基于GIS的自然資源確權登記數據平臺建設與應用

劉滿義 汪發勇

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.02.002

收稿日期：2023-06-26

基金項目：自然資源確權登記數據建庫及質檢平臺設計與開發研究（黔地礦測科合〔2022〕05號）

摘? 要：自然資源確權登記是完善自然資源資產產權制度的必要手段，信息化平臺的建設能夠確保數據的統一登記和精準管理，文章結合GIS技術和空間數據庫技術研發了自然資源確權登記數據平臺，基于組件式模式開發了數據建庫、數據操作、數據應用以及數據質檢等功能，可為用于自然資源管理的地理信息系統應用提供一定的技術支撐。

關鍵詞：自然資源；確權登記；動態匹配

中圖分類號：TP311? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2024）02-0005-04

Construction and Application of GIS-based Data Platform for Natural Resources Ownership Confirmation and Registration

LIU Manyi1，2， WANG Fayong1，2

（1.Institute of Surveying and Mapping， Guizhou Geology and Mineral Exploration Bureau， Guiyang? 550018， China;

2.Guizhou Institute of Geology and Mineral Surveying and Mapping Co.， Ltd.， Guiyang? 550018， China）

Abstract： Natural resource ownership confirmation and registration is a necessary means to improve the property rights system of natural resources. The construction of informatization platforms can ensure the unified registration and precise management of data. This paper combines GIS technology and spatial database technology to develop a natural resource ownership confirmation and registration data platform. Through a component-based mode， functions such as data database construction， data operation， data application， and data quality inspection are developed， it can provide certain technical support for the application of geographic information systems for natural resource management.

Keywords： natural resources; ownership confirmation and registration; dynamic matching

0? 引? 言

黨的十八屆三中全會以來，國家以點帶面探索自然資源確權登記方法，相繼出臺了《自然資源統一確權登記辦法（試行）》《自然資源統一確權登記工作方案》《自然資源確權登記操作指南（試行）》《自然資源確權登記數據庫標準（試用版）》等一系列相關文件，明確堅持資源公有、物權法定和統一確權的原則，對水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂以及探明儲量的礦產資源等自然生態空間進行統一確權登記，形成歸屬清晰、權責明確、監管有效的自然資源資產產權制度，更好地服務于自然資源的有效保護、精準監管、動態管控[1]。

自然資源確權登記是以不動產登記為基礎，充分利用國土調查成果，對各類自然保護地、江河湖泊、自然生態空間以及全民所有單項自然資源開展統一確權登記，實現覆蓋水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂、海域、無居民海島以及探明儲量的礦產資源等自然資源的統一確權登記[2，3]，是國土資源優化管控的關鍵核心技術。

本文從自然資源多源、多尺度數據采集整合出發，緊扣自然資源調查、確權、登記的業務流程，利用成熟的技術架構，將計算機、GIS、大數據等先進的技術和軟件工程思想應用到自然資源確權登記工作中，緊緊圍繞確權登記數據庫成果，設計并開發了自然資源確權登記建庫及質檢平臺，為自然資源統一確權登記工作提供技術支撐[4，5]。

1? 總體設計

根據《自然資源確權登記操作指南（試行）》《自然資源確權登記數據庫標準（試用版）》等文件的要求，以及自然資源確權登記成果的管理與質檢要求，對自然資源確權登記數據庫業務進行需求分析，以此保證平臺運行的魯棒性[6]。采用面向過程的結構化設計自頂向下對平臺進行總體設計，平臺整體采用MVC（Model、View、Controller）框架結合.NET技術、COM技術、GIS技術和空間數據庫技術[7]，包含數據建庫模塊、數據操作模塊、數據應用模塊、數據質檢模塊四大功能模塊。平臺功能架構設計圖如圖1所示。

2? 關鍵功能設計

2.1? 定制化建庫

定制化建庫是平臺根據用戶需求創建空間數據庫，分以下幾步進行：

1）用戶根據需求和空間數據庫配置說明對空間數據庫所包含的要素信息及其屬性字段信息進行配置[8]，并對配置信息進行檢查確認。

2）平臺以JSON文件為數據流交換方式，讀取空間數據庫相關配置信息，并對所讀取的配置信息進行檢查，篩選出符合要求的配置信息存入對應的空間數據庫日志中，同時將不符合要求的配置信息反饋給用戶。

3）平臺通過讀取合法的空間數據庫配置信息進行空間數據庫中要素及其屬性字段的創建，將創建成功的要素信息和失敗要素信息及失敗原因反饋給用戶?？臻g數據庫配置信息中的Geometry表示要素幾何類型，Polygon表示要素幾何類型為面，LineString表示要素幾何類型為線，Point表示要素幾何類型為點。Properties表示屬性字段集合，單個屬性字段中fieldName為名稱，fieldAlias為別名，fieldType為類型，fieldLen為長度，fieldAccuracy為精度，fieldValue為默認值，fieldNull表示是否允許為空，值為1表示不能為空，值為0表示能為空。自定義建庫文件JSON格式如下：

