摘要：国土资源是重要的国家财产，更是人民生存、生产的重要基础，也是国家宏观调控的重要手段，我国是一个人多地少的国家，特别是改革开放以来，随着社会经济的高速发展和城市规模的不断扩展以及移民建镇速度的加快，以及环境的破坏，自然灾害等因素的影响，人地矛盾日益突出。对于国土资源进行信息化的建设，已经成为了我国国土资源管理当前工作的重要内容，因为资源的基本状况，资源的开发，资源的布局，资源的变化以及发展，都将会直接影响到我国社会经济发展，以及我国社会经济的整体规划，所以需要对基于GIS的国土资源综合信息管理系统进行有效的分析，并对其提出相应的信息管理系统方法，体系以及原则等结构思想。定期更新土地利用现状、土地储备、规划调整、拆迁改造情况，并对相应数据进行提取、分析、整合，对土地管理、国家宏观调控及经济社会发展规划、政府决策，提供数据支持。基于此本文将分析GIS的国土资源管理信息系统的设计以及实现，希望给读者提供参考。
关键词：GIS；国土资源；信息系统；实现
引言
国土资源是重要的国家财产，更是人民生存的基础，其管理工作与群众生活和国家发展密切相关，一直以来，极受国家重视。以往由于技术等方面的原因，国土资源管理工作开展难度较大，效率相对有限。随着现代化高科技的日新月异，相继取得了重大技术突破，其中GIS技术近些年来广受关注，应用领域越来越多，对国土资源管理也有着积极作用。所以，如何充分发挥GIS技术的优势，促进国土资源管理，是当前值得思考的问题。
1、GIS技术概述
1.1、GIS的定义
加拿大学者罗杰.汤姆林森在1963年第一次提出了GIS概念，并在国土资源管理中得到了很好的应用。随后几十年，在计算机信息技术和网络技术日益成熟的基础上，GIS技术也由此开始应用到各个领域，如应急、国土资源、城市管理、电网、公安、道路交通以及国防建设等领域。从功能的角度上解释，地理信息系统（简称GIS）被定义为是一个专门用于处理空间数据的计算机系统，是与普通系统的主要区别，也可以用于管理具有时空特性的地理信息，为研究部门提供决策。
1.2、GIS的构成
GIS主要由五个部分组成：分别是空间数据对象、硬件和软件、网络通信、规范标准、以及组织人员。空间数据对象：GIS的重要主组成部分，是GIS系统的“血液”。硬件：计算机、外设、网络设备。软件：主要包括计算机系统软件、GIS软件、空间统计分析软件。规范标准：数据结构标准、数据共享标准等。网络通信：计算机之间的通信标准。
1.3、GIS功能
GIS技术是一门综合性的交叉学科，它主要涉及了图形学、视觉、数据库等多门的学科，并由于GIS具有非结构化数据与强大的空间分析功能而区别于一般的信息系统。地理信息系统(简称GIS)、计算机辅助制图(简称CAD)、数据库管理系统(DBMS)三者之间有着很大的区别。计算机辅助制图的优点是在图形处理方面的能力比较强，缺点是其不能对复杂的空间关系进行处理，而且对于海量的空间数据的处理也是显得无力；数据库管理系统一般用于存储和管理结构化的数据，而对于图形的查询、管理、分析和显示功能存在比较大的缺陷。
2、国土资源管理信息系统设计基准
2.1、技术先进设计基准
对于国土资源信息管理系统来讲，必须要具有先进的科学技术作为支持，随着社会的发展，不断的满足社会的需求，保障其方便性，才能够促使整个大环境的发展，科学、合理的先进技术与设计是保障其实现可持续性运行的基础条件。
2.2、保密安全基准
国土资源管理信息系统本身就属于我国政府的内部资源，其内容会直接涉及到我国的矿产、土地等社会资源，受到了我国法律的保护，所以，国土资源信息管理系统必须要保障数据信息的安全性。
2.3、标准性基准
国土资源信息管理系统的标准就是能够兼容其他系统，能够进一步的深入扩展，国土资源信息管理在进行设计的时候，必须要满足相关规定和标准，符合其标准性，进而才能够满足信息管理系统的基本任务和目标，促使国土资源信息能够实现有效的共享。
