第十三章 第二节 地籍管理信息系统

第十三章地籍管理信息系统第三节大量数据/海量数据相关信息系统的部分功能土地利用现状调查地籍调查土地条件调查土地利用现状与更新调查土地利用动态监测土地登记土地统计地籍档案管理？数据服务器数据库服务/管理工欲善其事，必先利其器CMIS了解地籍管理信息系统的概念、现状与发展趋势熟悉地籍管理信息系统的主要功能掌握地籍管理信息系统各个子系统的组成和应用重点掌握地籍管理信息系统的建库、查询与输出方法教学目的与要求本节内容一、地籍管理信息系统概述二、地籍管理信息系统主要结构与功能三、地籍管理信息系统的组成与应用一、地籍管理信息系统概述1、地籍管理信息系统概念2、地籍管理信息系统发展3、地籍管理信息系统作用4、主要地籍管理信息系统类型与产品1、地籍管理信息系统概念(CadastralmanagementInformationSystem，CMIS)管理信息系统地理信息系统土地信息系统相关概念：基于非空间数据库的信息系统基于空间数据库的信息系统GIS地理信息LIS土地信息地籍管理信息系统（CMIS）是以计算机技术为基础，以地理信息系统为依托，融合数据库管理技术、办公自动化技术和管理信息系统技术为一体的、高度集成化的信息系统。CMIS是以宗地（或图斑）为核心实体，实现地籍信息的输入、储存、检索、编辑、统计、综合分析、辅助决策以及成果输出的信息系统，是土地信息系统中的一个专门管理地籍信息的子系统。地籍信息系统、数字化地籍管理系统地籍地理信息系统通用技术/工具GIS的一个分支CMIS地籍信息LIS的一个分支按照管理的数据特点可分为城镇地籍信息系统、农村地籍信息系统（土地利用信息系统）、城乡一体化地籍信息系统等。CMIS在信息系统中的位置信息系统非空间信息系统专题地理信息系统地理信息系统非地理信息系统管理信息系统综合地理信息系统CAD/CAM空间信息系统地籍GIS交通GIS资源环境GIS规划管理GIS数据模型矢量GIS栅格GIS矢-栅GIS研究范围全球GIS区域GIS研究内容土地信息系统2、地籍管理信息系统发展纵观GIS发展，可将其发展分为以下几个阶段：20世纪60年代地理信息系统的开拓期

20世纪70年代地理信息系统的巩固发展期

20世纪80年代地理信息系统技术大发展时期

20世纪90年代以后地理信息系统的应用普及时期

GIS产生于LIS，又促进了LIS的发展GIS的诞生，最初是加拿大测量学家R.FTomlinson在土地测量数据的计算机管理的工作中提出来的。在其后的岁月中，它不断地得到了地理学家，计算机学家，测绘学家等的丰富和发展。我国地籍管理信息系统发展

我国地籍信息化建设是从上世纪

80年代开始的。20多年来，我国地籍信息化建设取得了很大的成绩，地籍信息化已成为国土资源信息化，特别是土地管理信息化的重要技术支撑。1998年国土资源部组建以后，地籍信息化建设工作迈入了一个崭新阶段。进入新世纪后，地籍信息化建设步伐更快了。在发展进程层面上：城镇地籍信息系统建设起步早，技术成熟，覆盖面大，应用范围广农村地籍信息系统建设起步晚，起点高，发展快，影响大城乡一体化地籍信息系统建设方兴未艾在技术层面上：从大系统小应用到小系统大应用从单机版到网络版从平面到立体，从二维到三维到多维在应用层面上：从单位信息到部门信息从政府信息到公众信息三维显示、查询多源数据集成

