同的权属单位设计与其对应的操作,是系统操作方便快捷。（3） 图幅管理模块：一个土地利用规划数据库一般有多图幅数据，我们采用标准分幅来管理分幅数据，每个图幅都采用标准图幅号表示，图幅管理模块可以对其中任一标准分幅数据进行操作。（4）图例管理模块：图例管理模块管理系统出图所要用到的标准图例库，系统在出图过程中，将从中提取图形中

39、包含的图例，利用图面要素和图例之间一一对应的关系自动生成图例。用户还可以方便的对图例库进行编辑,以满足图形输出的条件。把土地利用规划管理信息系统（.lyt）用一个系统工程（.LIS）进行统一管理，一个工程可以包含有多个土地利用规划管理信息系统，但是，只有唯一的一个土地利用规划管理信息系统处于编辑状态。而土地利用规划的数据（包括专题数据和专题库）就由土地利用规划管理信息系统进行统一的管理。6.3.2 地形图库管理模块地图数据是地图诸要素的数字化表示。按几何特征，地图要素区分为点、线、面三类。这三类数据，以不同的数据结构，构成了地图数据库。MAPGIS海量地图库管理模块属于通用的地图数据库管理系统

40、。MAPGIS海量地图库管理模块采用了层类的概念,以图幅为单位来管理地图数据。每个图幅由若干层组成。这使得图库管理更有层次感，更具条理性。它给用户提供了灵活直观的数据入库手段、多种强有力的数据查询途径。针对地图数据库管理的特殊性，给用户提供了图幅与图幅之间的线和区的接边功能，以消除相邻图幅间的接合误差，使这些图幅拼接成为一完整地图时，不会让人感到整幅图是分块的结果。6.3.3 图形编辑模块MAPGIS图形编辑模块提供分别对点、线、面三种图元的空间数据和图形属性进行编辑的功能，是一个功能强大的图形编辑系统。图形编辑是机助制图中最重要的不可缺省的阶段。通过编辑，我们能够改善绘图精度、更新图形内容、

41、丰富图形表现力，实现图形综合。MAPGIS for Windows 的图形编辑模块，以“所见即所得”的工作方式面向用户，提供多级的Undo(后悔)以避免误操作，使用更加方便简单。6.3.4 数据采集模块MAPGIS数据采集子系统主要包含以下功能模块：（1）控制测量包含导线平差 ：控制测量是外业测量工作的前提与基础，布设一个精确合理的导线网，就能较好的控制整体数据的精度，为最终取得详细、完整、精确的数据打下良好的基础。（2）碎部测量：碎部测量包含多种测量方法和解析算法。使用这些方法和算法来极大的减少用户测量的工作量，充分利用计算机强大的计算处理能力，使用户能够快速高效的完成测绘任务。（3）图形编

42、辑：主要的编辑对象有三种：测点、地物、注记。编辑当中的操作主要是：新建、删除、移动、复制、属性修改等。（4）数据处理：主要进行数据采集和成果输出。可以转换读入多种其他同类测图软件数据、数字化仪数据、GPS数据、扫描矢量化数据等。图式符号及编码采用国家标准，并采用开放形式，用户可自定义编码及制作符号。在数据采集时提供多种测量方法和解析算法，其中涉及的大部分词语应为测量专业用语，便于用户的理解并快速掌握。（5）批量数据更新模块：数据批量更新模块是土地利用规划管理信息系统数据的入口。新建土地利用规划信息工程后通过数据批量更新模块将初始建库数据更新到土地利用规划管理信息系统当中。（6）历史数据管理模块

43、：历史数据管理模块主要针对系统历史数据进行管理。在本系统中历史数据主要指的是数据汇总记录、图形输出记录、excel表格输出记录。对历史数据可以进行浏览查询操作以及耕地结构分析、变化趋势分析、用地程度分析等。（7）数据局调模块：数据局调处理是土地利用规划管理的重要工作，在本系统中利用项目来管理局调操作，即每一个局调操作都是在一个局调项目中完成的。因此在进行局调操作前，需要新建一个局调项目，项目建立好后，就可以在当前项目中进行各种局调操作，通过“项目属性”可以浏览局调项目的信息，也可以根据需要“删除”当前局调项目以及将项目“提交入库”。项目入库后，项目将自动清除。局调操作包括地类图斑，线状规划和点

44、状规划的局调：面状规划的局调包括分割，合并，划归以及复杂变更；线状规划的变更包括添加线，删除线，线变窄，线拓宽；点状规划的变更包括添加点，删除点。非几何属性变更包图斑地类权属改变、零星地类面积权属改变。（8）空间分析管理模块统计：空间分析是GIS系统的重要功能之一，是GIS系统与计算机辅助绘图系统的主要区别。空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分。其中空间坐标用于描述实体的空间位置和几何形态；专业属性则是实体某一方面的性质。借助于这些空间分析，用户能够从原始数据中图示检索或条件检索出某些实体数据，还可以进行空间迭加分析，以及对各类实体的属性数据进行统计

