国土资源GIS支持平台建设技术方案.doc

国土资源GIS支持平台建设方案 上海智领普华科技正文目录1引言4项目名称4建设背景4建设任务4编写内容、编写目、面向读者52系统总体设计6一体化模型设计6面向主题应用模块划分6实施内容7三层应用架构7基于ESRI产品GIS图形支撑平台(GABase)8图元服务8GIS图形服务9基于ArcIMSwebGIS应用环境103各功能模块描述11数据管理子系统11数据输入11图件管理11建设用地图形辅助审查系统12基本功能12审查功能12管理功能12建设用地项目库134系统软、硬件平台设计13网络及硬件平台13系统网络结构13硬件配置基本要求13软件平台145项目实施14项目实施计划146附录A 土地利用术语和空间对象定义15土地利用术语15土地利用空间对象161 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、依法行政与政务公开重要手段，是做好新形势下国土资源工作必然选择。推行基于电子政务平台国土资源电子政务建设模式，在统一技术框架与运行环境下，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统一管理，满足各业务信息系统之间互联互通与数据共享需要是国土资源信息化建设重要内容。而现有备案采用季度报方式，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数据来源，难以适应土地在国家宏观调控发挥重要作用目标。二是不能对各地建设用地审批行为进行有效监管，在批前就杜绝各种违规批地、越权批地问题发生。鉴于此，统一规划与完善现有信息系统体系是改善国土资源各业务管理素质关键环节。1.3 建设任务完善并建立国土资源GIS应用支撑平台，为电子政务与国土资源管理业务深入应用提供强大图形服务，实现业务管理及图形无缝集成，真正表达地理信息为电子政务工作服务。统一规划与完善现有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、影像数据库与完善图形管理(地籍宗地图、地形图、规划图、影像图)、海量空间数据管理，为业务流程处理提供准确、一致、及时数据源。 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及一书四方案等申报材料进行比较、验证，实现基于矢量图库图文一体化实时业务处理，从而有效提升报件审查手段，减少文档审查过程中存在盲点。实现建设用地备案数据快速上报、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、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”建设初步方案，听取用户方意见，为做好下一步详尽需求分析与系统设计打好基础。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建设开发有一个清晰认识。本文面向读者为：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业务特点，即政策性强、时效性强，而现有备案采用季度报方式，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不一致与业务规程不一致为了彻底解决这个问题，本方案采用面向对象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, 一体化设计与统一建模能真正确保各业务模块一体化，彻底解决静态数据与动态数据相割裂、图形关系与实物数据相割裂局面，保障各应用数据一致性，有效消除信息孤岛，提高信息关联与共享程度。要从根本上解决不同系统之间数据共享与集成需求，必须对各个系统之间数据规范，数据格式、编码规则与业务描述约定等影响数据共享问题做出统一规划。2.1.1 面向主题应用模块划分应用功能模块划分是系统建设前期重点工作，其成果是所有后续设计、开发、实施、验证共同基础。应用功能模块划分需要通盘考虑与周密设计，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”与“模块之间松散耦合”基本原则，该原则可以使得各模块实现时接口部分简单清晰。该原则有利于未来实现系统内部与外部横向集成。面向业务主题划分原则：应依据稳定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业务主题，该主题不易随多变组织机构调整而被迫改变，从而保持长久稳定性，这对后续系统设计、开发与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与外部横向集成。组织结构调整适应性原则：现行组织机构内各相关处室可通过灵活权限分配机制调用各主题模块内相应应用功能，通过搭积木组合方式满足各处室使用需要与习惯，模块划分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权限分配重组。2.1.2 实施内容对于数据模型抽取，是按照业务基本内容进行抽取，在原有数据对象特殊类基础之上，按照一定规则，建立公共类，公共类建立基本上完成了数据库设计基本工作，n 完善现有业务数据库对现有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规划与修订。n 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，明确数据存储尺度、精度及相互调用、共享关系。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。数据库与空间数据引擎是数据服务层，存储与提供系统所需处理数据；应用逻辑层包括应用服务器、各种应用开发组件与网络服务器，其功能是提供网络与数据处理应用工具；表现层是利用应用逻辑层提供工具开发出针对用户各种具体应用。数据服务层构成了一个存贮、访问与管理空间与非空间数据关系数据库服务器。