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土地信息系统组员：岑卫华王晓凡罗雅芝易璨金阳概述现实世界概念世界数字世界应用领域土地认知模型研究土地概念计算方法研究土地信息与社会研究土地时空土地概念形式表达计算机实现土地信息服务土地信息表达土地信息系统三个研究领域土地信息系统——设计1.系统目标2.系统开发方式及开发工具的选择3.系统数据库4.系统的功能5.系统评价现有的土地信息系统•采用通用CAD平台和关系型数据库建立起来的系统。采用通用CAD平台完成图形编辑、修改、存储和输出满足了制图的要求,对属性数据管理大多采用关系型数据库(如FOXPRO等),图形和属性分开管理,两者通过一定的关联来实现图属互查及各种统计和分析功能。系统开发难度低,投资少,但图形和属性不能很好结合,使用不方便,应用不广泛。•采用GIS平台开发的侧重于图形处理和空间分析的系统。采用了GIS平台作为图形处理的平台,属性数据则放在其它数据库系统(如FOXPRO,SQL)中。系统借助GIS平台的空间查询和分析工具,开发独立应用的子系统以满足各个部门的需要。这种传统意义上的GIS侧重于图形处理和空间分析,没有很好地和土地管理业务紧密结合起来,系统只能为少数专业人员使用,土地管理的主要业务部门难以应用。新的土地信息系统的设计方案鉴于已建土地信息系统采用上述两种模式后暴露出来的各种问题,有的城市根据实际情况制定了自己的地籍数据库标准和土地管理工作流程标准,在此标准基础上,独立开发了一套地籍信息查询和处理模块、图形处理模块、输入和输出模块。对于整个系统而言;地籍数据库是基础,通过土地管理工作流程来处理和表达信息。这种系统的优点是专门为土地管理业务量身定做,所有数据都放在单一数据库中;使得数据操作非常灵活,使用效率也很高。但缺点开发难度大,这种系统实际上已经是一个独立的GIS系统。示意图表示了这种系统的软件体系结构。示意图：1系统目标利用地理信息系统(GIS)、数据库管理(RDBMS)等计算机技术,建立实用、先进、高效、可靠的信息系统,用以对土地规划实施的情况进行分析评价,并辅助支持日常办公自动化。系统应具体实现的目标为:•(1)利用GIS技术辅助土地利用规划实施评价工作,提高工作效率;•(2)辅助规划实施成果的管理、对土地规划实施情况进行分析和监测;•(3)实现各种图形数据、属性数据与相关文档资料的录入、编辑、存储、输出及实施评价成果的检索查询。2系统开发方式及开发工具的选择•1.式系统开发方开发基于GIS的信息系统可选择的实现方式有很多种,包括:独立开发、单纯的二次开发、组件式集成开发等。本系统将选择组件式GIS集成二次开发模式。由于这类开发是通过利用GIS厂家提供的GIS功能组件直接进行的,无须专门的GIS开发语言,可直接嵌入MIS开发工具,从而使得MIS开发工具的优点能够得到充分发挥,并且还能像管理数据库表一样方便的管理地图等空间数据。•2.开发工具的选择本系统将选择MapInfo作为GIS开发平台,VisualBasic作为开发语言。通过VisualBasic加MapInfo提供的各种组件,可以轻松实现应用程序中的GIS功能。3系统数据库数据是GIS系统中最基础的部分。本系统的数据既有空间性数据,又有大量的属性数据,为了对这些数据进行有效的管理,必须建立一个功能完善、能够适应多种数据类型的综合数据库管理系统。因此宜采用关系数据库管理方法。由于空间数据和属性数据是分别存储管理的,所以需要定义空间数据和属性数据之间的对应关系,从而使数据库既可以在属性意义上进行空间查询和分析,又可以空间定位的进行属性查询、统计运算和属性信息处理,实现图形—属性双向式空间分析。4系统的功能根据土地资源管理工作的要求,确定区域土地信息系统的基本功能。其主要应包括如下几个方面:地图浏览;信息查询、统计和分析;电子地图制作功能;信息的可视化表达等。5系统评价信息系统中包含了一项重要的功能就是对土地利用规划的实施结果进行评价。这一功能通过利用计算机对规划资料进行分析计算,可节省人力、物力,实现土地规划工作的信息化。