时空信息云平台在乱占耕地建房整治上的应用

胡丰愉，马 霖，邵晚悦

（1.黄山市自然资源信息中心，安徽 黄山 245000）

2020年3月习近平总书记和其他中央领导同志对农村乱占耕地建房问题多次做出重要批示。为贯彻落实习近平总书记重要批示精神，7月3日国务院召开电视电话会议对全国农村乱占耕地建房问题整治工作进行部署，国家层面成立了农村乱占耕地建房专项整治行动部际协调机制，办公室设在自然资源部[1]。9月1日，部际协调机制办公室印发了《农村乱占耕地建房问题摸排工作方案》。摸排工作的目标是弄清全国农村乱占耕地建房的底数，重点整治强占多占、非法出售等恶意占用耕地建房行为，保障农民合理的建房需求。摸排工作的任务是摸清2013年以来全国农村乱占耕地建房涉及的用地情况，房屋建设、使用和非法出售情况，处罚情况等，建立全国农村乱占耕地建房问题工作台账，为分布整治、分类处置存量问题奠定基础。

1 摸排工作思路

摸排工作总体依据先内业筛查后外业实际摸排的原则，分为6个步骤开展工作。

1.1 数据准备

摸排工作需准备的数据包括屯溪区的部下发图斑矢量、黄山市历年已报批数据矢量、屯溪区第二次全国土地调查成果中的非耕地数据矢量、2011年屯溪区DOM影像数据、2012年屯溪区DOM影像数据和2018年屯溪区DOM影像数据。将数据坐标系统一为CGCS2000国家大地坐标系，方便下一步的数据处理。

1.2 数据初筛

①以第二次全国土地调查最终成果数据库中的耕地为基准，结合2010年以来的新增耕地图斑形成耕地图斑图层数据；②提取最新第三次全国土地调查数据库中05、06、07、08、09、10类的数据形成建设用地图斑；③将耕地图斑与建设用地图斑进行叠加，提取重叠的图斑形成疑似图斑；④将部下发图斑与前一步生成的疑似图斑进行整合，形成最终疑似图斑，完成图斑的提取工作；⑤将最终疑似图斑与批供登等数据进行叠加，剔除用地手续齐全的图斑。

1.3 内业筛查

对前一步提取的疑似图斑进行编号，确保唯一性，并增加备注字段。将部下发图斑与历年报批成果进行套合，图斑完全包含在报批界线内的，备注标记为1；将部下发图斑与第二次土地调查数据中非耕地图斑进行套合，图斑完全在非耕地图斑范围内的，备注标记为2；将剩余图斑对照2011年、2012年等已有影像，逐图斑进行筛查，通过影像能明显判断完全为房屋的，备注标记为3，并截图保留，图片名称为图斑编号，作为证据进行保留；基于2012年影像，图斑涉及到耕地或其他的，备注标记为4。通过上述方式对部下发图斑进行分类，标记为1、2、3的图斑无需外业核查，标记为4的图斑需进行外业核查和取证。

1.4 外业摸排

对备注标记为4的疑似图斑进行外业摸排，主要利用省厅下发的安徽省自然资源实地核查系统手机App逐图斑，按住宅类、产业类、公共管理服务类3大类别进行相关信息的采集。

1.5 内业补充完善

通过内业图解等方式来补充完善外业难以获取的信息。首先基于智慧黄山时空信息云平台，利用2018年0.1 m分辨率的DOM影像在图上勾画房屋轮廓，形成乱占耕地房屋图形，图解出房屋占地面积；再将房屋图形与耕地、永久基本农田进行叠加，计算占用耕地和永久基本农田面积；然后用房屋面积减去本地区宅基地标准面积，得到超宅基地标准面积；最后将上述信息补充录入到核查系统手机App中。

1.6 审核公示和成果上报

在信息采集全部完成后，村两委对村一级获取信息进行集体审核，审核结束后公示10 d。公示后有异议或有新增的，需重新补充调查；公示无异议的，逐级双签字后在省汇交平台上报成果。

