青岛市第三次国土调查市级信息系统平台建设与应用

文｜徐学涛 孙启龙 王凯

本文以建设青岛市第三次国土调查信息系统的必要性为切入点，阐述了青岛市第三次国土调查市级信息系统建设目标与任务，分析了该系统的总体架构、技术架构、数据架构设计，并详细阐述了不同系统的平台功能设计，最后对该平台的应用成效进行分析和评价。 该信息系统的建设为青岛市三调工作的全生命周期的统筹、协调提供了技术支撑，保证了青岛市第三次国土调查成果的准确性。

一、引言

国土调查是我国法定的一项重要制度，是全面查实查清土地资源的重要手段。全国第三次国土调查是在第二次全国国土调查成果的基础上，全面细化和完善土地利用基础数据，致力于满足生态文明建设、空间规划编制、自然资源管理体制改革等工作的需要。开展第三次国土调查，对贯彻落实耕地保护制度和节约用地制度，提升国土资源管理精准化水平，支撑和促进经济社会可持续发展均具有重要意义。

我国幅员辽阔，长期以来实行自然资源分头管理，导致国土调查成果存在重复和交叉，各类自然资源分类体系和标准不统一等问题。2018年4月，自然资源部的组建为我国国土调查工作提供了新的管理模式，并提出要按照统一数据库标准及规范，建立互联共享集影像、类型、范围、面积和权属为一体的自然资源调查数据库和服务平台。因此，第三次国土调查信息系统建设是三调工作的关键环节。如何建立信息化能力强、全面协同共享的第三次国土调查信息系统，保障三调工作全流程全环节有序开展和完成，已成为目前亟待解决的问题。

青岛市位于我国华东地区，山东半岛东南、南靠黄海，是山东省经济中心，也是国家沿海重要中心城市。自20世纪90年代以来，青岛市城市化进程加快，建成区面积逐年增加，用地类型变化显著，地类面积变化差异性较大。而城乡的高速发展、产业结构不断优化，土地利用率逐渐提高，均需要建设可靠的三调市级信息系统，为青岛市三调工作的有序开展和全面的信息化管理提供支撑。因此，本文根据现有成果资料及最新的国家标准对青岛市三调信息系统建设项目进行研究。

二、目标及任务

（一）平台设计目标

本系统根据国家国土调查主管部门统一部署要求，基于全市统一的标准规范，以《第三次国土调查技术规程》、《土地利用数据库标准》以及数据核查与检查标准深入解读为基础，结合青岛市土地利用情况和国土信息化实际情况，利用云计算和“互联网+”等高新技术，搭建统一的第三次国土调查市、县两级工作的信息系统架构、体系和平台。实现全市国土调查成果的统一管理、分析与应用，保障青岛市第三次国土调查市级信息系统建设工作从准备、实施到成果应用的全流程顺利完成。积极推进三调成果共享，有利于统筹山水林田湖草的一体化保护修复及综合治理，为青岛市新旧动能转换创新发展，提供准确、快捷的国土调查成果数据服务。

（二）平台建设任务

构建市级国土调查数据汇总数据库及管理系统。该数据库基于青岛市各县（区）的第三次国土调查数据，建设市级第三次国土调查市级数据库。同时根据青岛市特色要求，构建具有创新性的城镇地籍更新调查数据库、三维试点数据库、市级共享与开放数据库。同时构建三调数据库管理系统，可实现对土地利用现状数据的管理和变化数据的日常动态更新，对不同业务专题相关指标的统计分析，进而实现土地利用现状调查成果、权属调查成果和专项调查成果的综合管理。

研发青岛国土调查信息系统。该系统主要包括三调进度与督查管理系统、内外业核查系统、城镇地籍管理系统、三维管理系统。从三调工作进度、质量的实时督查，到举证工作的在线任务调度管理、数据质量审核及成果库的内外业核查，再到城镇地籍数据成果的一体化管理和更新，为青岛市国土调查提供全生命周期全过程的信息化服务。

开展三调成果共享和常态化调查建库服务。积极做好三调成果与二调及历年变更调查成果的衔接工作，并实现调查成果数据和服务的共享和应用，促进调查成果数据在国家相关行业的应用。建设土地利用现状常态化调查建库与管理系统，满足后续的年度、季度、月度和日常变更工作，有利于实现日常常态化的土地利用现状调查的建库、外业调查、核查及统计分析。

