基于GIS的县级土地利用规划管理信息系统的设计

基于GIS的县级土地利用规划管理信息系统的设计摘要：运用系统工程与软件工程相结合的方法，用面向对象的软件设计开发方法和“引进——应用——二次开发”的研究与开发模式，开发出基于GIS的VisualBasic和Mapinfo相结合的Client/Server结构的县级土地利用规划管理信息系统，对系统的设计及各个功能模块的实现方法进行了探讨和分析。实现了土地数据的图文一体化管理，可满足对土地数据的查询和分析要求，并能为管理者提供决策支持。关键词：GIS；土地管理；数据库；系统开发土地资源是人类赖以生存的不可再生的资源，是人类社会可持续发展的基础。随着城市化过程的快速发展，土地利用发生了剧烈变化，众多土地信息瞬息万变。如何全面、高效地进行土地管理，成为刻不容缓的问题。运用地理信息系统和数据库管理系统等相关技术，结合土地利用规划管理工作的业务需求，建立基于GIS的县级土地利用规划管理信息系统，可以解决目前由于土地资源的迅速变化而带来的大量信息的变化问题，满足土地动态信息数据系统管理的需要[1]。为了达到以上目标，在研究开发中，本文将以系统论为指导、运用系统工程与软件工程相结合的方法，用面向对象的软件设计开发方法和“引进——应用——二次开发”的研究与开发模式，把Mapinfo的主要功能嵌入到VisualBasic6.0开发平台上，构建一种基于GIS的县级土地利用规划管理信息系统[2]。1系统分析1.1现状调查分析在县级土地利用规划管理信息系统（CLUPMIS,countryoflanduseplanningmanagementinformationsystem）地开发过程中，现状调查分析主要是从当前系统业务关系、业务职能、相关信息和数据等方面进行[3]。1.1.1业务调查与分析在CLUPMIS的业务分析过程中，采用结构化分析方法来进行系统需求分析，以便理清业务关系，明确业务职能，建立业务流程。结构化分析方法的主要策略是“自顶向下，逐步求精”。CLUPMIS的结构化系统分析的具体实施步骤如下：第一步，确定系统的主体业务。第二步，对主要业务进行细化，直到最小的职能单元。第三步，详细调查各职能单元、绘制每个职能单元的业务处理流程图。1.1.2相关信息和数据在CLUPMIS中，经过调查将该系统所涉及的信息和数据分为图形信息、属性信息和文档信息三类，具体数据内容见图1：图形信息属性信息文档信息宗地图各级规划图用地方案图现状图地块属性（如地号、位置、面积、土地类型等）合同信息（如申请用地单位、申请面积、申请用地合同等）申请材料和文件有关用地政策法规信息1.2功能和性能的要求1.2.1功能要求CLUPMIS功能方面的要求主要包括以下内容：（1）系统功能函盖规划管理工作的日常业务，侧重于日常管理功能，并提供信息查询、统计分析、报表和图件制作等功能。数据流转应能清楚体现业务的工作流程。（2）在系统设计时应留有数据接口，以方便地调用地籍数据，同时也能为相关部门提供常用格式的数据。（3）要充分利用数据库强大的管理功能和计算机高效的计算能力，实现有关数据的提取、分析和计算，避免数据重复输入，实现报表的自动生成。同时能对相关数据进行检查。（4）为保障系统安全，对不同身份的用户设置不同的权限。每个用户只能进入各自权限内的功能模块，只能对有权限的数据进行相应级别的数据操作。1.2.2性能要求CLUPMIS的性能要求概况起来主要包括三个方面：(1)系统界面友好，操作简单。(2)系统稳定。系统具有一定的容错和纠错功能。(3)系统效率。系统具有较高的运行效率.1系统设计2.1系统运行模式及开发工具的选择2.1.1系统运行模式现阶段网络化信息系统有两种运行模式，一种是Browser/Server结构，另外一种是Client/Server结构[4]。本系统选择基于Client/Server地运行模式。原因有以下三点：（1）用户的办公模式采用窗口化办公，流程化办公可以通过土地管理部门的内部局域网进行，软件运行在小型局域网内，软件的维护带来的工作量不是特别大。（2）用户希望本系统更灵活、界面更加友好、功能更加完备。（3）从开发角度考虑，基于GIS平台进行二次开发的应用软件大多采用C/S结构，无论GIS平台本身还是二次开发技术采用C/S结构都更加可行。