国土资源电子政务平台设计方案Word下载.docx

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的通知》，国土资发[2001]255号

（18）《关于建立建设用地信息发布制度的通知》，国土资发[1998]222号

（19）《国土资源行政复议规定》，国土资发[2001]8号

（20）《关于国土资源电子政务建设的指导意见》，国土资源部

数据库建设方面的技术依据

（1）《中华人民共和国行政区划代码》，GB2260—2000

（2）《地球空间数据交换格式》，GB/T17798—1999

（3）《国土基础信息数据分类与代码》，GB/T13923－1992

（4）《城市地理要素—城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线，编码结构规则》，GB14395－93

（5）《国家基本比例尺地形图分幅和编号》，GB/T13989—1992

（6）《1∶50001∶10000地形图图式》，GB/T5791—1993

（7）《1∶5001∶10001∶2000，地形图要素分类与代码》，GB14804－1993

（8）《1∶5001∶10001∶2000，地形图图式》，GB/T7929-1995

（9）《1∶5001∶10001∶2000地形图数字化规范》，GB/T17160-1997

（10）《地籍测绘规范》，国家测绘局CH5002-1994

（11）《地籍图式规范》，国家测绘局CH5002-1994

（12）《大比例尺地形图机助成图规范》，GB14912-1994

（13）《城镇地籍数据库标准（试行）》，国土资源部

（14）《县（市）级土地利用数据库标准（试行）》，国土资源部

（15）《县（市）级土地利用规划数据库标准》，国土资源部

（16）《国土资源信息核心元数据库标准》，国土资源部

（17）《地质图空间数据库工作指南》，国土资源部

（18）《矿产地质数据库建设工作指南》，国土资源部

（19）《矿产资源规划数据库标准（试行）》，国土资源部

（20）《省级矿产资源规划数据库建设指南（试行）》，国土资源部

（21）《土地利用现状数据验收标准》，国土资源部

软件工程管理中的技术依据

（1）《软件工程术语》，GB/T11457-1989

（2）《计算机软件开发规范》，GB/T8566-1988

（3）《计算机软件产品开发文件编制指南》，GB/T8567-1988

（4）《计算机软件需求说明编制指南》，GB/T9385-1988

（5）《信息技术软件生存期过程》，GB/T8566-1995

（6）《软件文档管理指南》，GB/T16680-1996

（7）《计算机质量保证计划规范》，GB/T12504-1990

（8）《计算机配置管理计划规范》，GB/T12505-1990

2设计原则

（1）先进性

包括硬件设备、软件和技术方法的先进性：

硬件设备的先进性：

硬件设备应选用性能价格比高的设备，并有很高的可靠性和较长的使用寿命；

软件的先进性：

软件应当采用目前国际上通用并符合发展趋势的软件，为以后的功能扩充打下基础；

技术方法的先进性：

采用先进的技术方法和理论，设计实用、可靠、具有先进理论水平的分析模型和应用模型。

（2）稳定性

系统建设将采用先进和高度商品化的软硬件平台、网络设备和二次开发工具。

在进行系统设计、实现和测试时采用科学有效的技术和手段，确保系统交付使用后能持续稳定地运行。

（3）安全性

由于系统业务涉及不同权限的职能部门、不同类型的业务数据，系统的安全保密性是系统设计的重要原则。

系统应采用权限控制和网络控制两种方法，保证整个软件系统不会出现非法访问和各子功能的非法使用：

权限控制包括操作系统、数据库管理系统和按岗位权限设置功能三级控制；

使系统本身对于数据库中数据存取进行控制，防止无关用户对数据的有意或无意破坏以及对数据的非法存取，并采用数据备份等技术，保证数据的安全性；

网络控制采用内网从物理上和外网分开，通过防火墙同外网进行隔离的网络建设方案；

网上申报通过电子证书认证及用户名和密码的检验来保证安全。

（4）可维护性

维护方式：

系统提供对系统自身的集中操作维护的功能，真正做到使系统能在数据损坏、丢失等情况下将备份数据倒回，实现数据恢复。

维护工作量：

系统提供集中的、智能化的维护工具，尽可能减少手工维护工作量，确保系统的正常运行。

（5）易操作性

界面设计：

系统应提供美观实用、友好直观的中文图形化用户管理界面，充分考虑办公人员的习惯，方便易学、易于操作，含全菜单式处理和各种快捷键操作，保证多数功能一键到达。

系统应以图形化的方式提供各种操作手段，充分发挥GIS以图形面对用户的特点，信息的表现方式更直观，效率更高，摆脱过去那种面对大量枯燥的表格、文字信息进行数据挖掘的状况。

