胡輝1 謝梅生2
（1.江西省土地勘測規劃院，江西南昌，330046；2.萍鄉市國土資源勘測設計院，江西萍鄉，337000）
摘要：本文介紹了江西省萍鄉市建立基於網絡的基級土地利用數據庫集成的技術路線及方法，為今後開展縣級土地利用數據庫集成應用提供技術依據和工作思路。
關鍵詞：基於網絡；數據庫；集成應用；研究
1 研究背景及可行性分析
1.1 研究背景
江西省於1999年啟動全省1∶1 萬縣（市）級土地利用現狀數據庫建設。萍鄉是中國近代工業的先驅，中國工人運動的策源地，秋收起義的主要爆發地，是紅色革命聖地。萍鄉市位於江西省西部，地處湘贛邊界，現轄上栗、蘆溪、蓮花三縣，安源、湘東兩區和壹個省級經濟開發區——安源經濟開發區。萍鄉市從2000年起步，歷經四年，完成了除蓮花縣外的四個區縣的土地利用現狀數據庫建設，並通過了省廳組織的預檢和驗收，項目成果已在各地土地管理工作中發揮了重要作用。與此同時，相關的調研結果表明：數據庫建設雖然全面開展並取得重要進展，但成果應用仍存在壹定的問題，主要表現為以下兩方面：①“閑庫”、“死庫”屢見不鮮，有些數據庫在實際工作中沒有發揮其應有的價值；②各縣區的數據庫成果整合困難，數據無法流通和***享，難以在地市級以上層面發揮作用。
當前，國家的土地管理制度和管理職能發生了重大變化，土地資源管理參與宏觀調控，“金土工程”的啟動對土地利用現狀數據的管理也提出了新的要求。新的形勢、新的管理制度和管理職能要求我們必須重新審視土地利用數據管理和應用模式。對於市級國土資源管理部門來說，怎樣集成應用這些分散獨立的 1∶1 萬縣（市）級土地利用數據庫，使其為建設用地審批、耕地保護和土地利用規劃等各項管理工作服務，是試點研究需要重點解決的問題。
1.2 可行性分析
1.2.1 伴隨信息技術的迅猛發展，研究所需的關鍵技術已經成熟
近年來信息技術迅猛發展，海量數據存儲與數據倉庫技術、大型數據庫技術、網絡技術、基於 Web 的應用及通訊技術不斷完善；“3 S”技術在國土資源調查中的應用日趨成熟；網絡信息安全與保密技術日新月異，這些關鍵技術的迅猛發展為本試點研究的開展創造了良好的技術條件。
1.2.2 國土資源信息網絡建設和各類相關技術標準試行為本研究奠定了基礎
國土資源信息網絡體系的建設使國土空間數據傳輸、交換、***享和集成應用成為現實；同時，國土資源部2001年頒布試行了《縣（市）級土地利用數據庫標準》和《縣（市）級土地利用數據庫技術規定》，同年組織了全國範圍內的建庫軟件平臺測評，使得江西省土地利用現狀數據庫建設在統壹的數據格式標準和規範的技術路線及全省統壹的MAPGIS 平臺下進行，為本試點研究的開展奠定了堅實的基礎。
1.2.3 領導重視是此項研究開展的有力保障
萍鄉市國土資源局領導班子非常重視國土資源信息化建設工作，專門成立了由市局及各縣區局長組成的“萍鄉市基於網絡的縣級土地利用數據庫集成應用試點領導小組”，保障此項研究工作的順利開展。局黨組按照“總體設計、分步實施、整合資源、滾動發展”的發展思路，把信息化建設納入“壹把手工程”親自抓，先後投入近七百萬元用於市政府所在地安源區380平方千米的航空攝影測量和相關的基礎數據庫及信息系統建設；另外，投資3800多萬元萍鄉市國土資源局智能化辦公大樓於2005年6月底交付使用，已與政府網對接，實現了省、市、縣多級數據***享，數據交換體系初步形成。
2 試點的總體目標和研究的主要內容
2.1 總體目標
