第12章.地籍管理信息系统

第12章:地籍管理信息系统

地籍信息系统发展历史第12章:地籍管理信息系统

地籍信息系统发展历史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”为核心实体，实现地籍信息的输入、贮存、检索、处理、综合分析、辅助决策以及结果输出的信息系统。保证地籍信息的管理工作高效、持久、和谐地运转；同时为规划土地管理的现代化提供坚实的数据基础和优质的技术保障，是实现土地现代化管理的先进技术手段。地籍信息系统属于地理信息系统范筹，其起源、发展是与人类社会高度物质文明密切相联的。1964年加拿大建立了世界上第一个地籍信息系统，用于城市土地信息的管理1970年后，德国、瑞士、奥地利三国，对地籍工作自动化进行了研究，取得了一定成绩；继后，美国、捷克等国相继建立类似系统；1973年奥地利建成地产数据库；美国80年代初推出ARC/INFO软件（GIS软件：GeographicalInfomationSystem),将空间数据和属性数据混合兼容；在地籍管理方面，首屈一指还数德国；1983年将各州地籍登记的全部内容按统一格式输入自动化地籍册数据库，人机对话对数据库进行检索、咨询等，直接服务于政府决策和私人土地交易、税收等。鉴于西方发达国家地籍信息系统所带来的巨大的经济效益和社会效益，许多发展中国家，如印尼、菲律宾等国家建立自己的地籍信息系统；我国地籍信息系统起步较晚，1986年国家土地管理局印发《关于建立地籍信息系统的总体方案》征求意见稿，1989年在北京召开“地籍信息技术研讨会”，开始研究。90年代快速发展。我国处于初级应用水平：1、当初系统设计目标过高，片面追求大而全的系统；2、低估了此系统的开发、维护的困难程度和复杂性。总之，我国地籍工作自动化处于理论研究实践探索阶段。一、地籍信息系统建设的背景土地是人类赖以生存和发展的宝贵资源和资产，它是有限的，不可再生的。从80年代我国土地使用制度改革以来，特别是1997年中央11号文件颁布后，加强规划土地管理显得越来越重要和紧迫，作为规划土地管理基础的地籍工作日益受到重视。背景：巨大数据量的管理；地籍信息现势性的要求；地籍图的生产和快速更新的要求；土地利用规划科学性的要求；房地产交易的要求；土地信息咨询的要求等。建设地籍信息系统满足经济和社会发展的需要。二、目的和意义1、管理地籍信息的需要现势性、准确性、科学性、效率高、连续性2、提高决策水平，加快决策速度3、实现快速动态监测4、面向社会的应用地籍信息系统建成后，将逐渐面向社会各界开放，为社会各领域各用户提供房地产方面的信息。一、地籍信息系统建设的模式1、项目导向型模式2、管理导向型模式（1）多用途系统（2）业务化运作系统二、空间定位系统的确定1、大地坐标系（80坐标系；85高程系）2、地籍信息定位系统以地块、宗地为载体三、地籍信息的标准化三、地籍信息的标准化1、名词术语标准2、数据的分类编码3、数据交换格式图形图象数据交换格式（BMP）图形交换格式（GIF）标记图象文件格式（TIFF）4、数据质量标准（1）数据源质量标准（2）数据处理质量标准（3）数据应用质量标准（4）数据误差传播控制四、地籍信息时态性的正确实现地籍信息集时间、空间、属性三种特性于一体五、其他几个技术问题1、空间数据的无缝组织2、变比例尺空间数据融合3、空间分析模型4、三维空间表达5、坚强逻辑推理能力地籍信息系统的设计原则一、模块化设计原则二、分布式设计原则三、应用模块与数据分离原则四、分层原则五、分区原则六、图形数据与属性数据分离原则七、一致性原则八、动态性和可扩充性原则九、安全性原则十、易维护性原则系统的概念组成与总体结构一、系统的概念组成1、人员：从事数据采集、分析处理、程序编制、制图、软硬件维护、应用技术、业务管理等专业人才；2、系统实现：指系统的所有运行程序、用户界面；3、模型：系统中的应用模型，如空间查询、属性检索、统计分析等；4、系统软硬件：系统运行所具备的软硬件环境；5、专业知识：从事地籍日常管理所具备的知识，地籍调查、土地评估、档案管理、土地变更等知识；6、数据表达：指各种图形数据与属性数据的有效表达、编码、数据库管理技术；二、地籍信息系统简要总体结构图形数据库属性数据库功能模块：通过接口从其他==地籍信息系统==数据采集模块GIS中获取数据局域网检索查询统计模块工作站数据分析模块应用子系统：微机辅助决策模块土地税费征收拨号网数据输出模块房地产登记==地籍信息系统==数据服务模块地籍档案管理土地评价用地方案制作土地利用规划社会服务接口三、软硬件环境1、系统硬件配置（要求）（1）硬件性能/价格比较高，可靠性高，可维护好；（2）硬件速度和容量满足管理要求，且扩展方便；（3）硬件销售有较好的售后服务；网络服务器；工作站；绘图仪；数字化仪；扫描仪；打印机；其他机房设备等2、系统软件配置GIS软件：Are/info、Geostar、MAPGIS等3、网络配置为保证地籍信息系统中的数据库、各功能模块分类、编码及数据文件名称的系统性、唯一性，并使本系统能与其他的地理信息系统联网交流信息和共享，确保相互兼容，同时也要充分保证本系统的可维护性，因而应对规范化和标准化给予足够的重视：1、数据标准：空间定位标准；数据分类；编码代码等2、文档标准：3、软件标准：4、运行标准：效率、安全保密、可靠、扩充性5、纪律标准：系统数据设计一、数据概念设计1、实体类型：地理信息系统中不可再分的最小单元现象称为实体；分为空间实体和属性实体。空间数据分为点、线、面三种空间实体类型。地籍信息系统中，最直观的实体是宗地，既是空间实体，也是属性实体。宗地的形状、大小、地理坐标等是空间实体；宗地的权属、用途、产权、质量等是属性实体；2、实体的描述（1）标识码（2）分类码（3）位置（4）角色、行为、功能3、实体之间的联系空属关系；地理关系；分类关系；属性关系；背景关系二、数据的逻辑设计1、数据模型：空间数据和属性数据2、宗地数据模型的数据组织及拓扑关系空间数据ID，X，Y属性数据关键字数据1数据2........

