山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

陳俊卿

（山西省測繪地理信息院第一測繪院，山西 太原030002）

0.引言

黨的第十九次全國代表大會第一次明確提出實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。這是未來促進我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的總戰(zhàn)略，也是今后我國“三農(nóng)”工作的總抓手[1-4]。開展農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查，不僅是保護村民合法權(quán)益、促進農(nóng)村秩序和穩(wěn)定的一項重要措施，而且還能明晰集體土地產(chǎn)權(quán)，為后續(xù)的宅基地確權(quán)登記以及土地流轉(zhuǎn)工作提供參考依據(jù)[5-8]。因此，開展農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查能夠適應社會經(jīng)濟發(fā)展的需要，同時也是科學進行土地管理的必然要求[9,10]。

由于傳統(tǒng)的兩權(quán)確立涉及到矢量、影像等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，而且數(shù)據(jù)分散在各級部門，數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性不高，且后續(xù)每年的變更維護數(shù)據(jù)量也在不斷增長，且傳統(tǒng)的農(nóng)村宅基地和集體建設用地確權(quán)工作主要側(cè)重人工方面，硬拷貝式的管理易于造成資料堆積、混亂、查詢不便、永久性丟失數(shù)據(jù)等問題。隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術的發(fā)展，以及數(shù)據(jù)庫管理技術的革新，使得海量數(shù)據(jù)信息化安全化存儲和管理成為可能[11]。

山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍確權(quán)工作開始于2013年。按照國土資源部的要求和安排，此次山西省兩權(quán)確立工作涉及到的縣、市共有119個，涉及區(qū)域廣、數(shù)據(jù)量大，加之數(shù)據(jù)結(jié)果涉密，因而研制可供用戶高效安全查詢分析使用的地籍調(diào)查省級數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)極其重要。本文根據(jù)山西省土地確權(quán)項目資料，利用數(shù)據(jù)庫、軟件開發(fā)等關鍵性技術，采用C/S架構(gòu)的模式開發(fā)、NET系統(tǒng)開發(fā)的基礎架構(gòu)平臺，Oracle數(shù)據(jù)庫平臺，在軟件基礎架構(gòu)平臺（.NET）的基礎上，形成一體化的應用開發(fā)與集成環(huán)境，開發(fā)山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查省級建庫軟件。此軟件可高效進行數(shù)據(jù)處理和分析等工作，最大程度保證發(fā)證工作順利展開，也為下一步不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)庫建立相關土地數(shù)據(jù)。

1.系統(tǒng)建設目標及內(nèi)容

根據(jù)山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查項目需求和數(shù)據(jù)特點，結(jié)合相關單位對項目建設的要求以及工作業(yè)務需要，利用數(shù)據(jù)庫、軟件開發(fā)等技術研制山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查省級建庫軟件，使其能夠建立山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)發(fā)證數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)省級建庫匯交成果為數(shù)據(jù)基礎，主要具備數(shù)據(jù)庫建設和管理、數(shù)據(jù)查詢和瀏覽、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和數(shù)據(jù)提取等功能，主要包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)存儲管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)導出、系統(tǒng)管理等模塊。以土地使用管理和所有權(quán)信息管理為核心職能，通過結(jié)合信息系統(tǒng)獲取的各種數(shù)據(jù)和信息，構(gòu)建相應的數(shù)字化檔案和數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)山西省建設用地和居住用地使用權(quán)數(shù)據(jù)的信息化管理，為高效快速完成數(shù)據(jù)工作，切實提高兩權(quán)確權(quán)登記工作效率奠定基礎。

2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設計

2.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺

系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)的模式開發(fā)，基礎架構(gòu)平臺采用.NET平臺，數(shù)據(jù)庫平臺選用oracle。在軟件基礎架構(gòu)平臺（.NET）的基礎上，形成一體化的應用開發(fā)與集成環(huán)境，開發(fā)山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查省級建庫軟件。其中，山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查質(zhì)檢系統(tǒng)是單機版應用程序系統(tǒng)，便于下發(fā)各級單位進行數(shù)據(jù)檢查處理；山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)土地所有權(quán)調(diào)查數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)等應用系統(tǒng)。

