市级国土资源共享式数据交换与更新机制研究

市级国土资源共享式数据交换与更新机制研究——以我市为例摘要：根据国土资源数据的特点，分析了有关国土资源数据更新的主要问题，提出了“面向图幅”的国土资源数据交换与更新机制，通过我市国土资源数据发布与共享平台的开发，结合实际应用，验证了该更新机制的有效性和可行性。关键词：国土资源信息共享、面向图幅、B/S、更新随着国土资源信息化建设工作的进一步推进，国土资源信息化也开始向国土资源信息的公开查询、网上双向互动式服务的方向延伸。市级国土资源信息的共享从内部专网共享逐渐转向基于Internet的外网共享发展。因此，我市国土资源部门进行了市级国土资源共享式数据发布与交换平台的研发。本文以此为背景，针对B/S架构下国土资源数据的交换与更新，提出了一种“面向图幅”的数据交换与更新机制，成功应用于我市国土资源共享式数据交换与发布平台，有效地解决了在B/S架构下的国土资源共享式数据交换与更新时产生的问题。1市级国土资源数据的更新情况我市国土资源数据主体可以分为基础地理数据、土地基础数据和业务专项数据三类[1]。由于数据类型的不同，使得数据的更新周期、更新数据量、更新范围和更新特点都有所不同。以地形影像为代表的基础地理数据，在数据生产后进行“整体图幅”的更新；以土地利用规划数据为代表的土地基础数据，按照规划调整的范围进行“面向要素”的局部更新；以用地红线数据为代表的业务专项数据，在一个业务审批流程结束以后，对发生变更的要素地块进行“面向要素”的更新，具体如表1所示。表1国土资源数据更新机制数据分类数据名称更新部门每次更新数据量更新周期工作特点基础地理数据新行政区划数据勘测中心小，全市范围周期长短期，高强度地形数据勘测中心中，分片更新数月，周期长影像数据勘测中心大，全市范围周期长规划道路红线数据规划科技处中，全市范围周期长土地基础数据土地利用总体规划数据（市区、乡镇）规划科技处中，全市范围周期长土地利用现状数据地籍处中，全市范围周期长业务专项数据用地红线数据利用处少数地块，范围小一个业务审批过程长期，低强度征地红线数据利用处少数地块，范围小一个业务审批过程违法用地数据法制监察处少数地块，范围小一个业务审批过程权属登记数据登记中心少数地块，范围小一个业务审批过程2“面向图幅”的市级国土资源数据更新机制国土资源数据更新主要涉及到空间信息的变化、相关属性信息的变化以及拓扑关系的重建等。尤其是最常见的“面向要素”更新（以土地基础数据及业务专项数据为代表），往往会由一个要素的变更，给相邻的要素带来复杂的空间拓扑重建工作[2-6]。而在B/S架构下的空间拓扑重建工作，往往会因为网络带宽的问题、网络安全性的问题而受到限制。因此，参考基础地理数据“整体图幅”更新的方式，本文采用“面向图幅”的数据更新方法，对土地基础数据和业务专项数据进行更新。“面向图幅”的数据更新是指将更新前与经过更新编辑后的国土资源数据，作为一个完整的图幅，在更新操作发生时，用更新编辑后的新图幅整体替换旧图幅，从而避开在B/S环境中，对图形数据进行编辑及空间拓扑重建，将复杂的空间关系问题在成熟的数据编辑软件上实现，本质上是面向数据库的物理更新操作。图1显示的是某地区的面状地类图斑数据，在对A地块进行更新时，需要调整A地块的空间位置或形状，这必然会导致相邻地块B和C的联动；同样调整地块E的空间位置或形状也会引起地块C、D和F的联动，同时也直接影响到该地块周边区域拓扑关系的重建。图1某地区面状地类图斑示意图在数据交换与更新过程中，如果仅把A、B、C地块数据提供给用户进行编辑修改，那么可以保证A、B、C三者之间的拓扑完整性；但就系统更新而言，无法保证用户提交的A、B、C地块数据与数据库中D、E、F、G、H、I、J、K、L、M各个地块的拓扑完整，也就不能对其进行直接进行入库更新。于是，如果把AM地块作为“局部图幅”提供给用户，并以此限制用户，保证外围地块也即DM地块的空间几何不变。这样，系统更新时，就可以将用户提交的符合以上限制关系的“局部图幅”直接入库更新，因为该“局部图幅”不仅保证了内部拓扑关系的完整性，也保证了整体拓扑不变性。3“面向图幅”国土资源数据交换与更新的实现“面向图幅”的数据更新，需要通过开发的市级国土资源数据发布与交换平台所提供的“在线下载—离线编辑—在线上传”功能，完成对更新要素周边所有相邻要素的作为“局部图幅”下载，借助成熟的GIS数据处理软件完成数据编辑及空间拓扑重建，最终将编辑完毕的“局部图幅”重新上传以完成图幅替换更新。“局部图幅”的提取是“面向图幅”的数据更新的关键，“局部图幅”提取的大小、范围和适用程度关系到“面向图幅”的数据更新的质量和速度。