GIS在地籍数据库中的运用

GIS在地籍数据库中的运用
本文首先介绍了GIS与地籍管理，然后分析了GIS应用于地籍测绘的新趋势，最后探讨了地籍管理信息系统构架，并结合某省某县地籍测量建库项目实际说明了GIS在地籍数据库中的运用。

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GIS即地理信息系统英文名为GeographicInformationSystem，简称GIS是获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具和技术学科。

经过40年的发展到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术得到了广泛关注和迅猛发展。

地籍测量管理是指国家为取得有关地籍资料和为全面研究土地的权属、自然和经济状况而采取的以地籍调查（测量）、土地登记、土地统计和土地分等定级等为主要内容的国家措施。

地籍管理的对象是作为自然资源和生产资料的土地地籍管理的核心，是土地的权属问题。

健全地籍管理制度不但可以及时掌握土地数量、质量的动态变化规律，还可以对土地利用及权属变更进行监测，为土地管理的各项工作提供更新的有关自然、经济、保管、法律方面的信息。

中国现阶段地籍管理的基本内容有：土地登记、土地统计、土地调查、土地分等定级、地籍档案管理等。

随着社会经济的发展和国家对地籍资料需求的增长，土地管理的内容还将随之不断地变化和充实。

地籍数据管理的核心内容就是数据，所以地籍数据的釆集与转换就成为建库过程中最重要的事情之一。

地籍数据主要包括图形数据和属性数据，建库前对所采集到得地籍数据进行分类和组织，然后制定出与之对应的地籍数据框架结构。

建库前另外一个要做的就是对数据的处理，主要是将原有的CASS数据、影像数据及土地登记权属信息数据等转换成能够符合数据库标准的数据。

在非GIS格式的数据转换成GIS数据时，要保证不出现信息丢失，然后上载到数据库中才能保证宗地信息数据的完整性。

地籍调查数据包括空间数据、非空间数据及元数据三个部分内容。

在地籍管理中将空间数据可以分为两部分，栅格数据和矢量数据。

栅格数据包括数字栅格地图、数字高程模型数据和数字正射影像图等；矢量数据包括土地利用数据、基础地理数据及其他矢量数据等。

属性数据是非空间数据的重要组成部分，具体包括地籍调查表、地籍审批表、土地权属来源说明、土地登记卡、土地归户卡及界址点坐标册等扫描文件和统计表格。

在MAPGIS地籍管理信息系统中将图形数据与属性数据采用关系模式进行连接起来，从而组成数据库的主体。

元数据库主要用来记录日常业务管理中在数据库中所进行的一些列操作。

1 GIS与地籍管理
在进行地籍管理工作时，为保证地籍管理工作的顺利开展，一般遵循以下原则：按国家规定的统一制度进行；保证地籍资料的连贯性和系统性；保证地籍资料的可靠性和精确性；保证地籍资料的概括性和完整性。

若要对一片土地做一个好的利用规划重要的一点是要了解土地的基本信息，GIS在清查土地中起到了极其重要的作用，它可以帮助我们更好更快地了解土地的信息。

土地利用规划是一个系统工程起着对土地利用进行控制、协调和监督的作用使土地的社会、经济、生态效益达到最佳状态。

从内容上说，土地利用规划包括土地的自然和经济属性的评价和用地需求量的预测。

地理信息系统在土地利用规划中可以发挥巨大的作用，尤其是在土地评价方面可以进行土地资源清查、土地生产潜力分析、土地适宜性评价和土地人口承载力分析。

土地资源清查是针对土地的自然属性进行清查地理信息系统建立这种自然属性的空间和统计数据库。

信息来源有土壤图、气候图、土地利用现状图和自然灾害图等。

2 GIS应用于地籍测绘的新趋势
2.1开放型GIS（OpenGIS）
目前一种多用户、跨平台的OpenGIS技术正在被国外的许多研究机构、政府部门和高等院校所研究和开发利用。

开放型GIS的研究和应用使得各政府部门及企业之间不同格式的数据能够方便地互访肩利于网络GIS及分布式GIS空间数据库的建立使GIS的应用领域及其功能大大拓宽。

土地和地籍的管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。

2.2虚拟现实技术
虚拟现实是目前GIS研究领域的另一重要方向。

虚拟现实是对人类真实世界某一部分或某一过程的逼真模拟，提供视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉等信息，令人完全置身于虚拟世界中感受与现实系统一致或接近，从而让人产生一种虽幻犹真的沉浸感。