2 关键技术

2.1 智慧黄山时空信息云平台

智慧黄山时空信息云平台以数据服务、软件服务、平台服务、基础设施服务和知识服务为核心[2]，通过大数据、物联网、云计算等新一代信息技术，遵循服务自然资源管理、支撑智慧城市建设的理念[3]，建成了围绕自然资源“两统一”和兼顾社会化公共需求的服务模式，并着力为黄山市经济社会高质量发展提供时空信息保障。该平台现已涵盖基础时空、自然资源、公共专题、实时感知等4大类1 000余小类的资源，汇聚了近20 a的全市基础地理信息数据。平台中多个历史年份的高分辨率DOM、高分辨率卫星影像已广泛应用于生态保护、农业监测、城市管理等方面[4]。本次乱占耕地项目中需利用的影像包括2012年0.5 m分辨率的DOM遥感影像、2011年0.1 m分辨率的DOM遥感影像和2018年0.1 m分辨率的DOM遥感影像。

时空信息云平台涉及的关键技术包括云计算与云服务、地理编码技术、地名地址匹配技术、宿主寄存技术和知识服务技术。基于时空信息云平台的农房核查程序编制主要采用宿主寄存技术。宿主寄存是一种托管服务，使用者可通过宿主寄存将应用程序和数据部署到云端，并向特定权限用户分享。该技术基于云计算环境，在常规的云服务器中集成GIS开发环境和相关软件，按照用户实际需求计算资源并分配存储，用户可使用统一的门户界面。智慧黄山时空信息云平台包括云GIS服务器和云GIS桌面等形式的宿主寄存服务，用户可利用时空信息云平台发布、处理地理空间数据，建立应用服务系统[5]。

2.2 地图服务

ArcGIS Service为常见的地图服务，本身具备地图制作和地图浏览功能，也可支持建模和地理处理、移动端GIS服务。发布地图服务首先需在ArcMap中配置一个地图文档，再将配置好的地图文档发布成地图服务，然后即可通过该服务来访问地图文档的数据以及使用地图中的所有功能。为了快速加载地图服务，可对其建立缓存。

2.3 要素服务

要素服务可以让用户通过互联网在客户端进行编辑或查询属性等操作，操作结果可及时返回给服务器端。在发布要素服务前，所有数据必须通过唯一的地理空间数据库注册，若数据需要被编辑，则要赋予ArcSDE的写入权限。在使用OS身份进行验证时，也需向ArcGIS Server账户授予权限。

发布地图服务和访问要素的能力是发布要素服务的前提条件。访问要素的能力即为通过URL地址链接去访问指定要素。地图服务和要素服务的生命周期是相同的，即地图服务关闭，要素服务亦随之关闭。

2.4 Web AppBuilder for ArcGIS

Web AppBuilder for ArcGIS是Esri推出的基于ArcGIS API for Javascript的一种简单直观易操作的应用程序[6]，可用于构建 2D 和 3D Web 应用程序，且无需编写复杂的代码；其拥有的强大工具可用来配置功能完整的 HTML 应用程序。添加地图和工具时，用户可在应用程序中浏览并使用这些地图工具，降低了WebGIS的开发门槛，大幅缩短了程序的开发周期[7]。

Web AppBuilder for ArcGIS的主要功能包括：①创建能在所有设备上运行的 HTML/Javascript 应用程序；②可采用多种主题自定义应用程序的外观和界面；③创建自定义应用程序模板和样式；④利用即用型微件构建所需应用程序，其内置数十种微件供用户选择，不仅可在自己的服务器上运行应用程序，也可在线托管应用程序；⑤提供了可拓展的开发框架，开发者可根据自身的需求定制微件、主题和应用程序[8]。

3 基于云平台的农房核查程序编制和应用

传统的内业图斑筛查大多采用相关影像软件，将图斑矢量与相应年度的影像底图进行叠加。在工作量大需要多人完成作业时，每个人都必须拷贝相关矢量和影像数据，然而高分辨率影像数据量很大，不仅拷贝耗时较长，打开影像也需占用很大内存，影响计算机性能。黄山市下辖三区四县，本文以屯溪区为例，介绍了具体的筛查图斑工作流程。