实施评价具体就是指通过对上一轮土地利用总体规划实施情况进行专题调研和全面深入的分析,对土地利用总体规划的科学性、合理性进行较为全面的评价,对总体规划的修编提出改进。基于GIS的基本评价过程如下:•(1)构建GIS土地利用规划实施评价模型库,模型库针对不同的指标体系建立模型进行分类和管理,模型可以实现为函数、子程序、或一个完整的程序,用户可根据不同的指标体系选择不同的模型;•(2)利用模型库中所构建的模型选择因子和确定其权重,根据因子的影响函数计算得到因子的影响值;•(3)对评价结果进行分析研究。5系统评价土地利用现状分析我们通过提取土地利用现状图中的各种用地类型的属性信息,将属于同一大地类的用地类型的面积字段值进行加和汇总,并将汇总的结果赋到土地利用现状表的面积字段位置。将各种土地利用的现状地类数据汇总之后,我们就可以计算出各个地类占规划区域土地总面积的比重,从而有效的进行土地利用现状数据的分析比较;同时系统也提供了生成统计图表的功能,来更形象直观的对各类土地利用现状数据进行分析。土地利用现状分析系统的研制成功,使得土地资源的管理手段从原始的手工管理过渡到利用计算机技术的现代化管理,以前繁琐的内业处理工作,在短短的几天内即可完成,从而大大节省了人力、物力和财力,提高了工作效率。同时,土地资源管理手段的改善,有利于土地资源的保护和合理利用,使土地资源走集约化经营、可持续发展的道路,最大化的提高土地的使用效率,充分发挥土地资源的经济效益、社会效益和生态效益,对于土地资源的永续利用具有重大的现实意义。土地信息系统——结构一个完整的LIS基本由五个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、土地数据（或空间数据）和相关人员和应用类型。其中主要的为前四个，其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映LIS的数据内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和土地信息表示方式。土地信息系统的主要结构土地信息系统硬件与网络系统软件土地数据库相关人员输入设备处理与存储设备输出设备网络体系系统软件应用软件土地空间数据宗地间关联数据土地属性数据硬件设施•系统的硬件配置CPU能在IntelPentiumIII以上为好，内存也要在256M以上，有一定的硬盘存贮空间，分辨率不能低于1024×768•网络系统需求高速度低延时软件系统主要开发方式：•自主开发•二次开发嵌入式开发——借助于GIS软件提供的开发语言进行应用系统开发。集成开发——利用专业的GIs工具软件，如ArcView、MapInfo等，来实现GIS基本的图形处理和空间分析等功能，用以商用软件开发数据获取•原始数据采集•摄影测量与遥感•全球定位系统•各类土地数据库和土地信息系统历史数据•各类统计和属性数据•各类电子地图或者专题地图数据信息分析•基本理论坐标变换空间关系图形裁减•分析方法缓冲区分析叠加分析网络分析•建立模型库系统数据信息分析其他应用土地监测土地评价土地整理土地规划模型库管理系统模型库管理员空间数据库模型库属性数据库模型库系统的基本结构模型库系统的建立数据组织•矢量数据结构矢量数据是土地图形处理和制图中最常用的数据，它是通过记录坐标的方式来表示点、线、多边形等实体的。由于坐标的连续性，它可以精确确定实体的空间位置和大小。•栅格数据结构栅格数据是按网格单元的行与列排列、具有不同灰度或颜色的阵列数据。每一个单元（象素）的位置由它的行列号定义，所表示的实体位置隐含在栅格行列位置中，数据组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性或指向其属性的指针。数据组织矢量数据结构栅格数据结构优点a.结构严密，数据量小；b.能完整地描述拓扑关系；c.图形数据和属性数据的恢复、更新和综合都能实现；d.图形输出精确美观。a.结构简单；b.空间数据的叠置与组合十分方便；c.空间分析易于进行；d.数学模拟方便；e.