{

"Layer1"：//圖層名稱

{

"Geometry"："Polygon"，//要素幾何類型

"Properties"：//要素屬性集合

[

{"fieldName"："MC"，"fieldAlias"："名稱"，

"fieldType"："Text"，"fieldLen"：25，"fieldAccuracy"：-1，

"fieldValue"："默認名稱"，"fieldNull"：1}

]

}，

"Layer2"：

{

"Geometry"："LineString"，

"Properties"：

[

{"fieldName"："ZYLX"，"fieldAlias"："資源類型"，"fieldType"："Int64"，"fieldLen"：2，"fieldAccuracy"：-1，

"fieldValue"："0"，"fieldNull"：0}

]

}，

"Layer3"：

{

"Geometry"："Point"，

"Properties"：

[

{"fieldName"："ZYMJ"，"fieldAlias"："資源面積"，"fieldType"："Double"，"fieldLen"：30，"fieldAccuracy"：4，"fieldValue"："0"，"fieldNull"：0}

]

}，

"Layer4"：

{

"Geometry"："Table"，

"Properties"：

[

{"fieldName"："ZYZLH"，"fieldAlias"："資源種類累計和"，"fieldType"："Int"，"fieldLen"：0，"fieldAccuracy"：-1，"fieldValue"："0"，"fieldNull"：0}

]

}

}

2.2? 屬性動態匹配

在數據轉換過程中，將外部數據導入空間數據庫某個要素中經常會出現屬性字段名稱不一致但所表示含義相同的情況，本平臺通過屬性動態匹配的方式來解決該問題。屬性動態匹配是在源數據和目標數據確定后，為用戶提供屬性字段對應關系選擇服務，平臺會將屬性字段名稱一致的源數據和目標數據自動匹配，屬性字段名稱不一致則讓用戶選擇匹配，從而在空間位置信息導入的同時也將相對應的屬性字段信息導入[9]?？臻g數據屬性動態匹配流程如圖2所示。

2.3? 定制化屬性質檢

屬性質檢是指對空間數據庫中的要素屬性表內容進行相關的質量檢查，不同要素的屬性字段不同，故無法設定統一的質檢規則，因此平臺采用定制化的方式對不同要素進行屬性質檢。屬性質檢的規則由用戶根據需求配置生成JSON文件，平臺按照配置文件中設定的質檢規則對相應要素的屬性字段值進行檢查，并根據檢查結果生成質檢報告。質檢報告包括要素信息、質檢規則、符合質檢規則數量、不符合質檢規則記錄等信息。屬性質檢規則中fieldName為屬性字段名稱，operateSymbol為質檢運算符，fieldValue為質檢值。質檢運算符取值is表示能，is not表示不能，一般用于對NULL值的判斷，=表示等于，in表示在集合中，not in表示不在集合中，＞表示大于，＜表示小于。滿足運算符的條件表示符合質檢規則，否則視為不符合質檢規則。

2.4? 定制化要素質檢

要素質檢是指對空間數據庫中要素空間位置進行相關的質量檢查，不同要素的空間類型不同，故無法設定統一的質檢規則，因此平臺采用定制化的方式對不同要素進行要素質檢。要素質檢的規則由用戶根據需求配置生成JSON文件，平臺按照配置文件中設定的質檢規則對相應要素進行檢查，并根據檢查結果生成質檢報告。質檢報告包括要素幾何類型、質檢規則、符合質檢規則數量、不符合質檢規則記錄等信息[10]。要素質檢規則中Geometry表示要素幾何類型，Polygon表示要素幾何類型為面，LineString表示要素幾何類型為線，Point表示要素幾何類型為點。SpatialRelation表示空間關系質檢規則，值Overlaps對面和線要素表示相交，對點要素無效，SelfOverlaps對面、線、點單要素表示重疊，SelfIntersections對面和線要素表示相交，對點要素無效，單要素中任意兩個幾何形狀之間滿足質檢規則即表示該要素中有幾何形狀存在問題。

3? 平臺建設

3.1? 數據建庫

本平臺在空間數據庫建庫中提供確權登記數據庫和自定義數據庫兩種不同模式的建庫方式。確權登記數據庫是根據《自然資源確權登記數據庫標準（試用版）》生成空間數據庫中要素信息及屬性字段信息的配置文件，在平臺中對該配置文件進行內置，便于用戶快速建立自然資源確權登記數據庫。自定義數據庫是根據用戶定制化的空間數據庫配置文件建立相對應的空間數據庫，為用戶創建空間數據庫提供操作便捷、可控性強的服務。同時為提高用戶的體驗感和滿意度，在數據庫創建過程中將所有可控的信息全部暴露給用戶，用戶可根據自身需求創建定制化的空間數據庫。

