倪慧珠,傅月波,萬術(shù)海,馮柏棟

(浙江省第二測(cè)繪院，浙江 杭州 310012)

承包地是農(nóng)民最重要的財(cái)產(chǎn)，我國(guó)擁有2.3億承包農(nóng)戶，10幾億承包地塊，由于歷史原因各地存在農(nóng)戶承包地塊面積不準(zhǔn)、四至不清等問題。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，地塊界線不清引起的糾紛日顯突出，采用登記簿、臺(tái)賬等傳統(tǒng)的農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)的管理方式越來越不能滿足管理需求。承包地塊是具有一定形狀、大小、空間位置的地理要素，可以通過測(cè)繪等技術(shù)手段精確地表示其面積及四至情況[1-2]。隨著農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)頒證工作的開展，地塊面積、地塊歸屬等問題將逐一得到解決[3]，同時(shí)還將形成集承包關(guān)系表、圖件、空間信息為一體的農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)數(shù)據(jù)庫(kù)。浙江省政務(wù)云平臺(tái)基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)全省農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)數(shù)據(jù)在線發(fā)布、省市縣業(yè)務(wù)協(xié)同，從而保證了各部門互聯(lián)互通和開放共享。

浙江省農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)管理系統(tǒng)，通過關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)整合全省承包地塊的空間位置和權(quán)屬信息，利用地圖學(xué)原理對(duì)承包地的土地類別以多種地圖渲染方式進(jìn)行顯示，通過地理信息空間查詢與分析能力提供多入口多渠道的“以人查地，以地查人”的調(diào)查成果的綜合展示，基于政務(wù)云平臺(tái)建設(shè)服務(wù)于承包合同、土地流轉(zhuǎn)、土地承包糾紛仲裁等日常業(yè)務(wù)需求[4-5]，實(shí)現(xiàn)省、市、縣三級(jí)業(yè)務(wù)互聯(lián)互通，為建立土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)登記制度提供技術(shù)保障。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 基于矢量切片的農(nóng)經(jīng)權(quán)地圖服務(wù)框架

為了在網(wǎng)頁上能快速瀏覽地圖，讓用戶有更好的視覺感受，WebGIS一直使用金字塔技術(shù)將配置好的地圖進(jìn)行切片形成一系列的瓦片，但瓦片本身是一張圖片，無法進(jìn)行一些鼠標(biāo)點(diǎn)擊查詢等空間交互操作。于是引入了點(diǎn)線面矢量圖層，通過后臺(tái)獲取矢量地理數(shù)據(jù)[6]，然后在前端將其繪制成點(diǎn)線面元素，便能通過鼠標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)擊查詢等交互操作[7]，這種矢量柵格一體化的數(shù)據(jù)組織方式可應(yīng)用于數(shù)據(jù)量比較小的一些系統(tǒng)上，但對(duì)于浙江省的省級(jí)農(nóng)村土地承包這種大數(shù)據(jù)的交互查詢就存在一定的問題[8]。

基于此，本文引入了矢量切片。它是一種利用協(xié)議緩沖(Protocol Buffers)技術(shù)的緊湊型二進(jìn)制格式來傳遞信息，利用一系列儲(chǔ)存的內(nèi)部數(shù)據(jù)來繪制地圖[9]。將矢量數(shù)據(jù)以建立金字塔的方式[10]，像柵格切片那樣分割成許多描述性文件，以GeoJson格式或pbf等自定義格式組織，在前端根據(jù)顯示需要請(qǐng)求不同的矢量瓦片數(shù)據(jù)進(jìn)行Web繪圖[11]，客戶端可以直接進(jìn)行要素查詢、動(dòng)態(tài)符號(hào)渲染甚至是空間分析等復(fù)雜操作[12]。因此，本系統(tǒng)構(gòu)建了基于矢量切片的農(nóng)經(jīng)權(quán)地圖服務(wù)，如圖1所示，用于實(shí)現(xiàn)浙江省農(nóng)村土地的地圖可視化及圖屬查詢功能。

圖1 農(nóng)經(jīng)權(quán)地圖服務(wù)架構(gòu)

系統(tǒng)對(duì)地塊、行政區(qū)劃圖層進(jìn)行矢量切片，一個(gè)矢量切片會(huì)以緊湊的解析格式包含所有相對(duì)應(yīng)幾何圖形和地塊編碼、地塊名稱等屬性，矢量切片采用可對(duì)地理要素進(jìn)行編碼的GeoJSON格式來存儲(chǔ)。GeoJSON格式瓦片示例如圖2所示，將生成的矢量瓦片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)中，瓦片數(shù)據(jù)以列號(hào)命名，保存于按級(jí)別、行號(hào)建立的嵌套文件夾中。

