省级土地整理项目动态管理信息系统设计与应用

刘耀林 ，王 华 ，唐 旭 ，刘中秋 ，姬盈利

（1.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉 430079；2.地理信息系统教育部重点实验室（武汉大学），湖北武汉 430079；3.华中师范大学计算机科学系，湖北武汉 430079）

省级土地整理项目动态管理信息系统设计与应用

刘耀林1，2，王 华1，2，唐 旭1，2，刘中秋1，2，姬盈利3

（1.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉 430079；2.地理信息系统教育部重点实验室（武汉大学），湖北武汉 430079；3.华中师范大学计算机科学系，湖北武汉 430079）

研究目的：通过信息化手段解决省级国土主管部门的土地整理项目管理问题。研究方法：系统分析法，实例验证法。研究结果：设计了系统的数据库及软件功能结构，并设计了时空数据的一体化存储管理方案，实现了多部门多层级之间的数据共享接口、项目动态监管模型以及项目预警模型。研究结论：系统成功的应用于广西壮族自治区土地整理项目管理工作之中，该系统设计方案可行有效。

土地整理；信息系统；动态监管模型；广西

1 引言

土地整理是贯彻执行“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”基本国策、提高土地节约集约利用程度的重要管理手段，是解决中国土地利用问题的必然选择[1]。自2006年国土资源土地整理项目管理方式发生重大变化之后，省级国土主管部门作为土地整理项目审批、监管等的重要决策或参与者，具有承上启下的关键性作用[2]。但在项目管理实践中普遍存在以下问题：（1）项目技术审查手段落后，实施监管力度不够，实施工期长，完成质量不高；（2）以纸为介质的项目成果存储管理方式，导致项目成果查询、项目台帐输出以及后期项目评价维护难度加大；（3）未建立土地整理项目时空数据库，导致数据资源浪费。

随着信息技术飞速发展，国土管理的各个领域的信息化建设均取得了突出成果，例如土地利用调查及变更系统[3-4]、各级土地利用规划系统[5-6]、城镇及农用地定级估价系统[7-8]、土地适宜性评价系统[9-10]、土地利用预警调控系统[11-12]等各种信息系统的建立有效提高了国土管理的科学水平及效率。因此实现土地整理项目动态监管的信息化建设是解决上述问题的必选方案。目前国内已有学者进行了土地整理项目管理系统的设计研究，如高向军等设计了基于国土资源信息网络环境的C/S模式的国家投资土地整理项目管理及决策支持系统[13]；古志新等设计了B/S模式的国家投资土地开发整理项目管理信息系统[14]；陈欣根据福建省实际土地整理项目管理需求设计了B/S和C/S相结合模式的项目管理信息系统[15]；王新军[16]，张书波[17]等分别进行了服务于市县级的土地整理项目信息系统的研究。以上大部分系统研究是用于服务市县级或者国家级国土主管部门，而服务于省级的仅有一篇文献，并且现有的土地整理项目管理系统还存在诸多问题有待于进一步研究，如项目监管业务流程量身定制，适用范围有限，对项目的监管状态只能定位到立项、申报等项目阶段，无法精确监管到部门及业务承办个人，多部门多层级之间数据共享程度低，缺少项目监管过程中的信息预警等。对此本文在省级部门土地整理项目管理需求基础之上，设计多时态的空间属性数据一体化存储方案，引入项目业务流程可动态定制并集成预警机制的项目动态监管模型，制定规范的多部门多层级之间的数据共享接口，在数据模型紧密结合的要求下设计了系统的数据库与软件功能结构，通过基于组件的开发方式实现了松散耦合式的通用性较强的省级土地整治项目动态管理信息系统，并以广西壮族自治区为系统应用示范区，展示了系统应用的部分成果。

2 系统设计及功能特点

2.1 系统设计

根据土地整治项目的各级参与部门不同的业务数据需求并考虑系统运行的国土广域网络结构，系统采用“客户端/服务器（C/S）”与“浏览器/服务器”（B/S）混合的架构模式。如国土资源厅土地整理中心用户作为系统的主要使用部门，不仅要进行日常的项目审批、数据台账统计功能还要进行复杂的项目区空间分析和技术审查工作，对系统的功能要求高且复杂，因此使用客户端软件访问系统。其他业务部门例如市县用户只需要进行简单的业务办理和数据上传、下载、查询等操作，因此使用Web浏览器访问系统。

