基于物联网的国土资源信息化监管平台研究与应用

■ 田家华/瞿晓珊

（中国地质大学（武汉）公共管理学院，湖北 武汉 430074）

基于物联网的国土资源信息化监管平台研究与应用

■ 田家华/瞿晓珊

（中国地质大学（武汉）公共管理学院，湖北 武汉 430074）

以物联网为基础，构建了国土资源信息化监管平台，从事前、事中、事后三个环节，分别对国土资源动态监测与配置、国土资源规划、国土资源利用与国土资源保护四个方面实现了监管；基于此，提出了国土资源监管的决策、执行、监督三个主要监督平台，包括形势分析、核查比对、监测预警、廉政建设、集约评价和绩效评价6种监管模式。以黄石市为主要示范区，从年度卫片执法检查和土地利用变化监测两个方面对监管平台进行了实例验证，结果表明，黄石市在国土资源监管方面取得了显著的应用和示范效果。因此，基于物联网的国土资源信息化监管平台所采用的技术手段及其方法是科学合理的，但由于技术及时间等的限制，该平台仍须改进。

物联网；信息化技术；国土资源监管平台；集成与共享

0 引言

将物联网（Internet Of Things， IOT）技术引入到国土资源执法与监管中，不仅能有效提高国土资源监管的发现率、查处率和执行率，而且能极大地降低国土资源违法案件的执法成本[1-2]。现阶段国土资源监管工作信息获取不全面、人工参与率高、调查周期长、工作效率低，随着3G(第三代无线通信网络、无线通信)、3S(遥感技术、地理信息系统、全球定位系统技术结合)，特别是移动GIS、EAI（嵌入式开发技术）、虚拟化技术、云计算等以物联网信息技术为代表的新方法、新手段的发展，为国土资源监管由传统模式向现代化发展提供了强有力的保障和支持[3-6]。然而，物联网技术在国土资源执法管理中的应用尚处于探索阶段，还有待于进一步深入研究，其关键环节在于构建移动执法、实施监督等功能，以体现出物联网技术的优势[9]。本文以物联网技术为基础，利用面向服务的三层架构方式，构建一套适用于国土资源监督管理的系统，具备一定的科学性和实用性。

1 国土资源信息化监管平台的建立

1.1 信息化监管平台系统要求

本文基于OGC标准技术体系，以云架构、云计算理念为指导，横向上以数据层、服务层、软件平台层、应用层等技术平台为基础[7-11]，采用企业应用集成技术、SaaS技术和Facade技术，结合业务需求及其数据应用，实现国土资源核心数据库浏览、查询和分析；利用3S、三维 GIS、Web Service等技术，将各类数据服务和应用功能嵌入现有应用系统，同时通过Web或数据共享方式把国土资源核心数据库发布到用户桌面，实现二、三维联动，从而构建基于物联网的国土资源信息化监管平台。

1.2 信息化监管平台系统构架

国土资源综合信息化监管平台主要从决策、执行、监督三个层面进行分层搭建，横向每一层相对应有4种监管模式，它们以接口的形式连接左右两层，纵向以主线贯穿国土资源业务，通过通信服务进行层与层之间的连接，从而实现层与层之间的透明性，动态跟踪和管理国土资源的各个环节及过程。基于物联网的国土资源信息监管平台总体技术框架见图1，它以3G、WiFi、互联网、卫星等信息化技术为通信保证和监管基础，主要有监测层、数据层、服务层、平台层和应用层五个纵向层面构成，横向以“征、供、用、保、查”为主线实现国土资源业务“事前、事中、事后”的全程监管。

图1 基于物联网的国土资源信息化监管平台总体技术框架

1.3 信息化监管平台功能

国土资源信息化监管平台是一个规模庞大的综合性信息技术平台，主要由企业服务总线（ESB）、企业应用集成（EAI）、面向服务架构（SOA），以及数据库技术（SQL）、网络负载均衡技术（NLB）、软件即服务（SAAS）、平台即服务（PAAS）、无线通信技术（WCT）、虚拟化技术（VT）等集成信息化技术构成，其功能总图见图2。该平台由3个子系统构成。

图2 国土资源信息化监管功能总图

(1)国土资源物联网监控系统。该应用系统以物联网技术为基础，建立了国土资源信息化监管指标体系维度模型[12-14]（图3），通过对国土资源影响因子进行随机取样和数据采集，并对其进行定量化智能分析和处理，以直观化的形式反映国土资源现状、规划、保护和开发利用水平，从而实现国土资源执法监管自动化和智慧化，达到全程监管其执法过程的目的。

图3 监管指标体系维度模型

(2)国土资源物联网执法监督系统。该应用系统以通信技术为基础，依托GPS全球定位系统建立了全面的国土资源土地坐标数据库。基于该数据库，执法监控中心可通过移动执法终端统一指挥调度现场执法人员；同时，现场执法人员不仅可以及时获取由控制中心发出的信号指令，也可以将现场采集到的信息及时回传控制中心，从而提高了国土资源动态执法的工作效率。

(3)国土资源应急管理系统。该应用系统以传感器、GPS全球定位系统、地理信息系统等为基础，通过数据采集终端将所采集的数据上传执法监管中心进行快速分析，判断是否要启动国土资源应急管理系统，然后将指令传输到现场执法人员的移动终端设备，从而实现紧急事故的上下联动应急应变处理。