美国MultiGen公司生产的MultiGen软件已可以利用地理信息中心的数字地形海拔数据（DTED）、数字文化特征数据（DFAD）和与之配套的航空或卫星照片，快速高效地构造任何地区的地形地貌和文化特征。

2.3高分辨率遥感与GIS结合
以GIS为核心的高分辨率遥感影像与GIS、GPS（全球定位系统）的集成使得人们能够实时地采集数据、处理信息、更新数据以及分析数据。

GIS已发展成为具有多媒体网络、虚拟现实技术以及数据可视化的强大空间数据综合处理技术系统。

高分辨率遥感影像是实时获取、动态处理空间信息对地观测、分析的先进技术系统是为GIS提供准确可靠的信息源和实时更新数据的重要保证。

GPS主要是为遥感实时数据定位提供空间坐标，以建立事实数据库。

3地籍管理信息系统构架
3.1系统的建立原则
为了实现土地管理的科学化、规范化，就必须建立一个功能完善的土地资源管理和资产管理数据库，同时建立一个城镇管理信息系统进行数据信息的管理。

系统建立遵循的基本原则如下：
（1）先进性原则。

考虑到系统能够长远、稳定的运行，在地籍管理信息系统的设计过程中，采用当前最为先进且应用成熟的技术，使得设计的系统更为先进、更加合理。

在软件平台的选用上，必须是现阶段比较成熟的并且是同类产品的主流，有效的满足今后的发展方向；在软件开发思路上，设计时严格按照软件工程的标准和面向对象的理论来进行。

管理和开发方面，保证系统开发的高起点，使软件能够结构合理、功能齐全、更新简易、操作方便简单等。

（2）稳定性和可靠性原则。

由于地理信息公共服务平台需要支持实时运行的专业应用系统，因此要求平台的稳定性极高。

平台的安全可靠是一个优秀系统的必要待征，平台的安全保护措施是否有效是地理信息公共服务平台的主要性能指标之一。

安全可靠性应作为平台建设的首要出发点。

平台必须保证其信息的安全性，严格各种角色的管理权限，充分考虑数据保密和使用权限等情况，避免非法的使用地籍数据所造成的泄漏、随意修改或破坏等，并能实时提供数据的自动备份功能，进行数据的备份。

在考虑平台的组网时应选用高可靠性的产品和技术，根据现有业务情况与平台可能出现的情况，必须提高整个系统的容错能力和应变能力，确保整个平台的安全性和可靠性。

容错能力是软件平台软件必须要具有的，确保整个软件平台不易受破坏和崩溃，并具有良好的恢复和备份能力。

系统应根据需要设置用户权限，对于重要文件、一般文件、特殊文件等应考虑不同的加密程度，同时良好的数据备份功能也能在关键时刻也能起到重要的作用。

（3）实用性原则。

影响系统运行效果和生命力的最重要因素就是实用性，最大程度的满足用户的需要，是系统建立的根本目标。

（4）可扩展性可伸缩性原则。

除了保证基础数据的稳定可靠以外，还得考虑能够增加、删减新的记录，完成系统更新扩展功能，因此系统应能够满足运用于不同应用阶段、不同应用需求、以及为未来地籍信息社会化和政务系统服务等功能。

地理信息公共服务平台的建
设是一个长期的逐渐发展的过程。

因此要求系统具有良好的可伸缩性。

（5）海量空间数据管理。

地理信息公共服务平台必须支持包括影像、矢量在内的多种类型数据源的海量空间数据管理。

（6）支持多用户并发编辑访问原则。

地理信息公共服务平台中空间信息基础库的建设要求必须支持多用户的并发编辑功能，保证在复杂编辑环境下，数据维护的一致性。

GIS 数据处理流程和数据共享机制不同于传统关系型数据库的短事务处理，它需要一个长事务处理机制。

（7）易用性原则。

系统设计的目的就是要复杂问题简单化、智能化，能够使用户易于掌握、操控，这也是系统开发者所不断追求的重要目标之一。

3.2系统的体系结构
地籍管理信息系统的基本体系构架决定了系统的管理模式、运行效率、维护方式、升级改造、资金投入等各个方面，同时也关系到地籍管理信息系统的可靠性与安全性。

