一種混合應(yīng)用模式的國土資源“一張圖”架構(gòu)設(shè)計
——以寧?？h為例

□ 寧?？h國土資源局 吳 旋

□ 航空遙感技術(shù)國家測繪地理信息局重點實驗室 司敬知

隨著新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速發(fā)展，國土資源供需平衡、耕地保護(hù)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的矛盾日益突出，國土資源迫切需求精細(xì)治理與可持續(xù)服務(wù)發(fā)展管理。由于國土資源管理包含業(yè)務(wù)種類繁多，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理手段、實施機(jī)制等方面有明顯差異，業(yè)務(wù)間又存在相互交叉的內(nèi)容，因此需要構(gòu)建全面統(tǒng)一的電子政務(wù)平臺，充分利用地理信息數(shù)據(jù)與服務(wù)，對國土資源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)籌管理和應(yīng)用，實現(xiàn)國土資源一張藍(lán)圖的空間資源保護(hù)、空間要素統(tǒng)籌、空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化、空間效率提升。

國家大力推進(jìn)創(chuàng)新政府網(wǎng)絡(luò)化管理，鼓勵建立信用信息共享平臺，打通政府部門、企事業(yè)單位之間的數(shù)據(jù)壁壘，提高數(shù)據(jù)資源利用效率和管理精細(xì)化水平。隨著科技進(jìn)步和信息技術(shù)的發(fā)展，原本相互獨立的測繪、勘察、規(guī)劃、設(shè)計、審批等工作不再獨立，而是相互聯(lián)系、相互滲透，國土資源審批、規(guī)劃工作的開展不僅需要地理信息的支撐，還需要各部門、相關(guān)行業(yè)的信息交流共享。因此，國土資源“一張圖”信息平臺基于國土專網(wǎng)，建立集中管理、安全規(guī)范、充分共享、全面服務(wù)的“一張圖”核心數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)國土資源海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織、管理及應(yīng)用服務(wù)，推進(jìn)國土資源的智慧發(fā)展。

近年來，“數(shù)字地球”“天地圖”“金土工程”等各種推進(jìn)信息化建設(shè)的舉措層出不窮，為統(tǒng)籌國土資源開發(fā)利用布局、節(jié)約集約利用資源，提供了重要的技術(shù)經(jīng)驗與資源積累。然而，目前國內(nèi)國土資源“一張圖”信息平臺的設(shè)計與研究，更多的關(guān)注國土資源數(shù)據(jù)整合與監(jiān)管功能需求，缺少各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)協(xié)作銜接，缺少自上向下展開的完整全面的架構(gòu)設(shè)計，以及與已有成果之間的對接共享。本文以寧?？h為例，通過充分、全面分析國土資源局機(jī)構(gòu)組織、數(shù)據(jù)、技術(shù)以及成果現(xiàn)狀，采用混合應(yīng)用開發(fā)模式，從數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)、應(yīng)用、技術(shù)4個方面出發(fā)，進(jìn)行國土資源“一張圖”架構(gòu)設(shè)計，以期促進(jìn)國土資源實現(xiàn)科學(xué)合理的供需調(diào)控、精細(xì)管理。

一、混合應(yīng)用開發(fā)模式

國土資源“一張圖”信息平臺遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、突出重點”的建設(shè)原則，采用基于面向服務(wù)（serviceoriented architecture，SOA） 的 B/S和C/S混合開發(fā)模式，實現(xiàn)對國土資源“一張圖”海量數(shù)據(jù)的集中式管理和分布式應(yīng)用。

由于國土資源“一張圖”涵蓋國土資源管理的全業(yè)務(wù)流程，涉及數(shù)據(jù)復(fù)雜、用戶角色多樣化、業(yè)務(wù)繁多，基于SOA架構(gòu)構(gòu)建綜合監(jiān)管平臺及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接口服務(wù)，這使得各系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用具有跨平臺、分布式特點的WebGIS技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)形成豐富的資源，實現(xiàn)資源共享與協(xié)作?；趪翆＞W(wǎng)建設(shè)“智慧國土”服務(wù)，通過分布式B/S開發(fā)模式構(gòu)建國土資源管理電子政務(wù)信息化全流程，實現(xiàn)土地報批、行政審批等日常工作的協(xié)同辦公，有效簡化管理流程、提高信息溝通與數(shù)據(jù)利用效率。

