基于B-S模式的土地信息发布系统的研究与应用

地理信息系统(GIS)是近几十年发展起来的综合应用系统。它可以将各种信息与地理位置和相关视图相结合，融合地理学、几何学、计算机科学、CAD技术、遥感、GPS技术、多媒体技术和虚拟现实技术，利用计算机图形学和数据库技术采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。随着我国数字城市建设的全面开展，GIS系统已广泛应用于土地、规划、房管、通信、市政工程等城市管理领域。系统结构也从单机应用和局域网应用进入了一个全新的互联网时代。就网络结构而言，浏览器-服务器模式(B

-S)逐渐取代了传统的客户端-服务器模式(C-S)，以无处不在的互联网为载体，突破了时间和空间的限制，受到越来越多的关注。

在我国国土资源管理部门的日常工作中，大量的信息来源于海量的地图数据(宗地图、征地界址图、土地红线图、道路红线图、基准地价图、土地利用规划图等。)和宗地登记信息(使用者、面积、使用年限、用途等。)，而存储载体是纸质介质。近年来，信息化建设进一步加强，通过建立地籍管理信息系统，获得了大量的数据。如何使这些信息在保密和安全的前提下享有最广泛、最便捷的查询，将直接决定国土资源管理部门的工作效率和质量。在分析MAPGUIDE软件结构和土地管理特点的基础上，提出了一种基于浏览器-服务器模式(B-S)的土地信息发布系统的解决方案和数据组织模型。

MapGuide是美国Autodesk公司推出的在线地图发布软件。它可以接收各种矢量和栅格数据格式，并根据图形表达、浏览和信息检索的具体要求，通过对空间数据和栅格数据的分层分级管理和属性数据的分类组织，在广域网和局域网上制作和发布地图。它不仅可以通过网络查询地图数据和属性信息，还可以访问相关的数据库资源。此外，它还可以从当前地图目标跳转到相关主页，使GIS用户借助互联网随时随地享受各种数据资源，突破了以往矢量地图不能在互联网上快速浏览的局限，充分体现了网络地图的优势。

2 MapGuide环境的基本组成和工作模式

它主要由三部分组成，分别是Autodesk MapGuide(插件或ActiveX)、Autodesk MapGuide Author和Autodesk MapGuide Server。其他辅助数据处理和转换工具有SDF Loader、Raster Workshop和SDF Toolkit。借助这些软件，空间数据和属性数据可以分开存储，在后台关系数据库和ASP编程的支持下，在线浏览地图图形非常方便、快捷、安全，还可以在一个网页中实现地图空间数据和宗地属性信息的同步浏览和交互访问。

其中，应用工具Raster Workshop主要用于转换和处理光栅图像，如航拍照片、卫星照片或扫描地图。图像可以按照指定的大小和矢量图形进行嵌套，光栅图像可以无缝拼接。SDF Loader和SDF Toolkit主要用于不同矢量数据源的转换，如AutoCAD的DWG格式(也是目前土地管理部门使用最广泛的矢量地图空间数据格式)和Arc/Info的SHP格式。通过这种格式转换，可以将其转换成MapGuide特有的高压缩比格式SDF(空间数据文件)文件，然后由作者编译成地图源文件MWF(地图窗口文件)发布在网络上，MapGuide服务器发布面向互联网的信息。然后客户端浏览器中的Autodesk MapGuide(插件或ActiveX)对地图信息进行解释和还原，完成地图图形的发布。下面重点介绍三个主要部分:

(1) Autodesk MapGuide(插件或ActiveX)是最终用户使用的Internet浏览器上的一个插件或控件，负责在WWW浏览器中解释传输的矢量地图窗口文件(MWF)。在这个插件/控件的帮助下，用户可以访问地图和GIS站点。由于使用的是矢量地图，可以分层操作，减少了大量地图数据从服务器到客户端的数据传输中的“瓶颈”问题。随着地图比例尺的增加，地图内容细节可以不断完善。此外，最终用户可以通过网页中的地图热点查询和浏览其他相关资料。

(2)MapGuide Author是制作GIS信息进行在线发布的工具，针对MapGuide服务器提供的数据，在网站上创建、修改和发布基于矢量的交互式地图。最终用户浏览的地图分为点、线、面、注记四层要素类型，每一层数据都是要素类型的集合。