用户对数据访问请求，通过表现层客户端软件提供用户界面输入，并经表现层客户端软件、应用逻辑层中各种应用服务器转换为对数据服务层数据服务器请求，数据服务层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，由表现层显示与输出用户所需结果。应用逻辑层包含了针对各种业务处理及分析逻辑。应用逻辑层将表现层提出请求转换为对数据服务层请求，并将数据服务层返回结果提交表现层。对系统功能扩展主要在应用逻辑层中增加实现各种业务处理及分析逻辑应用服务器（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。表现层及应用逻辑层通信协议采用HTTP与DCOM协议。对于需要对图形直接编辑与修改性能要求较高应用，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各种组件（包括SDE API）来实现。 2.3 基于ESRI产品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特点与规范对通用GIS平台进行标准化封装，建立GIS图形支撑平台GABase（Geographic Application Base），该平台对国土资源管理应用中涉及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，简化维护人员绘图工作量。2) 对图形数据实行分层管理分为地理数据层与专题数据层两类，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、海域陆地与基本农田保护等。3) 图形数据与属性数据实现一体化存储2.3.2 GIS图形服务提供对系统内二维GIS与三维GIS图形等图形编辑、显示与转换支持，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支持，实时显示、查询、分析WEB应用服务支持。1) 图形显示功能n 图形无级缩放 （Zooming）ü 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、返回前状态与全景显示等功能。n 图形平滑漫游（Panning）ü 系统为用户提供平滑漫游功能，并实现无缝、无刷新视觉效果，便于用户游览及快速定位。n 图形显示鹰眼功能（birdeye）ü 系统实时显示全景图视窗与局部区域图视窗、在全景图上可移动当前视窗所处地理位置，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与局部关系。n 图形信息疏密效果协同校正功能ü 系统在进行无级缩放时，可自动根据当前视窗比例尺，调整显示图层数与某一图层中信息量疏密关系及效果，保证最佳视觉效果与最快显示速度。2) 图形实用工具n 定位工具：根据坐标在地图上进行定位。n 测量工具：测量长度；测量面积。n 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。n 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n 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。n 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任意图层。2.3.3  基于ArcIMSwebGIS应用环境WebGIS是Internet技术应用于GIS开发产物。通过WEBGIS在互联网上图文并茂发布土地出让、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重要应用。以下为国土资源管理GIS平台整体架构，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GIS应用。本方案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。图表 2国土资源GIS应用架构场景基本功能：n 地图平移、缩放功能。n 地图测量功能(计算占用农用地、耕地面积)n 地图比例尺显示n 空间分析n 地块逻辑查询n 地块属性3 各功能模块描述3.1 数据管理子系统通过应用功能设置，可以对土地利用规划图件与属性数据以及计划指标进行建档、备案、查询、分析，可以对规划与计划进行修订，可以根据土地利用总体规划辅助编制土地利用年度计划，根据规划与计划进行建设项目预审与用地审批，并且可以输出有关规划与计划各种图件与属性数据等。 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；符号设计与图形整饰；图幅定向、拼接；图形数据与属性数据逻辑检查与连接；多种类型数据交换。n 属性数据录入方法主要通过以下几种方法采集：ü 手工输入属性。对于区文件而言，主要是行政辖区权属代码与地类图斑图斑号。 ü 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。ü 使用外部数据库。利用已输入属性属性字段外挂大量其它属性。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存档；规划基期土地利用现状（基期）图与各年度土地利用现状图调阅、查询与统计；总体规划图、专题图或专项规划图按项目、土地用途等查阅、统计；总体规划图、专题图或专项规划图任意区域、任意比例尺输出。2) 日常变更管理，对总体规划图、专题图或专项规划图调整、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ü 属性浏览。ü 属性输入，如将行政辖区文件权属代码输入到图斑文件权属代码中。ü 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ü 规划符合审查：根据红线所在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。