1、应用技术基于 C S 的县 (市 )级土地利用总体规划管理信息系统的设计与开发 以江阴市为例余有胜 X 李满春 吴国平 李响 陈刚(南京大学 G IS 与 R S 研究所 210093)【摘要】 县 (市 ) 级土地利用总体规划是有限的土地资源科学管理、合理利用的前提 , 而县 (市 ) 级土地利用总体规划管理信息系统是规划动态实施和实时管理的科学保障。以江阴市为研究区 , 分析、设计、开发了以 C lient server为体系结构的土地利用总体规划管理信息系统。【关键词】 G IS 土地利用总体规划 管理信息系统 C lient Server 江阴市【中图分类号】 T P392 【文献标识
2、码】 B 【文章编号】 1000- 3177 (1999) 56- 0029- 041 引 言土地是人类社会生存和发展的基本资源。土地利用总体规划是合理利用和配置有限土地资源的重要手段 , 是国土管理部门保护耕地、协调各类用地的主要依据。土地利用总体规划在土地管理中起着龙头作用 , 特别是县 (市 ) 级土地利用总体规划是有限的土地资源科学管理、合理利用的前提 , 而土地利用总体规划管理信息系统是规划动态实施和实时管理的科学保障。笔者以经济发达、人地矛盾突出的江阴市为研究区 , 在修编江阴市土地利用总体规划的基础上 , 在 M ap Info 的支持下 , 以 D elph i 3 为主要开发
3、工具 , 研究、设计、开发了土地利用总体规划管理信息系统。2 系统目标2. 1 管理多种数据类型土地利用总体规划的成果有土地利用现状图 , 土地利用规划图 , 基本农田保护区规划图 , 土地整理、复垦开发规划图 , 规划表格、文本说明等。2. 2 系统功能完善根据对国土管理部门需求的调查和土地利用规划管理业务分析 , 并研究规划实施管理的需求 , 系统应具有以下功能 (图 1):查询与检索功能。用户可针对各类规划成果进行查询 , 也可根据权属、土地利用类别等属性进行查询。指标控制与土地用途管制功能。系统可根据规划进行一定时段的用地指标控制 , 实现占补挂钩。同时 , 系统应能依照土地利用规划图
4、对规划分区内的土地用途进行管制。图 1 系统功能土地利用变更功能。主要包括变更信息的获取、变更权限的控制、变更流程的控制、变更的实现和变更信息的入库。统计与量算功能。系统需要具有土地现状信息、土地占用信息、补充耕地信息等统计。用户也要进行长度和面积量算。辅助分析功能。可对查询、统计的结果进行分析 , 还可进行用地趋势预测、产量预测和人口预测。输出功能。系统要进行土地利用总体规划及各专项规划的制图输出、查询和统计量算的报表输出。2. 3 面向多用户从土地信息系统自身来看 , 土地信息的管理、应用越来越向着多部门、多地域、同步性协作式发展。土地信息的复杂性、动态性也越来越对土地信息的管理提92X
5、余有胜 , 男 , 1976 年生 , 南京大学 G IS 与 RS 研究所硕士生 , 主要研究方向为 G IS 应用开发、互操作 G IS、遥感应用。 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.出了更高的要求。土地利用总体规划的数据库结构复杂、 数据量大、同一数据用户比较多 , 如县 (市 ) 国土管局主要负责人、市土管局各科室、镇土管所及相关部门。所以建立拥有数据共享机制的系统体系结构具有重要的意义。3 系统设计3. 1 C lient Server 体系结构在面向多用户的系统环境中 , 系
6、统体系结构对数据的共享、并发性和一致性起着决定性作用 , 对系统的性能起着关键作用 , 而 C lient Server 体系结构在这方面有着明显的优势。所以 , 土地利用规划管理信息系统采用 C lient Server 为体系结构 (如图 1)。在 C lient Server 结构下 , 系统被分为前端 (客户机部分 ) 和后端(服务器部分 ) 两个部分。客户机和服务器之间体现为服务请求 服务响应关系 , 即用服务器完成数据处理的功能和打印输出功能 , 而客户机完成应用事务的组织和人机界面的实现。图 2 系统体系结构3. 2 数据库的建立系统采用地理信息可视化平台 M ap Info 来
7、建立空间数据库。在它的数据模型和查询语言中能提供空间数据类型 , 还可进行空间检索、查询等空间分析。尽管M ap Info 具有同时管理空间数据和属性数据的功能 , 但其属性数据的类型及对属性数据的处理能力仍有一定的限制。而 D elph i 3 自带的关系数据库系统具有较强的数据管理功能。而且 InterBase 是 D elph i 3 开发环境中的一种分布式 SQL 数据库服务器 , 它支持数据库系统查询数据并把信息返回到其它任何一个 InterBase服务器 , 适应于 C lient Server 数据库体系结构。所以系统采用 InterBase 服务器工具交互式 SQL 工具 (