三、平台建设总体框架设计

（一）总体架构设计

青岛市第三次国土调查信息系统整体上采用面向服务的架构，结合云GIS等相关技术，整合接入第三次全国国土调查成果数据，包括土地权属数据、土地利用现状数据、专项调查数据、基础数据、DOM数据和DEM数据等信息资源，并充分利用青岛市已有不动产登记数据、权籍调查数据、遥感数据、业务审批数据以及时空云数据，辅助开展数据提取、内业核查和数据分析工作。并建立三调数据库管理系统、城镇地籍更新与三维管理系统、三调进度与督查管理系统和土地利用现状常态化调查建库与管理系统，为国土调查成果数据库和城镇地籍数据提供数据入库、数据检查、数据管理、数据更新技术保障。青岛市本级第三次国土调查信息系统的总体框架如图1所示：

图1 青岛市本级第三次国土调查信息系统建设总体框架

（二）技术架构设计

在技术架构方面，采用SOA架构、Java EE和C#技术体系，并结合“国土云”、 大数据、虚拟化、数据加密、消息机制MQ、数据ETL、数据可视化等技术，做到各类功能组件可随需定制、可动态扩展，并提供安全可靠的技术支撑环境。主要包括基础服务层、数据服务层、平台服务层、应用服务层、展现层五层，具体技术框架如图2所示。

图2 技术架构图

（三）数据架构设计

国土调查数据种类繁多、数据量庞大、数据采集周期长，数据库建设过程需要对数据库结构进行详细设计，以相同的地理范围作为不同类型数据进行数据集成的基本控制框架，通过建立统一的坐标系统，实现多种数据的集成显示和叠加，并建立各种数据之间的有机联系，形成集成化的国土调查数据库。其中，空间数据库按类型分为定位基础、境界与政区、地貌、栅格数据、土地利用、土地权属、基本农田、其他土地要素、独立要素9个数据集，包括测量控制点、数字正射影像图纠正控制点、测量控制点注记、行政区、等高线、坡度图、数字正射影像、数字高程模型、地类图斑、宗地、永久基本农田图斑、临时用地、批准未建设土地、城镇村等用地、耕地等别等46个要素类。其数据架构如图3所示。

图3 空间数据物理设计

四、主要功能设计与实现

（一）PC端

首页门户：青岛市级第三次国土调查首页门户是为实现三调系统的统一展示，提供各系统的入口的汇总。并设立新闻中心、政策法规、三调大事记等新闻共享模块，采用扁平化的页面设计风格，直观展现青岛市级第三次国土调查的核心业务。

三调进度与督查管理系统：本系统基于B/S系统部署设计，实现对全市第三次国土调查工作全过程监管。通过“互联网+”技术在各个环节进行规范化监督，包括实地签到、轨迹管理、任务预警、进度监控、监督工作标准化规范化、问题追踪、结果统计分析等，确保对作业单位和人员的科学管理。同时，该系统实现全市任务概览、情况统计，成果质量审核，区（市）级进度监督、任务督办等功能。

内业核查系统：本系统基于C/S系统部署设计，采用计算机自动比对和人机交互检查方法进行逐图斑审核。确保第三次国土调查及日常变更工作中的数据、图件与实地三者一致，保证国土调查数据的真实性。该系统支持流程化、向导式的内业核查任务分发、处理、自动比对、自动分类、自动核查、以及根据青岛本地情况定制化的人机交互核查、同时支持核查问题的统计、进度统计等。

三调数据库管理系统：本系统结合C/S和B/S系统部署设计，C/S端主要实现第三次国土调查成果和专项调查成果，以及数据中心管理平台中的二次调查及年度变更调查成果的一体化集成管理与存储。B/S端主要实现国土调查及专项调查评价数据的可视化、动态展示与专题分析以及第三次国土调查成果与日常更新数据的分析，并结合统计分析模型，进行数据分析挖掘，提供相应的数据应用开发。

三调成果共享服务系统：本系统基于B/S系统部署设计，将处理后的全市第三次国土调查和专项调查评价成果，通过完善的数据组织管理与浏览模式、资源共享申请、资源检索、共享运行模式管理等技术手段，实现调查成果数据和服务的共享、应用和监控统计，促进调查成果数据在国家相关行业的应用，有效拓展数据应用的广度和深度。

