一种混合应用模式的国土资源“一张图”架构设计——以宁海县为例

□ 宁海县国土资源局 吴 旋

□ 航空遥感技术国家测绘地理信息局重点实验室 司敬知

随着新型城镇化建设的快速发展，国土资源供需平衡、耕地保护与生态环境保护规划的矛盾日益突出，国土资源迫切需求精细治理与可持续服务发展管理。由于国土资源管理包含业务种类繁多，数据基础、技术标准、管理手段、实施机制等方面有明显差异，业务间又存在相互交叉的内容，因此需要构建全面统一的电子政务平台，充分利用地理信息数据与服务，对国土资源数据进行统筹管理和应用，实现国土资源一张蓝图的空间资源保护、空间要素统筹、空间结构优化、空间效率提升。

国家大力推进创新政府网络化管理，鼓励建立信用信息共享平台，打通政府部门、企事业单位之间的数据壁垒，提高数据资源利用效率和管理精细化水平。随着科技进步和信息技术的发展，原本相互独立的测绘、勘察、规划、设计、审批等工作不再独立，而是相互联系、相互渗透，国土资源审批、规划工作的开展不仅需要地理信息的支撑，还需要各部门、相关行业的信息交流共享。因此，国土资源“一张图”信息平台基于国土专网，建立集中管理、安全规范、充分共享、全面服务的“一张图”核心数据中心，实现国土资源海量多源异构数据的统一组织、管理及应用服务，推进国土资源的智慧发展。

近年来，“数字地球”“天地图”“金土工程”等各种推进信息化建设的举措层出不穷，为统筹国土资源开发利用布局、节约集约利用资源，提供了重要的技术经验与资源积累。然而，目前国内国土资源“一张图”信息平台的设计与研究，更多的关注国土资源数据整合与监管功能需求，缺少各业务环节协作衔接，缺少自上向下展开的完整全面的架构设计，以及与已有成果之间的对接共享。本文以宁海县为例，通过充分、全面分析国土资源局机构组织、数据、技术以及成果现状，采用混合应用开发模式，从数据、业务、应用、技术4个方面出发，进行国土资源“一张图”架构设计，以期促进国土资源实现科学合理的供需调控、精细管理。

一、混合应用开发模式

国土资源“一张图”信息平台遵循“统筹规划、突出重点”的建设原则，采用基于面向服务（serviceoriented architecture，SOA） 的 B/S和C/S混合开发模式，实现对国土资源“一张图”海量数据的集中式管理和分布式应用。

由于国土资源“一张图”涵盖国土资源管理的全业务流程，涉及数据复杂、用户角色多样化、业务繁多，基于SOA架构构建综合监管平台及各业务系统的接口服务，这使得各系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。业务系统采用具有跨平台、分布式特点的WebGIS技术，通过网络形成丰富的资源，实现资源共享与协作。基于国土专网建设“智慧国土”服务，通过分布式B/S开发模式构建国土资源管理电子政务信息化全流程，实现土地报批、行政审批等日常工作的协同办公，有效简化管理流程、提高信息沟通与数据利用效率。

针对地理空间数据的专业类别多、数据分散、来源不同、应用格式多样等特征，充分分析各类数据的应用领域、更新周期等属性，采用标准的ArcGIS数据规范实现“一张图”数据与其他行业信息的交流共享，基于SOA架构的C/S开发模式构建“一张图”数据中心的统一数据管理系统。C/S结构能充分发挥客户端的处理能力，平衡服务器资源需求负担，增强客户端交互操作用户体验。本文通过ArcSDE空间数据引擎配合Oracle空间数据库管理海量地理空间数据，集成ArcGIS Engine开发组件实现各类地理空间数据的快速处理和更新维护工作。

二、宁海县国土资源“一张图”架构设计

（一）现状分析

1.组织现状

宁海县国土资源局内设信息中心、规划利用科、行政审批科、土地开发整理中心、土地储备中心、矿产管理处等十个机构，下辖跃龙所、桃源所等十个乡镇国土资源所，与环保、规划、农林等多家政府单位协作统筹管理全县国土资源。