針對地理空間數(shù)據(jù)的專業(yè)類別多、數(shù)據(jù)分散、來源不同、應(yīng)用格式多樣等特征，充分分析各類數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域、更新周期等屬性，采用標(biāo)準(zhǔn)的ArcGIS數(shù)據(jù)規(guī)范實現(xiàn)“一張圖”數(shù)據(jù)與其他行業(yè)信息的交流共享，基于SOA架構(gòu)的C/S開發(fā)模式構(gòu)建“一張圖”數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。C/S結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮客戶端的處理能力，平衡服務(wù)器資源需求負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)客戶端交互操作用戶體驗。本文通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎配合Oracle空間數(shù)據(jù)庫管理海量地理空間數(shù)據(jù)，集成ArcGIS Engine開發(fā)組件實現(xiàn)各類地理空間數(shù)據(jù)的快速處理和更新維護(hù)工作。

二、寧海縣國土資源“一張圖”架構(gòu)設(shè)計

（一）現(xiàn)狀分析

1.組織現(xiàn)狀

寧?？h國土資源局內(nèi)設(shè)信息中心、規(guī)劃利用科、行政審批科、土地開發(fā)整理中心、土地儲備中心、礦產(chǎn)管理處等十個機(jī)構(gòu)，下轄躍龍所、桃源所等十個鄉(xiāng)鎮(zhèn)國土資源所，與環(huán)保、規(guī)劃、農(nóng)林等多家政府單位協(xié)作統(tǒng)籌管理全縣國土資源。

2.數(shù)據(jù)現(xiàn)狀

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。2015年寧?？h規(guī)劃局完成“數(shù)字寧海地理空間框架” “天地圖 · 寧?！苯尤雽幉ㄊ泄?jié)點，實現(xiàn)了與天地圖國家主節(jié)點、省級節(jié)點互聯(lián)互通、服務(wù)聚合，推進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)+地理信息的深度融合，為寧?？h國土資源“一張圖”信息平臺提供基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)支撐，提升了地理信息公共服務(wù)能力。

業(yè)務(wù)部門國土資源數(shù)據(jù)。近年來寧?？h國土資源局創(chuàng)新信息化管理，建立了土地利用現(xiàn)狀、不動產(chǎn)登記、土地檔案的Oracle數(shù)據(jù)庫管理機(jī)制，但其他大多數(shù)據(jù)仍采用文件形式分散存儲的粗放管理方式。國土資源空間數(shù)據(jù)具有海量、多源、異構(gòu)的特點，存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不一致、分類體系和標(biāo)準(zhǔn)不一致及空間參考不一致等問題。國土資源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)限于早期的管理技術(shù)水平，仍存在一些有地?zé)o“戶”、一地多“戶”、有“戶”無地的現(xiàn)象。

國土資源“一張圖”信息平臺建設(shè)需要對國土資源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)全面清理，通過制定全縣統(tǒng)一的數(shù)據(jù)建庫標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對匯交、采集、更新、積累的各類土地、礦產(chǎn)和地質(zhì)等數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合、分析和挖掘，建立一個集中管理、安全規(guī)范、充分共享、全面服務(wù)的“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織、管理及應(yīng)用服務(wù)。

3.技術(shù)現(xiàn)狀

寧?？h的國土資源信息化已有一定基礎(chǔ)，積累了大量的國土資源數(shù)據(jù)，完成了建設(shè)用地審批、土地開發(fā)整治、國土資源執(zhí)法監(jiān)察等一批業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，形成了覆蓋土地利用、土地執(zhí)法、礦產(chǎn)管理的完整業(yè)務(wù)流程，為國土資源“一張圖”信息平臺的建設(shè)提供了應(yīng)用方面的業(yè)務(wù)參考。由于目前縣局各項業(yè)務(wù)系統(tǒng)自成體系、內(nèi)容交叉重疊、缺乏銜接協(xié)作，為了提升現(xiàn)有資源的利用效率，迫切需求國土資源“一張圖”信息平臺打破業(yè)務(wù)壁壘、銜接部門數(shù)據(jù)共享，建立土地“批供用補(bǔ)查登”全生命流程覆蓋的電子政務(wù)服務(wù)。

▲ 圖1 總體架構(gòu)

▲ 圖2 數(shù)據(jù)架構(gòu)

▲ 圖3 業(yè)務(wù)架構(gòu)

（二）平臺架構(gòu)

1.總體架構(gòu)

以部署方式為出發(fā)點，國土資源“一張圖”總體架構(gòu)主要包括了服務(wù)端和客戶端兩大部分，其中客戶端采用B/S、C/S混合模式體系結(jié)構(gòu)。服務(wù)端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用服務(wù)管理，處理客戶端的各種服務(wù)請求；B/S客戶端提供負(fù)責(zé)土地預(yù)審、土地報批、土地供應(yīng)、土地整理開發(fā)等各項土地業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)，以及全業(yè)務(wù)流程的綜合監(jiān)管服務(wù)；C/S客戶端負(fù)責(zé)支撐業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)管理與共享服務(wù)。