空间与..........

属性关系表

空间数据ID1属性数据关键字1其他

...........................地籍管理信息系统地籍信息包括：描述土地空间位置及状态的图形数据，如地籍图、土地利用现状图、土地级别图、宗地图等；描述土地权属、土地价值、土地位置的属性数据，如宗地号、地类、面积、权利人、地址等，它们对地籍管理同等重要。多用途地籍信息系统是一个拓扑型的空间信息系统，除包括图形、属性数据的输入、编辑、显示、增删、统计及输出等基本内容之外，还包括十分方便的查询功能和空间分析功能。地籍管理信息系统主要功能：（1）地籍调查功能；（2）土地登记功能；（3）土地统计汇总功能；（4）图、数、文德相互查询功能；（5）数据日常变更和更新功能；（6）产品输出功能；（7）信息共享功能；（8）系统维护功能。一、地籍管理信息系统的含义

1.管理信息系统管理信息系统是以计算机应用为基础，计算机编程为手段，用系统思想、信息理论建立起来的为管理决策和用户服务的信息系统。管理信息系统可以分成决策支持与数据处理两个主子系统，它们又可进一步划分为众多的子系统。管理信息系统的目标是实现全面信息管理，给各管理层提供决策和管理，以及给用户提供所需要的信息。

管理信息系统有如下特点：

1).管理信息系统具有集合性、整体性、目的性和环境适应性

2).管理信息系统是信息系统的一种形式它是为管理服务的，提供的信息既有为管理部门战略目标服务的，也有为其日常管理工作和战术性决策服务的。

3).管理信息系统以计算机为基础建立除了通用软件平台外，使用部门还要根据自己的具体情况研制一些专用的、基于高级程序语言开发的应用软件。

2.地籍管理信息系统

地籍管理信息系统是以计算机为基础，用管理理论和信息技术建立起来为地籍管理业务服务的信息系统。同传统的地籍管理手段相比，地籍管理信息系统具有高效率、高质量和高效益等优越性。地籍管理信息系统为土地管理提供了优良的工作环境和简捷的工作程序。由于其具有很强的统计能力和管理能力，从而使地籍管理工作效率大大提高。还可避免资料的丢失和损坏。地籍管理信息系统可以自动检测执行状况，能很好地保证工作质量，高质量完成地籍管理工作。二、地籍管理信息系统总体结构

