国土资源一张图解决方案.docx
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国土资源一张图解决方案
国土资源“一张图”解决方案
郑州麦普数码科技有限公司
二〇一〇年九月
11 方案背景
11.1 发展现状
随着国土资源信息化工作的深入、“数字国土”工程的实施、国家“一张图”工作的推进以及全国国土资源第二次土地调查工作成果的验收入库，各地国土资源信息化建设面临着新的问题：
一是各类管理行为未能完全在统一的平台上进行，基础数据库覆盖面不够全，现势性不够强，数据重复、不一致、管理类数据标准化、完整性还有待提高；二是信息系统建设分散，各个管理环节存在鸿沟壁垒，没有实现数据的互联互通；三是信息资源的应用还局限于一个部门内部，对上下级相关国土管理部门的支撑以及广域社会化信息服务的支持不够理想。
11.2 发展趋势
“一张图”工程建设的核心在于全力构建“二网、一中心、一平台”的综合管理框架：
依托局域网和政务专网，以数据为中心，建立集中统一的国土资源管理要素数据库，实现统一的数据管理、统一的数据标准、统一的数据更新的数据中心建设；全面理清国土资源行政管理业务板块，梳理优化各板块内部以及板块与板块之间的业务流程，建立协调一致、互联互通的网络化电子监管办公平台。
11.3 方案建设的必要性分析
（1）游刃有余的海量异构数据管理
国内大多数地区的省国土厅、市局、县分局在同一时期很可能同时使用了多种格式的GIS数据和电子档案数据，在数据上报、下发、使用过程中，因数据格式转换而产生的数据丢失和精度差异难以避免。
如何真正实现多源异构数据的统一管理，消除多种GIS平台和数据格式差异带来的影响，成为国土资源“一张图”工程建设必须要解决的问题。
国土资源“一张图”解决方案采用了MapGISK9地理信息系统基础平台，拥有TB级海量空间数据编辑管理、遥感影像处理分析、真三维动态建模与可视化实力，支持各类异构数据中间件的二次开发，能直接编辑、管理各种格式的影像、矢量（如MapGIS6X、MapGIS7、ArcGIS、CAD）数据，满足各级国土资源各类数据的管理需要。
（2）可扩展的功能集群开发共享平台
传统的“数据中心”建设往往关注于数据仓库的建立和数据的管理，忽视了数据的应用和互通，且与正在运行的其他软件系统相互分离，不能有效实现相互调用或者互访。
“一张图”工程不仅仅要求统一管理各类异构数据，还要求建立一个统一的应用框架和数据共享平台，使遵循OGC规范的程序开发商在此框架之上能灵活的开发、调用各类功能组件和插件，最大限度的复用已有应用系统和程序代码，建立国土资源应用的功能大仓库。
国土资源“一张图”解决方案基于MapGISK9数据中心集成二次开发平台设计研发，全面支持SOA，支持组件式搭建式开发，功能仓库涵盖矢量、遥感、三维、WEBGIS、地籍、地形地理、土地利用现状、土地利用规划、矿产资源、农用地分等、城镇宗地定级估价、建设用地审查、耕地保护、土地开发整理、卫片执法、海域管理等各个方面。
“一张图”框架通过灵活的工作流、扩展性强的电子表单、基于SOA技术的构件仓库、高效率的搭建运行平台，能快速依据用户需要，可视化搭建出新的业务流程及应用模块，方便用户进行二次开发。
（3）国土资源核心业务“一张图”管理
“一张图”解决方案前端数据浏览应用采用MapGIS-IMS技术，使用BS结构，服务于地、矿、海、测、批用监管等政务办公和审查审批，实现对国土资源管理规划计划、审批、利用、补充、开发、执法等的网络化综合管理和国土资源的动态监管；后台数据管理维护将二维数据编辑管理和三维动态建模技术相结合，使用CS结构，整合遥感影像、矢量等空间数据的检查入库、数据更新、编辑查询、统计输出、交换发布等功能，实现用户权限、数据库数据等的统一管理维护。