在對土地利用數據庫管理和應用進行充分調研的基礎上，深入分析市級、縣級國土資源管理部門的土地利用數據管理模式、數據更新機制和數據應用需求，提出基於網絡的縣級土地利用數據庫集成應用體系建設方案並進行試點示範，並開展數據庫成果集成應用方法研究，為解決1∶1 萬土地利用現狀數據庫建設項目的數據庫成果的***享和集成應用提供技術依據。
2.2 主要內容
（1）研究基於網絡的縣級土地利用數據庫集成應用的框架體系和運行模式，重點研究基於網絡的縣級土地利用數據庫集成應用基礎數據更新體系和維護更新機制，在多種運行模式下，如何實現分布式多級管理，以達到各級數據的同步更新，確保數據庫的現勢性。
（2）研究土地利用現狀數據庫作為國土資源系統的基礎數據，在分布式環境下，耕地保護、土地規劃等應用系統的實現機制和構建框架，有效地為國土資源信息化服務。
（3）市級土地利用數據庫建設應用示範。解決基於土地利用數據獲取、加工、整合和土地利用數據綜合分析，實現土地利用數據的統壹管理、信息交換、信息分發、信息挖掘、數據增值等，為市級土地利用數據庫建設應用提供示範工程。
3 集成應用需求分析
3.1 系統建設功能需求分析
3.1.1 業務應用需求
根據萍鄉市國土資源管理業務開展的需要，此次開發的數據庫集成應用系統在原有土地詳查軟件的基礎上進壹步突出數據的異地儲存、管理，加強對異構、多元、多比例尺土地利用數據的管理，支持縣區國土資源局在異地對存放在萍鄉市局的土地數據進行提取、加工、處理、統計和分析，支持土地利用現狀數據庫在耕保、規劃、利用等相關國土資源業務管理中的調用。
3.1.2 數據管理需求
能夠合理存儲和管理各類土地數據，包括空間圖形數據、屬性數據、表格數據和文本數據等，並能適應大數據量和即時數據分發的需要。
3.1.3 數據更新維護需求
為適應萍鄉市土地利用數據實時更新、批量更新等維護應用的需要。包括：多級管理土地利用數據庫的同步更新，包括：土地利用數據庫同步更新、土地利用數據庫更新技術路線，包括數據庫復制、數據同步、數據報盤、數據網上傳輸等。
3.1.4 安全性與可擴展性要求
提供完善的安全體系，保證國土資源管理數據和系統的絕對安全，滿足土地管理業務中為各級、各科股、各種需求提供服務時的系統和數據絕對安全。
3.1.5 制度化運行管理的要求
提供規範化的運行標準和制度，建立長期穩定的運行維護機制。
3.2 本項目建設需解決的問題分析
3.2.1 本項目建設應服從 “金土工程” 和國土資源電子政務建設
萍鄉市土地利用數據庫集成應用試點是該市國土資源管理的壹次深化，也是該市各縣區土地利用數據庫建設的深層次應用，是萍鄉市“金土工程”的組成部分。項目建設必須完全滿足市縣級土地管理應用的各項需求和工作需要，與全省國土資源電子政務建設體系相銜接，服從今後電子政務建設的大框架。
3.2.2 市級土地利用現狀數據向上逐級更新的問題
根據“金土工程”實施指南的要求和國土資源信息化網絡化管理的需要，市級土地利用數據必須逐級向上更新，系統設計時已經考慮到此項內容，充分利用分布式數據庫的管理理念，實現了萍鄉市局與各縣區國土局之間數據的同步與***享。
4 技術路線與實現的技術方法
4.1 萍鄉市縣兩級數據庫集成應用總體框架體系和運行模式
根據萍鄉市縣分布的實際情況，系統采用以胖服務器、瘦客戶端的B/S網絡結構為主，具有良好的交互性的 C/S 網絡結構為輔的模式結構。采用 MAPGIS軟件為平臺，充分利用 DBMS 的數據管理、服務器集群、目錄服務、分布式組件及分布式事務管理等技術，實現了分布式海量數據管理和多級分布式協同工作機制。數據庫組織形式為“邏輯單壹，物理多個”方式，整個系統邏輯上為壹個數據庫，即：土地利用現狀數據庫物理上是由各個區縣國土局的數據庫構成的，這種形式各區局之間隔離得很好，數據安全容易保障，而且在業務上，允許各分局有不同的業務邏輯。