1.开发地籍管理信息系统的着重点根据我国土地管理及计算机技术发展趋势，将网络化、集成化、实用化作为系统开发的基础，考虑到地籍资料的现势性、准确性与完整性，地籍管理信息系统应易于进行数据的修改、查询和输出。因此在开发该系统时应注重以下几点：

(1)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资料。(2)软件运行环境的限制要少，实用性要强。(3)系统存储的信息应便于更新、查询，能及时提供现势性好的地籍信息。(4)要处理好图形与属性数据的连接问题，实现它们之间的双向检索。(5)对地籍信息进行统计与分析，能为有关部门提供决策的科学依据。

2.地籍管理信息系统技术要求

根据系统的设计目标，地籍管理信息系统技术要求应从以下几方面考虑。

1).空间图数关系

地籍管理信息系统是空间型的信息系统，不是单纯的属性管理系统，因此它应包括图形、属性两种数据的输入、显示、处理以及综合分析结果的输出。图形与属性的连接是开发地籍管理信息系统的关键技术之一，解决了这个问题，用户就可能对图形及属性进行双向检索。地籍管理信息系统可以采用关系模式来建立图形与属性的连接问题，即在数据结构中加入各类形式的编码，以此将两者相连。

2).统计分析

统计分析是地籍管理一项重要的经常性工作，系统用矢量和栅格两种技术完成统计工作。对面积而言，统计数据要求具有高精度，因而采用矢量数据统计，用实测界址点坐标计算；同时为了使地籍管理信息系统中输出的图形面积与上述面积在精度上相一致，在宗地层输入时，由界址点坐标直接转换成图形数据，尽可能不用图形数字化方式。在土地利用中，采用栅格统计方式，可以十分方便、灵活地进行多层的重叠统计，产生各种所需的数据，这样就可满足规划与管理的需要。例如土地利用现状层与行政区划交叉统计，可以产生每个行政区范围内的各种土地数量。

3).报表输出地籍管理信息系统按照地籍管理的要求，通过从数据库中提取数据可以制作各种输出表格。3.地籍管理信息系统结构

地籍管理信息系统结构框图三、地籍管理信息系统主要功能

地籍管理信息系统是通过对土地信息进行采集、编辑、数据管理、查询、分析和输出等工作，来实现地籍信息的计算机化管理过程的。为此，系统应具有如下的基本功能和要求。1.数据采集功能土地信息的数据分为三类：一类是空间几何数据，指与土地有关的各种图形；一类是属性数据；还有一类是管理数据，指地籍管理过程中生成的数据。主要指标：扫描精度扫描速度图像质量平台式和滚筒式扫描仪扫描式是将原图分解为栅格像元，记录每个像元点灰阶值，将图形数字化扫描图形的自动跟踪矢量化

空间几何数据采集是系统数据采集的主要功能，它要求具有多种采集的方式和对空间数据采集的精度要求。数据采集系统应具有如下功能：

1).手扶跟踪数字化

2).图纸扫描数字化扫描数字化要考虑扫描仪分辨率和精度，同时要考虑栅格数据到矢量数据转换过程中，数据处理的精度和速度。

3).测量仪器及外部数据文件接口

提供与全站仪和测距经纬仪地面测量系统、GPS系统等的接口，可以接受不同来源的多种栅格和矢量数据。

4).键盘输入矢量数据(坐标值)

如解析地籍调查的界址点信息，这里要求系统对输入的界址点信息(坐标值、点号等)具有自动生成地籍图及图形连接功能。

空间数据输入的同时，与空间数据相关联的属性数据也输入系统。属性数据可以与空间数据同存放在一处，但地籍信息中的某一空间数据往往关联诸多属性数据项目。大量的属性数据就必须用关系型数据库与空间数据分别存储，因此应通过编码或通过建立一个程序将空间数据与属性数据很好地连接起来。2.图形处理功能

图形数据在输入时或输入后，需要对图形进行显示、查询、编辑、修改、管理等工作。建立的图形库应能满足地籍管理需要，所以系统应具有如下基本的图形处理功能。

1).图形窗口显示

图形窗口是为操作人员提供图形数据的修改、查询、编辑等操作的区域，它应具备屏幕上图形的缩放和漫游功能，对图形进行分层显示功能，以及对不要的数据进行清除功能。

2).地图整饰与符号设计

图幅整饰是普通地图制图中不可忽视的内容，它不仅使地图美观，而且提供具有一定参考意义的说明性内容或工具性内容。该部分的主要功能包括图幅整饰、保存整饰结果成文件、打开某一整饰文件并编辑等。地图符号可简单分为点状符号、线状符号、面状符号三类。地图整饰时需要表示地籍或地形要素的各种符号，系统采用参数化与图形界面结合的思想进行符号的设计、编辑、修改、存储和浏览，用户可根据需要自动生成各种符号、存入符号库，在图形整饰时，从符号库中“抓取”所需符号，使其定位于用户指定的地方。