演示地籍管理信息系统发展趋势地籍信息系统城乡一体化地籍管理信息系统数字区域数字地球数字城市数字国土数字土地数字地矿数字测绘土地信息系统瑞得公司的区域数据组织模型一体化：市－区－街道－街坊－权属单位－图斑原城镇：市－区－街道－街坊－宗地原农村：市－县－乡－村－图斑权属管理与土地利用的无缝一体化管理1：1万土地利用现状图1：500土地利用现状图对原城镇地籍数据的图斑无缝化处理权属管理与土地利用的无缝一体化管理权属单位对原土地利用数据的权属登记处理基础地理要素按要素分类行政区要素按不同区要素分类土地利用现状要素按要素分类土地利用规划要素按要素分类权属要素宗地、行政村地价要素按要素分类矿产资源要素按要素分类。。。。。。。。。。。。。。。专题应用要素数据类系统数据库

统一的数据结构主要数据分三大类：一基础地理要素二行政区要素三专题应用要素融合不同尺度数据徐州市区徐州市中心城区城乡结合部地籍、地形图城乡结合部叠加土地利用现状城乡结合部叠加遥感影像间接作用土地定级估价土地利用总体规划修编土地储备城市土地利用潜力评价，内部挖潜3、地籍管理信息系统作用管理海量数据，提高工作效率和服务水平减少人为影响，窗口办公，严格监控快速统计分析，决策支持快速数据传递，减少中间环节，节约成本直接作用城市规划、政府决策、土地资产估算、税收管理房产、民政、公安、市政共用管理等稳定社会环境建立和谐社会节约集约利用社会作用按区域、按管理要素的土地利用和权属统计多途径的数据查询4、地籍管理信息系统产品与特点（1）地籍管理信息系统类型（2）我国主要地籍管理软件产品4、地籍管理信息系统产品与特点（1）地籍管理信息系统类型以利用机构分国家级省级市（地）级县（市）级以运行环境分单机版网络版以功能分单功能版多功能版－－城镇地籍、农村地籍（土地利用）集成版－－城乡一体化4、地籍管理信息系统类型与产品

（2）我国主要地籍管理软件产品目前，全国大约有超过

40余种城镇地籍信息系统软件和土地利用数据库软件，其主要的

GIS平台有

ARCGIS、MAPINFO、MAPGIS、GEOSTAR、SUPERMAP等。从目前的发展态势看，三层结构、组件化、分布式空间数据库存储与管理等许多先进的技术和方法已经被广泛应用于信息系统和数据库软件的开发与研制中。我国主要地籍管理软件产品要慎重选择GIS平台

（1）依托的GIS平台（2）运营成本、可拓展性、使用的方便性、维护的可靠性、整个系统的生命力（3）价格合理（4）按需求定功能（5）兼容性强（6）其他具体条件小结1、地籍管理信息系统是一个管理地籍信息的专门信息系统，是土地信息系统的一个分支，技术依托是地理信息系统。2、空间信息区别与一般信息在于是否涉及空间位置，土地信息区别于一般空间信息在于是否涉及权属，地籍信息区别于一般土地信息在于对界址、权属等土地利用状况的详细程度。3、城乡一体化地籍管理信息系统是将城镇地籍管理信息系统和农村地籍管理信息系统的有机结合而融为一体的地籍管理信息系统。4、地籍管理信息系统建设是“数字国土”工程最基础最重要的内容，具有多方面的作用，应用范围广泛。二、地籍管理信息系统主要结构与功能1、地籍管理信息系统开发的原则2、地籍管理信息系统结构3、地籍管理信息系统主要功能1、地籍管理信息系统开发的原则⑴以建立完整的地籍资料处理模式为前提，而不是单独处理某一类数据；⑵软件运行环境的限制少，增加实用性；⑶要求系统存储的信息便于更新、查询，能及时提供现势性好的地籍信息；⑷处理图形与属性数据的连接问题，实现它们之间的双向检索；⑸对地籍信息进行统计与分析，为有关部门提供决策的科学依据。2、地籍管理信息系统结构3、地籍管理信息系统主要功能1、数据采集功能2、图形处理功能3、制图功能4、属性数据的管理功能5、空间查询功能6、空间分析功能三、地籍管理信息系统组成与应用1、地籍管理信息系统设计2、地籍管理信息系统组成3、MAPGIS地籍管理信息系统简介地籍管理信息系统设计一般包括以下五个步骤：（一）系统需求和可行性分析；（二）系统物理和逻辑分析；（三）系统设计；（四）程序编写；（五）系统评价与维护。1、地籍管理信息系统设计2、地籍管理信息系统组成地籍管理信息系统主要由地籍调查子系统、土地调查子系统、土地登记与统计子系统等组成。（1）地籍调查子系统其他信息系统图形统计表输出地籍调查信息库图形输入图形地籍调查数据野外测量数据地籍测量地籍调查数据处理系统属性变更调查地籍调查子系统的主要功能是初始地籍调查成果建库和日常变更地籍调查动态的管理。其他信息系统图形统计表输出土地资源信息库图形输入图形属性数据输入野外测量数据土地调查数据处理系统属性变更调查（2）土地调查子系统土地调查子系统是对土地利用调查的资料进行处理，并依据变更调查数据及时对数据库内容进行修改，保证土地资源数据的现势性和准确性。检索查询地籍调查信息库地籍数据处理系统土地登记信息库土地登记数据输入数据审查归户与统计其他子系统表、卡、证其他资料输出（3）土地登记与统计子系统土地登记子系统的是对国有土地使用权、集体土地所有权、集体土地使用权和土地他项权利的初始登记、变更登记、各级统计实现的全程管理。3、MAPGIS地籍管理信息系统简介MAPGIS是武汉中地数码有限公司研制的具有自主版权的大型基础地理信息系统软件平台。

