基于信息技術的村級土地資源規劃監測系統

發布時間：2019-12-18所屬分類：科技論文瀏覽：1次

摘 要： 摘 要: 由于村級土地資源規劃監測的復雜性和對信息技術的全面性要求，我國所建立的一些土地規劃資源監測應用系統都存在無法現場進行地理空間數據分析和稽查結果驗證等問題，難以滿足村級土地規劃監測的管理需求。為此，文中設計和開發了一種基于信息技術的村

　　摘 要: 由于村級土地資源規劃監測的復雜性和對信息技術的全面性要求，我國所建立的一些土地規劃資源監測應用系統都存在無法現場進行地理空間數據分析和稽查結果驗證等問題，難以滿足村級土地規劃監測的管理需求。為此，文中設計和開發了一種基于信息技術的村級土地資源規劃監測系統。該系統通過空間分析將土地資源的實時數據通信和監測與監控相結合，為移動終端和監控平臺提供監控過程和圖形等多層次、多方面的可視化顯示。同時該系統基于全球定位服務，通過使用地理空間數據集成技術，開發了無人值守的地理空間分析和服務模型，設計了具有移動執法、執法調度、執法監督等功能的系統軟件。該系統軟件的應用可為土地監管部門進行村級土地執法監督提供決策分析服務。

　　關鍵詞: 土地資源; 監測和監督; GIS 技術; 移動互聯網技術

　　0 引言

　　由于農村人口老齡化和人口流出現象的日益加劇，集體土地的荒蕪和土地使用權的流轉成為普遍存在的情況，如何在土地資源規劃工具協助下更加靈活地以自然村為單位分配土地使用權以及監管土地資源的規劃落實成為國土資源部門的當務之急。但是，由于農村土地資源地規劃顆粒度較小，土地的分布犬牙交錯，因此這類土地規劃監測涉及的過程復雜，技術要求高，目前還沒有成熟的技術平臺來支持這項工作[1 - 2]。一些研究文獻提出了基于移動檢查設 備 實 現 村 級 土 地 資 源 規 劃 監 測 的 解 決 方案[4 - 5]。這類解決方法通常借助互聯網地圖服務，在移動土地檢查設備上實現定位顯示，同時簡化甚至取消移動檢測終端設備數據分析功能，從而降低地理空間數據泄露風險。這些解決方案普遍存在三種缺陷。第一，互聯網地圖通常只包含幾個簡單的層，不適合用于專業空間分析的土地資源監測和監督。此外，互聯網的地圖數據不是最新的，這會影響執法工作的準確性和權威性。第二，應根據中國的法律法規對地理空間數據進行解密，因此必須去除敏感信息，并對目標坐標進行偏移，然后將處理后的數據加載到移動檢查終端設備。但是，地理空間數據處理需要對應用程序進行多次計算和校正，這反過來又給移動檢查終端設備帶來了負擔。第三，移動土地檢查系統一般采用 GPS 系統作為現場定位平臺。移動土地檢查終端設備在分析非法土地占有活動時，首先利用 GPS 系統實現對現場的準確定位，然后將包含定位信息的稽查數據應通過 GPRS 網絡傳輸回后臺管理系統服務器。但是，在 GPRS 網絡未覆蓋的區域無法成功完成數據傳輸。因此，土地稽查部門可能無法及時獲取現場土地稽查員的工作信 息，并且可能無法進行村級土地稽查調度[6 - 7]。

　　本文利用全球衛星定位的現代信息技術，結合 GPS 技術、ArcGIS( 移動 GIS) 技術、移動互聯網技術對土地規劃監測業務流程再造，構建了村級土地資源規劃監測系統。該系統具有在各級監管部門進行推廣所需的完整結構和功能。通過對土地資源規劃監測系統的系統建設和應用實現，使土地執法方法和目標信息化和現代化，從而規范化對非法處置土地行為的監督程序和管理流程，提高村級土地資源利用和土地執法監督的效率[8 - 9]。