在系統(tǒng)開發(fā)過程中，遵守IT主流技術和行業(yè)標準可實現(xiàn)子系統(tǒng)之間的集成和協(xié)作。對每個子系統(tǒng)都使用面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設計，以確保系統(tǒng)功能組件的高內(nèi)聚和低耦合特性。此外，還應確保系統(tǒng)在子系統(tǒng)之間具有良好的可擴展接口，該接口能確保系統(tǒng)的后續(xù)和連續(xù)擴展。

2.2 系統(tǒng)總體框架設計

根據(jù)招標文件中的設計要求，本項目在執(zhí)行過程中，要嚴格遵循支持海量數(shù)據(jù)存儲、滿足高效運行需求，并具備穩(wěn)定性、可擴展性、易用性、實用性要求。系統(tǒng)的總體框架（如圖1所示）。從圖1中可以看出：在邏輯上，整個系統(tǒng)可以分為5個不同的層次：基礎結(jié)構(gòu)層、數(shù)據(jù)層、支持層、應用程序?qū)雍陀脩魧?。每層的具體結(jié)構(gòu)和功能如下：

圖1系統(tǒng)總體框架

2.2.1基礎設施層

基礎設施層是為系統(tǒng)提供基礎支撐的硬件設備，主要包括硬件、網(wǎng)絡及其他設備。

2.2.2 數(shù)據(jù)層

山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查的省級數(shù)據(jù)庫建庫軟件所用的數(shù)據(jù)庫包括山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和省級數(shù)據(jù)庫；其中省級數(shù)據(jù)庫以農(nóng)村“兩權(quán)”地籍調(diào)查數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)、權(quán)屬調(diào)查檔案及控制點點之記掃描件等空間數(shù)據(jù)；及工作報告、技術報告、數(shù)據(jù)庫建設報告、地籍測量控制資料、成果驗收結(jié)論、檢查及整改情況的說明、數(shù)據(jù)庫檢查報告、數(shù)據(jù)庫成果匯交清單、數(shù)據(jù)情況說明等文檔資料集成形成。本項目將通過檢查的各類數(shù)據(jù)進行建庫，形成山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查省級數(shù)據(jù)庫。

2.2.3 支撐層

支撐層使用統(tǒng)一的方式，通過空間數(shù)據(jù)庫引擎和數(shù)據(jù)訪問中間件來訪問數(shù)據(jù)庫中的空間和非空間數(shù)據(jù)。

2.2.4 應用層

應用層共包含5個模塊，分別是數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊、數(shù)據(jù)導出模塊、兩權(quán)數(shù)據(jù)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊。

2.2.5 用戶層

包括領導、作業(yè)組長、作業(yè)員、一般人員、平臺管理員等。

3.入庫數(shù)據(jù)收集整理與檢查

3.1 數(shù)據(jù)收集整理

3.1.1 已有數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

由于收集到的行政界線數(shù)據(jù)、地類圖斑數(shù)據(jù)和地籍區(qū)、子區(qū)成果數(shù)據(jù)，其格式多樣，不滿足坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換軟件要求，需要進行格式轉(zhuǎn)換，經(jīng)匯總批量轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式為軟件支持的*.shp格式。

3.1.2 收集數(shù)據(jù)坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換

由于收集到的成果數(shù)據(jù)與坐標系統(tǒng)不一致，有獨立坐標系和1980西安坐標系，為了基準統(tǒng)一，需進行坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，將已收集1980西安坐標系統(tǒng)數(shù)據(jù)換算到相應地區(qū)的獨立坐標系。

3.1.3 匯交方案編寫及入庫匯交包制作

整合已收集的矢量數(shù)據(jù)以及實測宗地、房屋、測量控制點、界址點、界址線等空間矢量數(shù)據(jù)制作入庫匯交包，并按照相關依據(jù)對入庫數(shù)據(jù)做出進一步質(zhì)檢。