MAPGIS地籍管理信息系统是以MAPGIS为基础平台的，面向土地管理部门的专用系统软件，现已经在各级土地管理部门广泛应用。一个图数并重的GIS，具有强大的图形功能，能满足土地部门对图形编辑、输出的各种严格要求；有着类似于ARC/INFO的出众的空间分析功能；国产GIS全中文界面；其价格比较便宜，一套完全版仅需不足二万元，采集版仅需四千元；已经开发完成了土地信息系统中各个方面的软件（如："城镇地籍"、"土地详查"、"地价评估"、"土地规划"、"建设用地"、"土地监察"等）。MAPGIS地籍管理信息系统特点系统模块：初始建库、初始登记、变更登记、查询统计、日常管理、解析编辑、系统维护、图表证输出。

数据编码及规范：按国家最新《土地登记规则》设计，符合行业规范。

初始土地登记：包括宗地的空间地理位置及属性描述（如宗地号、权属、所有人等）输入。

变更土地登记

历史查询：提供追寻宗地变化过程的手段。

综合统计：提供界址点统计、界址线统计和宗地信息统计等功能。

规范输出：严格按标准规范输出各类图、表、卡、证及专题图件。

界面友好第四节城镇三维地籍信息系统概述一、现实需求与技术可行性

二、三维地籍概述三、三维地籍数据源四、系统体系结构五、系统功能六、结论与展望一、现实需求与技术可行性1、土地利用与管理需要

第二次全国土地调查的结束之后，我国城镇已基本建立了以宗地为基础的基于二维平面的地籍信息系统，主要记载了土地在二维平面空间的信息。然而，随着人口和产业在城市的不断集聚，城镇人地矛盾日趋紧张，为了集约和节约用地，土地利用的立体化趋势越来越明显。以地表为核心的传统土地权利法规和地籍系统，已经不能满足人们对三维空间的占有和使用，特别是当与同一土地表面相关的空间归属权不同时，基于二维地表的传统土地登记和地籍系统将无法清晰的界定土地的权利空间。一、现实需求与技术可行性1、土地利用与管理的需要土地资源是一个多维度的概念，包括了土地及其所承载的基础设施和生产生活环境。还有其他很多领域，如城市土地立体利用、立体地价评估、空间权的研究等，都必然会涉及到土地的三维特性，也有必要在地籍管理中得到反映。从地籍税收、产权和现代多用途的演变过程可以看到土地利用模式变迁的轨迹，但这个变迁过程以往仅停留在土地平面利用的范畴。从土地利用效率来看，土地利用由粗放型逐渐向集约型转变，这个变化也必然要在地籍管理中得到体现，而直接体现这一变化的方式就是建立三维地籍模型。一、现实需求与技术可行性2、三维GIS能够支撑三维地籍管理