(3)MapGuide Server是提供各种GIS数据在互联网上发布的服务器软件，是运行在NT4.0 Server或Windows 2000 Server上的地图数据服务器软件。通过配置Web服务器，MapGuide服务器可以获得从Web服务器传输的访问请求，并将结果返回给Web服务器，然后Web服务器将结果发送给用户。每个MapGuide服务器通过ODBC支持对位于网络上和本地计算机上的多个地图库文件和多个关系数据库的并发链接访问，真正实现了数据的分布式访问。

3土地信息数据的分类

土地管理部门日常使用的各种纸质专题图和地形图只能表达一定比例尺的图形信息，其载荷受到限制。电子地图和网络地图不仅可以整合不同历史时期、多比例尺、不同详细程度的地图信息，还可以显示相关文字、图片等多媒体信息，以及链接的外部数据库(存储与宗地相关的各类文字和数据信息)等。，这就需要我们对它们做一些研究。

3.1图形数据

图形数据可以用多种数字形式表示，日常生活中使用的电子地图可以分为矢量形式和栅格形式。

(1)矢量数据强调数据之间的相关性，即拓扑关系，包括点、线、面之间的各种成对关系。这种格式的一个特点是强调图形对象之间的关系，比如道路和地块之间的相邻关系。其次，图形物体的形状是用数学方程记录的，所以同样的信息量所需的存储空间要小得多，对网络带宽和传输速度的要求也更低。因此，这是建立土地信息发布信息系统的首选图形文件格式，MapGuide中的SDF文件格式为矢量格式。

(2)在格网形式中，数据以水平扫描线或条纹组织，因此地理实体信息串与数据的逻辑组织没有直接联系。但由于格网数据使用了区域填充、真彩色等技术，看起来更像是“真实地图”(纸质地图)。此外，光栅图像具有数字化工作量小、成本低的优点。在纸质地图转化为数字地图的过程中，一些不强调拓扑关系的专题地图可以通过扫描直接转化为计算机可以接收的位图，但缺点是图形占用空间大，不能根据图形对象连接相关属性数据库。一般将这类位图文件(如地貌晕渲图或航空影像图)作为地形图的背景图层，配合矢量地图可以显示“真实”的地貌形态。

3.2属性数据

属性数据主要以数据库的形式出现，图形数据和属性数据一般存储在单独的组织中，以增强整个系统数据处理的灵活性。这是以前地图数据库系统中数据的组织原则。在土地信息中，这类数据一般来源于地籍管理中的各类登记簿，主要以数字或文字的形式出现。可喜的是，目前各级土地管理部门普遍建立了地籍信息系统，这些信息大部分进入了数据库。如乐山市地籍管理信息系统采用的是地星镇地籍管理信息系统，宗地属性信息存储在DBF数据库中。因此，在建立土地信息发布系统时，只需通过ODBC将属性信息与图形对象关联起来即可。

MapGuide对空间数据采用主文件+索引文件的传统组织形式，数据传输采用CGI技术，解释客户端的请求，由服务器计算后通过Web服务器将结果发送给浏览器，实现了在线地图的可视化。此外，还可以用SQL构建，实现属性到空间、空间到属性的双向信息查询。

4土地信息数据的获取

4.1图形信息

根据乐山市中心城区土地管理现状和要求，可收集1∶500地籍图、1∶2千道路红线图、1∶5千基准地价图、1∶1万土地利用总体规划图、1∶65438。其中1∶500地籍图为矢量地图，1∶1千航片影像图为栅格地图，其他三种为纸质媒体地图，可通过扫描矢量化转换为数字地图。

4.2属性信息

主要来源于城镇地籍测绘成果的宗地信息部分，包括登记发证过程中的申请表、地籍调查表、审批表等，可根据数据库结构设计的要求，直接从地籍管理信息系统转换而来。

5土地信息数据的组织

5.1空间数据组织

基于上述数据格式特点，在网上土地信息发布的数据组织阶段，应根据不同的数据类型，采用不同的数据分类、分级和分块原则。

5.1.1矢量图形数据的组织

(1)分类原则。MapGuide环境根据要素类型对矢量数据进行分类，点、线、面和注记数据都可以以SDF文件格式出现。将待发布的专题地图和地形图中包含的图形元素按照不同的比例尺进行分类提取，作为图形显示的不同图层，通过控制不同图层的显示，使不同的用户在客户端看到自己所关心的不同比例尺的信息。以1∶500的比例尺为例，可以从城镇地籍测绘成果图中提取行政区划、街道、宗地边界、建筑物、水域、控制点、宗地号、绿地及相应的标注等各种图层。每一层都独立成为一个文件，成为电子地图的一层。如果将所有图层叠加在一起，就可以得到完整的地籍图。用户可以根据自己关心的信息打开或关闭相应的图层，使不同的图层组合起来形成不同的专题地图，既简化了绘图元素，又减少了图形传输的数据量，提高了浏览速度。