　　1 土地資源規劃監測系統的設計與開發

　　1. 1 土地資源規劃監測系統的概念

　　根據國家有關法律法規，結合各級地方政府政策，土地資源規劃監測系統旨在滿足土地資源監測和監督的需要，并對村級土地規劃的各種地理和相關信息進行全面分析。根據系統建設和保密要求對土地資源進行監測和監督。設計包括執法數據庫建設標準、執法監督信息化建設標準、網絡安全建設方案、移動終端管理標準以及監測和監督土地資源和施工路線的其他標準，以指導村級土地資源規劃監測過程的開發和應用。村級土地資源規劃監測系統具有多系統無縫對接、全區域覆蓋、及時監測、各種土地資源非法處置稽查、上下級聯網和數據交換等方面的土地資源監測和監督功能。

　　1. 2 執法監督數據庫建設方法

　　本文在有效地利用了各級國土資源部門的信息生成結果的基礎上提出了一套土地資源監控的數據庫建設方法。土地資源監測和監督數據庫是通過綜合、檢查和更新多尺度、多時間、多任務、多分辨率動態專題數據庫而產生的，這些數據庫分布在國土資源局的不同部門之間。創建完整的數據更新機制來豐富和改進內容管理，包括元數據、地理空間數據和業務屬性數據。土地資源監督監測數據將不斷收集和更新，以支持監測決策分析。

　　1. 3 執法監測平臺的設計

　　基于 GPS 技術、ArcGIS 技術、移動互聯網技術等技術，開發了土地資源規劃監測系統控制平臺的一系列應用子系統，覆蓋了國土資源執法監督村級土地規劃執行的全過程。系統提供電子地圖定位服務，方便快捷、公開和及時報告，并揭露各類土地違法和犯罪活動，以協助執法機構開發新的資料來源和線索。移動執法檢查子系統的建設和無人值守村級土地資源執法分析服務，可以幫助檢查員收集檢驗數據。通過無線網絡，可以對土地分配數據進行后臺分析，反饋結果可以協助執法機構做出決策，提高土地資源檢查效率，及時發現和消除各種非法土地使用行為。因此，建立土地資源執法監督子系統，可以提高土地資源的監測和監督過程。通過對非法土地利用案件的模擬，加強對執法工作的監督，調查和處理工作過程，減少執法工作時間，規范調查非法案件，有效實施保障制度。這項研究將支持土地資源執法，并使快速反應和多層次聯動處理成為可能。研究了指揮調度子系統，包括檢測指揮車和大屏幕等硬件設施，并配備了現代通信、移動網絡、自動化、電子監控等技術。工作監控機制采用數據傳輸網絡、視頻會議、圖像監控、實時定位等技術，與智能指揮決策中心相結合。

　　1. 4 系統實施和應用

　　通過平臺各子系統的組合，實現了不同級別的土地資源規劃監測系統軟件，以滿足政府執法部門對村級土地規劃監測的要求。執法監測數據庫是根據系統數據庫標準，數據集成、轉換、更新和存儲的要求，收集與村級土地資源管理相關的所有類型的地理空間信息而創建的。系統軟件安裝在客戶的設備上，并上傳必要的支持數據庫以運行土地資源規劃監測系統。

　　2 系統的層次結構

　　土地資源規劃監測系統由五個級別組成。底層用于存儲各種空間和非空間數據。數據引擎中間件為運行業務邏輯程序提供數據支持，并通過子系統和網站支持所有類型的用戶操作和應用程序。軟件開發和網站建設將與各種開發工具，中間件和 GIS 二次組合集成。系統的主要硬件層采用傳統的 X86 架構，運行在 Windows 操作系統服務器上。Android 操作系統平板電腦用于運行業務邏輯程序。土地資源規劃監測系統的層次結構如圖 1 所示。