随着信息技术特别是计算机软、硬件的发展以及应用领域的不断扩大，GIS技术的逐渐成熟，使得三维GIS以令人惊讶的速度发展起来并得到了各行业用户的认同，在城市规划、综合应急、军事仿真、虚拟旅游、智能交通、海洋资源管理、石油设施管理、无线通信基站选址、环保监测、地下管线等领域备受青睐。三维GIS具备许多二维GIS无法比拟的优点，例如更好的展现力，对海量空间数据具有更强的管理能力，更为直观的空间分析能力，同时还能够支持二维组件等等。一、现实需求与技术可行性2、空间信息技术能够支撑三维地籍管理地理信息系统、卫星遥感和航空摄影技术经过了数十年的发展，目前在建立三维地籍管理信息系统上已经具备了以下成熟的技术：1)三维数字地面模型最初作为一个三维空间信息表达方式，不仅能够表达三维地表模型，还可以叠加矢量空间数据和影像数据，以及三维地物模型。2)卫星或航空摄影能提供高分辨率遥感影像的数据采集手段，采用卫星遥感如QuickBird能够提供分辨率为0.61M的卫星影像，航空摄影能够提供分辨率更高的影像，高分辨率的影像也能提供更为直观的地物景观，数字地面模型和影像数据以及矢量可以融合表达。一、现实需求与技术可行性2、空间信息技术能够支撑三维地籍管理地理信息系统、卫星遥感和航空摄影技术目前在建立三维地籍管理信息系统上已经具备了以下成熟的技术：3)目前市场上主流的地理信息系统平台软件，如ArcGIS，已具备了建立、展示数字地面模型的功能，包括实现将影像、二维平面及三维地物模型叠加在三维数字地面模型上进行浏览、漫游的功能。基于以上技术条件，可以认为实现三维地籍管理信息系统的技术条件已经成熟。虽然在法律上没有对三维权利建立完整的体系，但三维地籍是未来地籍发展的趋势。它将在社会、经济发展中发挥越来越大的作用，不断促进土地的集约利用和不断完善土地市场。一、现实需求与技术可行性2、空间信息技术能够支撑三维地籍管理因此，结合三维GIS技术建立一个规范、完整、适合地区特点的新型地籍管理信息系统来解决土地利用向空间多元化发展中产生的问题。

近年来，许多国家已开始探索和建立三维地籍管理信息系统，部分成果已应用于地籍管理实践中。我国一些地区在地籍信息系统建设实践中也进行了“三维地籍管理系统”的有益探索，对于规范地籍管理工作，科学开发土地资源和保证土地可持续利用，具有重要的指导作用和广泛的推广应用价值。