在萍鄉市國土資源局建立了數據中心，購置了 IBM 高性能服務器，用於集中存儲和管理市屬各縣區的多比例尺集成數據庫。市局安裝了與武漢中地信息工程有限公司合作開發的MAPGIS平臺下的基於網絡的縣級土地利用數據庫集成應用系統軟件，各縣區國土資源局無需建立信息中心，只需通過各地政務網專線和 IE 瀏覽器，經過授權就可訪問、調用和管理各自的土地利用數據庫，統計、分析、出圖、出表、匯總等工作都可通過遠程調用技術輕松完成；變更時由各縣區國土局提供變化圖斑範圍的實測大地坐標和全套相應的用地批準材料，最後由市國土局統壹完成數據庫的更新和維護。
4.2 數據庫集成應用實施方案
此次試點采用由武漢中地信息工程有限公司自主研發的基於MAPGIS平臺的數據庫集成系統軟件來實現，實施方案於2005年12月28日通過國土資源部組織的專家評審。
萍鄉市土地利用數據庫建設采用全省統壹的MAPGIS平臺進行建庫，且全市在同壹中央經度內，不需要進行數據轉換和投影轉換。對未完成土地利用現狀更新調查的縣區安排盡快開展，以保證市級數據庫集成的各個縣區土地利用數據庫的現勢性。對各縣區的土地利用現狀數據庫進行接邊檢查，發現錯誤後及時更正處理。按集中式的管理方式對各縣區的土地利用現狀數據庫進行集成，形成可分可合的市級土地利用數據庫。
4.3 基於網絡的市縣兩級土地利用數據庫集成應用功能設計
4.3.1 縣級土地利用數據庫集成應用功能設計
4.3.1.1 數據管理
（1）數據的存儲 以縣為單位組織和管理各類土地利用線狀數據，同時建立可分可合的市級數據庫，包括空間圖形數據、屬性數據等。
（2）數據的調閱 用戶可以通過鼠標點擊來調閱每個縣、鄉、村的數據，若該縣的數據不存在，則會給出提示。
（3）數據的顯示 用戶可以通過鼠標對圖形進行放大、縮小、平移等操作，還可以通過鼠標點擊圖層來控制該圖層是否顯示以及調整圖層的疊加順序。
4.3.1.2 信息查詢
基本查詢（1）屬性信息查詢 用戶通過鼠標點擊圖形能夠查詢各類土地利用專數據信息，如土地利用現狀圖斑及線狀地物信息、宗地的基本信息、界址點信息、界址線信息、基礎地理要素信息等，用戶還可以通過輸入條件查詢空間圖形信息。
（2）歷史信息查詢 用戶可以查詢某壹空間圖形的歷史變化信息。
統計分析（1）任意範圍查詢統計 對任意給定的範圍能查詢範圍內各種專題數據，並能對查詢結果按給定的條件統計、輸出圖形和表格。
（2）緩沖區查詢統計 對選定的線狀、點狀地物按給定的緩沖區半徑查詢該緩沖區內各種專題數據，並能對查詢結果按給定的條件統計、輸出圖形和表格。
（3）條件查詢統計 按給定的條件對區域內的查詢各種專題數據，並能對查詢結果按給定的條件統計、輸出圖形和表格。
數據匯總支持以村、鄉（鎮）、縣（區）、市為統計單元土地利用現狀數據匯總，得到各種專題匯總數據。
4.3.1.3 數據和用戶角色權限維護
包括：數據字典的維護、數據上下載、數據縮編、數據輸出等。
提供用戶角色權限維護工具，用於建立和維護系統賬戶（用戶名、密碼）和用戶權限的設置。
4.3.1.4 輔助審核管理
針對建設用地審批、土地利用總體規劃執行情況檢查等項工作過程中涉及的權屬、地類、面積進行輔助審核管理。
4.3.2 市級土地利用數據庫集成應用功能設計
在上述縣級功能基礎上加入變更數據獲取及分布式數據庫動態更新等數據的組織管理功能。
4.4 基於網絡的市級土地利用數據庫集成應用框架
