農用地信息化管理平臺設計研究

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摘要:針對喀什地區農用地管理相關需求,設計開發了基于WebGIS的喀什地區農用地信息化管理平臺。平臺實現了多源農用地資源綜合管理、國有農用地租賃信息化管理、綜合查詢統計分析等功能。平臺建設旨在為綜合管理分析、農業補貼發放等提供決策支持,提升喀什地區農用地的信息化管理水平。

關鍵詞:WebGIS;農用地管理;決策支持

農業信息化是信息經濟時代農業現代化的本質特征,是農業發展的必然趨勢[4]。近年來,我國農業信息化步入高速發展階段,物聯網、云計算等現代信息技術快速發展,農業信息化水平不斷提升[2-3]。同時,我國農業信息系統建設蓬勃發展,許多學者與專家在學術與實踐方面都有諸多研究。張澤宇以提升系統易用性為目標,分析農用地信息及管理業務流程,提出農用地系統開發時需要考慮的4個特殊性,并以上海市農用地GIS綜合管理系統為案例實現,取得了較好的反饋[4]。袁濤、馮連芳、王鳳輝等人分別基于上海市浦江鎮、金山區、閔行區介紹農用地管理系統設計、開發與應用[5-7]。為解決上海市區兩級分建的農用地管理系統存在的信息數據不互通、數據采集和更新不同步、各部門間的數據不能共享和交換等問題,上海市農業農村委員會信息中心建設了上海農業地理信息公共服務系統平臺,取得了顯著成效[8]。王磊等人,基于深圳市經濟服務局對農業用地的多部門協同管理和動態巡查監管管理需求,設計開發了深圳市農業用地綜合管理信息系統,解決了多部門數據共享、日常巡查監管等問題[9]。南京市智慧農業中心基于大數據技術于2016年開發了南京市農業信息服務綜合管理系統[10],實現了農業物聯網遠程監控、重點農業項目信息管理等功能。山東農業大學與量子數聚(北京)科技有限公司聯合開發了“農業大數據應用云平臺”[11],提供農業數據資源共享、企業地圖、等多項服務。然而,總體上我國農業信息化服務水平仍有待提高[12]。喀什地區作為新疆維吾爾自治區的5個地區之一,總面積約1620萬hm2,是新疆的農業主產區。全地區種植業農作物面積104萬hm2,天然草場面積367.8萬hm2(可利用面積287萬hm2)。喀什地區農用地信息化管理水平較低,傳統的紙上辦公、臺賬管理已無法滿足當地日益增長的綜合、高效、精細化管理需求。同時,政府決策、農業補貼、用地規劃等急需更加全面、客觀、公正的數據與平臺支撐。因此,建立喀什地區農用地信息化管理平臺勢在必行。本文基于WebGIS構建喀什地區農用地信息化管理平臺,平臺建設旨在為解決喀什地區國有農用地租賃管理較為混亂、落后的問題,為多源農用地數據綜合管理、決策分析、農業補貼發放等提供平臺支持,提升喀什地區農用地的信息化管理水平。

1系統設計

1.1需求分析

通過對喀什地區自然資源局農用地數據現狀、管理現狀、管理需求的調研分析,發現喀什地區農用地數據及管理主要存在以下幾個問題:1)數據底數不清、權屬不明:各類農用地數據分散管理,數據格式、數學基礎、數據存儲方式不一致,各數據存在空間位置、權屬關系矛盾沖突。2)缺乏統一管理模式和綜合管理平臺:數據分散于各部門單獨管理,缺乏統一管理模式,導致信息孤島現象嚴重,無法綜合分析、深度挖掘數據價值。3)國有農用地租賃管理較為混亂、落后:主要包括合同與地塊關聯性不強,缺乏準確空間信息支撐;各縣合同格式多樣,缺乏統一模板;以臺賬形式管理,無法快速、準確、全面地為決策者提供國有農用地、發包合同詳細信息。綜上所述,構建喀什地區農用地信息化管理平臺,不僅要滿足農用地信息化管理、多部門協同管理的需求,更要解決國有農用地合同管理較為混亂、落后的問題。因此,平臺主要功能需求如下:1)構建農用地資源“一張圖”,實現多源農用地沖突檢測。2)國有農用地租賃與合同管理,合同實時監測預警。3)各類農用地綜合查詢、統計分析、專題報表導出等功能。

1.2總體架構

系統基于B/S模式搭建,主要分為基礎設施層、數據層、服務層、應用層,如圖1所示。1)數據資源層:主要為基礎地理信息數據庫、遙感影像數據庫、農用地空間數據庫、業務專題數據庫、用戶機構數據庫。數據庫采用PostgreSQL存儲,空間信息通過OSGEO4W直接導入GDB格式數據。2)服務層:是指連接數據層為應用層提供數據訪問及功能實現的邏輯層,基于SpringMVC框架,采用Java語言開發,主要包括Web服務訪問、屬性數據訪問、空間數據訪問,基于ArcGISServer發布地圖服務,提供空間數據分析、地塊管理、合同管理、系統維護等服務。3)應用層:是功能具體實現的應用邏輯層,采用Cesi-um+Html+jquery開發庫,滿足前臺頁面的開發和地圖功能,采用Ajax實現數據異步傳輸,確保平臺操作流暢。實現了系統數據更新維護、統計分析、地圖可視化、三維場景展示、農用地租賃管理等功能。