8、ISQL )构造属性库。根据系统的目标 , 土地利用总体规划管理信息系统数据库如图 3 所示。另外 , 把数据库的修改记录存入历史库具有重要意义。系统数据的修改主要是土地利用类型的变更及相应属性表的更新。建立历史数据库可根据需要恢复图 3 土地利用总体规划数据库失误的变更或查阅历史档案 , 还可从历史库中获取一定时期各类土地利用变更信息进行汇总。4 系统开发以 D elph i 3 C lient Server 为主要开发工具 , 利用OL E (对象的链接与嵌入 ) 自动化技术 , 采用面向对象的开发方法 , 开发基于 C lient server 体系结构的土地利用总体规划管理信息系统。4
9、. 1 面向对象的开发方法面向对象的开发方法是一种建立在现实世界基础上的新的软件开发思维。在开发过程中 , 它强调的是系统开发的关键来自对前端概念的理解而不是后端的实现。只有当应用域的固有的概念被识别、理解并构造清楚了 , 才能有效地设计系统的数据结构以及实现的功能。利用 D elph i3 可开发面向对象的 W indow s 的应用程序 , D elph i3 是一个面向对象的图形界面应用程序开发环境。同时在本系统中具有封装性和继承性的特征 :封装性 : 是一种信息的隐蔽技术 , 对象的使用者只能看到对象封装界面的信息 , 对象的内部对使用者是隐藏的。本文定义的按钮和菜单包括接受操作用户的
10、激活 , 以及由此对数据库的操作和相应结果的窗口显示 , 从而保证了系统的模块化程度。继承性 : 对于面向对象技术类别有期继承的特征 ,将有相同特征的对象归为一类。系统定义了空间库的调用类、变更操作类、查询类和用户界面等抽象化的类。系统用 D elph i3 开发用户界面 , 使系统界面美观、简洁、易操作。4. 2 OL E 自动化技术系统把 M ap Info 作为服务程序和 D elph i 3 链接起来 , 即利用 OL E 自动化技术把 M ap Info 作为一个对象链接到 D elph i环境中。在 M ap Info 的内部支持下 , 系统03 1995-2005 Tsinghu
11、a Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.可实现对空间图形的浏览、查询、操作功能以及距离和面积量算功能 , 利用地块编码可实现了空间数据和属性数据的关联。另外 , 利用 M ap Info 中的地理运算符(Contains Entire , Entirely W ith in , Intersects , PartlyW ith in 等 ) 可进行空间分析和操作 , 并根据对象之间的空间关系选择对象。4. 3 功能实现(1)查询功能G IS 和 M IS 目前发挥作用最突出的一项最基本功能是查询功能。系统图形的查询利用 M a
12、p Info 的二次开发语言 M apBasic 来实现 , 而属性数据通过标准 SQL查询语言实现。由于数据库结构的特殊性 , 查询功能的制定是必不可少的。它包括空间库和属性库的同时访问和关联、查询结果的存放。系统还为用户提供了自定义查询界面 , 以完成更为复杂的要求。(2)指标控制与土地用途管制功能为了能与规划目标年的耕地总量等指标相符合 ,必须对用地指标进行控制 , 使规划期内用地达到一定水平的平衡 , 最大限度地满足经济建设的要求和实现耕地总量的动态平衡。在编制规划时制定了规划期内的总体用地指标数量及年度总量 , 在规划实施时 , 土地管理部门需要进行年度的指标分解。系统根据指标分配表
13、和用地需求进行分析比较 (见图 4)。土地用途管制图 4 指标控制流程是针对规划土地利用分区而言的。土地利用分区是指按照土地基本用途划定的土地利用区 , 其以土地适宜性为基础 , 根据规划原则、土地利用调整次序和经济社会发展需要划定。系统根据土地利用需求和各类规划图的关系及用途管制规则进行用途管制 (见图 5)。图 5 用途管制流程(3)土地利用变更功能土地利用变更流程及变更实现是根据土地管理部门对土地利用申报审批程序而设计的 , 土地变更的流程和权限控制 , 使得土地利用变更管理实现自动化 (图6)。管理人员得到权限批准就可对数据库实行变更 , 并把变更信息自动存入历史库。土地利用的变更使土
14、地利用现状及时更新 , 从而保持土地利用现状图、表的现势性。图 6 土地变更流程(4)统计与量算功能统计功能主要通过对属性数据库的报表来实现。根据用户在实际业务操作中的需求 , 系统提供了各种形式的报表 , 包括土地利用现状统计报表、土地占用年终报表 , 补充耕地年终报表和用户自定义报表等。量算主要是针对图形的量算 , 通过调用 M ap Info 的量算功能来实现。(5)辅助分析功能系统的辅助分析功能主要利用数学模型 , 查询、统计结果进行分析预测 (图 7)。系统建立使用的数学模型主要有用地趋势预测模型、灰色系统产量预测模型和离散人口模型等。(6)输出功能图 7 辅助分析流程 图 8 数据
