基于GIS的土地收购储备系统设计与实现

黄碧辉，陈可新，周文娟

（1.福州职业技术学院，福建 福州 350108；2.福建水利电力职业技术学院，福建 永安 366000）

在土地收购储备中，监管部门清晰地掌握土地收储资产的地理位置、图斑（面积）、权属、类型和属性等至关重要，是土地收购储备制度对监管部门的基本要求。然而，大部分地区尚未进行系统的土地收储资产清理工作，且存在着管理手段单一、各时期的地块测量坐标系统不一、批复的形式不一、批复位置和数量与实地位置和数量不一等问题，致使有关土地收储资产的位置、数量（面积）、质量、权属和性质等情况并不十分清晰。

地理信息系统GIS是空间数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。而GPS与地理信息既是（Location Based Services，LBS）的核心，在自然资源监管中有广泛的应用。近年来，GIS技术因其数据整合及直观可视化能力在自然资源等相关系统中得到广泛且充分的应用。在移动设备计算及存储能力大大提高的情况下，移动GIS作为一项新近崛起的先进技术，在行业的空间数据监管领用得到快速应用，特别在自然资源方面的应用取得了令人瞩目的成就。

为了解决当前这种情况，提高土地资产的管理水平、加快实现土地节约集约利用，使管理部门对已收购储备的土地可视化水平提高，本文以建立霞浦县土地收购储备及土地收购储备系统为例。该系统通过GIS技术进行储备土地空间数据库的组织和建设，并将GIS技术与移动互联网技术进行结合，储备土地、遥感影像、DEM等各类数据快速直观的在地图上展示，实现对储备土地数据的查询、分析、统计等功能。系统的建立实现对土地收储、出让等业务的规范化和科学化，从而提高了储备土地管理的综合监管工作质量、工作效率、监管水平和数据公开透明度。

通过土地收购储备建设及移动GIS的土地收购储备系统系统开发，建立霞浦县储备土地信息数据库，实现对土地收储、出让等业务的规范化和科学化，从而提供霞浦县储备土地管理的质量、水平和效率。

系统以《土地利用数据库标准》（TD/T 1016-2007）规范为依据，收集霞浦县2012年—2021年土地收购储备空间数据、农用地转用批复文件、土地征收批复文件、征收土地协议书、建设用地供应表、相关图件等年度资料数据，并对空间数据进行数据分层，把整理、归类好的数据利用ArcGIS软件进行数据入库，形成土地收储数据库。以土地收储数据库为基础，根据用户需求设计功能模块，开发土地储备一张图管理系统，实现对储备土地数据的查询、分析、统计等功能模块。如图1所示，技术路线分三个主要的阶段：

图1 技术路线图

（1）土地资产收集工作，包括矢量专题数据：征地数据、农用地转用、报批数据、建设用地、出让数据；遥感专题数据：地区高分影像、规划数据；资料数据：图片、文档。

（2）土地收购储备数据库建库工作：包括图层数据设计、属性结构设计及数据整理。数据整理包括纸质图纸数字化、CAD图形转换、坐标系转换及台账数据提取。

系统设计及实现工作：包括用户需求分析、框架结构设计、功能模块设计及最终的系统研发实现。

在移动GIS的土地收购储备系统的功能模块设计中，采用数据成果管理的传统设计方法，以土地收储数据的管理为核心，实现计算机化管理模式。系统应具备土地收储数据的图层专题管理、地图浏览、数据查询、空间识别、数据统计、地图标绘、位置定位、制图、项目资料浏览、用户权限管理等功能模块。为了让用户方便操作和使用，软件各个模块形成独立的功能，将系统划分为若干个功能模块，构成了系统的总体结构图，如表1所示。

表1 系统功能模块

从某种意义上说，GIS可被视为一个地理数据库系统，因此，数据库设计在系统建设过程中相当重要。而土地收购储备数据库的空间数据主要服务于土地收购储备中心和其他相关单位管理收储土地，系统功能的研发围绕数据库展开的，数据库建设工作是土地收购储备系统的重要组成部分。特别GIS空间数据库作为空间数据的主要存储载体发挥着非常核心作用，系统通过访问空间数据库获得土地收购储备的空间数据，进行相应的空间分析、管理和决策，再将分析结果反馈到用户，并存储到空间数据库中。