　　數據庫軟件層: 根據軟件的不同操作環境，使用三種主流數據庫軟件。商業 SQLServer 數據庫軟件用于土地資源執法部門的日常任務。MySQL 數據庫軟件用于公共報告子系統。對于 ARM 平板電腦，由于 CPU 的計算能力和獨立操作條件的限制，使用了 SQLite 數據庫軟件。

　　數據訪問層: 對于公共報告站點和其他 B /S 體系結構軟件，ADO. net 數據庫訪問中間件用于數據庫訪問。應用 ArcSDE 組件實現對地理空間數據庫的訪問[10 - 11]。對于 ARM 平板電腦，使用 SQLite 數據庫，Android 系統通過 API 提供數據訪問接口。

　　業務邏輯層: 這個層涉及各種應用系統; 數據集成是使用 SOA 框架和 WebService 技術實現的[12]。 ASP. NET 用于實現網站的 B /S 架構。公共地圖服務接口被用于公共地圖服務報告網站。ArcServer 和 ArcEngine 組件用于支持運行 ArcGIS 的服務端和 ArcGIS 的客戶端。對于 ARM 框架 Android 平板，使用 ArcGIS 作為 GIS 平臺，編程語言使用能夠實現跨平臺運行的 JAVA。其中，ArcGIS 為移動用戶提供一個可伸縮的、功能全面的 GIS 平臺[13 - 14]。

　　應用系統層: 根據用戶功能和不同環境的使用情況，將其分為公共報告子系統、無人值守執法分析子系統、執法監督子系統、執法指揮調度子系統、移動執法檢查巡邏子系統。

　　用戶操作端: 該組件包括移動客戶端、公共計算機終端和辦公室計算機終端。北斗移動定位系統被執法檢查員用作便攜式智能終端設備，在 Android 操作系統上運行，支持 USB 線和辦公電腦連接，并通過虛擬專用撥號網( VPDN 網絡) 連接國土資源部門的服務器[15 - 16]。

　　3 系統實現

　　該系統具有復雜的操作環境和大量子系統，應根據不同的運行環境和要求進行研究和開發。

　　公共報告子系統在 Internet 上運行，需要使用百度地圖提供的互聯網地圖服務以 B /S 模式運行。考慮到公眾使用的便利性，該子系統支持移動端的各種智能設備，開發兼容 Android 和 IOS 等主流移動操作系統的報告 App。

　　無人值守的執法分析子系統在 Windows 操作系統上運行。該子系統需要訪問土地資源網絡的土地資源監測監督數據庫。該系統采用 ArcEngine 實現與在 C /S 模式下運行 GIS 相關的地理空間數據管理，分析和計算的各項功能�？紤]到大量用戶和監控子系統的廣泛分布，系統以 B /S 模式運行子系統。ArcServer 用于配置土地資源監測監督數據庫的后臺，以實現跨部門的村級土地規劃監管和通過網絡進行現場辦公的所需的各種與 WebGIS 相關的軟件功能和監測職能。

　　執法指揮調度子系統用于實現各種執法信息和執法資源動態指令的綜合顯示。該子系統以 B /S 模式運行。

　　移動巡檢子系統主要應用于遠離辦公環境的現場土地監測環境中。該子系統被設計為滿足移動辦公所需的較少的數據處理量、低功耗以及滿足現場使用的基本條件。該子系統為基于 Android 操作系統所開發的 APP。

　　4 數據庫的生成

　　存儲在土地資源監視和監督數據庫中的數據包括元數據、地理空間數據和業務屬性數據。其中，地理空間數據包括土地利用狀況數據、土地利用規劃、低丘陵坡地特殊規劃數據、農田分類和分級數據。業務屬性數據包括土地轉換數據、土地供應數據和執法監督和管理數據。元數據是地理空間數據和業務屬性數據的描述數據。根據數據的格式和類型，數據庫可以分為幾個子庫，如圖 2 所示。