圖2 GeoJSON矢量切片存儲(chǔ)示例

基于地圖服務(wù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)矢量切片構(gòu)建[13-14]，將浙江省行政區(qū)劃數(shù)據(jù)(如圖3所示)和浙江省農(nóng)村土地地塊數(shù)據(jù)(如圖4所示)構(gòu)建矢量瓦片金字塔模型，作為數(shù)據(jù)瀏覽的基礎(chǔ)圖層?；贠penLayers瀏覽器端可視化引擎，加載顯示上述圖層，實(shí)現(xiàn)基于切片地圖的億級(jí)土地矢量數(shù)據(jù)多尺度瀏覽。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)地圖漫游級(jí)別和中心位置，查詢地塊信息，加載對(duì)應(yīng)行政區(qū)劃、空間網(wǎng)格等空間區(qū)域的各項(xiàng)與土地相關(guān)聯(lián)的信息，以數(shù)據(jù)表等方式進(jìn)行集成展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)圖形、屬性的實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)和融合展現(xiàn)。

圖3 浙江省行政區(qū)劃矢量切片效果

圖4 承包地塊矢量切片效果

1.2 多角度綜合成果數(shù)據(jù)展示

系統(tǒng)利用GIS技術(shù)在圖形管理、索引建立、空間分析和可視化展示方面的優(yōu)勢(shì)[15]，提供地圖渲染、圖屬互查、統(tǒng)計(jì)匯總和交互統(tǒng)計(jì)功能，利用多種地圖渲染方式和多入口圖屬互查功能多角度的實(shí)現(xiàn)綜合成果數(shù)據(jù)展示。利用地圖學(xué)原理中的分類渲染和地圖注記，增加對(duì)于農(nóng)田土地利用類型和承包方名稱及合同面積的信息顯示，讓用戶更一目了然地感知地塊的自然屬性和經(jīng)濟(jì)屬性(如圖5所示)。系統(tǒng)對(duì)權(quán)屬信息中的六大實(shí)體：承包方、發(fā)包方、承包合同、經(jīng)營(yíng)權(quán)證、登記簿、流轉(zhuǎn)合同，空間信息中的地塊，設(shè)計(jì)多入口的關(guān)聯(lián)式查詢機(jī)制，即滿足“以人查地”和“以地查人”的需求。系統(tǒng)可由承包戶入口查詢承包地塊的分布，既可以瀏覽其承包的所有地塊范圍，也可以逐一縮放瀏覽；也可以查詢某行政區(qū)下姓“王”的承包方信息，包括承包方代表信息、地塊信息、家庭成員信息，并對(duì)地塊信息逐一定位瀏覽(如圖6所示)；也可由流轉(zhuǎn)信息入口查詢流轉(zhuǎn)的所有地塊范圍，可以進(jìn)一步查詢每個(gè)地塊的詳細(xì)情況，或?yàn)g覽所有承包農(nóng)戶列表。

圖5 地圖渲染展示

圖6 多入口圖屬互查展示

1.3 面向省市縣三級(jí)的農(nóng)經(jīng)權(quán)業(yè)務(wù)監(jiān)管體系

系統(tǒng)基于政務(wù)云平臺(tái)，共享浙江省測(cè)繪與地理信息局共建共享平臺(tái)的地圖成果，建設(shè)全省一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)管理平臺(tái)，滿足全省各縣市農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)、登記、頒證，流轉(zhuǎn)、仲裁、統(tǒng)計(jì)分析等業(yè)務(wù)需求。在業(yè)務(wù)監(jiān)管體系方面，省級(jí)層面可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)接收市級(jí)土地承包管理登記上報(bào)數(shù)據(jù)，對(duì)全省土地登記情況統(tǒng)一查詢、 統(tǒng)計(jì)、分析和監(jiān)管、登記信息共享和社會(huì)服務(wù)等功能。市級(jí)層面可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)接收縣級(jí)農(nóng)村土地承包管理登記上報(bào)成果并檢查，對(duì)全市農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)登記信息查詢統(tǒng)計(jì)分析、信息共享和社會(huì)服務(wù)等功能?？h級(jí)層面可實(shí)現(xiàn)

鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村的農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)登記信息查詢統(tǒng)計(jì)，也能實(shí)現(xiàn)變更登記、頒證，流轉(zhuǎn)、仲裁等日常業(yè)務(wù)辦理。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 政務(wù)云環(huán)境下的系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，適配當(dāng)下主流瀏覽器，采用SSM(Spring+SpringMVC+Mybatis)框架進(jìn)行架構(gòu)，使用MVC架構(gòu)模式的思想，將web層進(jìn)行職責(zé)解耦，使用請(qǐng)求-響應(yīng)模型。為快速并發(fā)響應(yīng)地塊和行政區(qū)切片服務(wù)，后臺(tái)采用響應(yīng)速度快、易于擴(kuò)展的Node.js作為地圖服務(wù)器，Node.js 使用事件驅(qū)動(dòng)，非阻塞I/O模型而得以輕量和高效。通過多層次架構(gòu)。以政務(wù)云提供的虛擬化操作系統(tǒng)、PostGIS數(shù)據(jù)庫(kù)，及政務(wù)內(nèi)網(wǎng)資源為支撐[16]，共建共享浙江省測(cè)繪與地理信息局的省交換共享平臺(tái)的數(shù)字正射影像圖及矢量圖成果作為底圖數(shù)據(jù)，以農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)數(shù)據(jù)為核心，實(shí)現(xiàn)了確權(quán)登記管理、流轉(zhuǎn)登記管理、糾紛仲裁管理，系統(tǒng)技術(shù)路線如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)技術(shù)路線