“一张图”解决方案在“批、供、用、补、查”等日常管理流程的基础上，梳理优化业务流程之间的逻辑关系，自动建立各类案卷间的依赖关系，利用GIS的强大的空间分析的实力，实时反映土地用途扭转和权属变化，使各类要素清晰的展现在一张图上，并通过数据库查询更新机制，建立长期有效的综合业务电子案卷档案库和行政管理效能分析统计库。
12 总体建设方案
21.1 总体建设目标
国土资源“一张图”系统建设主要应实现以下目标：
（1）数据的统一、规范化管理
“一张图”工程涉及遥感影像、矢量数据等多种格式、多种精度异构数据的统一管理。
首先应规范数据格式和编码标准：
数据格式必须具有通用性，能同时兼容国家、省市已明确的数据格式和标准，能和其他相关软件共享数据，如：
建设用地报批管理系统、建设用地供应备案系统安装盘、土地整理复垦开发项目信息报备系统、土地卫片执法检查信息系统、土地市场动态监测与监管系统、矿业权管理系统等。
（2）海量空间数据的快速组织
据粗略估算，省级“一张图”的总数据量可以达到2~4TB，市级“一张图”的总数据量约300~500G，县级“一张图”数据库数据量也有20G左右。
而且后期每年的数据变更和维护数据量也会不断增长。
整个数据库数据类型多、内容复杂、数据量大、应用多样化。
因此，系统不仅应支持多元化数据的能力，还应支持海量数据的快速查询、检索、统计分析等服务，同时能支持海量空间数据的快速浏览与查询。
系统应能够具备快速响应各用户端的数据服务请求，尤其是在多用户大数据量并发的情况下能够快速提供数据服务的能力。
（3）快速、稳定的数据入库、实时更新与维护机制
“一张图”数据库主要是对各类国土资源空间数据进行集中管理，同时还应保证对以后变更的数据和国土资源日常管理形成的数据 的及时入库以及维护，这也是保证系统长效运行的关键。
数据库质量是维持数据库长效运行的重要因素，入库数据必须保证其数学基础和数据质量。
因此，数据的入库和更新维护必须依托专业技术和专业软件，确保数据质量，保证系统的正常、准确运行。
系统能根据不同业务数据的特点，制订合理的更新制度，实现各类业务数据都能有效的进行更新数据的快速入库，并保证数据质量的统一，提供完善的更新数据入库的流程，支持海量数据下的增量更新管理。
（4）强大的数据查询统计分析能力
“一张图”系统不仅要满足“一张图”数据库管理的要求，而且承担着为国土资源监管平台提供基础数据和分析数据的任务。
数据库的查询、统计、分析等功能应满足不同的业务应用需求。
系统应按照各项国土管理业务的要求，输出符合规程规范要求的各类汇总表格和图件；系统应具有数据分析功能，对国土资源利用结构和利用变化情况进行分析，为国土资源管理提供决策支持；系统可以为相关用户提供每一块土地的位置、属性、变更等信息快速浏览与查询的服务；系统还应支持各类统计图表、专题图件的制作与生成。
（5）建立WEB审批和空间数据发布平台
构建对外发布的业务审批和共享发布平台，提供WEBSERVICE使国土资源局域网内部用户和外网公众能最大化合理应用数据资源。
内部办理业务审批的用户可以通过访问权限内的专题数据库，查询空间数据，得到分析结果，判断是否符合审批要求；外部用户可以利用公开查询，实时查询案件信息，浏览公开图形。
21.2 总体建设原则
（1）标准化规范化
（2）实用性先进性
（3）安全性可靠性
（4）开放性可扩充性
21.3 总体架构
“一张图”解决方案依托MapGISK9基础GIS平台构建多源异构数据采集、处理、显示、管理、分析、维护的核心功能仓库，运用数据中心集成开发平台自定义搭建可视化的数据组织、视图加载、界面设计、后台更新维护，并运用MapGIS-IMS技术向外发布一张图成果。
方案探索并实现了省（市、县）级“一张图”数据资源与日常管理应用相结合的模式和方法，提供可供推广的数据编码标准、软件规范和实现技术，全程服务于土地批、供、用、补、查的各个环节，最终实现了便捷、规范的土地综合电子监管，和科学的、准确的数据分析决策支持。