2 国土资源信息化监管平台的实现效果与应用

2.1 应用实例分析

以本文建立的国土资源信息化监管技术体系为基础，以黄石市为例，搭建完成了黄石市国土资源综合监管平台，建设完成了网络及软硬件基础系统、数据更新管理系统、信息资源目录服务系统、系统应用服务系统、数据共享服务系统、在线分析决策支持系统和业务办公服务系统等7个应用和服务系统。该平台全面支撑和服务了黄石市国土资源管理的各项工作，在年度卫片执法检查、土地利用变化监测、国土资源现状分析等方面成效显著。

2.2 年度卫片执法检查

2013年，黄石市共收到1960个核查图斑，总面积达1581.65公顷，通过数据更新管理系统的数据录入功能，将其数据录入到卫片检查图斑数据库，利用在线分析决策支持系统和数据共享服务系统提供的图斑检查比对分析功能，快速分析下发的卫片检查图斑是否占用基本农田、是否与现状相符、是否符合土地利用总体规划，并将分析结果通过网络发布，为市执行支队及各区（市）县执法大队提供外业工作基础。黄石市2013年卫片检查图斑分析结果如表1所示，对比分析如图4所示。

表1 黄石市2013年卫片检查图斑数据分析结果统计

图4 2013年度黄石市卫片检查图斑数据分析对比图

由上述结果分析可得，2013年度黄石市卫片检查图斑数全市真变化比例在94%以上，伪变化比例则均小于10%，新增图斑比例基本在2%-13%（黄石港区除外），与现状相符比例最高可达92%，最低则为45%。因此，通过年度卫片图斑检查对比分析功能，可快速有效地分析黄石市图斑真伪变化情况和新增图斑情况，从而能为卫片执法检查部门对是否占用基本农田、是否与现状相符、是否符合土地利用总体规划做出快速判断，大大减少了工作时间、加快了执法效率。

2.3 土地利用变化监测

土地利用监测的对象是全市耕地变化情况，其原理是基于雷达遥感监测技术，结合人工干预从而监测大冶市的土地利用变化情况。大冶市土地利用变化监测数据源及分析结果如图5所示。由图5可知，大冶市建设用地监测变化图斑共计472个，面积累积可达1936.51公顷，与可见光影像监测结果对比显示，雷达遥感监测技术大大提高了土地利用变化监测的精确度。

图5 大冶市土地利用变化监测数据源及分析图

土地执法动态巡查及管理主要有土地执法动态巡查、违法案件查处、违法数据采集三大模块构成，是黄石市国土资源综合监管平台的重要组成部分。该模块不仅能为国土执法提供数据采集、动态巡查、外业拍照、数据实时上传、图斑精确测量等基础功能，而且与土地执法监管系统共同搭建黄石市土地监察业务的一体化办公平台。图6为黄石市铁山区未征先用违法地块，利用在线分析决策支持系统和数据共享服务系统提供的空间数据计算和分析服务（地块核查分析），将该地块与土地利用现状进行叠加分析，其结果如图7所示。

图6 黄石市铁山区未征先用违法地块坐标及地块范围

图7 黄石市铁山区未征先用违法地块与现状叠加

3 结论

(1)本文构建了基于物联网的国土资源信息化监管的基本理论框架，从事前、事中、事后三个环节，分别对国土资源动态监测与配置、国土资源规划、国土资源利用与国土资源保护四个方面实现了监管；基于此，提出了国土资源监管的决策、执行、监督三个主要监督平台，包括形势分析、核查比对、监测预警、廉政建设、集约评价和绩效评价6种监管模式。

(2)以黄石市为主要示范区，从年度卫片执法检查和土地利用变化监测两个方面对国土资源信息化监管平台进行了实例验证。研究表明，黄石市在国土资源监管方面取得了显著的应用和示范效果。因此，基于物联网的国土资源信息化监管平台所采用的技术手段及其方法是科学合理的，但由于技术及时间等的限制，该平台仍须改进。

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Research on and Application of Monitoring Platform in Relation to Information of Land and Resources Based on the Internet of Things

TIAN Jiahua, QU Xiaoshan
(School of Public Administration of China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074)

Monitoring platform in relation to information of land and resources has ensured the supervision over the dynamic monitoring and configuration of land and resources, land and resource planning, utilization and protection of land and resources in three stages: before, during and after. Based on this, three major monitoring platforms with regard to decision-making, implementation, and supervision of land resource regulation have been offered, as well as six supervision models, which consist of situation analysis, check and comparison, monitoring and early warning, a clean government building, intensive evaluation, and performance reviews. Through our efforts to carry out an example verification of monitoring platform from the aspects of the law enforcement inspection of land satellite image, and monitoring land use change by taking the city of Huangshi as major demonstration zone, the result shows that the city of Huangshi has made significant application and demonstration effect in the regulation of land and resources. Therefore, we say that technology means and methods that we use in information supervision platform of land and resources based on the Internet of Things is scientific and rational. However, due to the limitation of technology and time, the platform still needs to be improved.

the Internet of Things; information technology; monitoring platform of land and resources; integration and sharing

F062.1

：C

：1672-6995（2015）01-0047-05

2014-09-11；

2014-10-08

田家华（1966-），男，湖北省嘉鱼县人，中国地质大学（武汉）公共管理学院教授，工学博士，主要从事资源经济与资源开发管理研究。