系统应提供即时在线联机帮助功能，随时对操作者遇到的疑难进行解答。

（6）可扩展性

功能扩展：

为了满足用户今后系统扩容和扩大应用范围的需求，系统应充分考虑从系统结构、功能设计、管理对象等各方面的功能扩展。

软硬件升级：

系统应充分考虑软硬件平台的可扩展性及软、硬件的负载平衡机制。

随着关键软件和硬件的发展以及管理功能的增加，系统具有灵活和平滑的扩展能力。

（7）开放性

为了确保应用系统具有良好的互操作性和可移植性，系统的数据格式应该符合有关国家标准或行业标准。

3关键技术

3.1MapGIS—基础平台

业务多样、图纸复杂、表格繁多，数据来源多、数据量大、空间跨度大、要求的精度高是国土资源信息显著的特征，这决定了其管理信息系统必须采用先进的GIS技术。

由中国地质大学信息工程学院中地公司开发研制的国产GIS平台—MapGIS，经过多年不断的努力，目前已发展成为面向网络环境的全组件式大型通用GIS平台软件；

提供有API函数、MFC类库、COM组件等多种二次开发方式；

在性能上已经达到国际先进水平，尤其在地图输入/输出、叠加分析、网络分析、海量数据管理、图库检索和BUFFER分析等方面领先于国内外同类软件；

在国内的市场占有率保持第一名；

在国家科技部组织的GIS测评中，连续7年名列前茅，2002年获国家科技进步二等奖。

该平台目前已在“湖南省国土资源厅电子政务系统”、“湖北省国土资源厅电子政务系统”、“秦皇岛市国土资源管理信息系统”和“云南省楚雄州国土资源管理信息系统”等多项国土项目中得到了应用。

这一技术成果是市局国土电子政务管理系统具有高品质的保证。

3.2应用的关键技术

3.2.1多源国土资源信息的分布式存储技术

网络空间数据库的建立是实现空间数据分布式管理的核心基础。

为了实现空间数据存取的设备无关性、位置无关性，MapGIS从软件结构上，把数据管理功能独立成一个功能层，所有的数据存取均通过该功能层。

在该功能层定义了“工作区”的概念，并在工作区的基础上，定义了对空间实体相关的各种数据进行添加、删除、更新、检索、判断等操作，这些概念和操作通过API函数接口或C++类，暴露给上层程序。

MapGIS数据管理层向上提供“工作区”的概念及其相关接口，向下则通过数据转换程序对其他GIS系统实现数据交换，通过本地数据管理程序实现存取本地空间数据文件，通过空间数据库引擎存取网络数据，如图1所示。

图1MapGIS数据管理层结构逻辑图

利用MapGIS的空间数据库引擎（SDE），可将多源国土资源空间数据放在商业关系数据库中管理，这样既可大大拓展空间数据的容量，又可以利用关系数据库的海量数据管理、事务处理（Transaction）、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能，使空间数据与非空间数据一体化集成。

SDE通常可分为服务器端和客户端两部分。

客户端通过ODBC驱动程序与数据库连接并操作数据库，在服务器端，空间数据库引擎提供了建立网络空间数据库所必须的一些存储过程、功能组件、面向GIS系统管理员的空间数据库管理维护工具等，具体组成如图2所示。

