安徽省农村土地承包经营权公众信息系统设计与实现

木林等

摘要：针对海量空间数据库，提出了以县级服务为基础的分布式服务聚合模型，设计了安徽省农村土地承包经营权公众信息系统框架与功能模块。结合“天地图·安徽”地理信息公共平台，进行了系统开发，实现了农村土地承包经营权的信息共享。

关键词：农村土地承包经营权；服务聚合；地理信息公共平台；空间数据库

中图分类号：S126 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）08-338-04

农村土地承包经营权确权登记颁证，是依据《物权法》、《农村土地承包法》等法律规定，由县（区、市）农村土地承包管理部门对家庭农户承包土地的地块、面积、空间位置等信息及其变动情况记载于登记簿之上，由县级以上地方人民政府确权颁发土地承包经营权证书，以此来进一步明确农民对承包土地的各项权益[1]。

确权登记的主要任务是查清承包地块的面积和空间位置，建立健全土地承包经营权登记簿，妥善解决承包地块面积不准、四至不清、空间位置不明、登记簿不健全等问题，把承包地块、面积、合同、权属证书落实到户[2]。

农村土地承包经营权的主要对象是农村承包土地，土地是具有强烈的地理空间信息的一种地物，传统的农村土地承包经营权管理方式采用登记薄记录方式，地理空间信息采用宗地图进行描绘，这种方式仅实现了对承包土地地理空间信息的简单描述，随着地理空间信息的不断丰富，登计簿承载的信息量越来越显得不足。传统登记方式没有将经营权和承包地的空间信息高度结合，由此引起的农村承包土地经营权的纠纷也时有发生，特别是承包地界址不清类型的纠纷。同时，由于信息共享不畅，土地流转、土地租赁、土地承包权买卖后不能够进行综合管理，给农业和国土部门增加了巨大的工作负担，也最终损害了承包人的利益。

安徽省农村土地承包经营权公众信息系统，将农村土地经营权信息和承包土地的空间信息相结合，将传统的关系型数据库和GIS空间数据库相结合，利用GIS强大的空间检索和分析能力，为用户提供检索、查询、分析等服务，实现数据互联互通，实现基础数据价值的最大化。农村土地承包经营权信息数据的共享，有利于明晰土地承包人所承包土地的范围，同时有效监管集体所有土地，防止和杜绝非法土地出租、流转等行为的发生。

1 系统关键技术

1.1 农村土地承包经营权信息的空间表达 以地理空间位置为主线，在地理空间信息框架内，将农村土地承包经营权权属信息和地理有关的信息有机整合到一起。以地理空间数据为基础，将农村土地承包经营权信息以图层或者属性信息的形式在电子地图中进行展示，为相关部门的相关决策工作提供服务。

1.2 基于Web的动态地图服务技术 常见的互联网瓦片地图服务并不适用于农村土地承包经营权公众信息系统的地块图斑数据，这是因为瓦片服务需要离线制作，不能满足数据实时更新的需要；同时瓦片数据并不支持要素查询，需要额外发布一个要素服务提供查询，占用较多的存储和服务器资源。动态服务是基于要素服务发布的一种依据当前浏览范围进行的动态渲染的地图浏览服务，相较之下更适合该研究系统的需求[3]。

1.3 开放式Web开发技术 系统采用B/S架构，B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式）是WEB兴起后的一种网络结构模式，Web浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器，服务器安装SQL Server、Oracle、MYSQL等数据库，浏览器通过Web Server同数据库进行数据交互[4]。

2 分布式服务聚合模型

2.1 服务端服务聚合 依据《农村土地承包经营权确权登记数据库规范（NY/T2539-2014）》的要求，预计确权完成后的安徽省农村土地承包经营权数据量将会十分庞大。完整的县级库数据量将达到TB级，全省数据量将突破100TB[5]。县级库中，作为公众信息发布系统核心的地块图斑矢量数据一般为20万～70万条记录。如此庞大的数据量若集中于一处发布服务，受制于服务器性能和网络带宽，服务调用和查询的效率将会非常低下，同时也会给后续的数据更新维护带来很大的困难。

该研究设计了一种分布式空间数据服务聚合模型，将县级库分布式存储于各县级节点，单独发布服务，省级库不集中存储任何数据，仅发布空间聚合服务。在用户访问系统时，根据用户关注的具体位置，调用相应的县级服务。在县级服务的内部数据组织上，采取按乡镇分层的模式。县级数据按乡镇划分为图层，每个图层均可单独提供查询并执行渲染[6]。