2.1.1 C/S系统设计 C/S系统软件结构可分为数据服务层、业务逻辑层和应用表现层三层体系结构。（1）数据服务层。选择Oracle 11g数据库软件作为空间和属性数据一体化存储平台。系统通过oracle 11g client和空间数据库引擎ArcSDE 9.3来实现对关系表、矢量、栅格数据的访问和操作。（2）业务逻辑层。综合考虑系统的业务、数据需求，为缩短系统开发周期并降低系统后期维护难度，本系统采用组件式开发体系。选择较为成熟且开发难度较低的Microsoft Visual Studio 2008作为软件开发平台，利用Microsoft.NET Framework 3.5类库定制满足各类数据查询、显示、编辑等操作的组件。利用ArcGISEngine 9.3组件库定制浏览、操作空间数据的组件。（3）应用表现层。系统表现层通过提供简洁明了的菜单及操作界面给用户实现系统各业务功能。系统主要由9大功能模块组成：①系统管理，主要实现系统用户组及用户、用户组权限、行政区划信息、预警信息的配置与维护，实现业务流程动态定制功能。②数据管理，主要用于实现5个标准数据接口功能。③项目管理，将项目业务流程与办公自动化结合实现多部门用户参与项目业务办理功能，并提供多样化的项目搜索引擎实现对项目自上而下（省→市→县→项目个体）的项目监管及项目信息统计功能，根据搜索条件从项目完结库中能够检索到该项目完整的包括各类专题图、可研报告、规划设计、项目审批意见、项目业务节点办理记录等在内的成果数据，以便用户查阅。④指标管理，实现对占用耕地建设项目信息的批量导入及管理，根据项目资金类型实现对新增耕地指标的分级（省、市）收储管理，系统根据建设项目所在地与占用耕地数量根据就近占补以及补充耕地数量相近原则实现耕地占补平衡。⑤档案管理，实现对项目成果文档的管理、统计分析、查询下载、项目审批意见查询打印等功能。⑥参建单位管理，实现对参建单位信息的管理、参建单位与项目的业绩挂钩管理、参建单位诚信评价指标体系动态配置功能、参建单位的诚信评价工作、诚信评价信息的查询与统计等功能。⑦专家管理，实现对专家信息、专家业绩信息的管理、专家评价指标体系动态配置功能、专家评价以及评价信息查询统计的功能。⑧决策统计分析，自上而下的统计各行政区划项目的项目建设规模、资金、新增耕地等关键指标；查看全区所有在建、完成项结的空间位置分布；能够统计任意条件范围内项目的任意阶段的指标信息；提供各业务科室日常台帐管理功能并实现用户自定义统计台帐功能；通过自下而上的汇总各行政区的耕地补充信息、耕地占用信息来对比规划指标完成情况，并提示预警；能够统计多个行政区在选定年份内的耕地占补差额并进行对比分析；统计多时点的新增耕地、新增建设用地、新增建设用地占用耕地等指标信息，进行线性或者二次多项式拟合，预测未来年份的新增耕地等指标情况；利用“一张图”地图服务或者本地服务器的土地利用现状和规划数据等实现对项目区的现状地类叠加分析、基本农田叠加分析、坡度叠加分析等空间分析功能。⑨服务中心，通过内嵌Web浏览器，方便用户直接访问在线交流平台、信息公示平台、数据服务支持平台、常用文档模板下载、友情链接等B/S系统页面。

2.1.2 B/S系统设计 B/S系统同样可以分为数据服务层、业务逻辑层和应用表现层三层体系结构。数据服务层与C/S系统保持一致性。在业务逻辑层上同样采用Microsoft Visual Studio 2008软件开发平台，采用ASP.NET 3.5构架技术，对空间数据的浏览操作采用ArcGIS server 9.3专用开发框架Web Application Developer Framework（ADF）所提供的组件定制实现。应用表现层主要包括项目管理、数据服务、政策公文、项目咨询、模板下载等功能模块。主要实现项目业务办理、数据上传下载、数据信息查询统计、在线交流、信息公示等功能，为提高用户体验效果，采用了无需刷新整个页面即可完成数据请求及响应等操作的交互性更强的AJAX技术。