空间数据库引擎在客户端和服务器端的功能如何分配，需根据服务器和客户机的性能、网络带宽等因素确定。

数据可以存放在网络服务器或Web服务器，也可以存放在本地。

访问数据时可以不必关心数据的存放位置，用户可以像操作本地数据一样去操作网络数据。

数据管理层

客户端空间数据引擎

服务器端空间数据引擎

数据库系统

服务组件

空间数据库管理工具

客户端

服务器端

图2网络数据管理软件组成示意图

3.2.2海量图库管理技术

MapGIS国土资源信息系统拥有强大的海量数据管理能力，它将数据分为两类，地形数据以分幅专题层的方式通过MapGIS海量地图库管理；

专业数据以整体专题层的方式通过MapGIS工作区管理。

两类数据通过空间位置叠至在一起形成完整一体。

MapGIS海量地图库管理系统在平面上以图幅为单位来管理各幅地图，在纵向上以“要素层”来组织各图幅数据，逻辑结构如图3所示。

图幅1图幅2图幅3

要素层1

要素层2

要素层3

要素层4

图3海量图库逻辑结构图

图中所示的图库是由9个图幅组成，具有4层要素层。

平面范围来看，图库是由各个图幅拼接而成，而从纵向厚度来看，图库是由各个“要素层”数据重叠而成。

按这种组织方式，结合灵巧的具体实现，MapGIS海量地图库管理系统可以提供给用户灵活直观的数据入库手段、强有力的数据查询途径和高效快捷的漫游显示等功能和特性。

按这种组织方式，MapGIS海量地图库管理系统易于针对地图数据库管理的特殊性，提供给用户图幅与图幅间的接边功能，以消除相邻图幅间的接合误差，不至于让人感到整幅图是分块拼合的结果；

易于实现对跨图幅图元进行整体查询和归并检索输出，同时保证系统的快速、高效性能。

3.2.3国土资源信息管理的多级服务器组建技术

针对国土资源空间数据客观上分布而在实际操作、应用中又需要集中的特点，研究提出了多级服务器结构模式，开展了多级服务器组建技术研究。

国土资源管理多级服务器数据管理体系结构是一种灵活的结构，根据不同类型的国土资源信息，可以建立一级或多级服务器体系（见图4）。

通常一级服务器建立在县（区）级行政管理部门，二级服务器建立在地级行政管理部门，三级服务器建立在省级行政管理部门，四级服务器建立在国家行政主管部门。

每一级服务器的空间数据库都可作为信息服务数据库的数据来源。

对于多级服务器体系，下级服务器是上级服务器的数据来源，上级服务器中的数据是下级服务器数据的集合，下级服务器中的数据对应上级服务器中某个区域的数据。

最下级服务器负责数据的更新和维护，并自动更新上级服务器中的数据，上级服务器再自动更新更上一级的服务器中的数据。

同级服务器之间的地理空间范围互不重叠，同一种专题的多级服务器统一按行政边界或标准图幅划分地理空间范围。

这种方案保证了数据具有极大的可恢复性，当上级服务器出现故障时，上级服务器可以从所有的下级服务器中取得最新的数据，来建立全局数据，当下级服务器出现故障时，下级服务器可以从上级服务器中下载最新的数据。

围绕数据中心服务器，数据管理和应用构成了一个具有C/S结构的局域网，从空间数据库提取信息进行发布的Web服务器也是中心服务器的一个客户端，而Web服务器和浏览器则构成了B/S结构。

2级服务器

3级服务器

1级服务器

用户

……

……

……

图4多级服务器数据管理体系结构

3.2.4国土资源信息WEB发布技术

国土资源信息管理要完成面向政务管理和社会服务两个领域的管理系统建设，关键是要解决信息管理和发布的技术问题。

在系统用户数量迅速上升时，集中式信息处理模式对海量数据的处理（特别是空间数据的查询）费时费力，系统已不堪重负；

而基于Internet网络WebGIS技术能较好地解决这些矛盾。

WebGIS通过一种标准的SQL数据库接口提供了存取各种数据库的统一接口，以支持多种不同类型的数据库。

利用WebGIS，人们可以通过Internet搜索和浏览所需要的空间数据、专题图和图像，还可以进行空间查询和空间分析。

WebGIS一方面实现了以浏览、查询为主的应用系统的B/S结构，另一方面可实现多级服务器和多用户协同工作方式，使应用系统的构建跨越了地域的限制和规模上的限制，为地理信息系统由以系统为中心转向以数据为中心的过渡打下了坚实的基础。

WebGIS为国土资源部门的办公管理、公众服务提供了一种有效途径。

国土资源厅中下属单位不同类型的数据分别存储在不同地点的服务器上，每个GIS用户作为一个客户端通过互联网与服务器交换信息，既可以在全省范围内进行实时在线数据更新，也可以与网上其他非GIS信息进行无缝连接和集成。

国土资源空间数据的Web发布系统拟采用的体系结构见图5，系统采用三层结构：

GIS数据服务器层、WebGIS服务器层和浏览器层。

国土信息1

Internet

国土信息2

国土信息n

MapGIS

GIS数据服务器层WebGIS服务器层浏览器层

图5国土资源信息Web发布体系结构

①浏览器层的平台是Windows98（以上），采用普通的HTML浏览器，接收普通的HTML页面。

它的任务是访问WebGIS服务器中有关的ASP页面，并请求地图数据。

②WebGIS服务器层的平台是Windows2000Server以及MapGIS平台，主要由基于MapGIS平台的MapGISServer组件组成。

WebGIS服务器接收到浏览器端的请求后，利用MapGISServer组件的功能，进行处理、分析、计算等，如果需要GIS数据服务器的数据，则向GIS数据服务器发出请求。