通过这样的空间聚合方式，海量的农村土地承包经营权数据在服务层面形成了一个金字塔结构。在空间上，数据服务被分布式地发布于作为基本数据维护单元的县级数据库存储地，避免了因数据向省级汇交带来的更新延迟和存储资源的消耗；在逻辑上，县级服务按图层细分至乡镇，进一步减少了单次查询和渲染所需处理的数据量。

2.2 县级节点数据维护 农村土地承包经营权确权登记数据库，包括地理信息数据、权属数据和元数据。其建设的主体以县级为基本单元，通过市、省逐级上报、汇总的方式形成。由于地理信息和元数据包含涉密信息，权属数据同样牵涉到公民的隐私权等问题，在互联网上运行的数据必须进行必要的保密处理，符合国家互联网公开发布的数据标准，做到既保护用户的隐私信息，又最大程度地利用好农村土地承包经营权的成果信息。

在图1所示的服务聚合模型中，县级服务依附于县级库就地发布，系统定期对原始权属数据进行自动化处理，抽取符合规定的信息，整理成空间数据库。通过网络或者人工拷贝等不同方式，更新互联网发布的县级服务，达到发布成果的定时更新，保证数据的现势性。

2.3 客户端服务聚合 服务聚合模型建立后，客户端应用程序应在服务渲染级别、查询级别等方面进行适配，充分发挥服务聚合模型的效率优势。

系统依托的“天地图·安徽”地理信息公共平台提供的影像底图服务是符合WMTS规范的瓦片地图服务，其服务渲染级别见表1。在11级的尺度下，一个0.067 hm2的图斑在屏幕上仅为0.114个像素单位，这对于大多数在0.067 hm2以内的土地承包经营权地块浏览来说是没有意义的。系统将县级服务地块数据的浏览的起始级别设定为“天地图·安徽”的15级，此时0.067 hm2相当于29.1个像素单位，能实现较好的浏览效果。在服务浏览时，省级聚合服务预先对所有的乡镇按拓扑关系提取了相邻的乡镇信息，当地图浏览场景中心点位于某一县境内时，聚合服务不会将该县的所有数据返回给客户端，而是将当前所在乡镇与其所有相邻乡镇的图层聚合为一个服务提供客户端执行渲染。以11、15、19级为例，各级别图斑数据对比见图2。

在要素查询时，客户端应用程序默认将查询级别置为乡镇，此时查询在当前乡镇图层进行；当用户要求查询全县数据时，在该县的所有乡镇图层中执行查询；用户也可将查询条件进一步缩小为村，此时的查询是在乡镇图层的基础上附加村面域的空间限制条件进行。在乡镇尺度下查询时，查询的数据范围被缩小在2万～10万条，大大提高了查询效率。

3 系统设计

3.1 系统框架结构 系统采用了B/S架构进行开发，适配当下主流的浏览器客户端，前端使用了FLEX富客户端插件式RIA框架，最大程度保证了用户使用系统时的体验和流畅性；后台服务端使用了MVC框架和.net平台以完成系统业务逻辑和后期系统的扩展；数据库使用了抗并发性能卓著的Oracle数据库；整个系统框架结构分为表现层、应用层、数据层的3层架构（图3）。

（1）数据层。数据层包括数据访问和数据存储。数据访问包括2个部分，一是对基础底图的调用，基础底图调用“天地图·安徽”发布的矢量、影像等地图切片服务，通过http请求在线访问；二是对农村土地承包经营权专题数据的访问，通过前文所述的服务聚合模型，调用省级聚合服务接口来实现动态地图加载和地块查询。

（2）应用层。应用层是整个系统的核心，又细分为控制层、业务逻辑层和基本服务，安徽省农村土地承包经营权公众信息系统在业务逻辑层完成对土地承包经营权信息的浏览、管理、 查询、统计及预警的逻辑建模和对象封装。空间数据的分析与处理等功能通过ArcGIS Server进行管理和发布。控制层面主要功能是通过http的方式向客户端提供查询统计等各种功能服务。

（3）表现层。Flex富客户端技术是Adobe借助Flex/AIR在RIA领域的巨大成功，依托Flash Player推出的新一代富客户端技术。系统采用Flex富客户端表现技术，实现安徽省农村土地承包经营权公众信息系统的界面设计和逻辑控制。并通过调用服务端业务逻辑层的接口实现系统各功能模块，并将处理的结果显示在客户端页面中。

