1、地籍信息系统综述技术应用,文章编号:16721586(2006)03 003506地籍信息系统综述周晓光,陈军 z(1.中南大学测绘与国土信息工程系,湖南长沙 410083;2.国家基础地理信息中心,北京 100044)摘要:地籍信息系统是各国政府用来为政府机关,社会经济管理部门以及个人提供规划,管理,查询,统计等多用途空间信息服务的技术工具,也是一个集成多个单一,分散的技术科室数据资料进行连网办公的信息资源管理与业务化办公系统.本文主要评述了地籍信息系统的研究进展,包括业务化运作系统建设,空间数据建模,数据库建设与更新及地籍信息服务等.关键词:地籍信息系统;业务化运作系统;空间数据建模; 更
2、新:服务中图分类号:P208 文献标识码:AASurveyonCadastralInformationSystemZHOUXiao-guang,CHENJun(I.DepartmentofGeomatics,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;2.NationalGeomaticsCentreofChina,Beijing100044,China)Abstract:CadastralInformationSystem(CIS)iscadastraldatamanagement,informationservice,andbusinessope
3、rationalsystem,whichiswidelyusedbythegovernment,socialoreconomicmanagementdepartment,andthepublicpeonne1.ThispaperreviewstheresearchactivitiesanddevelopmentintheareaoftheconstructionofbusinessoperationalsystemofCIS,spatialdatamodeling,theconstructionandupdatingofcadastraldatabase.andcadastralinforma
4、tionservice.Keywords:CadastralInformationSystem;businessoperationalsystem;spatialdatamodeling;updating;SPrV1PP0 引言地籍被称为“中国历代政府登记土地作为征收田赋根据的簿册“ .是记载土地的位置,界址,数量,质量,权属和用途(地类)等基本状况的图簿册,并被形象地喻为“土地的户籍“,具有法律效率 z.引.地籍具有两项必不可少的基本内容:1)表达每个基本土地单元(宗地或地块)的位置和边界( 界址)的平面图( 地籍图);2)相关的权威文档记录( 如土地所有tionSystem,简称 CIS)
5、建设.“地籍信息系统是一个在计算机和现代信息技术支持下,以宗地(或地块)为核心实体,实现地籍信息的输人,存储,检索,处理,综合分析,辅助决策以及结果输出的信息系统“8_.地籍信息系统既是各国政府用来保证地籍管理工作高效,持久,和谐,透明运转,并为政府机关.经济建设和社会管理部门以及个人提供规划,管理,查询,统计等多种信息服务的技术工具,同时又是一个将多个技者,使用者,用途,面积,等级,税收等)2.术科室(如地籍测绘,土地登记,土地统计,正如 FIG 巴瑟斯特宣言指出,当代信息技术在地籍管理与服务中起着越来越重要的作用 7_.为了提高地籍管理水平,各国政府以及国内外专家学者都积极推动以电子计算机
6、地籍档案等)单一,分散的数据资料集成起来进行统一管理的信息资源管理系统.其研究领域主要包括业务化运作系统建设,空间数据建模,数据库建设与更新及地籍信息服为手段的地籍信息系统(CadastralInforma 一务等.周晓光(1969 一). 女.副教授,博士.主要研究方向为时态 GIs 和空间关系.发表学术论文 20 余篇.EmaiI:zxgmail.CSMeduCfl收稿日期:2006-03 一 l8基金项目:国家自然科学基金资助项目(40571122.40337055);湖南省自然科学基金(05JJ30187)堂垡:l 地理信息世界2006.00No.3IGEOMArlcsWORLD匪一/
