第二次全国土地调查国家级数据库.docx
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1、第二次全国土地调查国家级数据库及管理系统建设总体方案第二次全国土地调查(以下简称“二次调查”)国家级数据库 及管理系统建设是二次调查工作的一项重要内容。为保证二次调查国 家级数据库及管理系统建设工作的顺利开展,特制定本方案。一、目标任务(一)目标建设二次调查国家级数据库及管理系统,实现国家对二次调查成 果的集中管理,借助于国土资源主干网和金土工程及“一张图”工程 的支持,保证调查成果充分应用于国土资源管理日常业务,为土地资 源宏观规划和管理决策,提供快速、准确、翔实基础数据,满足国家 对县级土地调查数据管理和应用的迫切需求。建成长效的数据上报和 快速更新机制,保持土地调查数据库的现势性,实现国
2、家、省、市、 县四级土地调查数据库的互联互通和同步更新,满足国民经济与社会 发展对国土资源基础数据的广泛需求。(二)任务.建设国家级土地调查数据库。按照统一的标准和规范,以县为单位进行成果统一汇交和整合集 成,对调查成果数据进行有效的组织和存储。在平面方向,保证各区 域数据成为逻辑无缝的整体。在垂直方向,通过统一的空间坐标定位 保证各类数据能够实现空间上的叠加和套合。在数据内容上,实现对 土地调查的图形、属性、影像等空间数据及其他非空间数据的逻辑一 体化管理。据库建设需要考虑的关键点。不同的数据组织模式以及用户应用需求 将直接影响数据的访问效率,对国家级管理系统正常运行至关重要。(2)海量数据
3、的高效管理技术。二次调查数据库的数据内容复 杂,数据量巨大,根据前期调研结果看,目前国内还没有类似的数据 库建设成功经验。当前基于海量数据的管理模式均是将数据存储管理 与应用需求分开,由专门的存储管理软件在专业存储设备支撑下进行 海量数据的管理维护,应用系统通过专门接口实现对数据的调用。1 .空间数据库增量更新技术按照变更工作需要,各地每年的更新数据都将汇总至国家级数据 库。因此,保持增量数据的快速更新,保持更新前后数据质量的统一 和一致,是保证系统长效运行的关键。国家级数据库更新的难点在于 数据更新面广,汇交数据格式不统一,数据质量有差别。因此,在现 有成熟的空间数据增量更新技术的基础上,应
4、针对二次调查国家级成 果数据新特点进行专门研究,定制专门的空间数据更新方法与模式。2 .数据生命周期管理数据生命周期管理是一种保证数据发挥长效作用的管理模式。海 量土地调查数据的有效,尤其是长期管理离不开数据生命周期管理。 数据生命周期管理可以有效降低存储管理成本、提高成果管理系统的 管理效率。二次调查数据内容复杂,数据存储压力巨大。因此,必须 对数据成果进行科学分类,有效组织,制定数据生命周期管理策略。五、管理系统建设需求分析(一)系统定位与意义国家级成果数据库及管理系统建设是整个二次调查成果的集中体 现,对于二次调查本身和后续的土地变更调查制度建设均有着重要的 意义。二次调查中各地建设完成
5、的数据库将集中汇交进入国家级土地 调查数据库系统中进行统一管理,并与年度变更调查工作充分衔接, 实现对数据库成果数据的年度更新。国家级数据库管理系统,包含覆盖全国每块土地的利用现状数据 和影像数据,为国土资源管理提供全面翔实的基础数据支持。通过该 系统,国家可详细掌握全国每一地块的土地利用以及变化情况,满足 全国土地调查数据建库与日常管理的要求,实现全国土地调查数据成 果汇总分析的应用,满足全国土地调查数据发布服务以及全国土地调 查数据年度变更与数据检查核查的需求。建设国家级成果数据库与管理系统,将有助于建立和完善全国土 地调查数据的长效应用与更新制度,对推动土地调查数据的全面充分 应用,为国
6、土资源管理参与宏观调控和服务国民经济建设,提供持续 的土地基础数据支持等有着重要的意义。1 .国家级数据库管理系统与县市级数据库管理系统的关系。国家级系统管理的对象是二次调查形成的所有调查成果数据。其 建设目的是为了实现对全国各县级调查数据库的整合与集中管理。因 此,各地上交的数据格式均要满足国家级数据库的入库要求。即各地 上交的数据均需经过县市级自检、省级质量检查和国家级核查,并且 经过各级的接边处理,实现了数据质量和内容的统一与一致;通过了 国家级数据库入库前质量检查,确保进入国家数据库的数据无错误。 国家级数据库的数据应与地方数据库保持一致,保证国家级数据库数 据内容的权威性。2 .国家