在上述总体构架图中，MapGISK9基础平台是基础，提供了丰富、专业的矢量、栅格、影像、三维四位一体的存储、管理、编辑与分析功能。
数据中心集成开发平台提供了系统的运行框架，以及土地利用、土地利用规划、基本农田、权属管理、建设用地管理等国土业务专用插件，通用搭建组合，最终行成了综合监管平台中用于后台的数据库管理的C/S子系统，该子系统主要提供了数据的上载入库、管理更新、综合统计输出等功能。
国土厅（局）处室（科室）、二级单位用户，则登录局域网内部网站上的综合监管平台B/Sweb子系统，浏览分析数据库中的数据，查看统计表，办理相应的审批业务，无需单独安装C/S客户端或是进行复杂的数据操作。
21.4 总体建设内容
方案基于数据中心集成开发平台构建系统框架，支持自定义表单、工作流搭建式WEB界面开发，能很方便的进行功能扩展。
根据建设目标，数据管理子系统（C/S）包含以下核心功能模块：
数据入库、数据管理、数据编辑与处理、图形查询分析、成果输出、综合统计、数据交换、数据更新管理、数据维护等。
WEB（B/S）子系统包含数据发布、业务审批决策支持等核心功能模块。
数据管理子系统（C/S）和WEB（B/S）系统从同一个数据仓库中读取数据，实现业务板块互联互通。
总体功能模块图见下图所示：
（1）数据入库
实现数据的自动（批量）入库功能，提供日志文件，记录入库过程状态。
遥感影像数据入库：
支持上载不同格式的栅格数据，包括TIFF、MSI、GRD等，并且能够在上载过程中进行删减带号的处理。
MapGIS格式数据入库：
支持MapGIS6X、MapGIS7X格式数据。
其他格式矢量数据入库：
对于ArcGIS数据，提供了SDE中间件和ArcgisLocal中间件，分别用于MDB和Shape格式数据的入库。
除此之外，还可以直接导入VCT、E00、Mif、Dxf、Txt等格式数据。
（2）数据编辑处理
提供多种工具实现对空间数据中的简单要素类、注记类、对象类等空间数据和属性数据的调阅、编辑和处理，实现数据的不同空间参考系之间的动态投影功能。
（3）数据管理模块
实现对多源、多专题、异构、跨带数据的集中统一管理，实现对每一块图斑、影像、面积数据的调用访问。
通过中间件的管理支持不同格式数据（MapGISK9、OracleSpatial、ArcSDE等）的调阅、属性查询、裁剪分析等。
（4）查询检索
提供分类查询、条件查询、历史回溯等功能。
（5）成果输出
包括统计报表输出、专题图件制作及输出等功能。
（6）综合统计模块
实现对土地利用权属统计、土地利用变更统计、土地利用地类变化统计、土地利用规划统计、矿产资源统计等，形成相应的统计图表。
提供缓冲分析、自定义范围分析统计、条件查询和空间组合查询等工具。
（7）数据变更
支持以年度为单位接收县级更新数据进行更新和以变更增加为单位接收地方上报的增加数据进行更新。
实现变更数据历史回溯。
（8）数据交换
支持数据库同外部数据进行交换，将数据库转换成符合要求的数据交换格式（VCT），确保系统能与其他系统交换和共享数据。
同时支持数据网上上报和人工报盘两种方式。
（9）系统维护
提供专题配置、数据库配置、数据库结构维护、数据字典维护、用户权限管理、数据备份、日志管理等维护管理功能。
（10）空间数据发布（B/S）
服务于网内以及公众，实现信息的最大范围的共享，为系统提供一个与公众交流的窗口。
空间数据发布模块（MapGIS-IMS）支持以下功能：
Ø支持矢量和栅格图形的任意放大、缩小、移动漫游等操作
Ø基于矢量的图案、线形、符号的实时生成和显示
Ø图层管理：
支持图形的多层叠加控制
Ø属性浏览：
可浏览的属性数据支持多媒体查询，如图象、地图、声音、动态图象等多媒体属性