7、技术应用1 业务化办公系统建设地籍业务化办公系统建设是以其办公业务流程为主线,通过执行每个流程来处理各种业务数据(包括文字,表格,图形,图像),生成和输出结果,将地籍信息系统建设成为集 GIS 与办公自动化(OA)为一体的图文办公信息系统.随着计算机与信息技术的不断普及,人们逐渐要求将地籍信息系统发展建设成为一个集辅助处理土地登记项目的申请,调查(核实),审批,制证等过程中材料登录,核查,流转表格填写,批后材料归档,转办,制证,打印等事务处理的图文办公与信息管理系统,成为日常地籍管理工作不可缺少的一部分9-toj.2002 年国家信息化领导小组提出我国电子政务建设指导意见.明确指出电子政务建设
8、成为当前及今后一个时期我国信息化工作的重点.地籍业务化办公系统建设是电子政务建设的重要组成部分,电子政务建设的关键技术之一为电子政务共享平台建设.“电子政务共享平台是一个基于关系数据库管理系统的由工作流管理系统,工作引擎,软件工具包和应用程序接口组成,并统一设置了系统权限和安全机制的基础支撑系统“.其关键技术包括工作流管理系统中的图,文控制流与数据流的表达与驱动,安全机制,标准化体系建设等.在工作流管理系统中的图,文控制流与数据流的表达与驱动方面,蒋捷陈军在分析土地划拨业务运行过程中的图,文控制流与数据流特点的基础上,提出了基于事件的图,文控制流的表达与驱动方法;严荣华等初步研究并提出了图文控
9、制流与数据流集成设计与表达的具体方法,包括图文控制流与数据流的层次叠加集成,团I 鱼璺 f 言息世早 1wwa:垒 M.GEOMglkTICSWORLDl2006.06NO.3并行及非顺序分支控制结构设计,图文时序控制关系表达,图文数据约束关系表达及控制与数据驱动关系表达方法等=3-=4j.2 地籍信息系统的空间数据建模地籍信息系统的空间数据建模是根据地籍管理的应用需求和空间数据模型理论,设计地籍信息系统的空间数据组织方法,包括定义空间实体及其相互间关系,设计其在计算机中的物理组织,存取路径和数据库结构等.研究热点包括:多种异质业务数据的集成,历史数据组织,3 维空间数据建模等.2.1 多种异
10、质业务数据的集成地籍信息系统中包括文字,表格,图形,图像等多种异质业务数据,早期人们采用将这些数据分开存储,集成应用的办法,如将文字,表格数据存储在关系数据库中,而将图形,图像空间数据存储在地理信息系统中.针对这种分开存储,集成应用模式中存在的数据关联问题,陈军等提出了一种基于局域模式(Localschema),分量模式(componentschema),邦联模式(Federatedschema)的三级图文数据库集成模式和采用 ODBC 进行异质图文数据库关联的方法 l9.近几年来,数据库技术取得了较大的发展,多数早期基于关系代数的商业数据库管理系统平台都扩展了支持空间数据类型(包括图形和图像
11、数据)的插件 ,如 Oracle 的 Spatial,DB2的 Spatialextender 和 Informix 的 Spatialdatablade 等.从而解决了地籍信息系统中要求支持文字,表格,图形,图像等异质业务数据的问题.因此采用关系数据库或对象关系数据库集成管理文字,表格,图形,图像等异质数据将是地籍信息系统乃至电子政务共享平台的发展趋势.2.2 历史数据组织在土地划拨,用地调整,经济建设等人类活动中,地块及其附着物的权属,位置,数量,质量和土地利用现状等几何和属性信息不断发生变化,这些变化都会使地籍数据失实.由于地籍往往是处理房地产权属纠纷的法律依据.而解决土地边界纠纷的一个
12、重要依据就是历史地籍数据(或资料),如在解决两单位间的边界纠纷时,一个重要依据是当初土地划拨时的图件,协议等材料.因此地籍数据库不仅要完整记录每一具体时刻土地权属及其空间分布情况,而且还要忠实记录宗地的来龙去脉,便于提供准确的法律依据,并能对地籍信息的历史演变进行保存,恢复,跟踪等,地籍信息系统的历史数据组织一直是国际地籍学术界和产业界的前沿研究领域.许多专家学者都对这个问题进行过研究和探索,如黄明智,乔彦友,罗德安,OOSTEROME15-19等.其研究领域主要集中在地籍对象间时空拓扑关系的数据组织与查询方面(包括地籍变更的历史回溯),地籍对象的时空拓扑关系主要指界址点,界址线及地块间的空间