3、GIS在国土资源管理信息系统中的应用
3.1、对国土资源空间的属性进行相应的管理
GIS虽然是信息系统中的一种，但是它却拥有了处理以及管理国土资源空间数据特性的能力，所以，GIS在国土资源的综合信息系统的分析过程中，发挥了它最大的优势，得到了充分的运用，与此同时，还对国土资源的研究工作、国土资源的管理工作，向科学化以及现代化的发展起到了很好的推动作用。
3.2、地理信息系统在国土资源综合系统中的应用
应该做好对各种资源清查工作以及管理工作，例如人口资源、旅游资源、土地资源的调查与管理；其次是要做好对各种资源的规划工作以及管理工作，例如对自然保护区、森林抚育以及旅游资源进行合理的规划，对土地当前利用情况进行评价等；还有就是进行相关的预测工作，例如对种植的农作物进行产量评估，还要预防工作，避免发生森林火灾以及陆地水灾及等；最后是要做好城市的管理工作；例如人才资源信息系统的管理以及城市交通的管理等。
4、需求分析
4.1、系统建设总体要求
以“全局的思想”把握总体设计
(1)从数据流的角度讲，总体设计要求覆盖系统建设全过程，包括数据采集、数据入库、数据处理、数据融合、数据转换、数据更新、数据维护等子过程。(2)从数据库设计的角度上讲，总体设计要求覆盖系统涉及的数据库；(3)从数据应用的角度上讲，强调地理信息系统技术在“数字城市”中的定位和作用；(4)从系统开发的角度上讲，设计上考虑各系统间的接口，便于后期系统的设计开发和总体集成。
4.2、系统功能需求
以C#为开发语言、Oracle作为系统的数据库、以ArcGIS10.0作为GIS平台，开发国土资源管理信息系统，主要由地籍管理子系统、土地利用规划管理子系统、数据处理子系统、矿产资源管理子系统、地质灾害管理子系统和系统维护子系统。系统具备以下功能：地籍管理功能该功能模块主要有宗地信息展示、查询浏览、土地登记、信息变更、图件输出、报表（土地利用信息统计）输出、统计分析、专题图等功能。土地利用规划管理功能该功能模块主要有指标管理、年度计划、项目预审等功能。矿产资源管理功能该功能模块主要有矿产资源信息显示、查询、快速定位和专题图打印等功能；地质灾害管理功能该功能模块主要有地质灾害信息展示、查询、快速定位和专题图输出等功能；土地整治管理功能该功能模块主要有土地整治信息展示、查询、快速定位和专题图输出等功能；系统维护功能该功能模块主要有后台数据设置、标准参数、报表模板、专题图模板、XML配置及系统用户等管理。
4.3、系统数据需求
4.3.1、基础GIS数据
从对现有基础GIS数据库中的矢量数据分析情况来看，这些数据现势性较好、内容较为丰富、覆盖范围较广，可满足国土管理信息系统对基础矢量地理信息数据叠加显示的需要。
4.3.2、栅格数据
从对现有基础GIS数据库中的栅格数据分析情况来看，主要有SPOT5卫星影像、无人机影像、航摄影像，数据来源丰富、分辨率多种、现势性较好，可直接满足国土管理信息系统对基础栅格数据叠加显示及分析的需要。
4.3.3、国土空间数据
国土空间数据库是以矢量数据结构描述的地籍专题、土地利用现状与规划专题、矿产资源专题、地质灾害专题等五大类专题要素构成的，包括空间数据对象的空间关系及相关属性信息。国土空间数据库按一定规则分层管理。
4.3.4、国土专项数据
国土专项数据库存储其他专项业务的属性表，目前主要数据内容为与土地利用规划相关的指标数据及文档信息，主要面向国土局规划科，后期可以根据需要增加其他专项数据。
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5、系统总体设计
5.1、系统总体目标与设计原则
5.1.1、系统总体目标