2.数据现状

基础地理信息数据。2015年宁海县规划局完成“数字宁海地理空间框架” “天地图 · 宁海”接入宁波市节点，实现了与天地图国家主节点、省级节点互联互通、服务聚合，推进了互联网+地理信息的深度融合，为宁海县国土资源“一张图”信息平台提供基础地理数据支撑，提升了地理信息公共服务能力。

业务部门国土资源数据。近年来宁海县国土资源局创新信息化管理，建立了土地利用现状、不动产登记、土地档案的Oracle数据库管理机制，但其他大多数据仍采用文件形式分散存储的粗放管理方式。国土资源空间数据具有海量、多源、异构的特点，存在基础数据不一致、分类体系和标准不一致及空间参考不一致等问题。国土资源业务数据限于早期的管理技术水平，仍存在一些有地无“户”、一地多“户”、有“户”无地的现象。

国土资源“一张图”信息平台建设需要对国土资源业务数据全面清理，通过制定全县统一的数据建库标准和规范，对汇交、采集、更新、积累的各类土地、矿产和地质等数据资源进行整合、分析和挖掘，建立一个集中管理、安全规范、充分共享、全面服务的“一张图”核心数据库，实现数据的统一组织、管理及应用服务。

3.技术现状

宁海县的国土资源信息化已有一定基础，积累了大量的国土资源数据，完成了建设用地审批、土地开发整治、国土资源执法监察等一批业务系统建设，形成了覆盖土地利用、土地执法、矿产管理的完整业务流程，为国土资源“一张图”信息平台的建设提供了应用方面的业务参考。由于目前县局各项业务系统自成体系、内容交叉重叠、缺乏衔接协作，为了提升现有资源的利用效率，迫切需求国土资源“一张图”信息平台打破业务壁垒、衔接部门数据共享，建立土地“批供用补查登”全生命流程覆盖的电子政务服务。

▲ 图1 总体架构

▲ 图2 数据架构

▲ 图3 业务架构

（二）平台架构

1.总体架构

以部署方式为出发点，国土资源“一张图”总体架构主要包括了服务端和客户端两大部分，其中客户端采用B/S、C/S混合模式体系结构。服务端负责数据和标准应用服务管理，处理客户端的各种服务请求；B/S客户端提供负责土地预审、土地报批、土地供应、土地整理开发等各项土地业务流转，以及全业务流程的综合监管服务；C/S客户端负责支撑业务流转的数据管理与共享服务。

为了确保在设计阶段能够充分考虑国土资源管理各项复杂的业务需求，引用欧洲共同体开放工作组体系架构框架（TOGAF），从数据架构、业务架构、应用架构和技术架构4方面开展国土资源“一张图”架构设计。

2.数据架构

数据是国土资源“一张图”信息平台的基础。 “一张图”数据涉及空间数据、业务数据、现有国土资源成果数据，由服务端采用关系数据库Oracle+ArcSDE相结合的技术统一管理，以ArcGIS标准数据格式为基础，实现数据整理、数据管理、数据服务建设。

数据整理以土地业务数据的清理、规范化处理为重点，形成一地一“户”的数据成果；同时制定一套符合宁海县国土资源管理需求的空间数据规范，对不同类别、不同专业的空间数据按照统一的空间参考、统一数据标准和统一数据质量的要求处理加工，形成标准化空间数据；对现有“天地图 · 宁海”、土地执法监察等数据成果，按照空间数据规范接入“一张图”数据中心。