1.3功能設計

根據需求分析,喀什地區農用地信息化管理平臺功能設計如圖2所示,主要有9大功能模塊,即用戶與權限管理、基本地圖操作、農用地信息管理、綜合查詢、統計分析、監測預警模塊、專題圖模塊、租賃管理模塊、檔案管理模塊。1)用戶與權限管理由平臺管理員注冊用戶個人賬戶,并設置相關功能權限,用戶通過平臺門戶登錄進入系統,根據不同的功能權限,在系統中顯示對應的功能模塊,同時提供用戶修改登錄密碼操作。2)基本地圖操作模塊基本地圖操作模塊主要包括二三維瀏覽功能、放大、縮小、漫游、全圖、圖形要素識別、面積及距離量測、坐標定位、圖層管理等。3)農用地管理模塊農用地信息管理是指對農用地空間信息、屬性信息的管理,主要包括用地圖斑的管理、用地基本信息管理、用地更新調整等。農用地圖形更新可通過平臺導入dxf、shp等數據格式,同時保存歷史數據,為圖斑變化追蹤做數據支持。4)綜合查詢模塊綜合查詢模塊主要包括屬性查詢和位置查詢兩種方式,對符合條件的農用地在地圖上高亮顯示。按屬性查詢可通過下拉菜單選擇或輸入關鍵字的方式查詢,支持模糊查詢。5)統計分析模塊統計分析模塊包括地區級、縣級、鄉鎮級、村級統計分析以及任意范圍的統計分析。包括對農用地類型、面積、質量等級、租賃狀態、租金總額、租金走勢格等信息的統計分析,統計信息以表格、柱狀圖、餅狀圖、折線圖等方式呈現,每一類統計分析都有其對應的空間分布。6)監測預警模塊監測預警模塊是指通過多源數據的對比分析,發現各類數據因權屬不清、底數不明而產生的矛盾沖突地塊,對矛盾圖斑高亮顯示。通過平臺可實時生成矛盾圖斑統計分析報告,可導出矛盾圖斑。7)專題圖模塊專題圖由要素空間分布+統計分析報表兩部分組成,主要包括農用地租賃專題圖、農用地現狀分類專題圖、國有集體農用地空間分布專題圖、耕地質量等級空間分布專題圖。支持專題圖導出,為政府工作報告、決策分析提供數據支持。8)租賃管理模塊租賃管理是指對喀什地區國有農用地的統一租賃管理,主要功能包括租賃地塊、租賃合同、租金交納等方面的管理。租賃合同與地塊綁定,實時監控租賃合同變更情況,提供租賃合同、租金繳納到期監測預警、租賃合同網上簽訂、合同打印輸出等功能,實現喀什地區國有農用地租賃信息化、標準化管理。9)檔案管理模塊檔案管理是指對農用地日常管理信息、租賃合同、歷史數據等檔案及其掃描件的管理。

2系統實現與應用

根據調研分析結果,并結合農用地相關數據的敏感性、安全性問題,基于喀什地區內網設計并構建了農用地信息化管理平臺,平臺包括大數據管理、后臺管理兩個子系統。大數據管理平臺主要是針對農用地相關數據數據的綜合管理、統計分析、查詢檢索和二三維一體化展示。后臺管理系統主要為國有農用地租賃管理相關的業務操作。

2.1多源農用地綜合管理

實現了國土三調、基本農田、建設用地、草地清查、林地變更、國有農用地、農村集體土地等多源農用地及相關數據的三維立體“一張圖”展示,多源農用地數據的沖突檢測與監測預警。可直觀展示各類農用地數據的空間分布、矛盾沖突,為喀什地區多源農用地綜合管理、決策分析、農業補貼發放等提供平臺支持。

2.2國有農用地租賃信息化管理

通過國有農用地合同與地塊綁定,確保租賃合同有準確的空間數據支撐,解決了租賃面積與實際面積不符的問題;實現了通過合同快速定位租賃地塊,快速查找每個地塊的租賃記錄;實現了對租賃合同的實時監測預警,實時顯示即將到期、已過期合同空間分布、地塊面積、到期時間等信息;實現了對租賃合同租金繳納統計分析與監測預警;實現了國有農用地租賃網上辦理、合同查詢、打印輸出等功能。最終實現租賃合同信息化管理,為喀什地區國有農用地租賃信息化管理提供技術手段。

3結束語

本文針對喀什地區農用地數據及管理的現狀與需求,基于WebGIS構建了喀什地區農用地信息化管理平臺并投入使用。平臺實現了多源農用地綜合管理、租賃合同信息化管理、綜合查詢統計分析等功能,直觀展現了多源農用地數據底數不清、權屬不明的問題,有效挖掘了海量多源農用地數據潛在價值,改變了國有農用地合同臺賬管理模式,解決了國有農用地合同管理較為混亂、落后的問題,提升了喀什地區自然資源局農用地管理水平,可以為決策者快速提供更加準確、權威、直觀的數據域平臺支撐。

作者：孫睿英 馮然 張力仁 郭邦滿 任梓瑞 單位：黑龍江第二測繪工程院