45、。用户可重复使用各种分析工具，最终得出希望的结果。（9）成果输出模块：设计该模块是为了给用户提供输出各类土地利用规划成果数据。依据行业标准与规范，该模块应具有以下功能： 数据汇总：进行数据汇总并形成历史数据。属于市一级的行政单位,要求能对市一级的数据进行汇总。 统计报表输出：输出土地利用规划平衡表、土地利用规划台帐和上报表格等报表。 图形输出：按辖区、图幅、境界、裁定范围等输出图形。 数据上报：将MAPGIS土地利用规划格式转换成国家标准格式（VCT）；支持单幅图和整个辖区图的转换输出。（10）查询统计模块：设计该模块式为了满足用户查询有关土地利用规划数据的需求。根据GIS系统的特点以及用户的

46、需求，该模块将提供如下功能： 定位查询：根据用户输入的坐标值查找到与对应的图形。 图形与属性互查：图数一体化管理能够方便的实现图形和属性的相互查询。可以查询图形的任意属性，亦可由已知属性值查询其对应的图形。 条件查询：可以输入任意的条件表达式进行条件查询。 数据统计：可以实现对以上各种查询结果进行任意属性字段的统计，亦可以按照辖区、权属、地类码等条件统计土地面积。 数据分析：进行耕地结构分析、变化趋势分析、用地程度分析等，并在分析基础上产生相应的分析数据。（11）系统维护模块：为了减少错误数据，保证数据的质量和精度，系统应该向用户提供数据编辑功能，以便在需要的时候对数据进行编辑处理。本模块将提

47、供图形编辑和属性编辑功能。 错误检查：对数据进行数据一致性、数据完整性、拓扑关系正确性的检查，以发现和纠正错误数据。 日志管理：对系统日志进行管理，系统日志记录了系统中比较重要的操作。 图形编辑：主要有图形缩放、对点、线、面的一些编辑操作。（12）土地利用规划数据库批量数据建库模块：在建立数据库时，我们要将各种类型的土地利用规划数据转换成数字数据。数据输入是建库的关键之一，特别是土地利用规划数据较之其它数据更加繁杂，包括图形数据的建库和各种属性数据的建库，并且要实现图数的一致，因此土地利用规划的建库工作也更加复杂。土地利用规划数据库系统结合应用过程中的实际问题，提供了大量丰富实用的建库工具，能

48、够解决建库过程中的各种问题。建立属性结构；建立属性结构是建立土地利用规划管理数据库的必需的准备工作；部分存文件：将符合某些特定属性条件的实体保存到另外一个对应类型的文件中；拓扑处理：这个功能用于整理重建拓扑关系；各级平差：处理详查面积与实际面积存在的误差；条件合并：使用条件合并可以处理相互交错小块区域；同类文件拼接：数据采集过程中经过投影转换后的数据拼接起来；文件属性连接：根据属性字段和手工属性连接等多种属性的连接录入方法；字符字段整理：功能主要是整理行政代码字段。7 界面设计土地利用规划数据库管理信息系统是一个办公系统，用户不仅涉及市、区两级国土局，而且还要满足业务科室的需要，对系统使用者而

49、言，界面就是系统。因此，用户界面设计将是系统详细设计的中心工作之一。在界面的设计方面我们将遵循以下基本原则：（1） 界面设计面向科室：根据各业务科室的业务处理习惯和规范作为客户端（浏览器端）界面设计的依据，尽可能利用鼠标进行操作，减少文字输入和键盘的使用；（2） 与工作习惯一致：界面的布局及所有输入、输出均应采用用户的工作用语，体现用户的工作习惯、工作模式，符合行业规范和日常办公习惯；（3） 界面应提供用户对当前任务的运行状况进行跟踪的能力：可随时提供各种信息，向用户报告系统的运行状况，让用户对系统的工作状况有清楚的了解；（4） 界面风格一致：界面风格应与用户普遍接受的微软设计风格和网站设计风

50、格一致。界面分区、界面提示、界面动态信息提示、过程提示、界面用语与专业术语一致等等；（5） 界面应提供较好的引导帮助功能：用户界面必须具备良好的帮助功能和提供足够多的提示信息，引导用户开展工作；（6） 界面应具有针对性：系统界面可分为用户浏览器端界面（B/S）和维护人员在客户端界面(C/S)两类，两者在风格上应有所不同。B/S界面侧重简单、好用，突出方便性，B/S界面操作深度不应超过两级； C/S界面偏重功能齐全和灵活，满足系统维护和用户深层次的应用需求。8 系统数据库组织8.1 数据的分类与组织土地利用规划数据库用于存储和管理的数据形式有以下二类数据：（1）土地利用规划要素空间数据即土地利用