7、级数据库与国土资源部其他系统的关系。国家级数据库是“一张图”系统以及国土资源监管平台的基础,系 统建成后,将实现对土地的批、供、用、补、查的全面监督和管理。国家级数据库管理系统主要负责对二次调查数据的管理及更新维护, 并向金土工程汇交全国土地调查数据。金土工程负责建立二次调查数 据的应用服务系统,实现二次调查成果数据在部内的充分应用。(二)系统建设总体需求系统建成后,将实现对国家基础土地数据的全面、真实、持续的 掌握,为国土资源管理参与宏观调控和服务国民经济与社会发展提供 数据保障,为国土资源相关重点工程提供基础支撑。从整体上分析, 系统主要应满足以下需求:1 .海量空间数据的快速组织管理根据
8、初期估算,国家级成果数据库数据量将在数十TB以上,而 且后期每年的变更维护数据量也会有TB级增长。整个数据库数据内 容复杂,数据量大、应用多样化。因此,系统不仅应支持多元化数据 的能力,还应支持海量数据的快速查询、检索、统计分析等服务,尤 其要支持TB级空间数据的快速浏览与查询。系统应能够具备快速响 应各用户端的数据服务请求,尤其是在多用户大数据量并发的情况下 能够快速提供数据服务的能力。2 .快速、稳定的数据入库、更新与维护机制国家级成果数据库主要是对二次调查成果进行集中管理,同时还 应保存对以后每年土地变更调查数据的入库以及维护。这也是保证系 统长效运行的关键。数据库质量是维持数据库长效运
9、行的重要因素, 入库数据必须保证其通过省级质量检查与国家级核查,通过国家统一 下发的数据库质量检查软件的检查,没有数据错误。因此,系统必须 保证在质量检查规则上与质量检查软件保持一致,保证入库无错误。系统应按照土地调查数据更新制度的要求,实现每年各地更新数 据的快速入库,并保证数据质量的统一。系统应提供完善的更新数据 入库的流程,支持海量数据下的增量更新管理。3 .强大的数据查询统计分析能力国家级成果管理系统不仅要满足国家级管理的要求,而且承担着 为国土资源管理各类业务提供基础数据的任务。因此,数据库的查 询、统计、分析等功能应满足不同的业务应用需求。系统应按照二次 调查和国家更新调查的要求,
10、输出符合规程规范要求的各类汇总表格 和图件;系统应具有数据分析功能,对每年的土地利用结构和土地利 用变化情况进行分析,为国土资源管理提供决策支持;系统可以为相 关用户提供到全国每一块土地的位置、属性、变更等信息快速浏览与 查询的服务;系统还应支持各类统计图表、专题图件的制作与生成。4 .全方位数据安全保障以及快速数据分发与服务作为国家级成果数据管理系统,数据安全保障至关重要。系统应 提供完善的数据安全保障机制,具有强大的海量数据备份与恢复的能 力。针对系统服务的不同部门,应有严格的用户权限管理机制,确保 数据能够在合理范围内使用;国家级成果管理系统还应具有提供快速 数据分发与数据服务的能力,针
11、对不同用户的不同数据请求,系统应 能够及时响应,同时分发相应的数据。系统定位为国家级涉密系统, 为了保证数据的安全,也应支持数据的离线分发模式。5 .多形式多尺度的动态成果展现模式在实现全国调查成果的应用分析的同时,系统还应支持不同尺度 的成果浏览模式,支持不同尺度浏览时要素的自动筛选加载;支持矢 量、栅格数据的空间叠加显示;实现数据产品的加工制作等。通过多 种成果展现模式,满足二次调查国家级成果数据浏览需求。上述需求只是针对系统的初步分析,二次调查国家级成果管理系 统的详细需求应在总体需求为基础进一步展开。(三)国家级成果数据库建设需求.国家级成果数据情况说明国家级成果数据库内容主要是各县汇
12、交的二次调查土地利用数据库、二次调查生产的底图产品、DEM及其他类型的数据。数据类型 主要包括空间矢量数据、栅格数据以及文本数据。国家级数据库中各 县级成果矢量数据以县级行政单元进行统一组织存储,影像数据按照 标准分幅进行组织存储。空间数据库采用高斯投影,西安80坐标 系、各县区采用自身的中间经线。1 .针对于微观/宏观需求的数据存储策略(1)微观(县市级)应用需求及存储策略要求满足市县范围内空间矢量/栅格数据的浏览、叠加分析、属性 查询、空间查询、统计分析、空间面积量算、距离精确量算等需求。针对于该类需求,在数据存储策略上,县级范围内应用可直接调 用县级成果数据,市级范围内应用也通过调用县级