3.2 數(shù)據(jù)檢查

以《城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫標準》TD/T 1015-2007及《山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查成果庫數(shù)據(jù)匯交細則》作為數(shù)據(jù)檢查依據(jù)，對兩權(quán)匯交數(shù)據(jù)包進行檢查：

3.2.1 數(shù)據(jù)匯交包數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)檢查

成果數(shù)據(jù)命名及格式的規(guī)范性、完整性、有效性檢查。

3.2.2 矢量數(shù)據(jù)圖層檢查

矢量數(shù)據(jù)的圖層名稱、圖層字段、字段長度、字段類型、小數(shù)位數(shù)、字段閾值、代碼一致性、單（多）圖層拓撲檢查。

3.2.3 屬性表數(shù)據(jù)檢查

屬性表數(shù)據(jù)的表名稱、字段、字段長度、字段類型、小數(shù)位數(shù)、字段閾值、字段字典的正確性檢查。

3.3 數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換

由于入庫數(shù)據(jù)坐標系是地方獨立坐標系，與省級建庫標準不符，所以需要先從地方獨立坐標系求解參數(shù)后轉(zhuǎn)換至1980西安坐標系，再由1980西安坐標系求解參數(shù)后轉(zhuǎn)換至CGCS2000坐標系,使入庫數(shù)據(jù)格式規(guī)范、標準統(tǒng)一，滿足省級數(shù)據(jù)庫建庫要求。

首先選擇轉(zhuǎn)換模型，選取兩個坐標系的重合點，計算轉(zhuǎn)換參數(shù)，通過轉(zhuǎn)換參數(shù)，采用逐要素逐點轉(zhuǎn)換方法進行坐標轉(zhuǎn)換，對轉(zhuǎn)換成果進行精度檢測。目前常用的坐標轉(zhuǎn)換模型有：布爾沙模型、三維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型、二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型、三維四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型、二維四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型、多項式擬合模型。

本文采用布爾沙模型，公式如下：

式中X1，Y1，Z1，為原坐標系坐標；X2，Y2，Z2，為目標坐標系坐標；TX，TY，TZ，D，DX，DY，DZ為七參數(shù)。

4.系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

4.1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

根據(jù)《城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫標準TD/T 1015-2007》，結(jié)合山西省“兩權(quán)數(shù)據(jù)”特點，設計的數(shù)據(jù)庫主要結(jié)構(gòu)（如表1所示）：

表1數(shù)據(jù)庫主要結(jié)構(gòu)表

山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查數(shù)據(jù)主要的土地權(quán)屬、土地利用和表格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集均包含數(shù)個圖層，并給出了中文名和英文名，同時給出了幾何特征與約束條件，這為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計奠定了基礎。

4.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計主要包括數(shù)據(jù)庫存儲設計、完整性設計、索引設計和安全性設計。為了支持海量數(shù)據(jù)的存儲和組織，需要使用ArcGIS+Oracle模式來管理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)庫服務器中70%～80%的內(nèi)存用作數(shù)據(jù)庫內(nèi)存。系統(tǒng)表空間除了存儲數(shù)據(jù)庫業(yè)務數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)字典中的數(shù)據(jù)外，其他數(shù)據(jù)一定不能存儲其內(nèi)。表空間數(shù)據(jù)文件采用自動擴展的方式，并且擴展容量塊的大小將擴展為2的整數(shù)倍。數(shù)據(jù)庫字符集配置為UTF字符集，以便數(shù)據(jù)庫能夠正確支持中文，英文和其他語言。完整性設計采用主鍵約束外鍵關聯(lián)方式。關鍵表的父表必須具有主鍵，并且主鍵字段或組合字段滿足非空屬性和唯一性的要求。與數(shù)據(jù)庫較大的表相對應，需要指定索引段。對于關聯(lián)兩個表的字段，通常分別建立主鍵和外鍵。是否實際建立外鍵取決于對數(shù)據(jù)完整性的要求。為了提高性能，數(shù)據(jù)庫中較大的表需要外鍵索引。對于需要在查詢中用作查詢條件的字段，應考慮構(gòu)建索引并最終根據(jù)性能需求決定是否構(gòu)建索引。對于復合索引，索引字段的順序更為關鍵，查詢頻率越高，應自動置于索引組合最前面。此外，考慮到兩權(quán)調(diào)查結(jié)果的機密性、系統(tǒng)安全設計旨在網(wǎng)絡可用性、平臺可用性、數(shù)據(jù)機密性、訪問可控性以及網(wǎng)絡操作的可管理性以防止數(shù)據(jù)丟失和黑客惡意盜竊。