Ø条件检索：
可将属于某一库内的图元以图形属性为条件进行检索，并输出结果
Ø提供对图元的捕获、闪烁、还原显示等可视化功能
Ø数据加密传输控制，保证安全性
Ø提供便利的二次开发功能，能定制个性化网上信息发布系统
（11）业务审批决策支持（B/S）
服务于网内日常土地管理。
不同的用户有管理员分配不同的权限。
业务流程和表单可以由用户自定义修改，能方便的进行功能模块的开发和扩展，如矿业权审批等。
Ø提供用地审批项目管理模块，对单个项目建设用地、单独选址建设用地、分批次建设用地、集体建设用地和增减挂钩项目建设用地进行资料录入、办理、审核，能导入地块范围坐标串，自动实现与数据仓库现有空间数据的叠加分析，分析地块占用土地利用现状、耕地、基本农田的情况，判断是否在规划圈内，是否符合规划。
Ø提供供地项目管理功能，实现供地项目信息的办理及录入,并能对录入数据进行查询。
能够查看项目的办理进展情况，能够对已有数据进行相关的统计汇总。
Ø提供用地项目监管功能，系统能从供地项目中提取已批准,但尚未完成监管的供地项目,分交地,开工,动工,竣工四个阶段进行监管。
能查询用地项目地块空间及属性信息，以及项目实施状态。
能套合遥感影像，实现遥感影像监测。
Ø提供土地开发整理补充耕地项目的管理功能，与规划指标库、建设用地项目库衔接，实时查询指标使用情况和占卜平衡情况。
Ø在WEB（B/S）中提供导入矿产资源的采矿权、探矿权审核坐标范围，叠加矿产资源分布、矿产资源规划图件，提供分析决策信息。
并对其进行属性条件查询和属性定位的功能。
Ø提供地质灾害的灾害点位置、灾害类型、灾害严重性等灾害基本数据浏览和查询功能，对其进行条件查询和定位。
Ø提供卫片管理功能，包含卫星数据登记和卫片查询。
（12）业务板块互通设计
“一张图”系统结合国土资源日常管理业务中的“批、用、供、补、查”，板块可根据用户需要予以选择，板块间的逻辑串联是整个方案设计的重点。
以土地管理业务板块为例，预先建立了五大类项目库和土地储备、指标库，其中项目库包括：
土地征收转用项目库，土地供地交易数据库，土地房产登记发证库、土地开发整理项目库、违法案件登记库。
项目库项目均可自定义的项目编号规则，每个项目对应一个或者多个相关联或者组合在一起的案卷，不同类型的案卷编号均采用统一的编号规则，案卷中包含项目坐标信息、表格信息、多媒体信息，可以以数据包的形式压缩导出或者导入。
Ø业务板块之间的关联
为了合理展现系统业务板块与板块之间土地管理业务的逻辑联系，全局管理所有土地业务，保证数据的共享和流转畅通，应以统一的空间基础数据库为分析底图，以业务数据库为核心，整合梳理各业务板块形成大的土地利用循环，利用GIS的时域、地域管理优势，将局内历史档案信息、空间专题图件要素、不断增长的批、供、用、补、查管理记录综合反应在动态的“一张图”、“一个库”上。
分析数据间的关联关系可以从以下两个方面进行。
一是分析各类业务板块之间的逻辑关系，即板块间的案卷审批制约关系；二是分析各类业务板块对空间数据的影响和更新。
土地业务板块之间存在的各式的先后、依赖、必要条件等逻辑关系可以整理为：
用地审批时，必须先补后占，与补充耕地（开发整理复垦）项目挂接；
新增建设用地必须报农转用审批，核减用地指标；
土地征收（收购、收回）后，地块进入储备库；
土地供应后，地块出储备库（地块打上历史标记）；
土地供应、交易后，进行土地房产登记；
土地收回或者交易后，注销原土地房产证；
……
业务板块中的串联将由系统根据定制的规则自动或者手动完成。
用户在具体办理某个业务的特定环节时，系统会启动“触发活动”。
例如，进行农转用审批时，必须进行指标核减和完成占补平衡才允许进行下一步。
因此，在系统设计时，必须定义出业务板块间的触发规则，并支持自定义规则编写。