15、输出根据规划管理过程中数据输出的不同要求 , 系统具备不同的输出形式 (图 8)。并为规划图、查询结果、报13 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.表和文档的输出制定相应的界面 , 用户只需简单的操作 , 就可得到需要的输出结果。输出功能是通过调用操作系统的打印功能来实现的。5 系统实现江阴市位于长江三角洲太湖平原北部 , 地处北纬31 40 - 31 57 , 东经 119 59 - 120 34之间 , 北濒长江 ,与靖江市隔江相望 , 西邻常州市 , 南靠锡山市 , 东接张家港、常熟
16、两市。全市土地总面积 983 平方公里。长期以来 , 江阴市土地利用总体规划的规划成果 (包括图件、文本、说明和表格 ) 基本上用人工管理 , 存在效率低下、提供信息形式单一、难以保证质量、成果保存难度大和易被破坏等缺点 ; 规划实施和管理受到极大限制。在修编土地利用总体规划的基础上 , 分析、设计、开发了土地利用总体规划管理信息系统。规划的修编是管理信息系统建立的前提。笔者于 1998 年年底完成了江阴全市及下属 29 个镇的规划修编任务。这次修编主要完成的任务有 : 耕地总量动态平衡、制定全市非农建设占用耕地控制指标、在保护耕地的前提下调整和优化土地利用结构和制定了规划实施的详细规则和措施
17、。修编的主要成果有土地利用现状图、土地利用规划图、基本农田保护区规划图和土地整理、复垦开发规划图 ,规划文本、说明书、专题研究和规划表格。江阴市土地利用总体规划管理信息系统是以M ap Info 作为内部支持、利用 D elph i 3 开发工具来开发的。系统是在局域网基础上建立 C lient Server 的体系结构。主干网采用令牌环局域网 FDD I(光线分布式数据接口标准 ) , 各科室、所和其它单位通过 HUB (集线器 ) 或远程拨号与 FDD I 相连 , 网络协议采用当前比较广泛使用的 TCP IP。系统需要配置的软件主要是M ap Info 4. 0 和 W indow s
18、95 操作系统 , 硬件除了网络设备外主要有 H P 激光打印机、 H P3000 绘图仪。系统的开发紧紧围绕江阴国土管理局土地利用管理业务和规划实施管理的需要。本文提出系统的六大功能是规划任务实施必备的管理功能。每个功能的实现都从形式上和内容上体现规划管理的日常业务。江阴市土地利用总体规划管理信息系统边开发、边运行。系统初步在查询、变更、输出功能上显示了优越性。尤其是系统变更流程的控制符合土地利用管理的业务流程 , 受到土地利用管理人员的好评。参考文献1 李满春 . 试论 G IS 设计 . 地理信息世界 , 1996 (4)2 黄杏元 . 地理信息系统概论 . 高等教育出版社 , 1989
19、3 赵洪彪等 . 基于 C lient Server 体系结构系统的开发途径、范型及工具支持 . 计算机工程与应用 , 1998 (4)4 姚挺宝 . 精通 D elph i. 电子工业出版社 , 1997 (9)5 陈晟 . 空间数据库实例 . 计算机工程与应用 , 1998 (1)6 严泰来等 . 土地信息系统的模型 (一 ). 中国土地科学 , 1996 (4)7 A gatha Y. T ang, et al. A spatial data model design fo r feature- based geograph ical info rm ation system s. IN
20、 T. J. Geograph icalInfo rm ation System s, 1996, 10 (5)8 Raphael Sussm an. M unicipal G IS and the Enterp rise D ata M odel. IN T. J. Geograph ical Info rm ation System s, 1993, 7 (4)第 20 届亚州遥感会议在香港举行1999 年 11 月 22 日至 25 日 , 第 20 届亚州遥感会议在中国香港举行。国家遥感中心郑立中副主任、中心顾问陈述彭院士、陈为江教授、专家委员会主任童庆禧院士及有关人员出席会议。国家遥
21、感中心向大会上提交了国家报告和 98 中国特大洪灾遥感图集 , 中心若干业务部向大会提交了论文和展览 , 与亚洲遥感界数百位同行交流了信息 , 发展了友谊。在会议开幕式上 , 童庆禧院士和陈为江教授先后发表讲话 , 对此次会议表示祝贺 , 介绍了中国遥感成就与新世纪展望。郭华东研究员代表陈述彭院士宣读了“数字地球与地球信息科学”大会报告。会议安排了 SA R 应用、高光谱、数字化与数字地球、灾害等 4 个工作会议 , 中国风云卫星与资源卫星报告会和农业 - 土壤、水资源、灾害、 3D 测量与建模、土地利用、森林资源、太空时代的制图、海洋与海岸带、技术与教育、高光谱图像处理、图像处理、地质、环境、 G IS、全球变化、机载遥感技术等一系列专题报告会。会议期间还举行陈述彭院士主编的香港揽胜 - 从太空看香港图集发行仪式。第 21 届亚洲遥感会议将于 2000 年 12 月在中国台北举行。 (王均供稿 )23 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