3.2? 數據導入

針對調查數據來源不同、標準不同、使用領域不同等原因造成的數據表達形式不一致問題，設計基于屬性的動態匹配方法，在數據導入過程中對不同表達形式的數據進行標準化統一處理，實現對各類自然資源數據的一體化管理，用于支撐權籍調查、圖斑融合監測以及規范化數據的共享應用。數據導入如圖3所示。

3.3? 數據應用

在對各類資源數據進行統一化處理后，結合《自然資源確權登記操作指南（試行）》中的數據成果要求進行整理和分析，形成批量生成登記單元圖、批量生成登記公告、單要素數據統計及分析、多要素數據統計及分析等數據成果應用。批量生成登記單元圖和登記公告是根據預先定義的模板文件自動化生成成果，大大提高工作效率的同時保證了成果的質量。登記單元圖系統界面如圖4所示。

3.4? 數據質檢

數據質檢是空間數據庫建設過程中必不可少的環節，也是對數據質量進行控制的重要環節。本平臺將數據質檢分為屬性質檢和要素質檢兩個部分：屬性質檢是根據質檢規則對要素屬性字段值進行質量檢查；要素質檢是根據質檢規則對要素的幾何形狀關系進行質量檢查。雖然兩項質檢工作是從不同的角度對空間數據庫成果進行質量檢查，但兩項質檢工作也是密不可分的，進行空間數據庫成果質量確定時需同時考慮兩項質檢工作的錯誤率。

4? 結? 論

基于GIS技術和空間數據庫技術完成本平臺的建設，本平臺相關工作分為以下幾點：

1）平臺各功能界面采用組件式方式開發，既可實現各組件的重復使用，又能在各界面中進行定制化的設置，確保平臺的界面具有較強的擴展性和可移植性。

2）平臺采用配置文件方式實現數據建庫、數據質檢功能，采用自定義字段匹配方式實現數據導入功能，采用模板文件方式批量生成單元登記圖和登記公告，使得該平臺在滿足自然資源確權登記數據應用的同時可以更好地提供其他服務，使平臺具有較強的定制性和通用性。

3）平臺采用模塊化方式進行功能模塊的設計與開發，這種設計方式大大降低了功能模塊之間的耦合性，提高了功能模塊的內聚性，使平臺的功能具有較強的可移植性、易替換性和易安裝性。

4）為提高平臺內部數據訪問的安全性，平臺在類和類之間采用先驗證后通信的消息傳遞方式，同時為內部類的變量賦予嚴格的訪問等級。

通過對本平臺建設過程中工作的總結和反思，針對本平臺存在的不足給出以下幾點展望：

1）數據建庫模塊實現了根據定制化的配置文件創建空間數據庫，但仍存在有待改進的地方，如存在配置文件的生成對非專業人員來說還是較為復雜和煩瑣、配置文件中未指定空間數據庫坐標系、配置文件中涉及的數據類型尚不完善等問題，就上述問題進行不斷的完善和優化才能為空間數據庫建庫工作提供更好的服務。

2）屬性質檢功能實現了根據屬性字段質檢規則對要素的屬性字段進行質量檢查并生成質檢報告，但屬性質檢功能只能針對單要素進行，尚未考慮多要素屬性字段關系，未突破多個要素之間屬性字段值的限制性、關聯性、條件性進行質檢，該項需求也是空間數據庫建設過程中比較常見的。

3）要素質檢功能實現了根據要素質檢規則對要素幾何形狀間的空間關系進行質量檢查并生成質檢報告，但要素質檢功能只能對單要素內的幾何形狀關系進行檢查，且幾何形狀間的空間關系類型較少，同時尚未考慮多要素之間的空間關系，無法完成多個要素之間空間關系的檢查，該項需求也是空間數據庫建設過程中比較常見的。

參考文獻：

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[9] 黃俊飛，楊飛.維護資源資產權益? 服務生態文明建設——新時代自然資源確權登記工作綜述 [J].資源與人居環境，2023（3）：8-10.

[10] 劉法軍，張勇，李軍亮.自然資源統一確權登記的做法與思考 [J].測繪與空間地理信息，2022，45（8）：88-91.

作者簡介：劉滿義（1997—），男，漢族，貴州盤州人，工程師，碩士研究生，主要研究方向：軟件工程、地理信息技術、空間數據庫索引與編碼等；汪發勇（1988—），男，漢族，貴州紅花崗人，工程師，碩士研究生，研究方向：生態修復、城鄉規劃、水土保持與國土整治研究。