51、规划各要素层图形数据；（2）土地利用规划要素属性数据。属性数据指各地物如图斑、线状地物、零星地物、行政辖区等专题要素特征的具体描述，是各地物特征的反映。根据市局管理工作的需求，本项目数据库建设范围将首先覆盖己建成土地利用规划数据库的各县。土地利用规划数据库中空间数据采取1：10000国际分幅组织，采用1954北京坐标系，1956黄海高程，投影带号为3度分带，投影方式为高斯-克吕格投影。 MAPGIS数据组织与基本概念MAPGIS把矢量地图要素分为点数据、线数据和区数据（亦即面数据）。与之相对应，文件的基本类型也分为三类：点文件（*.WT）、线文件(*.WL)和区文件(*.WP)；遥感图像，航拍

52、照片等光栅数据存放在图像文件（*.MSI）中。一幅地图或一个地区的地理信息数据可以由上述的一类或几类数据迭加组成。为了将几类数据有机的结合起来，统一管理这些数据，我们引入了“工程”的概念，采用工程（*.MPJ）文件来描述管理各种数据。为了有效管理和利用空间数据，在GIS中引入了一个“图层”的概念。通常我们将具有相同属性的地理要素分为一层，如等高线、公路、铁路、河流等地理要素可以分别存放到不同的层中。每一种要素还可以细分为若干层，如公路可以细分成高速公路、一级公路、普通公路、乡村公路等。对图形进行分层，有助于图形的编辑与检索。当我们对图形编辑时可以调入相应的图层，无关图层不调入，这样进入工作区的

53、图形数据就可大大减少，从而提高检索与显示速度；同时也避免了无关图形干扰编辑者的视线。 土地利用规划数据组织与基本概念数据组织对于一个计算机系统来说至关重要。由于土地管理涉及的领域十分广泛，数据十分繁杂，因此数据组织的好坏直接关系着系统的成败。根据长期的研究实践，总结土地利用规划数据特点，将土地利用规划数据分为以下几种：（1）、地理底图：采用1:10000的地形图。（2）、图形数据组织：图形数据包括土地利用规划中使用到的各种专题数据，例如点状规划、线状规划、面状规划等。接图表点状规划线状规划面状规划地理底图影像图3.2土地利用规划数据组织8.2 系统的数据库设计为保证土地利用规划数据库的高精度和

54、可用性，建立土地利用规划数据库的数据要求比较严格，要求完全无拓扑错误和图数一致的数据。和仅仅只要求图形输出的数据有很大的差别。对于图形数据，要进行分幅分层矢量化。根据专题的不同分为不同的图层。每幅图都要遵循一致的分层规则，采用一致的图例。一般要分行政辖区层、地类区层（或者图斑层）、计算面积的线状地物、不计算面积的线状地物层、飞地层、零星地物层等。可参考县（市）级土地利用规划数据库建设标准和县（市）级土地利用规划数据库建设技术规定。要保证拓扑关系的正确性。无论是单幅图或者拼接后的图都需要通过拓扑检查。单图幅检查无拓扑错误后才能进行图库接边处理。接边完成后可以直接分层输出拼接好的文件。但是此时还要

55、对拼接好的文件再次进行拓扑检查并改正。也可以在本系统中通过“同类文件拼接”将这些分幅图拼接起来。要保证有完整正确的属性数据。属性数据可以输入成表的形式，也可以根据已有的文本转成表格。若原始图纸上有完整的属性标注，也可以在作图时就将属性标注在相应的图形上也可以。系统提供了相应的工具从图上来提取属性。要保证图形和属性的一致性。图形属性和属性表格间一定要有一个或者几个字段能够将图形和其属性一一对应起来。8.3 数据转换设计对于不同的数据格式，利用MAPGIS平台数据转换模块直接进行数据转换。系统的开发是遵循国土资源部的开发标准，因此支持该标准中的国家标准空间数据交换格式(VCT格式)，通过它可以导入、导出数据。MapGIS系统主要提供以下几种格式的数据相互转换。（1）MapGIS和CAD文件（.dxf格式）的相互转换（2）MapGIS和文本文件（.txt格式）的相互转换（3）MapGIS和Arcview文件（.shp格式）的相互转换（4）MapGIS和Arcinfo文件（.e00格式）的相互转换（5）MapG