根据目前计算机技术的发展水平以及城镇土地管理信息化的现状，系统采用三层结构体系，在逻辑上将系统划分为：数据层、逻辑层、应用层。

数据层主要功能是实现地籍数据和空间数据的高效存储与管理；逻辑层主要实现包括空间数据操作、表现和存取等功能的地籍管理系统业务逻辑关系的实现；应用层主要是支持地籍管理系统的核心业务，实现地籍数据库的具体应用。

三层结构之间既相互联系又相互独立，三个层次之间通过两个链路相互关联，一般情况下，系统的应用层只涉及到用户的请求，这样就可以减轻数据服务器和程序服务器的工作负担，从而提高了系统运行的速度和效率；当然，假如其中的某一个层次出现错误，就只需要对相应的层维护处理就可以继续正常运行，这样间接地避免了错误出现的机率，系统的改版升级也变得更加简单。

三层结构的划分，不但有效的提高系统的可维护性与可扩展性，而且还能够保证系统稳定、安全的运行。

3.3系统的软件平台
地理信息公共服务平台是以基础地理信息资源为基础，以地理空间框架数据为核心，利用现代信息服务技术建立一个面向政府、公众和行业用户的、开放式的信息服务平台，在提供最基本的空间定位服务的同时，对各种分布式的、异构的地理信息资源进行一体化组织与管理，在多重网络环境下实现以下三个目标：
（1）为实现快速内容提供基础测绘（地理信息）产品的产品分发服务；
（2）基于地理空间框架数据基础上实现GIS 技术、空间定位技术和网络通信技术结合的基本定位服务；
（3）将政府信息化综合信息以及各行业专题空间或非空间信息进行集成和加载，在保障政府各部门对各自信息权益的前提下，既实现对地理信息资源的共享和整合服务，也为各类地理空间信息网络化服务的实现建立一个基础性平台。

4应用实例
4.1建库背景
本项目为某省某县地籍测量建库项目，在地形地籍图测绘地籍档案收集、整理、扫描，权属调查等前期工作完成并通过检查后全面进入城镇地籍数据库建库阶段。

以地籍管理信息系统应用软件为基础，以国土资源部的《第二次全国土地调查技术规则》、《城镇地籍数据库标准》和《某省城镇地籍调查测量实施细则》及相关技术规范为建库依据。

4.2建库内容与流程
4.2.1建库内容
城镇地籍数据库包括应用于城镇地籍数据处理、管理、交换和分析应用的基础地理要素、土地权属要素、土地利用要素、栅格要素以及房屋等附加信息。

城镇地籍要素包含基础地理要素、地籍要素、注记要素三大类。

本项目以最新地籍调查和原有土地登记相关资料为数据源，统一地籍图形数据、属性数据和档案数据的采集要求，利用地理信息系统、数据库管理系统和计算机网络等信息技术手段组织建立地籍信息系统对该县6个地籍区建成区范围内地籍调查和地籍测量结果的图形数据、宗地属性以及各种表、卡、册等数据信息进行集中管理并提供编辑录入、查询统计、日常变更、制图输出、登记发证以及办公流程等管理功能满足日常业务及管理需求，为土地登记、土地利用、土地规划以及农用地和集体土地转用征用服务。

建立该县6个地籍区，另9个地籍子区城镇地籍数据库包括国有土地范围内街道、街坊、宗地的基础地理信息和权属信息。

汇总建成区内的工业用地、基础设施用地、金融用地、商服用地、房地产用地、开发园区用地等土地利用状况开展土地利用分析研究。

4.2.2城镇地籍数据库建库工艺流程
参考文献
[1]刘南.地理信息系统[M].北京：高等教育出版社，2012.
[2]朱光，季晓燕.地理信息系统基本原理及应用[M].北京：测绘出版社，2007.
[3]邬伦.地理信息系统：原理、方法和应用[M].北京：科学出版社，2009.。