13、拓扑关系,地籍变更中地块与地块间的亲缘关系(称为父子关系或继承关系)等.目前的研究成果主要包括:地籍时空拓扑关系的时态链接法,这种方法显式存储表达地籍对象间的空间拓扑关系和时间关系,然后采用递归叠代,逐级回溯的办法进行父子关系查询20-23.但这种方法不仅建库,更新与维护困难,而且在亲缘关系的递归回溯过程中,还可能出现非封闭性等理论缺陷;因此出现了第二种方法,即地籍时空拓扑关系的隐式组织与查询方法.这种方法只存储表达地籍对象的空间和时间特征本身.不显式表达其空间关系和时间关系.在需要时根据父子地块间的空间相交性和时间相邻性约束条件通过计算的方法来获得这些关系 Els,25-261.第二种方法将
14、是地籍时空数据组织的发展方向.2.33 维空间数据建模目前的地籍数据库都是 2 维的.即人们将现实生活中的 3 维地籍要素(如建,构物等) 和其他空间实体投影到 2 维平面上,转化为 2 维目标,将与第 3 维有关的信息(如建筑物高度,层数等)作为属性处理,这在许多场合下给地籍空间信息的表达与管理带来一定困难.如在城市人口密集地区,土地的多重利用已成为当前的普遍形势和未来的发展方向,地籍实体存在向空中,地下发展的趋势,出现了地表,空中和地下等土地权属,土地利用状况不一致等现象,如商店或写字楼上部的公寓:交通主干道两边为某单位的两栋高层建筑,其中间通过一高架桥连通,桥上属该单位所有,桥下为公共用
15、地.目前的 2 维地籍系统难以对这些地籍实体进行登记,注册等 El3,271.3维地籍已成为国际地籍学术界的研究热点,目前其研究领域主要包括:3 维地籍注册的立法与注册制度问题 E2s-29i,3 维地籍的需求与可行性分析,3D地籍空间数据建模圳;3 维空间关系,3 维海洋地籍 l32等.近年来,国内外在 3 维数据模型方面已取得一定的进展.所提出的 3 维数据模型大致可分为三类:一是基于表面表示的数据模型,如格网结构(GRID),不规则三角形格网(TIN),边界表示(BR)和参数函数;二是基于体表示的数据模型,如 3 维栅格(Array),八叉树(Octree), 实体结构几何法 (CSG)
16、,四面体格网(TEN)等:三是前两类模型的集成(或混合) 模型,如 TIN 与 CSG的集成,TIN 与 Octree 集成等 .在地籍实体的 3 维建模方面.TseGold 进行了初步研究,提出了一种基于连通性的 3 维地籍表面模型,其是用不规则三角网来表达地籍对象的 3 维表面特征,可用来表达包含空洞及桥等复杂情形的 3 维地籍目标.3 地籍空间数据库的建设与更新地籍信息系统的核心是地籍数据库,地籍数据库既是系统数据的归宿,又是系统数据的来源.因此处于核心地位,其主要任务包括地籍数据库的建设,更新与维护等,地籍数据库建设的关键问题为空间数据质量控制问题.3.1 空问数据的质量控制数据质量问
17、题是一个关系到数据库建设成败和数据能否有效应用的关键问题.在数据库建设与更新过程中其质量控制的方法和效果直接影响到数据库的质量及其应用价值.上世纪末各国政府和国际银行组织陆续建立了不少地籍数据库.但是成功的案例并不多,其中一个重要原因便是空间数据质量达不到应用要求,从而导致数据库建设的失败地籍数据库为空间数据库,其数据质量指标一般包括:空间数据位置精度(数学基础,平面精度),语义属性精度(要素分类与代码的正确性,要素属性值的正确性等,权属关系,法律文档等),逻辑一致性( 多边形闭合精度,结点匹配精度,拓扑关系的正确性)等.因此应该从地籍数据库建设的各个环节(如外业权属调查,界址数据获技术应用取,内业数据处理等)严格控制地籍数据的空间数据位置精度,语义属性精度和逻辑一致性等.地籍数据库的质量控制问题一直是国际地籍学术界和产业界的前沿研究领域,其研究热点包括地籍数据逻辑一致性,主要指拓扑一致性的维护问题,一,地籍空间数据平面位置精度的控制问题和地籍空间数据精度提升问题等.