為了確保在設(shè)計階段能夠充分考慮國土資源管理各項復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求，引用歐洲共同體開放工作組體系架構(gòu)框架（TOGAF），從數(shù)據(jù)架構(gòu)、業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)4方面開展國土資源“一張圖”架構(gòu)設(shè)計。

2.數(shù)據(jù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)是國土資源“一張圖”信息平臺的基礎(chǔ)。 “一張圖”數(shù)據(jù)涉及空間數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、現(xiàn)有國土資源成果數(shù)據(jù)，由服務(wù)端采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫Oracle+ArcSDE相結(jié)合的技術(shù)統(tǒng)一管理，以ArcGIS標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式為基礎(chǔ)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)服務(wù)建設(shè)。

數(shù)據(jù)整理以土地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的清理、規(guī)范化處理為重點，形成一地一“戶”的數(shù)據(jù)成果；同時制定一套符合寧?？h國土資源管理需求的空間數(shù)據(jù)規(guī)范，對不同類別、不同專業(yè)的空間數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的空間參考、統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求處理加工，形成標(biāo)準(zhǔn)化空間數(shù)據(jù)；對現(xiàn)有“天地圖 · 寧海”、土地執(zhí)法監(jiān)察等數(shù)據(jù)成果，按照空間數(shù)據(jù)規(guī)范接入“一張圖”數(shù)據(jù)中心。

數(shù)據(jù)管理是按照數(shù)據(jù)物理分散、邏輯集中的原則組織數(shù)據(jù)，確?？臻g和非空間數(shù)據(jù)的一體化存儲，實現(xiàn)各種海量數(shù)據(jù)的存儲、索引、管理、查詢、處理及數(shù)據(jù)的深層次挖掘分析。

數(shù)據(jù)服務(wù)是通過對數(shù)據(jù)成果發(fā)布，形成地圖服務(wù)、要素服務(wù)、目錄服務(wù)等各類數(shù)據(jù)共享服務(wù)，為客戶端應(yīng)用提供服務(wù)支持。

3.業(yè)務(wù)架構(gòu)

國土資源“一張圖”以土地管理需求為導(dǎo)向設(shè)計業(yè)務(wù)架構(gòu)，并考慮未來業(yè)務(wù)的拓展需求，設(shè)計具有可擴(kuò)展性。

國土資源“一張圖”覆蓋了建設(shè)用地報批、土地供應(yīng)、批后監(jiān)管、勘測定界、國土資源執(zhí)法監(jiān)察等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，以地塊為索引，利用生命周期模型分析“批、供、用、補(bǔ)、查、登”等土地全要素業(yè)務(wù)地塊間的邏輯規(guī)則，梳理業(yè)務(wù)事件驅(qū)動下土地的產(chǎn)生、變化、消亡等一系列演變過程。業(yè)務(wù)架構(gòu)支撐土地生命周期演變過程的綜合監(jiān)管、部門流轉(zhuǎn)服務(wù)和業(yè)務(wù)協(xié)同審批，統(tǒng)籌規(guī)劃各業(yè)務(wù)板塊對接接口，形成協(xié)調(diào)一致、互聯(lián)互通的數(shù)據(jù)共享平臺。如圖3所示，土地預(yù)審、報批、征收、儲備、供應(yīng)、開發(fā)復(fù)墾、登記、執(zhí)法業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，以“一張圖”綜合監(jiān)管平臺為基礎(chǔ)形成部門協(xié)同作業(yè)的土地完整生命周期流轉(zhuǎn)。

▲ 圖4 應(yīng)用架構(gòu)

4.應(yīng)用架構(gòu)

采用“1+N”分布式架構(gòu)，1指的是1個數(shù)據(jù)服務(wù)中心數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，N指的是土地利用審批管理的8個業(yè)務(wù)系統(tǒng)與1個綜合監(jiān)管平臺。

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實現(xiàn)“一張圖”的數(shù)據(jù)庫建設(shè)、數(shù)據(jù)展示、挖掘與分析，提供數(shù)據(jù)質(zhì)檢、入庫更新、數(shù)據(jù)管理、地圖制圖等應(yīng)用；綜合監(jiān)管平臺為B/S客戶端數(shù)據(jù)中樞，提供地圖共享、業(yè)務(wù)分析與監(jiān)管應(yīng)用；8個業(yè)務(wù)系統(tǒng)以綜合監(jiān)管平臺為基礎(chǔ)，實現(xiàn)土地利用預(yù)審、土地報批、土地供應(yīng)、土地開發(fā)整理、批后監(jiān)管、土地信訪管理、土地檔案管理、勘測定界8個業(yè)務(wù)流程的服務(wù)應(yīng)用。