3.1 总体架构

根据农村乱占耕地建房问题整治工作的具体需求，基于ArcGIS Server和Web AppBuilder技术的农房核查程序总体架构如图1所示，由下向上依次为数据层、服务层和表现层。数据层负责将数据储存至地理空间数据库；服务层负责基于ArcGIS Server提供多种服务，并将服务封装成唯一对应的资源标识供应用程序调用；应用层则是基于Web AppBuilder框架的表现层。

图1 农房核查程序总体架构

3.2 数据字典编制

为了方便数据的统计和汇总，需要编制数据字典。本文按照如表1所示的图斑编号与图斑类型的对应关系编制数据字典。

表1 图斑分类表

3.3 数据入库

首先在地理空间数据库引擎SDE中，新建一个名为TXQNFHCCX的要素集；再将屯溪区图斑数据、2012年非耕地数据、黄山市历年报批数据导入该要素集；然后新建一个空白地图文档，加载该要素集的矢量数据并进行配图；最后保存该MXD地图文档。

3.4 发布服务

将MXD地图文档共享为服务，在服务编辑器中设置相关参数，在功能列表中启用地图、KML、Feature Access功能。Feature Access中允许的操作为查询和更新之后分析该服务，弹出框中无错误提示即可发布该服务。

3.5 地图服务构建

登录智慧黄山时空信息云平台（图2），在“我的内容”里点击之前发布的屯溪区农房核查程序要素服务，编辑该服务（标题标签和摘要），再将服务共享为公共和Portal for ArcGIS，这样其他人无需登录即可打开该服务。

图2 智慧黄山时空信息云平台界面

3.6 Web应用程序编制

在应用定制中点击新建Web应用程序，在图层列表中可对图层进行上下移、重命名、移除复制等编辑操作。由于2011年、2012年、2018年3个年度的屯溪区DOM影像在智慧黄山时空信息云平台上已发布过影像服务，因此只需从Web添加图层，将这3个年度影像服务的URL链接地址粘贴过来调用即可。程序主体为折叠式，样式和布局均为默认，微件选择了卷帘、汇总、编辑、测量和过滤器，最终制成的农房核查程序如图3所示。

图3 农房核查程序效果图

3.7 程序应用

将农房核查程序的URL地址链接分发给相关作业人员，只需配置特定DNS，即可实现多人同时辨识标注图斑。为了避免重复作业，分配任务时按照乡镇划分，每人负责屯溪区的一个乡镇，采用农房核查程序中的过滤器功能即可完成对应乡镇的选择，再通过卷帘工具（图4、5）对比2012年和2018年影像，以确定图斑类型，2012年模糊不清楚的区域可利用2011年影像替代。对于标注后的图斑，系统会自动保存，无需手动保存。

图4 卷帘前2018年影像图

图5 卷帘后2012年影像图

3.8 图斑分类数据统计

所有图斑标注完成后，即可采用微件中的汇总功能进行统计，得到的汇总结果如表2所示，可以看出，经过前期数据筛选和农房核查程序比对图斑后，54 %的图斑需要外业实地摸排核查，省去了46%的外业图斑核查工作量，为紧张的任务工期节约了宝贵的时间和大量的人力物力。

表2 图斑汇总结果表

4 结 语

高分辨率影像数据量庞大，一个区县的DOM影像就有数百GB字节的数据量，不仅拷贝耗时较长，而且加载和操作影像也需占用很大内存，易造成计算机卡顿，影响计算机使用性能。基于时空信息云平台的网络应用程序具有易操作、响应时间快、界面简洁等特点，可有效解决该问题，并可实现多用户同时段在线操作，大大提高了工作效率。

今后需拓展时空信息云平台相关技术、资源的服务和应用广度和深度，不断探索其在自然资源、城市规划、农田保护、地质灾害、卫片执法、地理国情、变更调查等领域的服务前景，并继续为城市管理、公共交通、智慧旅游、民生幸福等专题提供时空信息保障。