③GIS数据服务器层的平台是Windows2000Server以及空间地理数据库。

它完成数据的定义存储、检索、完整性约束以及有关的数据库管理工作，它接收到WebGIS服务器的数据请求，并将处理结果交送WebGIS服务器。

3.2.5多用户并发访问与长事务处理技术

在国土资源信息管理与服务系统中，要处理大量的信息数据，受到网络的传输协议、实时访问量、带宽占用等的约束，把用户请求和结果数据有效地传输，成为影响系统性能的重要因素。

一个成功的国土资源信息的管理与服务系统，不仅要具备空间数据操作、发布功能，而且还要具备处理大量用户的并发访问和“长事务”（多用户环境下的空间分析是一个长时间的事务，称“长事务”）技术的能力，确保系统响应的速度和对服务器资源的最少占用，使服务工作顺利开展。

如何实现多用户并发访问、快速有效的传输数据是迫切需要解决的关键技术问题。

3.2.6多用户并发访问技术

用于国土资源信息应用与服务的WebGIS系统建立是基于WindowsNT平台的Web服务器IIS，为确保系统响应的速度和对服务器资源的最少占用，通过对比分析CGI与ISAPI扩展的优缺点，确定了在WebGIS服务器扩展部分采用ISAPI的方案。

为了使WebGIS应用服务器与ISAPI配合，真正发挥服务器对大量并发访问的有效响应，采用了WindowsNT特有的先进的多线程和命名管道技术。

在WebGIS应用服务器中，由主进程针对每一个用户请求创建一个线程来响应，服务器可以充分利用多线程机制，让各子线程分别处理用户的请求，达到并行处理的效果，保证了系统对请求的快速反应。

同时，各线程独立工作，完毕后自动结束，释放系统资源，保证系统始终处于良好的运行状态。

保证了在网络大量用户并发访问时，WebGIS服务器能够快速有效地作出反应。

3.2.7长事务处理技术

针对“长事务”完成时间长短不一的特点，采用将HTML技术和“PUSH”技术相结合的解决方案进行事务处理工作，即1）用户发出空间分析请求，通过Web服务器传输到GIS服务器；

2）GIS服务器通过读取空间数据和属性数据，进行各项空间分析，将分析结果存储在特定的主页中；

3）事务完成之后，用户端可以使用标识和密码，查询空间分析结果，可进行下载、公布或删除等操作；

4）若使用“PUSH”技术，服务器在事务处理完成后，将分析结果自动送给用户。

这一方案对于在Internet上大量使用国土资源信息数据进行空间分析操作有着十分重要的意义。

3.2.8工作流驱动技术

根据“国际工作流联盟”的定义，工作流是指在一定组织和机构内，文档（Document）、信息（Information）或任务（Task）按照一系列已定义的规则（Rules）和按一定的时序在参与者（Participants）之间传递以达到整个业务目标的自动化过程。

一个工作流包括一组活动及它们的相互顺序关系，还包括过程及活动的启动与终止条件，以及对每个活动的描述，如活动的执行者、相关应用程序、需要的文档等。

工作流模型相关的模块包括工作流定义程序、工作流控制与监控组件，工作流定义和实例数据与工作流相关数据（信息系统数据）统一存放在关系数据库中，一体化管理（见图6）。

图6工作流引擎示意图

电子政务系统以业务为中心，通过业务流程来管理，而这些流程通过系统提供的工作流引擎进行驱动，这个工作流引擎建立在GIS界面层，通过GIS网络连接实现，基于GIS网络的工作流模型提供给应用者的是一个完全可视化的网络工作环境，用户的开发应用完全是基于GIS的，GIS所使用的数据库或者文件方式对用户是透明的，有关数据库的支持完全由GIS完成，不必考虑数据库的异构问题，用户只需要专注于了解整个业务逻辑，将自己的逻辑图通过GIS绘制在计算机上，就可以完成工作流模板（业务逻辑模型）的定制，GIS会按照空间拓扑自动进行对控制逻辑的解释。

通过引入GIS的处理方式，将抽象的业务逻辑图具体化，把它变为实际的GIS网络模型，用GIS网络的思想来理解它、实现它，把业务逻辑可视化，用户在进行业务逻辑设计时，可以摆脱烦杂的与数据库有关的操作，专心于业务逻辑的分析。