“触发规则”不但遵照业务审批原则限定了不同种类案卷间的先后逻辑关系，同时，它还将不同种类案卷紧密联系起来，使用户可以从一个在办或者归档的案卷入手，查询出其相关联的所有案卷信息。
由此，不同的业务案卷跨越业务壁垒组成了一个供追根溯源的网状项目库，不同业务数据库最终成为“一个库”。
Ø业务板块与空间数据之间的更新关系
“一张图”系统的空间数据库的设计和更新与其业务板块需求是紧密相连的。
每个业务板块在运转审批时都需要特定的基础空间数据做决策基础，划定一定的分析范围进行空间裁剪分析得到决策结果，并最终提交或者放弃提交业务专题图层的落地更新。
土地在循环使用过程中，基础空间数据库一般是一年或者多年更新一次，如土地利用规划、土地利用现状、基础地理要素、基本农田要素矿产分布要素、遥感影像，这些基础数据库作为一张图的底图，由数据库管理子系统专门维护和更新；业务数据库中的空间专题数据，由案卷接收人员在收取收件信息时从外部一宗宗实时导入，或者直接提取前置案卷中已经录入的空间坐标信息快速在本案卷对应的空间专题图层上完成分析。
如果分析结果合要求，审批通过，则实时更新到真实的专题图层中去。
下表列举了不同业务活动可能触发的空间数据库更新。
序号
空间数据库名称
分类
录入方式
案卷触发更新
1
基础地理数据库
基础数据库
批量更新
/
2
土地利用现状数据库
基础数据库
批量或增量更新
/
3
土地利用规划数据库
基础数据库
批量更新
/
4
基本农田数据库
基础数据库
批量更新
/
5
建设项目用地数据库
业务数据库
报件时导入建设用地红线
征收、农转用
6
土地供应数据库
业务数据库
报件时导入建设用地红线
供地
7
储备数据库
业务数据库
报件导入地块
征收、收购、回收、供应
8
土地开发整理项目数据库
业务数据库
报件导入建设用地红线
开发、整理、复垦、补充耕地
9
土地房产登记数据库
业务数据库
建市、县级库
用地发证、交易变更、征收注销
10
土地利用计划指标库
业务数据库
批量导入
批地、补地
……
21.5 关键技术
（1）分布式跨平台的多层体系结构
（2）海量异构数据集成技术
（3）独特的多粒度空间索引技术
（4）数据中心集成搭建式开发技术
（5）国土资源信息WEB发布技术
（6）多用户并发访问与长事务处理技术
（7）三维动态建模与渲染
（8）遥感影像信息提取和土地利用动态监测
13 总体部署方案
31.1 总体部署图
“一张图”工程是涉及数据采集、数据编辑、数据入库、数据管理、数据更新、数据发布、数据应用的综合性工程，部署实施时建议采用“总体设计，分布实施”的总体思路。
下图为“一张图”用户的分布示意图，图中四个圆形可以理解为工程部署的四个主要部分：
31.2 软件配置
序号
名称
型号和参数
单位
数量
1
操作系统
服务器：
Windows2003Server（64或32位）或者Windows2008Server（64或32位）；
套
1
客户端：
WindowsXPProfessional或者WindowsVISTA或者Windows7。
套
若干
2
数据库软件
Oracle10G（64或32位）
套
1
3
GIS开发平台
MapGISK9智慧国土集成开发平台；
MapGISK9电子政务搭建开发平台。
套
1
4
“一张图”软件
MapGISK9国土资源“一张图”系统
套
1
5
杀毒软件
计算机安全和数据保护
套
略
31.3 硬件配置
（1）图形应用服务器：
安装有数据库维护子系统，负责数据库入库、维护和更新操作；
（2）WebGIS服务器：
负责全局业务办公服务，接收到用户在浏览器端发出的请求后，利用MAPGISIMS组件的功能，进行国土资源业务处理工作，如果需要GIS数据服务器的数据，则向GIS数据服务器发出请求；
（3）GIS数据服务器：
安装有数据库，负责管理空间地理数据。
它完成数据的定义存储、检索、完整性约束以及有关的数据库管理工作。