土地利用常态化调查建库与管理系统：本系统结合C/S和B/S系统部署设计，C/S端主要实现图斑边界提取、数据采集、数据矢量化、线状地物图斑化、数据编辑、数据建库、数据维护、数据检查等功能，满足年度、季度、月度的常态化变更。B/S端主要实现土地利用变化图斑的分发、上报及核查工作，满足年度、季度、月度和日常变更的核查工作。

城镇地籍更新系统：本系统基于C/S和B/S模式搭建。其中，C/S端主要用于城镇地籍数据生产与建库，为后续城镇地籍管理提供基础数据库，主要有数据转换、数据检查、数据入库、数据库维护、历史查看、查询分析、成果输出等功能。B/S端主要建立城镇地籍成果动态更新机制，实现城镇地籍调查数据与供地业务、不动产统一登记业务的资源共享和联动更新，确保数据的时效性。

三调三维管理系统：该系统集成了三维仿真、BIM建模、地上地下一体化、GIS等技术，将二三维数据成果进行整合集成展示，改善当前地籍管理中二维宗地图经常因界址不明而引发土地纠纷的现状，提高了城镇地籍调查成果资料的管理水平和管理效率。

自然资源框架系统：该系统整合了土地、矿产、森林、湿地、水、海洋六大类自然资源，掌握其数量、质量和空间布局，构建统一空间定位、统一分类标准自然资源框架，为建立自然资源管理的调查监测“一张底图”提供了数据和框架支撑。

（二）移动端

外业核查系统：基于“互联网+”举证模式开发外业核查子系统，主要实现对外业核查设备的审核、外业核查任务的接收、外业实地调查举证、问题图斑的修改、复核成果的上报等功能，完成市级核查部门对区（市）级用户举证调查成果的外业抽查。同时，该系统提供实地定位、叠加分析、数据浏览等基本功能，可以支撑业务人员开展耕地保护和基本农田监测监管等线下工作。

常态化移动端采集子系统：基于移动互联技术、构建“三查合一”的移动端数据采集子系统，通过接收外业调查任务，并根据外业调查任务的类型，实现任务在线下载、轨迹记录、地类识别、地类细化标注、图斑边界调绘、信息涂鸦、拍摄照片、任务提交、外业调查结果一键式上传等外业调查工作，满足青岛市后续的季度、月度或日常变更的外业调查工作。

五、技术创新与应用成效

（一）技术创新

基于PostgreSQL+ PostGIS+ GeoTools进行空间数据管理。利用PostGIS建立空间索引显著提高对空间数据的查询效率，结合GeoTools实现了符合OGC规范的空间数据坐标转换。实现了举证图斑空间数据的标准化读取、入库，为在线举证定位提供有效辅助。

基于Jersey 实现SOA架构，本系统利用Jersey RESTful框架，在系统总体框架层面采用面向服务的系统架构（SOA），将应用程序的不同功能单元通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来，实现面向服务、资源共享的服务组织模式与运行管理机制。

基于Nginx+ yasea+ ijkplayer+ RTMP实现在线互联举证。本系统PC端采用了Nginx与Rtmp来搭建流媒体服务器，移动端通过yasea+ijkplayer+RTMP实现省级用户和举证人员在线互联，实现高效、简约的视频互联图斑审核功能。

（二）应用成效

青岛市第三次国土调查信息系统实现了内外业核查、数据建库、数据共享应用、数据常态化更新以及工作进度督查等工作的全面信息化管理，支撑调查任务合理、有序开展，确保调查工作“一股劲、一盘棋”，调查结果“高保真”、检查验收“高通过”，提高工作效率和成果质量，为国土调查成果共享与应用打下了坚实基础，为全市国土调查成果的统一管理、分析与应用探索了一条信息化建设道路。实践结果证明：1、此系统以三调成果为基础，汇集了林业、海洋、水利等自然资源数据，按照统一的空间定位基准，实现了自然资源海陆统筹、二三维联动、从宏观到微观的信息化管理。2、通过三调成果共享和常态化建库系统，构建全新的国土调查成果应用环境，推动国土调查数据在政府部门间的共享服务与应用，提高数据的应用价值和现势性，扩大国土调查数据应用领域，带动多行业提高国土调查成果数据的整体应用水平和科学研究能力。3、通过三调三维管理子系统，实现了二三维数据一体化展示以及房屋数据分户表达，为国土调查成果管理和三维不动产确权登记提供技术平台支撑。4、该系统辅助三调办完成了青岛市全域第三次国土调查工作，全市初始调查成果平均差错率为0.027%，为山东省内最低，有效提升了全市国土资源政务服务水平。