基于綜合監(jiān)管平臺統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)，通過“互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)”，促使國土資源局各業(yè)務(wù)科室及轄下國土資源所協(xié)同作業(yè)、互聯(lián)互通。同時，預(yù)留省市級業(yè)務(wù)審批接口，規(guī)劃、環(huán)保、農(nóng)林等部門審批接口，為其他政務(wù)部門協(xié)同辦公提供前期技術(shù)支持。

5.技術(shù)架構(gòu)

國土資源“一張圖”涉及工作部門眾多、業(yè)務(wù)流程復(fù)雜、數(shù)據(jù)多源異構(gòu)，為實現(xiàn)各部門協(xié)同辦公，空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇應(yīng)用廣泛、成熟穩(wěn)定的ArcGIS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：ArcGIS Server、ArcSDE、ArcGIS Engine、ArcGIS for Javascript。通用的空間數(shù)據(jù)格式、標(biāo)準(zhǔn)，為“一張圖”成果流通以及與相關(guān)政務(wù)系統(tǒng)的對接提供了方便。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)采用SOA技術(shù)實現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)、功能資源的共享。首次采用Angular框架與ArcGIS平臺集成，利用Angular高效的邏輯控制實現(xiàn)國土資源管理的復(fù)雜業(yè)務(wù)處理，借助ArcGIS平臺強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理能力構(gòu)建土地空間分析模型、空間數(shù)據(jù)管理模型，實現(xiàn)土地地類、總體利用規(guī)劃、是否審批、是否涉及違法等土地利用情況的一鍵式空間分析，有效輔助國土業(yè)務(wù)辦理效率。

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)采用面向組件開發(fā)架構(gòu)，實現(xiàn)高質(zhì)量制圖用戶界面的可視化控件、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)高效處理。通過ArcGIS Engine平臺集成，可對來源于不同部門、不同業(yè)務(wù)的各種數(shù)據(jù)，涉及AutoCAD、Shapefile、Image/TIFF、Txt、Word/PDF/JPEG等多種格式，進(jìn)行抽取、轉(zhuǎn)換、重組、分析等處理加工，形成多層次、多時相、多視圖的“一張圖”數(shù)據(jù)管理中心。

三、結(jié)語

國土資源“一張圖”的建設(shè)是智慧城市建設(shè)的重要組成部部分，本文結(jié)合寧?？h信息化建設(shè)成果，充分調(diào)研國土資源管理現(xiàn)狀，開展國土資源“一張圖”架構(gòu)設(shè)計。國土資源“一張圖”信息平臺架構(gòu)設(shè)計從數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)、應(yīng)用、技術(shù)4個方面綜合分析，以地理空間數(shù)據(jù)為載體，全面梳理國土專題業(yè)務(wù)，依托國土專網(wǎng)提出以SOA架構(gòu)搭建面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，涵蓋土地報批、土地供應(yīng)、土地征收、土地勘測定界、土地執(zhí)法監(jiān)察等業(yè)務(wù)的土地全流程信息系統(tǒng)。針對海量多源異構(gòu)的國土資源數(shù)據(jù)，制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提出數(shù)據(jù)集中管理與分布式應(yīng)用模式，提高數(shù)據(jù)復(fù)用性及利用效率。

總體而言，國土資源“一張圖”信息平臺架構(gòu)設(shè)計應(yīng)考量地理空間數(shù)據(jù)多源于全國土地調(diào)查，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)源于土地利用報批、行政審批等日常辦公，全面分析數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)特征與需求進(jìn)行數(shù)據(jù)中心設(shè)計；綜合監(jiān)管關(guān)注數(shù)據(jù)的管理、查詢、統(tǒng)計，也關(guān)心以地塊為主體的土地流轉(zhuǎn)前世今生的追蹤與統(tǒng)籌，土地業(yè)務(wù)全要素編碼的投入應(yīng)用可以實現(xiàn)單一業(yè)務(wù)地塊與審批流程的橫向關(guān)聯(lián)以及土地管理業(yè)務(wù)全要素間的縱向關(guān)聯(lián)，從而使每塊土地獲取身份編碼，有效追蹤土地流轉(zhuǎn)全生命周期。