2.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)用于土地承包數(shù)據(jù)成果查詢與展示，實(shí)現(xiàn)承包合同、土地流轉(zhuǎn)、土地承包糾紛仲裁等管理服務(wù)的網(wǎng)上運(yùn)行，為各級(jí)農(nóng)業(yè)部門開展日常業(yè)務(wù)提供支持，與不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)和省地理空間數(shù)據(jù)交換平臺(tái)進(jìn)行信息共享。系統(tǒng)包含確權(quán)登記業(yè)務(wù)管理、地圖展示及查詢統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)權(quán)限管理、數(shù)據(jù)交換與共享等主要模塊。

1)確權(quán)登記業(yè)務(wù)管理。根據(jù)實(shí)際辦公情況和農(nóng)經(jīng)權(quán)各個(gè)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，系統(tǒng)將農(nóng)經(jīng)權(quán)業(yè)務(wù)劃分為三類：確權(quán)登記、流轉(zhuǎn)登記和糾紛仲裁。確權(quán)登記包括初始登記、變更登記、更正登記和注銷登記。系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)跟蹤管理的需求，設(shè)置了待辦業(yè)務(wù)查詢、已辦結(jié)業(yè)務(wù)管理和業(yè)務(wù)進(jìn)度跟蹤。

2)地圖展示及查詢統(tǒng)計(jì)。浙江省有90個(gè)縣、27 997個(gè)行政村、1 275萬戶農(nóng)村土地承包方、3 989萬人農(nóng)村人口，涉及原始數(shù)據(jù)量估算量為21 420 G，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)版初始數(shù)據(jù)估算量為7 168 G。為設(shè)計(jì)一個(gè)高效快速響應(yīng)的地圖服務(wù)，農(nóng)經(jīng)權(quán)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)版根據(jù)不同層級(jí)采用傳統(tǒng)切片與矢量切片相結(jié)合的方式構(gòu)建地圖服務(wù)。系統(tǒng)還提供農(nóng)經(jīng)權(quán)相關(guān)承包關(guān)系、流轉(zhuǎn)信息的查詢及統(tǒng)計(jì)分析，信息查詢可根據(jù)條件、繪點(diǎn)、繪線、繪面的方式進(jìn)行地塊查詢。

3)系統(tǒng)權(quán)限管理。系統(tǒng)面向省、市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)四級(jí)用戶，包含多個(gè)業(yè)務(wù)流程與環(huán)節(jié)，涉及到不同菜單訪問權(quán)限。從用戶和工作流的角度出發(fā)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了用戶權(quán)限控制策略。訪問控制權(quán)限的控制需考慮：行政單元級(jí)別、不同行政區(qū)、不同工作人員、不同職務(wù)、不同部門、不同業(yè)務(wù)流程、不同環(huán)節(jié)、不同操作等。

4)數(shù)據(jù)交換與共享。農(nóng)經(jīng)權(quán)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)版以確權(quán)登記成果圖形數(shù)據(jù)和土地權(quán)屬數(shù)據(jù)為支撐，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)、不動(dòng)產(chǎn)登記信息系統(tǒng)和省地理空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)預(yù)留了數(shù)據(jù)共享的接口，通過適當(dāng)改造能快速與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

3 結(jié) 論

系統(tǒng)通過矢量切片與柵格切片相結(jié)合方式構(gòu)建了地圖服務(wù)，將GIS的地圖渲染、圖屬互查等功能有機(jī)地用于農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)數(shù)據(jù)展現(xiàn)中，為海量農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)地圖訪問、為土地承包調(diào)查建庫(kù)、匯交管理方面的工作提供了有效、便捷的技術(shù)手段；通過建立省市縣三級(jí)互聯(lián)互通的監(jiān)管體系，打破各級(jí)農(nóng)經(jīng)管理部門日常業(yè)務(wù)的信息壁壘，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)村土地承包數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)管理提供了有力的技術(shù)保障。浙江省將于2018年底完成全省的農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)頒證工作，全省各縣市形成海量數(shù)據(jù)成果，建設(shè)基于政務(wù)云環(huán)境的農(nóng)村土地承包管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)經(jīng)管理的信息化、網(wǎng)絡(luò)化對(duì)農(nóng)經(jīng)權(quán)管理工作具有重要意義，不僅可以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的信息化管理，而且基于政務(wù)云環(huán)境的搭建有利于數(shù)據(jù)的安全性。浙江省農(nóng)村土地承包管理系統(tǒng)目前已在12個(gè)試點(diǎn)縣試運(yùn)行，同時(shí)也將在加強(qiáng)土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)信息的管理和應(yīng)用、保障農(nóng)民合法權(quán)益、引導(dǎo)土地經(jīng)營(yíng)權(quán)有序流轉(zhuǎn)、加快建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供技術(shù)平臺(tái)。

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