2.1.1 数学基础

地理空间框架：平面基准采用2000国家大地坐标系CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_39高斯投影；高程基准采用1985国家高程基准。

2.1.2 数据库结构及分层

按以上的数学基础及行业标准，本系统土地收储空间数据采用开源的空间数据库进行存储，各空间要素根据建库内容和逻辑一致性分层（空间要素）的方法进行数据组织、命名、定义和管理。

2.1.3 数据字典

同时本系统参考《福建省土地利用数据库标准》，对图层的重要属性字段名、值域以及数据等进行相应描述，构建土地收购储备数据库所必需的数据字典。

土地收购储备的空间数据主要服务于土地收购储备中心和其他相关单位管理收储土地，实现对收储土地数据的查询、统计、分析等，为规划管理、征地补偿及土地供应等工作提供工作依据。

其设计内容包括以下几个方面。

利用福建省国土资源厅发布的《土地利用数据库标准》为参考依据，土地收购储备包括规划数据、影像数据、征地用地、农用地转用报批用地、出让用地、行政区界线、重要地名注记、行政区地名等数据。

（1）基础地理数据：高分遥感影像、行政区界线、重要地名注记、行政区地名等数据。

（2）土地收储数据：规划数据、征地用地、农用地转用报批用地、出让用地。

（3）规划实施数据：土地使用规划图（2011—2030）。

（4）实物调查数据：协议与批文等文档数据。

建库涉及了空间数据、属性数据、文档数据以及图件数据。

2.3.1 数据预处理

（1）统一坐标系统。为了将所有成果统一到CGCS2000坐标系，对坐标系存在问题的数据进行坐标转换。

（2）纸质图件的处理。对纸质图纸利用图解法进行上图处理，对没有图件的项目进行野外采集坐标后利用解析法上图。

（3）完善属性信息。对属性缺失的项目，进行分析和收集相关信息来完善该项目的属性信息。

（4）规范数据格式。对各个单位和部门数据的不统一的情况进行分析，了解他们存在的问题和规律然后规范成统一的格式，便于后期数据的处理。

2.3.2 数据处理

数据处理是解决数据之间存在的拓扑错误和属性不健全等问题，通过对数据的检查保证数据的准确性，录入属性数据，建立和完善图形数据与属性数据之间的关联关系。

（1）空间数据检查。数据质量是决定数据库建库质量的重要因素。因此，土地收储数据建库后对入库空间数据进行全面的数据质量检查是非常必要的，空间数据检查是针对图形重叠、图形缝隙及各个空间要素之间的空间位置关系进行检查。

数据质检是保证数据质量的重要步骤，通过检查可以发现数据中存在的图形问题。图形具有等图形（如位置、形状）和空间关系特征两方面。空间关系特征需要采用专业ArcGIS软件提供的拓扑功能对空间对象的拓扑特征进行检查，消除不合理的悬挂弧段，对多边形边界进行闭合处理，消除不合理的重叠和缝隙，对多边形进行重叠和缝隙处理。根据图层间的关系，建立一定的拓扑规则，按照拓扑错误提示的规则和位置，修改数据。

（2）属性数据检查。在数据分层和拓扑处理之后检查属性数据。利用SQL语句对数据库中存在关键码的唯一性、属性表必填字段为空、面积逻辑性等检查。

本系统基于Android的移动平板实现基于GIS的移动土地收购储备一张图管理系统。土地收储一张图通过ArcGIS平台的进行数据的组织和空间数据库的建立，格式为mdb格式，其中系统采用离线空间数据库geodatabase放置于移动平板端，影像、地形等栅格打包为tpk离线数据。移动平板采用ArcGIS Runtime for Android 100.11开发包进行地图开发包。系统部分功能运行结果，如图2所示。

图2 基于GIS的储备土地一张图管理系统效果图

本文通过结合GIS技术与移动互联网技术建设霞浦县土地收购储备数据库和土地收购储备一张图管理系统，系统充分运用现代信息技术集成数据与成果管理、实时业务数据对接、数据综合查询及展示、智能分析与应用服务等功能。系统的建立实现对土地收储、出让等业务的规范化和科学化，从而提供霞浦县储备土地管理的质量、水平和效率。同时因其便利性，大大地提高了户外人员对土地资产的监管效果。土地收购储备一张图管理系统其移动GIS的直观、便利等特性也可为其他行业监管部门提供借鉴参考 。