2.2 系统功能特点

本系统在功能设计上与现有系统相比，主要具有以下特点：（1）构建项目动态监管模型实现对多类型、多层级、多权限的复杂土地整理项目管理业务流程的管理，在实现项目业务审批的办公自动化的同时使得项目管理者能够更深入的将项目监管到部门及承办人；（2）引入项目预警模型，与项目监管模型紧密耦合实现对项目建设进度、建设质量、资金使用等信息的实时预警；（3）“一张图”是遥感、土地利用现状、基本农田、遥感监测、土地变更调查以及基础地理等多源信息的集合[18]，本系统利用ArcGIS成熟的数据共享及互操作技术，实现项目区在“一张图”上的各种空间分析功能；（4）根据公众的认知水平制定标准的要素语义[19]，搭建了便于普通公众查询、阅读土地整治相关信息的网络平台。（5）集成了项目评审专家、项目参建单位的统一管理功能。

3 系统关键技术的实现方法

3.1 时空数据的一体化存储管理的实现

针对具有多来源、多格式、多时态、多专题特性的土地整理项目数据特性，本系统采用了空间数据库建设技术与模型：基于Oracle 11g体系结构的面向对象数据模型能够很好地支持多源异构数据的集成管理，所支持的结构化查询语言能够实现数据的快速查询、更新及存储；ESRI提供的ArcSDE空间数据引擎利用Geodatabase数据模型实现了海量空间与属性数据的无缝集成管理，且支持多用户的并发访问。同时本研究为了实现时空数据的一体化管理还制定了3套编码规范，包括：（1）项目编码，为便于项目数据成果的统一管理与检索，系统在项目申报之时为其提供唯一编号，编码格式为行政区代号（6位数字）+年度（4位数字）+项目类型编码（2位字符）+项目性质编码（1位字符）+序号（3位数字），编码长度一共为16位，其中项目类型主要包括开发、整理、复垦等，项目性质包括一般项目、重大项目、示范工程等；（2）项目阶段信息编码，将项目立项申报、项目验收等阶段从01开始按序编码，在数据库中进行项目基本信息表的建立时，各类信息字段格式为信息名称+阶段序号，数据库中建立信息字典表，用于系统解析信息字段，采用该编码方式能够实现各类项目的上百项基本信息的分阶段管理，体现出信息的时态性，并且避免了对新增耕地率、实施规模等重复出现信息的阶段混淆；（3）空间数据命名编码，对空间数据的命名需能够直观的体现出三类信息：所属项目信息、所属专题信息（包含时态信息）、要素信息，因此制定其命名编码格式为S+项目编号（参考编码规范1）+专题编号（1位数字）+要素编码（1位数字）+子要素编码（2位数字），其中专题主要包括行政区划基本信息、项目区土地利用现状图、规划设计图、竣工验收图等，要素类型包括点、线、面、注记，子要素类型主要包括道路、桥梁、沟渠、涵管、倒虹吸等，该编码能够有效组织多专题的空间数据存储与检索，并实现空间数据与关系表的一体化检索，同时也能够体现出空间数据的时态性特征。