(2)分类原则。在不同的比例尺下，地图表达的信息量是不一样的。在1 ∶ 10000的比例下，无法表现街道甚至建筑物，但在1∶500的比例下，可以清晰地表现房屋的阳台甚至电线杆。在有限的显示屏上同时表达不同尺度的各种信息是不现实的，不能突出主题。因此，虽然同一个地图对象可能来自各种比例尺，但必须控制在什么比例尺，是否显示，用什么图形符号。

5.1.2格网数据(主要是航拍照片、卫星照片、地貌晕渲图)分块组织。

针对航拍照片、卫星照片等遥感数据量大、网上传输速度慢的特点，采用图形分块、显示分级的数据处理技术。主要依据是将已有的光栅图像按照显示区域的大小划分成多个图形块，然后根据每个图形块所表达的信息量来确定显示比例范围。由于栅格数据在变形校正后采用1∶1千的分幅管理模式，因此每幅图像可以视为一个图形块。这样在网络上传输数据时，只传输可视范围内的图像文件数据，大大减少了传输量，提高了浏览速度。

5.1.3图形和图像配准

(1)矢量数据注册。如果从纸质地图中导出不同比例尺的矢量地图，在地图编制阶段会由于纸质地图的不同选择和集成而产生一定的变形和误差，同一区域的数据应该是一致的。在具体实施阶段，以1: 500地籍图为基础，可对1: 5千基准地价图、1: 2千道路红线图、1: 1万土地利用规划图等中小型专题图进行校正，保证正常衔接。

(2)矢量栅格数据配准。栅格数据格式作为地理底图，应该具有地理属性，这是矢量与栅格地图匹配的基本条件。对于图形和图像数据的格式差异，图像可以注册到矢量数据，矢量图形也可以投影到光栅数据坐标系。用1∶500的地籍图匹配航空摄影影像图是一种简便的方法。

5.2属性数据和空间数据的连接

土地信息除了地块形状等空间信息外，很大一部分是数据库中存储的文字、数字等属性信息。对于每一个宗地，只有属性信息和空间信息相结合才能成为完整的宗地信息。如何才能在客户端同时看到这两种不同的存储形式？MapGuide提供了这样的解决方案:SDF Loader转换矢量图形时，每个地图对象(如宗地号、宗地名称等。)可以被赋予一个键值，这个键值类似于数据库中表的主键，它可以自动与数据库中指定表中具有相同主键的记录连接起来。这样，当您单击一个地图对象时，您可以很容易地访问与之相关的数据库属性信息。另一方面，如果您知道属性信息，您也可以很容易地找到并显示相关的图形对象。

5.3土地信息发布信息系统的结构

图1土地发布信息系统拓扑结构图

6系统功能

6.1地图显示内容选择

(1)您可以叠加任何感兴趣的地图图层。

(2)可以控制无关图层的移除。

6.2地图数据范围定位

(1)根据页号(1∶500)定位。

(2)根据宗地属性快速定位。

(3)根据城市坐标快速定位。

6.3空间数据和属性数据查询

(1)根据宗地空间信息，查询相应的属性信息(用户、使用年限、用途等。).

(2)根据宗地属性信息查询相应的空间信息。

(3)查询土地定级，直观显示各宗地基准地价。

6.4图纸上的测量

(1)地图对象之间的距离测量。

(2)宗地面积的测量。

6.5通过用户名和密码管理，为客户端访问设置不同的权限。

7系统应用价值

(1)高度整合土地管理部门各部门各种格式的地图和数据，实现最大享受。

(2)突破以往基础地图分幅管理的限制，实现不同比例尺、不同数据源地图的横向拼接和纵向叠加，提高查询速度。

(3)打破时空限制，实现土地信息异地在线查询。

(4)实现宗地空间数据和属性数据的同步查询。

(5)计算任意地块的面积和边长，为土地投资和市政建设提供科学详实的数据。

(6)系统安全高效。客户端只有浏览和查询的权限，数据不能修改。服务器只将显示窗口内的图层动态传输给浏览器，而不是将所有的地图数据传输给客户端，避免了地图数据的丢失和泄露。

(7)构建乐山数字城市空间数据基础平台。在这个系统的基础上，其他的公共* * *管理部门可以通过增加相应的专业层来建设自己的GIS系统，如燃气、公安等，最大限度的避免重复建设。