“结点”代表了工作流中的不同角色（如：

业务科室），“网线”代表了工作流中角色之间的联系（如：

局长办公室与地籍科之间的联系），这样工作流中的流转发送就转化为了网络中的资源流动，工作流控制也就变成了网络控制，实现了将现实生活中的社会运动数学模型化，不仅简化而且可视化了业务逻辑，使业务逻辑的控制更加简便、快捷和准确，在这个基础上，使我们能更好地分析解决业务逻辑控制问题。

作为工作流中的基本元素，角色具有角色名称、事件号列表、事件名称列表等属性，“角色名称”可以和商用数据库中的角色一一对应，事件号可以和动态表单关联，用来触发表单，使用户能在“恰当”的时候使用；

角色之间的联系主要具有顺权、逆权这两个从GIS网络中引入的两个概念，“顺权”表示从起始角色到终点角色的权重，反之为“逆权”，通过顺权、逆权的设置以及网络拓扑关系的控制，可以实现对案件流向特别是“特事特办”的控制。

国土部门业务烦杂，基于工作流模型用户可以很方便的定制各种业务办公流程，下面以建设用地审批流程为例大致介绍工作流的构建过程（图7）。

窗口收件

业务受理

业务审批

上级审批

发文缮证

P1

P2

b

c

a

图7业务流程逻辑图

图中的方框部分作为角色，图中的箭头连接线作为“联接”。

从图中可以看出，图中“P1”角色记录了a，c两条“进入”连接，“P2”角色记录了b“进入”和c“出去”连接，以及c连接是由角色“P1”到角色“P2”等信息，这些信息是在GIS上绘制工作流模板时自动形成的，案件就会按照它的定义进行流转。

工作流技术的应用将为专业人员尽快熟悉系统提供极为便利的条件，提高系统开发的效率。

工作流在提供用户方便性的同时又不乏灵活性。

由于各地实际情况不同，各国土资源管理单位在遵守国家相关规范基础上，都会根据实际情况对自己内部的业务作出一些具体特殊的规定。

为了适应这些情况，在系统中将允许用户对系统的工作流程进行灵活方便的设置，数据流也会自动地适应工作流的变化，从而控制数据在网络上的流动。

既实现了业务的可调整和可定制，同时也成功解决了GIS应用系统和办公自动化系统的无缝集成。

3.2.9时域GIS（历史）管理技术

国土资源信息在日常使用过程中，数据变更经常发生，需要实施版本控制以保证数据的有效性，避免混乱。

四维（空间＋时间）GIS系统，也称时态GIS，通过对时间维的描述，借助可视化方法可直观地表达国土资源空间信息的动态变化（历史），制作随时间变化的动态地图，用于涉及时空变化的现象或概念的可视化分析。

四维GIS强调的是利用时空分析的工具和技术来模拟动态过程，探究和挖掘隐含于时空数据中的信息和规律，这就要求必须建立规范化的时空数据模型。

一个合理的时空数据模型必须考虑如下几个方面的因素：

节省存贮空间、加快存取、查询、分析的响应速度以及表现时空语义。

时空数据模型的核心问题是研究如何有效地表达、记录和管理现实世界的实体及其相互关系随时间不断发生的变化。

这种时空变化表现为三种可能的形式：

一是属性变化，其空间坐标或位置不变；

二是空间坐标或位置变化，而属性不变，这里空间的坐标或位置变化既可以是单一实体的位置、方向、尺寸、形状等发生变化，也可以是两个或两个以上的空间实体之间的关系发生变化；

三是空间实体或现象的坐标和属性都发生变化。

以国土资源空间实体的增量变化存储为基础，形成一个时间序列，序列上的任意项都可以备份下来作为版本管理，同时增量演化也可以得到相应版本的数据，因此可以通过控制版本的个数，来决定“时间换空间”或者“空间换时间”的程度。

由于增量存储管理只记录了数据库中数据变化的变化量，在满足部门工作需要的情况下，所记录的数据冗余最小，并且它充分发挥了MapGIS对海量数据的管理能力，可以直接对整个专题层进行历史管理；

因此在查看历史时，可完整恢复历史并且支持对历史的查询、统计、输出。

通过“增量”恢复，占用空间小，但速度相对较慢；

通过“版本”恢复，占用空间大但速度较快。

综合版本管理和增量存储两种方法的优点，可以