它接收到WebGIS服务器的数据请求，并将处理结果交送WebGIS服务器。
以下硬件配置表仅供参考，用户需要根据数据吞吐量和实际情况制定采购计划：
序号
名称
型号和参数
单位
数量
1
核心交换机
万兆核心交换机,双电源，单主控，24个10/100/1000Base-T端口，24个千兆SFP1000BASE-X接口（插槽）；防火墙业务板1块，10个多模光模块，5个单模光模块。
台
1
2
网络存储
网络存储，双电源，750GSATAII硬盘*13。
1.IPSAN存储系统，支持iSCSI协议，3U标准机架式，含导轨；
2.双64位存储处理器，主频>=2.8G；
3.存储缓存>=4G，支持UPS模块保证存储系统的数据安全；
4.配置存储容量>=9.75TB，单机柜最大支持硬盘数量>=16。
台
1
3
数据库服务器
标配2个Intel四核Xeon7340处理器（2.4GHz,2x4M缓存,80W），带1066MT/s专用高速互连，Intel7300芯片组；集成iLO2远程管理,标配8GB（4x2GB）全缓冲DIMMs（DDR2-667）内存，最大可扩充至128GB，
台
2
4
应用服务器
标配2个四核IntelXeonE5410处理器（2.33GHz,80W,1333MHz前端总线），可扩至二路处理器，集成12MB（2x6MB）二级缓存,Intel5000P芯片组；标配4GB（4x1G）PC2-5300全缓冲DIMMs（DDR2-667）内存。
台
1
5
隔离网闸
1、系统架构：
采用“2+1”系统架构，即由两个主机系统和一个隔离交换矩阵组成，主机系统采用VSP通用安全平台，隔离交换矩阵基于LeadASIC专用芯片实现主机系统间采用自有协议摆渡数据，确保信任网络和非信任网络之间任何连接的断开，彻底阻断TCP/IP协议及其他网络协议
2、不少于6个10/100M自适应电口，内外网主机系统分别具有独立的网络口、管理口、HA口（热备口）可扩展到10个10/100M自适应电口，分别连4个外网和2个内网。
内外网主机系统分别具有1个RS-232口。
3、系统吞吐量：
不小于80Mbps（单向）；并发连接数：
不小于1.5万；延时：
小于5ms
台
1
6
图形工作站
型号：
HPxw6600Workstation，CPU：
IntelXeonE54302.6612MB/1333QCCPU-1，内存：
HP8GB（4x2GB）DDR2-667ECCFBDRAM，显卡：
High3D-NVIDIAQuadroFX4600768MBPCIe，硬盘：
HP300GBSAS3Gb/s15K1stHDD，光驱：
HP16XDVD+-RWSuperMultiSATA1stDrive，键盘：
HPUSBStandardKeyboardChinese，鼠标：
HPUSBOpticalScrollMouse，显示器：
22宽屏液晶，
台
2
7
宽幅绘图仪60寸
打印技术：
大幅面打印。
打印分辨率：
1200*1200dpi，输入精度下高达2400*1200dpi，最佳分辨率,并且采用精选相纸和惠普（HP）特优速干高光相纸后效果最佳。
打印速度：
经济质量6.9平方米/小时（涂料纸）；生产模式16.1平方米/小时（涂料纸）；12.8平方米/小时（光面纸）；照片:
9.1平方米/小时（光面纸）。
台
1
14 技术基础/可行性分析
数据中心集成开发平台中已经开发完成的常用国土业务功能插件涵盖了国土核心业务，例如土地利用现状管理、土地利用规划管理、基本农田管理、遥感影像三维渲染、土地储备管理、城镇土地调查管理等，用户可以自由选择，或者使用数据中心集成开发平台进行二次开发扩展。
专题业务插件还可以细化为更小粒度的功能点，例如：
（1）土地利用现状管理
（2）土地利用规划管理
（3）遥感影像三
升级会员 