(1)依托数字城市地理信息公共服务平台，整合地籍、土地利用现状、规划、矿产、地质灾害等多源信息，建立国土资源专题数据库，以能够达到“一张图”管理的要求；(2)结合国土办公业务，建设一个把GIS和业务流程相结合的系统，实现国土办公业务可以图文结合的操作，提高国土管理的工作效率；(3)通过国土资源管理示范应用系统的建设，发挥数字城市建设综合效益，使得数字城市建设地理空间框架在其他政府部门的应用推广起到以点带面的作用。
4.1.2、系统设计原则
国土资源管理信息平台建设难度很大、涉及的学科比较多、专业水平要求也较高，主要涉及网络通信、地理信息系统技术、空间数据库技术、空间数据更新以及信息发布等，为达到系统设计目标，在系统的建设的全过程中始终遵循软件工程的相关规范，做好用户需求、总体设计和详细设计并逐步实施、测试和完善外，在系统的建设中还应以“先进、高效”为基本准则，建立“海量、开放、安全、方便友好”的系统构架。
5.2、系统开发环境和平台选择
1）GIS平台：ArcSDE10.0、ArcEngine10.0；2）数据库：Oracle11g；3）开发工具：VS2010；4）其他软件：DotNetBar9.2。
53、系统功能设计
国土资源管理系统基于系统建设目标及任务，根据业务管辖范围及其地理信息需求，将整个信息系统划分为7个子系统：城乡一体化地籍管理、土地利用规划管理、土地储备管理、地籍数据处理、矿产资源管理、地质灾害管理和系统维护管理。在本系统中，子系统与子系统之间是相对独立的，但同时也是相互配合的，并能够达到信息的分享。
5.4、系统数据库设计
国土空间数据库按照ArcSDE的GeoDatabase数据模型来组织空间数据。GeoDatabase数据模型把空间数据按照其本身的空间逻辑关系来认识、组织、管理和应用，极大地方便了用户对空间数据的使用，最大可能地发挥了空间数据的作用。本系统涉及数据内容多，数据量大。从分类上讲，包括国土空间数据库、国土登记属性库和国土专项属性库3个数据库。
5.5、系统功能设计
系统设计主要是结合需求分析中的系统功能需求，从GIS软件功能的角度对国土资源管理信息系统进行体系结构设计，划分不同的子系统，并对各个子系统进行功能设计，包括每个子系统的技术架构、功能结构以及具体功能的设计和描述等内容。
5.5.1、系统划分
国土资源管理系统基于系统建设目标及任务，根据业务管辖范围以及其地理信息需求，将整个信息系统划分为以下7个子系统：城乡一体化地籍管理、土地利用规划管理、土地储备管理、地籍数据处理、矿产资源管理、地质灾害管理、系统维护管理等子系统。在本系统中子系统与子系统之间是相对独立的，但同时也是相互配合的，并能够达到信息的分享。
5.5.2、土地储备管理子系统
该子系统的应用科室为土地储备中心，它是国土资源业务信息化中一个重要组成部分，是基于GIS平台，以地理空间数据为基础，储备城镇地籍和属性数据为核心，采用GIS技术，多媒体技术，数据库技术，图文处理技术建立的一个专题型的GIS系统，实现了数据管理、信息查询、统计分析（以拆迁分析为主）、打印输出及辅助决策等主要功能。
土地储备管理子系统主要对国土部门获取的土地利用数据进行统一管理和应用。系统主要有文件、地图浏览、地图查询、统计分析、图层快速功能和地图快速功能等模块。
6、系统主要功能实现分析
6.1、地形数据签出
由任务下达部门在“一张图”中对修测范围内的地形进行统一签出，将图斑号作为来案号，管理图斑和案件，按计划安排对图斑进行修测。
6.2、用户管理
用户管理模块主要包括用户信息管理和用户权限管理。(1)用户信息管理通过用户组（角色）来管理用户组内的用户以及该用户组所具有的权限。用户组（角色）即具有相同用户权限的用户的集合。系统创建的每个新用户，都需在某一用户组内，这样能更好而且方便的对用户的权限进行管理。(2)用户权限管理提供了管理某一用户所具有的功能权限的功能。根据用户组的权限，每一用户都具有一定的对其所在子系统功能访问的权限，以通过该模块比较方便的进行管理。