5.系統(tǒng)功能模塊設計

5.1 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊可進行用戶組管理、新建用戶、用戶管理、權(quán)限設置、權(quán)限生成、系統(tǒng)日志管理、行政區(qū)劃配置、存儲配置管理、系統(tǒng)配置、使用幫助等操作。其中，用戶組管理功能可以進行用戶組的創(chuàng)建、刪除和修改，并對用戶組內(nèi)用戶進行管理。用戶組可以將系統(tǒng)用戶分為不同的分組，對不同的分組設置不同的權(quán)限，方便管理用戶對系統(tǒng)數(shù)據(jù)和功能的操作權(quán)限，增加系統(tǒng)的安全性。該功能只對有權(quán)限的用戶開放。新建用戶功能實現(xiàn)創(chuàng)建一個系統(tǒng)用戶，新用戶初始權(quán)限與所在用戶組一致，可以通過權(quán)限設置功能對單個用戶的權(quán)限進行設置，但是用戶的權(quán)限不會超越所在用戶組的權(quán)限。用戶管理功能實現(xiàn)了對系統(tǒng)用戶信息的管理，可以對系統(tǒng)用戶信息進行修改和刪除，此功能僅限超級管理員使用。對系統(tǒng)角色以及用戶的權(quán)限進行管理和分配，以達到不同的用戶具有不同的系統(tǒng)使用權(quán)限目的。系統(tǒng)日志管理功能能夠?qū)崟r記錄操作人員對系統(tǒng)的執(zhí)行的操作，保證系統(tǒng)的安全性。存儲配置管理功能主要對專題監(jiān)測文件數(shù)據(jù)存儲路徑的配置、支持分布式服務器磁盤陣列和成果存儲路徑的配置和管理。系統(tǒng)配置功能主要配置系統(tǒng)的Oracle數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫，該配置包括服務器地址、Oracle數(shù)據(jù)庫用戶名和密碼。配置信息會以配置文件的形式進行存儲，并在下次打開系統(tǒng)時自動加載并連接數(shù)據(jù)庫，如果連接失敗，則會再次彈出系統(tǒng)配置界面，提示用戶進行配置。使用幫助功能，可以使用戶方便快速地了解系統(tǒng)功能操作。

5.2 數(shù)據(jù)質(zhì)檢與方案配置?？?/h3>

為保證山西省住宅兩權(quán)調(diào)查結(jié)果順利入戶，需要針對各地匯交的兩權(quán)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)質(zhì)檢工作。結(jié)合山西省數(shù)據(jù)特點，定制數(shù)據(jù)檢查軟件，快速準確地找出數(shù)據(jù)中的錯誤，方便后續(xù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計部門的分析匯總。數(shù)據(jù)質(zhì)檢模塊主要包括方案選擇、數(shù)據(jù)質(zhì)檢、質(zhì)檢結(jié)果查看和質(zhì)檢結(jié)果導出等功能，實現(xiàn)了標準數(shù)據(jù)的快速質(zhì)量檢查、檢查后的結(jié)果記錄查看，以及錯誤記錄便捷導出，為數(shù)據(jù)作業(yè)單位提供了非常方便的數(shù)據(jù)檢查功能。方案配置模塊主要包括新建方案、刪除方案和保存方案等功能，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)檢查方案的管理，用戶可以根據(jù)自己的需要，靈活配置檢查項，數(shù)據(jù)質(zhì)檢過程中可以按質(zhì)檢方案進行數(shù)據(jù)檢查。