萍鄉市市級土地利用數據庫是壹種樹狀的基礎空間數據庫，通過多級分類編碼體系構建多粒度的空間數據集，在海量數據庫中使用空間數據庫引擎和其獨特的格網索引來訪問數據，利用市、縣粒度數據集之間分類編碼形成的行政區劃索引快速檢索出相應數據。市級土地數據庫采用樹狀結構集中管理市級粒度數據和縣級粒度數據，在市級節點中點擊專題可以調閱市級粒度的數據，在縣級節點中點擊專題可以調閱縣級粒度的數據，也可以通過行政區索引調閱該行政區所在的縣級粒度的數據。
通過這種機制最終實現在物理上分離的多源、多比例尺、多粒度數據的壹體化管理，實現圖形數據瀏覽查詢統計的動態交互、自動切換，達到邏輯上所有數據完全壹體，既方便了更新又便於使用。
4.5 本試點研究采用的主要技術
4.5.1 多元、海量空間數據的存儲、管理技術
土地利用數據具有海量特點，利用關系數據庫技術、空間數據庫引擎的集成方法，通過關系數據庫管理空間數據，使海量空間數據庫得以存放在關系數據庫中。空間數據庫引擎允許用戶在數據庫服務器、客戶端以及應用服務器之間實現 GIS 應用的分布式存儲、管理。
4.5.2 遠程調用技術
土地利用數據以數據庫和網絡技術為基礎，研究網絡服務器組建、管理、存儲與遠程調用等技術的實現數據的***享。
4.5.3 時空分析技術
時空分析技術的核心是如何有效地表達、記錄和管理現實世界的實體隨時間變化而發生的變化。這種時空變化表現為三種形式：①屬性變化，其空間坐標或位置不變；②空間坐標或位置變化，而屬性不變；③空間實體的空間坐標和屬性都發生變化。
4.5.4 數據接邊的技術
針對縣市級土地利用數據庫的數據存儲方式和組織方式，研究數據庫的圖幅接邊技術和行政區劃接邊技術。如圖幅接邊不受圖幅數量限制、允許接邊狀態下的圖形編輯和屬性編輯。
4.6 即將整合完善的新機制、新技術
由於此次試點時間緊，任務重，通過試運行，將在今後把壹些新技術整合到萍鄉市基於網絡的縣級土地利用數據庫集成應用系統中來。
4.6.1 新的土地利用數據更新維護機制
針對不同地區、不同數據源，進行遙感數據輔助縣級土地利用變更，更新縣級土地利用數據庫，形成多種可操作的土地利用變更和土地利用數據庫的更新技術流程和相對應的維護機制。
4.6.2 整合基於 “3S” 技術的土地利用數據更新技術方法
在集成現有技術的基礎上，從數據獲取和采集技術入手，將基於“3S”集成技術、基於“GPS＋PDA”和“調查之星”技術的野外數據快速調查、數據采集整合，實現縣級土地利用數據的快速獲取、處理與更新，具體包括：基於航空遙感數據的正射影像圖的快速、高效處理；衛星遙感數據的快速處理和土地變化信息提取，含高分辨率衛星數據的處理、信息自動判別、定量提取技術。
5 項目主要成果
（1）基於網絡的萍鄉市土地利用數據庫集成應用管理系統；
（2）基於網絡的萍鄉市土地利用數據庫集成應用數據更新體系和維護更新機制；
（3）基於網絡的萍鄉市土地利用數據庫集成應用的框架體系、運行模式及關鍵技術研究的各類報告。
6 結語
本試點研究項目作為全國兩個試點之壹，是在中國土地勘測規劃院的精心組織下，由江西省土地勘測規劃院牽頭，萍鄉市國土資源局及其所轄各縣區國土資源局按照統壹方案實施的。經過立項審查、需求分析、方案設計、方案論證、組織實施等幾個階段的努力，通過試運行，新的應用需求不斷提出，應用系統還在不斷完善。
可喜的是，高效率的萍鄉市基於網絡的縣級土地利用數據庫集成應用系統，正在被萍鄉市及所轄縣區國土資源局逐步認同，應用系統也在經受實踐工作的檢驗。同時，數據庫更新觀念和更新機制正在萍鄉市各級國土管理部門逐步形成和規範。研究面向市級土地管理工作，建立基於網絡縣級土地利用數據的集成應用系統，形成協調、高速、統壹的土地利用數字化信息的管理和***享機制，使縣級土地利用數據庫建設項目更好地為國土資源信息化服務，才是本試點研究的最終目標。