　　5 子系統主要功能的設計

　　5. 1 移動執法和檢查的子系統

　　移動執法巡檢子系統實現定位，案例記錄，現場分析，數據提交等功能，支持執法檢查人員開展現場檢查工作，獲取數據，進行數據分析，處理現場非法活動。結果數據將通過 BDS 短消息或 VPDN 網絡提交給國土資源局的服務器。操作機構如圖 3 所示。

　　5. 2 無人值守執法分析的子系統

　　無人值守執法分析子系統運行于基層土地執法圖 2 系統數據庫結構圖圖 3 移動執法檢查巡邏子系統工作流程圖稽查部門。該過程采用巡檢設備采集的數據，結合土地利用、土地利用規劃、遙感影像數據三個專用地圖，以及土地資源監測核心數據庫。然后，考慮到其它相關層的屬性，子系統提取所需的層和商業屬性表。隨后對現場范圍的土地使用情況進行綜合評價，分析各種違法事件數據指標。添加實時照片信息以生成分析報告。最后，將反饋分析報告發送給移動巡檢客戶端。整個過程自動完成，無需人工干預。

　　5. 3 執法監督子系統

　　執法監督子系統側重于涉及土地資源管理審批、供給、利用、耕地補充和監督的行政事項。便利性和有效性是系統有效性的重要指標。該子系統充分利用網絡資源和信息技術，加強政府部門協調，保障群眾利益，實現農村土地資源的有效利用和監督。

　　5. 4 執法指揮調度子系統

　　執法指揮調度系統采用先進的通信技術、計算機技術、自動控制技術和視頻監控技術，基于系統工程原理進行系統集成。該子系統將執法監督工作狀況與執法監督指揮、執法檢查、遠程診斷、非法土地使用案件等信息結合起來�，F場執法的調度和控制命令將通過使用該子系統實時發送。

　　該子系統的另一個特點是可以快速準確地獲取和處理信息。該子系統改善了執法的實時監督，縮短了調查與非法案件有關的線索所需的時間。它使土地資源監測和監督更加有序。

　　5. 5 公共報告子系統

　　公共報告子系統提供了一種通過互聯網和其他途徑向公眾報告信息的方法。這將極大地促進迅速和及時地披露與土地資源有關的各類犯罪。通過網絡平臺，執法機構可以定期發布和修改報告處理狀態。同時，該子系統能夠根據初步調查案件的情況，對線索舉報人提供直接回復。

　　期刊推薦：《信息技術》1977年創刊，是由中國電子信息產業發展研究院、黑龍江省信用信息中心主辦;主管部門黑龍江省信息產業廳;由黑龍江移動通信公司、黑龍江省誠信建設促進會、黑龍該刊為中國科技核心期刊，國內外公開發行。大力宣傳國家信息基礎建設和信息產業發展形勢，深入報導國內外信息技術發展趨勢，交流信息化經驗，推介信息產業界精英及其管理思想。有投稿需求的作者，可以直接與期刊天空在線編輯聯系。

　　6 結束語

　　本文在農村土地資源規劃監測監督和管理系統的方法和實施方面取得了創新成果。這些創新為基于多技術的綜合信息系統的研究和開發提供了新的途徑。

　　本文提出的主要內容和創新點包括: ①基于全球衛星定位系統提供的定位服務，可以快速疊加和分析多源、多尺度和多時間地理空間數據，實現了農村土地資源集中管理機制和系統。②建立無人值守的地理空間分析和服務模型，并實施相應的系統軟件，整合土地資源核心數據庫和土地資源監測數據。 ③在研究和開發基于異步通信協議的地理空間信息服務接入機制的基礎上，提出了一種采用 VPDN 網絡和北斗衛星的短消息技術的地理空間數據傳輸機制。④開發了村級土地規劃資源監測系統。該系統廣泛應用于陜西省土地資源管理部門，取得了良好的效果。