此技术方案实现了业务逻辑和界面设计相分离，一方面，能够为用户提供更丰富、更友善、易用性更强的界面；另一方面，能够为用户提供更加优越的性能，在网站第一次被打开时，会自动将预先设计好的资源一次性下载到本地，所有的GUI都在本地运行，网站在使用的过程中只产生少量的数据更新请求，而不是采用传统模式，在服务器端实时地刷新页面，后端服务器将完全专注于数据逻辑的处理，充分利用客户端本地机器的CPU，分担部分服务器端运算压力，提高运行速度。

3.2 系统功能设计

3.2.1 地块服务浏览。农村土地承包经营权所牵涉的地理信息主要包括基础地理数据和承包地块数据。基础地理数据直接调用“天地图·安徽”影像和线划地图服务，承包地块数据则采用前文述及的服务聚合模型发布的动态服务。

3.2.2 信息发布。系统可将土地承包经营权信息整合为服务的形式通过互联网或者专网进行发布，对外提供查询统计分析服务，其他行业或者部门通过在线接口调用服务，实现土地承包经营权信息共享。

3.2.3 查询和统计。土地承包经营权信息中涉及农村居民的隐私信息，在系统中，土地承包经营权信息查询和统计功能，采用用户名和密码登录查询方式，对于不涉及隐私能够向公众提供的信息，直接通过该系统发布。

3.2.4 信息反馈。通过实现该功能，建立土地承包经营权交流反馈机制，系统接受广大用户对该系统发布的信息中出现错误、疑惑的反馈等，并将反馈信息第一时间传递给专业人员，由专业人员逐级核查，并将核查的结果反馈给用户。这种机制的建立，有利于对土地承包过程中出现的问题进行及时更正，完善确权登记制度，保障土地承包人的利益。

4 系统实现

按照上述服务聚合方案和设计方案，该研究以青阳县农村土地承包经营权的调查数据为例，开发了原型系统。系统运行于互联网上，应用系统和图斑动态服务分别部署于独立网段的2台专用服务器上，各服务器均拥有100MB的出口带宽。系统界面示意见图4。

系统开发完成后，进行了效率测试，验证服务聚合效果。用于测试的青阳县数据共有326 712个地块，按13个乡镇发布为13个图层，用于测试的丁桥镇拥有24 137个地块，所辖天屏村拥有1 783个地块。系统在15～19级加载的动态地图时效率如表2，在县、乡、村3级采用承包户的姓氏“何”作为关键词进行查询时效率如表3。

测试数据表明，系统具有良好的动态服务加载效率；数据查询县级因查询范围较大耗时较多，乡镇级查询效率最好，村级查询使用行政村区域作为空间过滤条件，略微增加了查询时间。

5 结语

安徽省是农村土地承包经营权确权登记颁证试点省份，探索农村土地承包经营权公众系统对于农村土地承包经营权调查成果的应用具有很好的示范意义。针对农村土地承包经营权数据量大、实时维护难度高的特点，该研究设计了以县级服务为基础的分布式服务聚合方案，结合“天地图·安徽”进行了省级服务聚合，保证了海量数据的查询与浏览效率，实现了在互联网平台上的农村土地承包经营权信息查询。

参考文献

[1] 安徽省农村土地承包经营权确权登记试点工作操作方案[EB/OL].（2014）http：//wcwy.ahxf.gov.cn/village/newcontent.asp？WebID=10494&Class_ID=161434&id=1352902.

[2] 农业部农村经济体制与经营管理司.NY/T2537-2014农村土地承包经营权调查规程[S].北京：中国标准出版社，2014.

[3] 耿丽丽，李昭，刘南，等.动态地图服务管理对象模型研究[J].浙江大学学报：理学版，2010，37（4）：477-480.

[4] 孙立坚，刘纪平，王亮，等.B/S结构下基于Web Service技术的空间分析方法的研究[J].测绘科学，2005，30（1）：60-62.

[5] 农业部农村经济体制与经营管理司.NY/T2539-2014农村土地承，包经营权确权登记数据库规范[S].北京：中国农业出版社，2014.

[6] 丰荣详，谢忠，罗显刚.一种分布式空间数据的服务聚合模型[J].测绘科学，2013，38（1）：44-46.