技术开发费用低。缺点a.结构复杂，处理技术也复杂；b.图形叠置与图形组合很困难；c.绘图尤其是高质量绘图费用高；d.数学模拟和空间分析极困难。a.图形数据量大；b.难以建立网络连接关系；c.地图输出不精美。栅格数据与矢量数据比较分析数据组织矢量栅格一体化数据结构无论是点状地物、线状地物还是在状地物，均采用面向目标的描述方法，即直接跟随位置描述并进行拓扑关系说明，因而可以完全保持矢量的特征，建立了位置与地物的联系，使之具有栅格的性质。这样的数据结构就是矢量栅格一体化的数据结构。数据处理数据处理是现代信息科学或计算机科学中应用得最广泛、随意性最强的用语之一，它没有统一、确定的定义。信息系统某些计算机系统的大多数功能都可以视为“数据处理”。在地理信息科学领域中，地理空间数据从采集到输出，整个流程中的绝大部分工作都可看作是进行数据处理，将“数据处理”功能分门别类，如数据采集、检验、编辑、格式化、转换、概括、存储、组织、分析和显示等m。数据管理——数据库•数据库系统需求分析•空间数据的结构设计•数据库的概念设计•数据库的逻辑设计•图形数据库的建立•属性数据库的建立•图形数据库与属性数据库的联结数据库系统的运行机制菜单（用户接口）功能模块（逻辑接口）目标定义目标输入目标检索目标删除关闭功能打开新目标打开旧目标输入语义信息输入数值信息输入其他信息检索语义信息删除语义信息检索其他信息检索数值信息删除数值信息删除其他信息关闭当前目标关闭数据库数据模型•层次模型用树状结构来表示实体之间联系的模型称为层次模型。它是以结点来表示数据库中的记录类型的有向树。•网状模型网状模型就是用网络结构来表示实体之间联系的模型。•关系模型一个实体可由若干关系组成，而关系表的集合就构成关系模型。•面向对象数据模型面向对象数据模型是集图形、图像、属性数据于一体的整体空间数据模型。数据库建模方法•独立系统模式独立的文件系统是早期的管理模式，由于它对属性数据的管理功能极弱，在20世纪80年代基本已经被淘汰，但某些GIS还保留着。•附加系统模式以DBMS管理属性数据，并以专门的空间数据管理软件管理空间数据，空间数据和属性数据通过ID建立关联，这是当前GIS/LIS数据管理的主流，但存在一些缺陷。•拓展系统模式现阶段这种方式的具体实现是利用对象关系型DBMS的对象管理能力，完全实现空间数据和属性数据的一体化管理，系统完成空间数据的存储、索引、分析等功能，这是相对新兴的一种模式，由于图属统一管理，具有很多优点。•完整系统模式在这种系统中，空间数据与属性数据按更接近人类思维的方式建立模型。利用这种模式构造的系统适合定义复杂的地理实体和对复杂对象的直接操作，因此面向对象数据库成为比较理想的统一管理GIS空间数据的有效模型。数据库建模方法用户用户是土地信息系统的使用者,他们往往被误解为计算机操作人员。作为土地信息系统的使用者应当熟练的使用计算机,学习和掌握与先进的办公能力相适应的思维方式和工作能力。一方面应该习惯于将管辖的工作条理化、规范化、数字化,尽可能的把工作交给计算机来完成。另一方面,应习惯使用计算机中的丰富信息,通过对这些信息进行必要的加工处理,统计分析,直接服务于自己负责的土地管理工作。系统划分我国当前土地信息系统的划分：1.综合性土地管理信息系统2.地籍管理信息系统3.地价监测评估信息系统4.土地调查信息系统5.建设用地管理信息系统6.土地利用规划管理信息系统土地管理系统——应用•地籍管理系统•土地评价与利用规划系统•土地定级估价信息系统•土地利用动态监测系统•土地政策的模拟系统地理信息系统（GIS）土地信息系统(LIS)地籍信息系统土地政策模拟系统土地利用动态监测系统土地定级估价信息系统土地评价与利用规划系统地籍管理系统1.地籍管理信息系统是一个在计算机和现代信息技术支持下，以宗地（或图斑）为核心实体，实现地籍信息的输入、储存、检索、编辑、统计、综合分析、辅助决策以及成果输出的信息系统，是土地信息系统中的一个专门管理地籍信息的系统。按照管理的数据特点可分为城镇地籍信息系统、农村地籍信息系统（土地利用信息系统）、城乡一体化地籍信息