3).图形编辑

地籍管理信息系统应具备多种图形编辑功能。主要的功能应包括对点信息的增加、删除和检索功能，对弧段的修改、删除、连接、断开功能，对目标进行移动、删除、旋转、镜像功能，对不同地物设置不同线型、颜色、符号的功能，对图形的拷贝功能等。4).图形空间拓扑关系

作为地籍管理信息系统，能建立几何图形元素之间的拓扑关系是它的基本功能之一。

5).属性数据的编辑

为了建立属性数据与空间几何数据的联系，需要在图形编辑系统中，设计属性数据的编辑功能，将一个实体的属性数据与相应的空间几何数据(点、线、面)进行连接。

6).计算功能

通过几何坐标计算图斑的面积、周长，两界址点间的边长，两个结点间的线段长度，点到直线间的距离等。

3.专题制图功能

专题制图的内容是多种多样的，基本类型有自然地图、人文地图及其他特种用途的地图。系统提供多种常用的专题图表示方法，有分级统计图法、分区统计图表法、质底法、范围法和独立图表法，以简明、突出而又完备的形式再现繁杂的统计数据，使统计区的某个或某几个现象的分布或状态一目了然。徐州市区土地利用结构（二级类）耕地减少去向分布图单位：亩

地籍信息提供的图形种类较多，这需要在图形输出前，根据用户需要对图廓进行整饰。计算机制图是对已装饰好的图通过计算机外部设备来输出，由于输出设备的类别(打印、笔式、喷墨、热蜡等)和型号不同，因此，系统的制图部分应有与相应输出设备的接口软件，采用这些软件绘图时，需要设置绘图仪的种类，绘图比例尺，确定绘图原点和图幅大小等。地籍管理信息系统的制图功能应能为用户提供矢量图、栅格图、全要素图和各种专题图。

数字地图输出分为显示器显示输出和硬拷贝输出两类

4.属性数据的管理功能

属性数据是用来描述对象特征性质的。对于属性数据一般都采用表格表示。由于土地属性信息量大，数据比较规范，在土地信息系统中应该采用关系型数据库管理系统(RDBMS)来管理。关系型数据库管理系统已提供一套很强的数据编辑和数据库查询语言，系统设计人员还可利用SQL语言建立友好的用户界面。

属性数据管理功能:一是提供用户定义各类地物的属性数据结构和用户自定义数据结构功能；二是提供结构修改功能，拷贝结构，删除结构，合并结构等功能；三是利用SQL语言提供多种灵活的数据库查询；四是提供数据计算统计和统计分析功能。

5.空间查询功能

1).根据属性查图形根据某一地物类中某项属性值查找几何对象。

2).SQL查询根据SQL语句查询满足特定条件的一组目标对象。

3).从属性表直接查询目标对象在属性表上点击一条记录，就可将该记录对应的目标从图形上显示出来。

4).根据图形查属性

5).空间关系查询包括：多种选择查询，如点选择、矩形选择、圆选择和多边形选择；多种拓扑关系查询，如包含查询、落入查询、穿越查询和邻近查询；多种缓冲区查询，如点缓冲区查询、线缓冲区查询和面缓冲区查询。

6).查询统计可按城市区、街道、街坊进行，也可以随意在图上选取多边形范围进行。

6.空间分析功能

系统采用面向对象的方法与技术，将空间分析的各种问题系统地归结为基本粒度的有限、数量的空间算子或这些算子的不同参数和顺序的任意组合，用户通过这些基本算子的组合可实施二次开发，完成各种各样的空间分析功能，为大容量多源空间数据支撑的决策问题提供完整的辅助解决方案。

1).叠置分析

地籍信息(空间、属性)在建库时，一般分层进行，叠置分析是指将同比例尺、同一区域的两组或多组图形要素的数据文件进行叠置，根据两组或多组图形边界的交点来建立具有多重属性的图形或进行图形范围属性特征的统计分析。通过叠置分析可以得到新的图形和新的属性统计数据。

2).缓冲区分析

缓冲区分析是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围的缓冲区多边形。这一功能