国土资源数据“局部图幅”提取的核心，在于如何进行变更要素的空间关系查询，以确定变更数据的下载范围。我市国土资源数据发布与交换平台提供两种下载范围的选择方式：（1）点选变更要素，两次相交拓扑判断确定下载范围点选变更要素，对选中要素进行两次相交拓扑查询。第一次将查询到的所有要素合并成一个要素整体，并以该要素整体为要素进行第二次查询，将二次查询到的要素范围作为下载范围。两次相交拓扑判断是为了扩大变更数据的联动区域范围，点选的变更要素一般都以地块为单位，范围极小，单次相交拓扑判断所查询到的范围可能不能完成变更任务；而更多次的相交拓扑判断则只会增加数据传输量，不符合实际数据传输要求。因此，选择两次相交拓扑判断“局部图幅”的下载范围。（2）多边形选择确定草图，单次相交拓扑判断确定下载范围在变更要素周围，通过目视判断，同时利用多边形选择工具，确定一个包围住变更要素的多边形草图，对该多边形草图进行相交拓扑查询，将查询到的要素范围作为下载范围。4数据更新过程中数据的有效性检查通过“在线下载—离线编辑”的方式，将变更操作从网络环境转移到本地环境。这种方式可以减少带宽要求，提高编辑效率，但是也增加数据来回传输过程中可能产生的失误率。进行国土资源数据变更时，可能产生如下问题：（1）对变更要素的变更操作失误对变更要素的操作失误，是指操作人员在变更操作中对变更内容的理解产生偏差，导致错误变更。例如：相邻两宗地A与B的合并，被操作人员变更成同样相邻的B与C的合并。（2）对相邻要素的操作失误对要素周边的非变更、相邻要素的操作失误，是指操作人员在变更操作结束时，失误将周边的非变更要素拖动或者其他操作，导致的非变更要素错误变更。例如：相邻两宗地A与B的合并，在变更操作完毕之后，数据保存之前，操作人员失误将靠近保存按钮的宗地D拖离正确位置，或者错误删除。针对以上问题，本文通过数据质量比较程序，对更新前后的国土资源数据进行依次类比，以此判断是否存在变更失误操作。（1）赋予全球唯一标识Guid码为保证各地类要素在数据交换更新过程中的全局唯一性，在用户获取数据时，由系统为其要素属性表添加全球唯一标识Guid码。（2）利用Guid码的数据比较对于用户修改后提交的变更数据，系统将其与系统历史库中的备份数据进行比较。①比较Guid码相同的要素，检查空间信息是否发生变化。通过比较可以确定用户对数据的编辑修改是否超出指定范围，数据的外围框架是否被失误变更，即非变更要素是否被失误修改。若数据的外围框架没有被失误变更，则可以顺利上传至服务器的过渡数据库中，等待二次校验与更新；若数据的外围框架发生了改变，则上传文件将被系统退回。②比较Guid码不同的要素，生成变更要素的增量信息文件。系统将在比较后自动生成的增量信息文件中，记录下Guid码不同的要素，该要素即为经过变更修改后的要素。Guid码变更即要素变更的具体情况有以下三种，如表所示：表2根据Guid码变更进行的要素变更序号变更前（Guid码）变更后（Guid码）变更类型（要素）1AB修改2A无删除3无B新增（3）二次人工校验倘若上传的变更文件不存在外围非变更区域拓扑上的变更，内部变更区域的变更也不存在拓扑上的逻辑错误，属性符合一般变更的要求。但是由于数据编辑人员的理解偏差，对数据进行了错误变更。由于计算机本身并不能自动识别该类错误，系统的自动比较功能也会按照错误变更的信息，生成错误的增量信息文件，这就需要相关业务部门就内部变更区域，进行二次人工审核、发现并修正。（4）入库更新在完成了所有的质量比较检查之后，由具备最高入库权限的操作人员，根据提交到服务器端临时数据库中的变更图形文件和增量信息文件，完成数据的入库更新。5结论与展望本文结合国土资源数据的空间特征性，以实际的数据交换更新平台为应用背景，提出“面向图幅”的数据交换与更新机制，能够满足我市国土资源各部门之间进行数据共享式交换与更新的业务管理需求，同时也从数据库的角度解决了B/S环境下局部空间数据的交换、更新问题。而此交换与更新机制存在着一定的数据冗余，如何更快速、实时地实现空间数据交换与更新仍然是进一步研究的目标。参考文献：[1]唐健,沈陈华,周国锋.国土资源数据整合方案设计及其实现研究[J].中国土地科学，2009,9：72-79[2]黄燕.土地利用数据更新机制研究:[硕士学位论文].浙江:浙江大学,2008[3]李三玉.GIS图形数据更新解决方案[J].计算机科学与应用，2005,10:109-111[4]裴亚波，胡英.电子地籍图库动态更新的设计与实现[J].测绘科学，2001,3:49-51[5]李军，曾澜.地理空间信息及技术在电子政务中的应用.北京：电子工业出版社，2005[6]ESRI系列白皮书.北京:ESRI中国有限公司