13、成果数据实现,其 中空间数据浏览通过管理系统的动态投影来实现。(2)宏观(省、国家级)应用需求及存储策略要求满足国家和省级范围内空间矢量/栅格数据浏览、叠加分析、 属性查询、空间查询、统计分析、空间面积量算等需求。该类需求在 形式上需求与微观需求相一致,但由于涉及数据量巨大,按照直接调 用县级成果的数据组织模式,将严重影响系统运行速度。因此,需要 采取不同的数据存储策略来支持。结合成果数据库的数据逻辑特征(不同层级之间数据为汇总、整合的关系),采用建立不同层级快速 索引机制的模式进行数据存储组织。该机制设计为:通过建立中间辅助成果库的形式,应对国家、省级范围内对海量 数据调用的需求。首先,建立
14、省级、国家级的中间统计成果数据,与 县级数据必须保持动态一致;其次,建立分级快速索引机制,应对不 同范围内空间数据、影像数据的浏览查询分析,即在不同尺度上显示 相应尺度的图件或影像,当调整至其它尺度时,自动切换至相应尺度 的图件或视图。该索引机制设计为: 全国范围浏览调用国家级数据全国范围统计调用国家级数据 全国范围空间运算一调用相应索引和相应县级数据库省级范围浏览调用省级数据 省级范围统计调用省级数据省级范围空间运算调用相应索引和相应县级数据库 市级范围操作直接调用县级数据库县级范围操作直接调用县级数据库 跨省、跨市、跨县区域范围根据尺度调用相应索引库, 并按照范围分别调用相关数据。第三,为
15、更好地实现上述的索引机制,还应建立部分中间辅助成 果,提升在调取全国大范围数据时系统的浏览与查询速度。中间辅助 成果应包含国家、省的汇总统计数据以及相应比例尺的缩编图件,以 及镶嵌好的大范围遥感影像数据等。辅助成果需要预先设置数据读取 规则,或事先进行数据整合镶嵌等预处理。(3)其他专项数据存储策略对于全国部分城市年度监测数据等专项数据,考虑到数据类型与 覆盖范围均不相同,可采取单独入库存储的办法。3 .不同尺度数据要求对应于不同层级快速索引机制,国家级成果数据库在不同空间尺度上对数据的要求也不同。具体如下:国家级:比例尺在1:100万1:400万之间,经纬度投影,Albers投影或Lambe
16、rt投影; 省级:比例尺在1:50万1:100万之间,经纬度投影, Albers 投影;市级:比例尺在1:10万1:25万之间,高斯投影; 县级:比例尺为1:1万左右,高斯投影。4 .数据入库与存储方式二次调查国家级数据入库采用Oracle+ ArcGIS平台软件,与“金 土工程”保持一致,以确保二次调查数据库成果在“金土工程”中得 到充分应用。(1)空间数据入库与存储方式国家级成果数据库空间数据采取Oracle+ ArcGIS的方式存储。(2)影像数据入库与存储方式影像数据也以数据库的方式存储于Oracle中,视具体用户要求, 确定是否采用无损压缩的方式存储。按照数据存储环境要求,影像数 据
17、采取分级存储方式,常用数据存储于在线Oracle数据库,随着数据 的不断更新,为了保证数据服务的快捷有效,较早的在线影像数据将 从Oracle数据库中逐步转入后台NAS存储网络,以文件的方式存 储。当用户访问较早影像时,只需将这些数据上载至在线数据库。因 此,要求影像数据库管理应具备较为快速的数据入库方式,保证数据 的及时上载、响应与服务。(四)系统部署方式要求国家级数据库及管理系统的保密性较强,系统数据存储和应用涉 及数据存储网、内部工作网和互联网三个。数据应存储在涉密网,与 其它网络物理隔离,工作网与互联网逻辑隔离。系统的数据分析与应用、数据维护等功能运行于数据存储网。系统数据交换通过数据
18、交换 区后使用人工隔离交换到内部工作网(以后条件许可时可使用国土资 源部主干网),实现了与数据存储网的物理隔离;一些非涉密公众信 息的服务可通过内部工作网络进一步连接到互联网。针对于系统的内部运行环境与外部运行环境特点,国家级土地调 查数据库管理系统采用B/S与C/S相结合的模式,对外采用B/S结 构,主要满足对外信息服务等需求;对内采用C/S模式,主要满足系 统数据检查、更新、维护等需求及相关内部用户的具体需求。数据汇交内部数据存 储网H i I i M (物理防癌)百堡存量数据交佚m务器图4:二次调查国家级成果数据库管理系统总体部署框架(五)用户分析1 .用户范围系统定位于国家级成果应用系