3.2 项目动态监管模型的实现

为解决现有系统中项目业务流程使用的局限性以及监管的及时性、深入性不够的问题，本文建立了一种可定制的全过程项目动态监管模型（图1）。该模型的主体为业务节点，即项目监管过程中，某一需要具体人员按照具体数据需求、权限级别去完成的项目业务事项。它是在深入调研各类项目具体管理办法以及实践后绘制出各部门内部业务流程图，并将其整合形成某一类型项目完整的业务流程图。在业务流程图的基础上进行语义归纳以及信息重构即形成具有前驱、后继关系的模型主体业务节点，同时也可提取出主体的4类要素：（1）成果文档，对项目的大量成果文档进行统一编码，动态配置每一类文档与业务节点之间的上传、审核关系，实现业务流转过程中成果数据的伴随提交及审查；（2）项目基本信息，对项目信息进行分阶段管理，不同阶段的业务节点可查看到对应不同阶段的项目基本信息；（3）用户组，业务节点的实现者，动态配置每一节点具有办理权限的用户组，防止业务分工不明，在部门职能发生变化时，只需调整业务权限配置信息即可，无须修改系统代码；（4）节点权限，用户对业务节点的权限一般分为审核和备案两种类型，其中审核具有将该当前业务节点驳回至前驱结点权限，而备案只具有接收确认材料权限。在业务流转过程中，业务节点作为主要检索词，模型为每一节点定制了惟一编码，其编码格式为：项目类型编码+项目性质编码+项目阶段编码+业务流序号，例如KF+Z+1+03，即为重大项目类型的开发项目立项阶段第三个业务流节点。在系统中利用Lassalle Add Flow for.Net图形组件实现了业务流程有向图的可视化表达以及用户交互，同时为便于模型的系统实现，为业务节点添加一类系统要素信息——工作界面编码，当用户触发业务节点办理事件之后，系统会解析出该业务节点编码，检索出其对应的工作界面编码，根据该编码动态加载其对应的业务插件，即可显示出相应的工作界面给用户。

系统采用该模型可以有效加强项目监管力度，将监管深化到部门成员级别，并使得业务流程可扩展定制，成为系统可以推广使用的关键因素。

3.3 项目预警模型的实现

为提高项目建设质量、缩短项目建设周期，同时使项目建设满足规划要求，本系统建立了行政区——项目双层监管预警模型，警级分为“无警”、“轻警”、“重警”、“巨警”4个级别（见图 2）。

（1）行政区级别预警：主要是根据各行政区土地利用总体规划指标设定新增耕地指标完成量预警和新增建设用地占用耕地指标使用量预警，同时根据年度专项资金预算设置资金投入预警。新增耕地指标的完成量从各行政区的土地开发整理等项目的新增耕地指标汇总而来，新增建设用地占用耕地指标从各行政区的已审批并在系统内部备案的建设用地项目的占用耕地指标汇总而来，而资金使用情况是通过汇总各行政区的资金使用上报数据得到。行政区级的预警功能由系统的决策统计分析模块实现完成。（2）项目级预警：包括对项目业务节点办理进度预警、项目各阶段经费投入比例预警、项目质量的专家打分预警、不同类型、性质、地貌的项目新增耕地率及亩均投资预警。项目级的预警是在业务流的基础之上实现的，每一业务节点办理界面将会显示相应的项目预警信息。各类警情的阈值判定是基于历史数据统计和业务专家经验判定得出，可根据实际情况进行配置。

3.4 数据共享接口的实现

本系统的数据共享接口主要用于解决异构系统之间的数据互操作问题。主要包括两类接口：（1）与国土资源部信息报备系统接口。国土资源部土地整理复垦开发项目信息报备系统及耕地占补平衡动态监管系统为数据共享制定了XML格式的数据文件，因此系统通过定制能够识读和写出标准XML数据文件的功能组件，实现两个系统之间的数据共享。（2）与“一张图”数据系统的共享接口。“一张图”数据系统是利用ArcGISServer发布诸如Mapping Services、Geodata Services等类型的地图服务。系统利用ArcGISEngine 9.3的Server、GISClient类库提供的IAGSServerConnection、IAGSServerConnectionFactory、IAGSServerObjectName等接口实现对远程GIS数据服务器的访问并获取地图服务，实现对数据的查询、浏览等操作，并执行各类空间分析、统计功能，同时系统将本地数据服务器中的土地开发整理项目区空间数据发布为Mapping Services类型的地图服务提供给“一张图”数据系统用于进行土地利用现状数据的变更等操作。该共享接口的实现即避免了数据重复采集导致的财力人力浪费，也减小了本地数据服务器管理海量专题地图的压力，同时也为土地利用现状变更提供了最新的数据资源。