6.3、图斑面积分类统计
图斑分类面积统计是用于统计某一行政区域内一二级地类图斑的数目和面积。
6.4、图斑的动态更新
6.4.1、任务下达部门下达任务
启动修测案件时，将图斑编号作为来案号生成案件，将案件与图斑编号（唯一标识码）相关联，提交至下一岗位。如是日常案件，队员应根据待修测范围在“一张图”中进行勾画，报计划科入库，再将图斑编号与日常案件相关联。
6.4.2、图斑范围的更新
修测案件上网后，可根据情况进行以下两种范围的更新：一是按照将切图范围自动更新初始范围；二是上传修测范围更新初始范围。初始的范围进入历史库，修测范围上传页面。
6.5、规划预审分析
规划预审分析主要是用于统计指定区域范围内占用重点项目、基本农田、空间管制区、土地利用现状和基期土地地类等的情况，以分析指定区域是否符合规划。
6.6、拆迁改造分析
主要是采用GIS的空间分析功能，以点、线、面实体为基础，建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形与宗地进行叠加分析得到结果，并计算宗地拆迁面积。
6.7、宗地制图
宗地图输出之前，根据实际需要进行制图加载配置，制图模板的设置是为了更好的体现宗地出图的自动输出。本系统中有大量的地图制图模板，随着制图要求的提高，ArcGIS也成为国土管理技术人员的主要绘图工具，功能强大，越来越多的地图工作是在该软件环境下进行的。ArcGIS环境下没有符合我国国家标准的机械制图的模板文件，在实际的应用中每次设置都比较繁琐，浪费时间。本系统以ArcGIS地图为对象创建标准制图中所用到的一些绘图参数、绘图特性的设置和图框、标题栏等内容进行绘制，以及所有模板公用的表面粗糙度、基准符号等块的创建，形成符合国家标准的地图制图模板，以进一步提高了绘图和制图的效率。
7、系统测试
系统测试是为了确保系统功能能按照预先设计的内容准确实现，用户输入待处理的数据、指令，系统经过处理这些信息输出处理结果，并以一定的表现形式展示给用户。根据系统设计内容，本测试拟测试如下系统模块来测试其功能：宗地制图、规划预审分析、初始登记、点状矿山查询、项目查询统计等功能模块，其他功能模块测试方法类似。宗地制图功能主要验证输入给定的地籍号是否成功输出相应的宗地、界址点、界址线，以及样式是否正确。规划预审分析功能主要验证输入指定的区域是否存在规划相关的数据，从而判定该区域是否符合规划。点状矿山查询功能主要验证输入指定的查询条件是否存在相应的点状矿山，如果存在则输出相应矿山的信息并定位。
结束语
总之，将GIS技术应用于国土资源管理信息系统，并以ESRI的Arc Engine组件库为开发基础，可以快速有效地进行系统开发，极大减少了程序开发工作量，缩短了开发周期，实现对国土资源的监督与管理，从而发现更多土地的使用价值，为国土部门的管理决策提供重要的技术支撑。但该系统是采用C/S模式结构实现的，存在一定的局限性，若能结合当前GIS的热门技术，如Web GIS等，可以达到更好的效果。
参考文献
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[4] 游振金.基于GIS的南平市国土资源管理信息系统的设计与实现[D].电子科技大学，2014.
论文作者:马宏宇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/13
标签：国土资源论文; 数据论文; 系统论文; 国土论文; 功能论文; 子系统论文; 空间论文; 《基层建设》2017年第24期论文;