2.1.2系统开发方式CLUPMIS可选择的开发模式有很多种，如：独立开发、单纯的二次开发、组件式集成开发等。本系统选择组件式GIS集成二次开发模式。因为这种开发是通过利用GIS厂家提供的GIS功能组件，以通过程序设计语言，尤其是可视化开发工具为开发平台，将GIS功能嵌入到应用程序中。不仅可以充分利用可视化开发工具在应用程序上的强大功能，又能充分发挥GIS完备的空间信息管理和分析处理功能。2.1.3开发工具的选择本系统选择Mapinfo作为GIS开发平台，VisualBasic作为开发语言[2]。因为根据我们开发和应用实践，我们认为，选用软件应该选用本身简单易学、运行环境要求低、便于日常维护GIS的基础软件，而Mapinfo是符合县级土地管理部门客观实际的。一方面Mapinfo具有很强的空间查询、统计功能，以及与其他GIS软件进行数据交换的能力，保证了数据的共享和开放性，使用户在基础空间地图库方面的投资不会因为技术的发展而浪费。而且Mapinfo也具有对栅格图象数据的处理能力，可以将其与矢量数据叠加显示，并对矢量数据进行屏幕跟踪修改、纠正。另外，Mapinfo具有自定义各种不同的现状、点状符号库的能力，既能满足一般地形用图，也能建立土地专用符号库；同时也具有灵活的专题制图功能。VisualBasic是一种可视化、面向对象的、集应用程序开发、测试和调试等功能于一体的集成式开发环境和一个组件与控件的大容器，它具有很强的数据库访问功能，使用简单，开发出的用户界面友好。我们可以用VisualBasic加载Mapinfo提供的各种组件，完成应用程序中GIS功能的实现。2.2系统结构设计2.2.1系统体系结构设计CLUPMIS涉及界面的展望、人机交互、规划数据的组织/存取、业务数据流转处理等工作。根据三层（3—Tier）思想[3]，我们将CLUPMIS设计为用户界面层、业务逻辑层（中间层）、数据服务层三层。如图2所示，用户界面层负责界面的表达、与用户的交互工作；业务逻辑层来处理核心的业务逻辑；数据服务层则负责空间数据、属性数据的管理工作。图1系统体系结构图2.2.2系统功能模块设计根据土地利用规划业务的需求分析及系统设计模块化的要求，整个系统可以按照规划业务的内容及规划管理工作的需要划分为系统配置模块、图形编辑模块、土地利用规划辅助编制模块、土地利用规划成果管理模块及查询统计模块。系统的模块划分结构如图3所示：图3系统配置管理模块功能结构示意图2.2.2.2图形编辑模块图形编辑模块主要是针对系统所涉及的各类空间数据提供方便、实用的图形编辑功能。该核块主要包括工程文件管理、点文件编辑管理、线文件编辑管理、区文件编辑管理、红线图编辑功能以及投影转换等部分。系统提供的图形编辑功能，不仅有一般的通用的图形处理功能，更根据土地利用规划部门的业务特点提供了红线图编辑管理，如：键盘输入坐标点、辅助手工勾画定面正积红线图、点、线、面的图形“拾取”等功能，具有实用、简单、针对性强等特点。图形编辑模块的主要功能如图5所示：图4系统图形编辑模块功能结构示意图2.2.2.3辅助规划编绘模块辅助规划编制模块主要是应用GIS技术、模型库技术来实现辅助编制土地利用总体规划和专项规划的功能，如：土地利用现状分析、各种用地类型需求量预测等功能。用户在规划基础信息录入模块录入了规划区域基础信息后，就可以直接应用该模块所提供的各种分析、预测、辅助决策功能模块，得到所需要的信息。辅助规划编制模块的主要功能如图6所示：图5系统辅助规划编绘模块功能结构示意图2.2.2.4规划成果管理模块规划成果管理模块主要是对各类规划成果按一定的体系结构进行组织，以方便用户调阅和管理。该模块提供了图件信息和文档信息的查询、浏览、统计、输出等功能。在本模块中用户可以按项目、土地用途等属性进行分类信息查询；也可以按行政区域、土地用途、权属关系等作统计汇总；应用该模块可以对各种图件成果进行标准分幅输出、任意区域减裁输出等，在图形出图时，系统可以自动生成图件整饰所需的图例、比例尺、指南针等，以方便进行各种类型的图形输出;同时模块还实现了土地利用总体规划文本、规划说明书、专题研究报告及其他相关文字资料等的存档、查阅、打印、导入导出数据库等功能。用户在此模块不能对管理的所有数据进行修改。