图1 项目动态监管模型示意图Fig.1 M odel of dynam icmanagement for projects

图2 项目预警模型示意图Fig.2 A lertmodel for projectmanagement

4 系统的应用实例

4.1 系统示范区

广西壮族自治区地处南疆，位于东经104°26'—112°04'，北纬20°54'—26°24'之间，南临北部湾，面向东南亚，西南与越南毗邻，东邻粤、港、澳，北连华中，属亚热带季风气候，具有闻名世界的喀斯特地貌群。全区下辖14个地级市，109个县级行政单位，土地总面积为23.67万km2，2010年总人口约4602万人。广西开展土地开发整理复垦历时近10年，在国土资源部农村土地整治监测监管系统中已备案的使用耕地开垦费投资建设的土地整治项目有14536个，使用新增建设用地有偿使用费投资建设的土地整治项目有495个，在保护耕地资源、保障粮食安全和生态安全、提高农民收入，促进农村经济发展等方面发挥了重要作用。

4.2 系统应用成果

系统在广西自2011年7月1日起正式运行以来，已共实现对477个项目的信息报备，其中开发项目205个，整理项目216个，综合整治项目3个，处于各阶段监管状态的项目有424个，计划实施规模约131275 hm2，计划新增耕地约11815.7 hm2，进入完结库的项目53个，实现新增耕地面积约986.3 hm2，其中可供占补平衡面积约613.45 hm2，并实现6宗建设用地项目与耕地补充项目的占补挂钩。下面以河池市东兰县三石镇纳合村土地整理项目为例，展示系统部分功能界面。

图3 业务办理及技术审查界面图Fig.3 The user interface of doing business and technical exam ination

图3a为系统的业务办理主功能界面，通过统一的查询组件选择东兰县三石镇纳合村土地整理项目为当前办理项目，左边区域分别显示项目的基本信息及当前业务节点办理进度的预警信息提示，中间为当前项目所处阶段的业务流程图，通过办公自动化的形式提供用户对项目的动态监管能力。图3b是系统业务办理的详细界面，左侧为项目信息栏，包括对详细信息、预警信息、图件信息的链接，右侧材料列表和上传文档列表分别为系统根据业务节点解析出的审核文档信息与上传文档信息，中间为审核意见填写栏。图3c与图3d为系统利用广西“一张图”实现对项目的各类技术审查功能。

5 结论

本文所研究的土地整治项目动态管理信息系统借助计算机技术、网络技术、3S技术整合了开发、整理、复垦、综合整治多种类型项目的业务流、数据流，通过全过程动态监管模型与预警模型的实现，能够有效加强对项目监管力度，提高项目管理效率，保证了项目建设质量，并通过时空数据一体化的存储方案达到对成果数据的规范管理，而数据接口的制定尤其是与“一张图”的数据接口模块能够实现异构系统之间的数据共享，有效提高数据成果的应用价值。最后系统在广西壮族自治区的应用实现了该省对项目的全程动态信息化管理这一目标，并实现项目行政审批的办公自动化、项目数据报备的标准化、项目成果提交的规范化、辅助部门决策的科学化。

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Dynam ic M anagement Information System Design and Application for Provincial Land Consolidation Projects

LIU Yao-lin1,2,WANG Hua1,2,TANG Xu1,2,LIU Zhong-qiu1,2,JIYing-li3
（1.School of Resource and Environment Science,Wuhan University,Wuhan,430079,China;2.Key Laboratory of Geographic Information System,Ministry of Education,Wuhan University,Wuhan 430079,China;3.Department of Computer Science,Central China Normal University,Wuhan 430079,China）

The purpose of this paper is to solve the problems via information technology inmanaging land consolidation projects at provincial government level.Methods used are systematic analysis and case study.The database structure,software structure,and the scheme of integration of store for spatio-temporal data are designed.The interface of data share among different departments,themodel of dynamicmanagement and the Alert Model are also implemented.The system has been successfully applied to the land consolidation projectsmanagement for Guangxi Zhuang Autonomous Region and the design of system is proved to be practicable and effective.

land consolidation;information system;model of dynamicmanagement;Guangxi

F301.2

A

1001-8158（2012）06-0048-07

2011-10-28

2012-05-15

十二五科技支撑项目（2010BAJ22B02）。

刘耀林（1960-），男，湖北黄冈人，教授，博士生导师。主要研究方向为GIS理论、土地信息技术。E-mail:yaolin610@163.com