二、三维地籍概念1、三维地籍与二维地籍的区别作为现代地籍系统，应该能够体现出一个原则，即不动产权利始终授予人们享有立体空间的权利而不仅仅是平面上的权利，否则土地的利用就无从谈起，不能充分满足实际需要的地籍模式有必要进行变革。三维地籍在地籍的概念中引入了三维产权（空间产权）的含义，它在制定城市规划和社会经济发展规划提供依据方面比二维地籍更具有优势，是土地利用空间多元化发展的必然结果，同时符合地籍多用途功能实现的要求。二、三维地籍概念1、三维地籍与二维地籍的区别三维地籍与二维地籍的区别在于：1)三维地籍建立的基础是三维空间上的权利实体，它的三维边界是明确的，在空间上是连续的，而二维地籍建立的基础是二维平面上的宗地，在平面上具有明确的边界，而三维没有明确的边界；2)三维地籍登记的权利是一个封闭的实体，二维地籍中登记的权利包括从地表到地心和地表以上的所有空间；3)三维地籍记载了封闭的权利实体所有的三维空间信息和属性信息，而二维地籍记载的主要是宗地二维平面的空间信息和属性信息，对三维信息的记载有限；4)三维地籍可以准确的反映出土地利用的空间分布情况，二维地籍在土地利用的空间分布上存在着不足。三维地籍图可以直观、真实地描述现实世界中土地权利的分割情况。图1a是在同一地块中，在垂直向上包括V1、V2、V3、V4四个权利实体。在二维地籍中，该地块将表示为由V1、V2、V3、V4四个权利人共用的共用宗地。图1b包括地上的私人宗地和地下的道路用地两种用地类型，在传统的地籍管理模式中，很难明确表示这种复杂的用地类型，而在三维地籍管理模式中，可以借助三维地籍模型，清楚地看到道路穿过了宗地的地下空间，明确表示土地的详细使用状况。三、三维地籍数据源1．数据来源三维地籍数据库数据源可分为三类：一是三维地形数据，该类数据由数字高程模型（DEM）与数字正射影像图（DOM）融合而成；二是三维地物数据，该类数据一般以二维矢量数据、地物高度数据及地物实景照片为基础，使用三维建模软件建模而成。三是地籍数据，该类数据主要包括带有高程信息的宗地、界址点、界址线、测量控制点、房屋等地籍要素的三维数据。其构成如图1所示。图1

三维地籍数据库数据构成及来源2、数据源预处理

在三维建模之前，需要对建模所需的源数据进行预处理，以保证建模工作的有序进行。预处理的内容包括纠正二维矢量数据空间位置的偏差与错位，制作表面纹理，闭合处理建筑物的轮廓线以及将处理好的建筑物数据与楼高标注信息进行空间关联等。三维展示见图3。三、三维地籍数据源三、三维地籍数据源图3

三维展示城镇三维地籍管理系统可采用基于ArcEngine技术的集成开发模式，以Windows系列平台为操作系统，以MicrosoftVisualstudio.NetIDE为编程开发环境。系统的数据层利用ArcGIS的GeoDatabase数据模型进行二维和三维空间数据的统一管理。这一系统开发框架如图4所示，数据层采用PGDB和OracleDatabase，对数据的访问采用SDE（空间数据）和ADO.NET（属性数据）直接获取的方式，这两种访问方式都是通过.NET调用自身和ArcGIS提供的接口方式来实现，在此基础上构建城镇三维地籍系统。四、系统体系结构（示例）四、系统体系结构（示例）图4

系统开发框架系统是在获取三维城镇地籍要素的基础上，采用软件的形式满足城镇地籍信息管理的需要，在二维城镇地籍系统的基础上增加三维真实场景展示和三维信息的查询统计分析等功能。图5体现了整个三维系统建设过程中，软件系统所处的位置以及所能提供的功能。四、系统体系结构（示例）图5

系统总体架构为实现城镇地籍数据空间组织和查询，虚拟现实展现、数据管理与分析的需要，三维地籍信息系统应提供以下功能：三维展示功能、三维查询分析功能和地籍信息管理基本功能。1、三维场景展示能提供三维真实场景展示功能，提供放大、缩小、漫游、导航、飞行等基本空间浏览功能，主要包括以下几个方面：1)放大和缩小操作：放大操作提供固定放大和鼠标拖拽两种方式。以屏幕与该矩形的长度比或宽度比作为Camera的缩放比率，目标点为该矩形框的中心点，观察位置不变。2)全图操作：以原始地图范围作为Camera的视野范围;五、三维地籍信息系统功能

1、三维场景展示2)全图操作：以原始地图范围作为Camera的视野范围;3)导航模式：通过改变观察者位置Z值，来改变Camera的视野范围;4)飞行模式：通过控制鼠标来实现场景的三维飞行速度、方向进行自由浏览；5)移动操作：通过鼠标控制移动当前图层显示范围。6)旋转操作：提供顺时针和逆时针旋转命令。五、三维地籍信息系统功能

2、

三维信息查询与分析1)属性查询功能是指在三维可视化场景中动态交互的进行地物