ü 耕地占用审查：根据红线所在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，并计算占有耕地量。ü 基本农田占用审查：根据红线所在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。ü 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。同时审查该地块及其他建设用地项目相邻地块关系（是否存在重叠、裂缝等现象）。ü 地类审查功能：主要通过红线所在位置及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。ü 影像叠加：在红线数据上叠加所在分幅影像图。3.2.3 管理功能ü 及用地审批文档部分整合成一体，每一项目用地审批地块及文档数据相关联，并同时随同审批文档流转。ü 用地管理图管理，图面直观反应各地区用地审批情况（位置、大小、范围、数量等），同时可以查询到某具体项目（地块）审批情况。ü 接收多种图形文件格式。ü 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西安坐标系及地方坐标系之间转换。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，明确数据存储尺度、精度及相互调用、共享关系。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局域网。数据库服务器与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机器图表 3图络结构图4.1.2 硬件配置基本要求志强CUP内存4G硬盘240GWINDOWS 2000 SERVER或是WINDOWS 2003 SERVERPII以上WINDOWS98以上IIS以上，要求分辨率1024*768图表 4软件配置基本要求4.2 软件平台本系统数据库软件采用ORACLE10I系统。 GIS支持环境及开发工具如下：Gis基础平台ArcGIS（或9.2）(ArcSDE、 ArcEditor)web支持发布平台开发工具l Microsoft Visual Studio 2008l DREAMWEAVER JAVASCRIPT图表 5系统开发工具用ArcGIS Server作为后台图形数据发布平台，采用ArcSDE+Oracle910i作为影像数据、矢量图形数据管理与存储平台。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 土地利用术语与空间对象定义6.1 土地利用术语本标准所涉及土地利用术语，采用以下定义。n 境界district境界指各级行政区划界。包括已确定、未确定、有争议国界、省界（自治区、直辖市）、地（自治州、盟）界、县（自治县、旗）界、乡（镇）界。n 权属界线landownership boundary权属界线指土地所有权与使用权界。包括已确定、未确定、有争议村、农、牧、渔场界、居民地外厂矿、机关团体、部队、学校等企事业单位土地所有权界与使用权界。n 地类界线terra-type boundary不同地类之间分界线。n 权属界线拐点terminus权属界线特征点，即权属界线走向变化点、权属界线交汇点、权属界线及线状地物交叉点、线状地物归属变化点等。n 地类 terra-type根据不同土地利用类型所划分土地种类。n 图斑parcel由地类界线、权属界线、行政界线所构成最小封闭多边形。n 图斑图廓边线parcel map outline图斑及图廓相交图廓边线，理论上图廓线与图斑图廓边线没有区别，但实际上由于结点增加，存在舍入误差，导致图斑图廓边线与图廓线不一致。n 零星地类sporadic parcel某种地类图斑中所含有，不能用最小图斑所表示异种地类。n 线状地物 line feature用单线形式所表示河流、铁路、林带、固定沟、渠、路等。n 线宽定位点 line width anchor point线状地物丈量宽度位置，即定位点。n 地貌 relief地球表面起伏形态统称，常用等高线、高程点等进行描述。n 地物 planimetric feature地球表面上各种固定性物体，可分为自然地物与人工地物。 n 地形 topography地貌与地物总称。6.2 土地利用空间对象土地利用数据是矢量数据，由空间几何数据及属性数据组成，两者通过特定标识码进行连接，具有相同标识码几何数据与属性数据是对同一空间对象描述，这一空间对象在土地利用数据中一般是指其特定要素。土地利用空间几何数据所表示空间对象按其几何特征可分为零维对象、一维对象及二维对象。n 零维对象图斑标识点：它是一个地类图斑辅助信息，可以放在地类图斑数据结构中，并建立图斑及其属性表联系。零星地类：记录零星地类空间位置及其属性。权属拐点：记录权属界线变化点空间位置、编号及其相关属性。高程点：记录高程点空间位置及其高程值。注记点：记录注记平面位置、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，用来表达弧段及弧段关联关系与空间几何位置。n 一维对象在土地利用几何图形数据中，一维对象表示线状要素，通过其标识码连接相应属性表来表达一维对象属性，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:：记录行政区划界空间位置、走向及属性。权属界线：记录权属界线空间位置、走向及属性。地类界线：记录地类界线空间位置、走向及属性。线状地物：记录线状地物空间位置、走向及属性。等高线：记录等高线空间位置、走向及属性。注记及符号参考线：记录注记及符号参考线平面位置及走向。n 二维对象图斑：由土地利用数据中拓扑弧段构成封闭区域，可以多重嵌套岛及孔，也可以由多个不连通区域组成，通过标识码及属性表连接。行政区：由行政区界线组成区域，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：由权属界线组成封闭区域，允许权属区内出现飞地、插花地等特殊区域。第 19 页