數(shù)據(jù)質(zhì)檢實現(xiàn)了一鍵式自動化數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的功能。手動選擇數(shù)據(jù)包路徑和檢查方案后，點擊開始檢查，即可實現(xiàn)全自動數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查。質(zhì)檢結(jié)果查看功能提供數(shù)據(jù)質(zhì)檢結(jié)果的瀏覽功能。用戶可通過選擇不同的質(zhì)檢結(jié)果分類來查看各種質(zhì)檢錯誤，如果是矢量錯誤，雙擊錯誤記錄還可以在地圖頁面進行定位。錯誤記錄查看可以使用戶快速定位到數(shù)據(jù)問題的所在，縮短作業(yè)人員查找數(shù)據(jù)錯誤的時間，提高作業(yè)效率。質(zhì)檢結(jié)果導出功能實現(xiàn)了數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查結(jié)果的導出，結(jié)果導出支持Excel表格和Mdb數(shù)據(jù)庫兩種方式的導出，方便作業(yè)人員進行錯誤對比查看。

5.3 數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計模塊

山西省農(nóng)村集體建設用地和宅基地使用權(quán)地籍調(diào)查省級數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊、數(shù)據(jù)導出模塊、兩權(quán)數(shù)據(jù)管理模塊和系統(tǒng)管理模塊等功能模塊。實現(xiàn)了兩權(quán)數(shù)據(jù)的入庫管理、展示、查詢、統(tǒng)計，以及系統(tǒng)管理等功能。

數(shù)據(jù)查詢模塊是通過多種方式，對要素信息的查詢、顯示、讀取。主要功能為：點查詢、線查詢、矩形查詢、多邊形查詢和SQL自定義查詢等。數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊是針對已入庫的宗地數(shù)據(jù)，依據(jù)統(tǒng)計報告提綱中的統(tǒng)計項進行功能開發(fā)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果以統(tǒng)計表、統(tǒng)計圖的方式展示，該模塊主要包括：宗地數(shù)量面積統(tǒng)計、宅基地數(shù)量面積統(tǒng)計、集體建設用地數(shù)量面積統(tǒng)計、國有建設用地數(shù)量面積統(tǒng)計、有權(quán)利人的JC宗地數(shù)量面積統(tǒng)計、共用宗數(shù)量面積統(tǒng)計、按面積分級統(tǒng)計、宅基地平均占地面積統(tǒng)計、一戶多宅情況統(tǒng)計、集體建設用地數(shù)量和面積統(tǒng)計、街巷用地數(shù)量面積統(tǒng)計和空閑地數(shù)量面積統(tǒng)計等功能。

5.4 兩權(quán)數(shù)據(jù)管理模塊

兩權(quán)數(shù)據(jù)管理模塊包括地圖顯示、數(shù)據(jù)管理、屬性表入庫、矢量數(shù)據(jù)入庫、文件數(shù)據(jù)入庫、注記入庫和空間數(shù)據(jù)方案管理等功能模塊，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫方案配置、數(shù)據(jù)入庫和數(shù)據(jù)瀏覽管理等功能。

6.結(jié)束語

通過開發(fā)山西省農(nóng)村集體建設用地和住宅基地數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，極大滿足海量數(shù)據(jù)存儲查詢分析的現(xiàn)實需要，大大提高兩權(quán)登記效率。通過該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，我們可以全面了解山西省農(nóng)村土地的使用類型、數(shù)量、分布、所有權(quán)、界址等產(chǎn)權(quán)信息，并對農(nóng)村集體建設用地和宅基地的使用進行總體分析。為兩權(quán)登記發(fā)證工作順利完成創(chuàng)造條件。