数据管理是按照数据物理分散、逻辑集中的原则组织数据，确保空间和非空间数据的一体化存储，实现各种海量数据的存储、索引、管理、查询、处理及数据的深层次挖掘分析。

数据服务是通过对数据成果发布，形成地图服务、要素服务、目录服务等各类数据共享服务，为客户端应用提供服务支持。

3.业务架构

国土资源“一张图”以土地管理需求为导向设计业务架构，并考虑未来业务的拓展需求，设计具有可扩展性。

国土资源“一张图”覆盖了建设用地报批、土地供应、批后监管、勘测定界、国土资源执法监察等业务环节，以地块为索引，利用生命周期模型分析“批、供、用、补、查、登”等土地全要素业务地块间的逻辑规则，梳理业务事件驱动下土地的产生、变化、消亡等一系列演变过程。业务架构支撑土地生命周期演变过程的综合监管、部门流转服务和业务协同审批，统筹规划各业务板块对接接口，形成协调一致、互联互通的数据共享平台。如图3所示，土地预审、报批、征收、储备、供应、开发复垦、登记、执法业务环节，以“一张图”综合监管平台为基础形成部门协同作业的土地完整生命周期流转。

▲ 图4 应用架构

4.应用架构

采用“1+N”分布式架构，1指的是1个数据服务中心数据管理系统，N指的是土地利用审批管理的8个业务系统与1个综合监管平台。

数据管理系统实现“一张图”的数据库建设、数据展示、挖掘与分析，提供数据质检、入库更新、数据管理、地图制图等应用；综合监管平台为B/S客户端数据中枢，提供地图共享、业务分析与监管应用；8个业务系统以综合监管平台为基础，实现土地利用预审、土地报批、土地供应、土地开发整理、批后监管、土地信访管理、土地档案管理、勘测定界8个业务流程的服务应用。

基于综合监管平台统一的数据流转标准，通过“互联网+政务服务”，促使国土资源局各业务科室及辖下国土资源所协同作业、互联互通。同时，预留省市级业务审批接口，规划、环保、农林等部门审批接口，为其他政务部门协同办公提供前期技术支持。

5.技术架构

国土资源“一张图”涉及工作部门众多、业务流程复杂、数据多源异构，为实现各部门协同办公，空间数据处理技术标准选择应用广泛、成熟稳定的ArcGIS技术标准：ArcGIS Server、ArcSDE、ArcGIS Engine、ArcGIS for Javascript。通用的空间数据格式、标准，为“一张图”成果流通以及与相关政务系统的对接提供了方便。

业务系统技术架构采用SOA技术实现异构数据、功能资源的共享。首次采用Angular框架与ArcGIS平台集成，利用Angular高效的逻辑控制实现国土资源管理的复杂业务处理，借助ArcGIS平台强大的空间数据处理能力构建土地空间分析模型、空间数据管理模型，实现土地地类、总体利用规划、是否审批、是否涉及违法等土地利用情况的一键式空间分析，有效辅助国土业务办理效率。

数据管理系统采用面向组件开发架构，实现高质量制图用户界面的可视化控件、多源异构数据高效处理。通过ArcGIS Engine平台集成，可对来源于不同部门、不同业务的各种数据，涉及AutoCAD、Shapefile、Image/TIFF、Txt、Word/PDF/JPEG等多种格式，进行抽取、转换、重组、分析等处理加工，形成多层次、多时相、多视图的“一张图”数据管理中心。

三、结语

国土资源“一张图”的建设是智慧城市建设的重要组成部部分，本文结合宁海县信息化建设成果，充分调研国土资源管理现状，开展国土资源“一张图”架构设计。国土资源“一张图”信息平台架构设计从数据、业务、应用、技术4个方面综合分析，以地理空间数据为载体，全面梳理国土专题业务，依托国土专网提出以SOA架构搭建面向服务体系结构，涵盖土地报批、土地供应、土地征收、土地勘测定界、土地执法监察等业务的土地全流程信息系统。针对海量多源异构的国土资源数据，制定统一的数据规范标准，提出数据集中管理与分布式应用模式，提高数据复用性及利用效率。

总体而言，国土资源“一张图”信息平台架构设计应考量地理空间数据多源于全国土地调查，业务数据源于土地利用报批、行政审批等日常办公，全面分析数据流转特征与需求进行数据中心设计；综合监管关注数据的管理、查询、统计，也关心以地块为主体的土地流转前世今生的追踪与统筹，土地业务全要素编码的投入应用可以实现单一业务地块与审批流程的横向关联以及土地管理业务全要素间的纵向关联，从而使每块土地获取身份编码，有效追踪土地流转全生命周期。