19、统,主要用户分为如下几类:(1)数据分析/研究人员:本类用户经过授权,可从事相关土地 利用战略研究分析。主要应用需求是查看浏览系统的数据汇总结果、 空间数据以及属性数据,以作为分析研究的基础数据来源。(2)数据处理人员:本类用户从事数据入库前数据统一转换、 检查、处理、数据更新工作。其应用需求是系统的数据检查、数据编 辑、数据处理、数据入库功能。(3)系统管理人员:本类用户主要从事系统管理工作,负责用 户权限的分配,系统数据的备份及维护等工作。(4)社会公众:本类用户主要通过相关网站浏览系统的相关可 公开的数据分析内容。2 .用户数量本系统内部存储网络固定用户应在100人左右,最大并发数量应
20、在80个左右。外部网络固定用户人数不限。(六)系统建设性能指标要求国家级数据库管理系统管理的数据量巨大,面对的应用需求复 杂。系统应满足运行快速高效、数据稳定安全、支持海量空间数据网 络化管理等要求。在总体性能方面,具体要求如下:1 .支持海量空间数据的快速分发、管理以及传输,同时支持分 县、分省存储;支持跨存储单元的数据浏览(动态投影);支持数据 查询和统计分析;支持空间数据的快速浏览查询等。2 .支持通过国土资源专线网络和网络物理数据隔离方式传输;.与金土工程平台保持一致;3 .组件化系统开发模式,支持各个功能模块的扩展、抽取以及第三方组件的嵌入;4 .安全管理与备份机制高效严格,保证数据
21、的安全以及用户权限的明确划分;5 .严格遵守二次调查相关标准与规定,支持规范的图件成果、 表格成果等的制作与输出;.支持高效的数据更新模式,实现系统的持续更新。6 .系统开发应严格按照国家软件开发相关规范要求,系统性能 符合相关国家标准。具体性能指标方面,至少应满足如下要求:1 .支持最大并发访问数:80o.查询响应速度:在最大并发访问情况下,查询小于5秒。2 .矢量数据浏览速度:在最大并发访问量的情况下,客户端浏 览县级以上土地调查空间数据速度应在10秒以内。3 .栅格数据浏览速度:在最大并发访问量的情况下,客户端浏 览加载任何尺度的影像数据,单屏刷新速度不超过3秒。4 .系统稳定性:应满足
22、24小时*365天不间断稳定运行要求。5 .数据分发响应:小于100人的数据分发响应速度小于5秒。六、系统总体功能要求为实现土地调查数据库建库、管理、维护、更新、分发以及交换 等核心应用,系统主要功能需求包括如下几个方面:(一)数据检查数据检查主要实现对不同粒度土地调查成果数据的自动质量检查 与评价。国家级成果数据库的数据以及后续更新的数据均需在入库前 进行质量检查,并在检查规则上必须与二次调查下发的数据库质量检 查软件完全一致。基于以上考虑,下述的检查功能需求仅为初步分析 结果,在检查规则和部分检查内容上应与数据库质量检查软件提供功.数据库管理系统开发。按照土地调查和软件开发的有关标准和程序
23、,开展数据库管理的系统分析、系统设计、软件开发、测试运行等建设工作,开发具有数 据输入输出、数据编辑、统计汇总、更新交换等功能完备的国家级土 地调查数据库管理系统,满足国土资源日常应用需求。6 .长效的数据更新和上报机制建立。开展土地调查数据上报及更新技术方法的研究,在试点示范的基 础上,建立数据更新和上报的长效机制,开展国家级土地调查数据库 更新,实现对变更信息的及时汇总统计,以及对数据库的及时更新维 护,保证全国土地调查数据库成果的现势性。二、原则与依据(一)原则1 .统一标准。依据二次调查实施方案的要求,在统一的国土资源信息化标准框 架下,按照统一的数据建库及系统开发标准和规程规范,开展
24、国家级 调查成果管理系统的建设工作,确保系统能够实现与部已有系统顺利 衔接,实现数据快速调用和共享。2 .突出重点。为了更好地与部“金土工程”衔接,二次调查国家级数据库管理系 统建设要突出重点,优先考虑实现对二次调查成果数据的基本管理需 求,包括数据的显示、查询、汇总、统计和上报更新等。3 .分步实施。二次调查国家级成果的数据量庞大,系统建设周期长,必须在开 展周密用户调查、需求分析和系统设计的基础上,注重先进性与实用 性相结合,循序渐进,分步实施。能进一步协调一致。数据检查以交互式和批量进行,支持多用户并行 检查;基于检查的内容和结果,形成内容清晰、易于错误定位、提供 一定错误修正指导的检查
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