国土资源大数据整合与更新关键技术研究与应用

国土资源大数据整合与更新关键技术研究与应用

孙艳伟

山东上田沃土地规划设计服务有限公司山东日照276800

摘要：随着国土资源精细化管理的全面推进，已有的数据组织、管理和更新技术难以满足这一需求，主要存在以下问题：①测绘、地理国情、地质环境、矿产资源等数据分散存储，分散管理，数据存储介质、格式和标准不统一，亟待提升管理与存储能力；②存在数据字段缺失、坐标系统不一致、图形属性不对应等问题，土地、矿产、测绘各类数据的现势性参差不齐，部分急用的数据难以及时获取和更新；③无法及时实现上下级国土资源数据共享协同，其他行业的公共政务信息资源没有在国土资源管理中得到充分利用。

关键词：国土资源；大数据；数据模型；数据整合；更新

1、数据整合与更新关键技术

1.1 技术路线

基于统一数据模型的国土资源大数据整合与更新技术采用“图形驱动业务”的建设思路，充分利用已有的建设成果，以国土资源一体化数据库建设为核心，具体流程包括数据调研与分析、数据资源目录建设、构建统一数据模型、一体化数据库设计、数据标准化整合、数据库建库以及数据联动更新等。

1）数据调查与分析：按照国土资源数据整合与更新工程的数据资源体系建设要求，对土地、矿产资源、地质环境管理对象和管理工作中形成的数据资源进行系统调研分析。

2）数据资源目录建设：遵循科学性、实用性、稳定性、可扩展性、兼容性与针对性等原则，形成国土资源数据目录体系。

3）统一数据模型构建：采用面向对象的理论与方法，通过统一对象描述与编码、概念模型设计、逻辑模型设计等过程建立对象关系、构建统一数据模型和设计联动更新机制，以模拟国土资源管理的空间对象的结构和行为。

4）一体化数据库设计：包括数据库的总体架构设计、逻辑设计、物理设计、性能设计、安全设计与建库流程设计等内容。

5）数据标准化整合：依托现有数据，通过数据分析与检查、数据映射与抽取、数据预处理、对象编码与关联关系建立、质检审核等过程，为国土资源大数据管理与业务运行提供数据基础。

6）数据库建库：采用“分布存储、集中管理”的设计思路，针对未建库的数据采用标准化建库方法进行“新建”；对于已建库数据，根据实际情况，采用数据库迁移“统管”或者动态视图“引流”的方式实现数据统一管理。

7）数据联动更新：基于统一数据模型，利用缓冲资源池完成数据更新，并将数据变化前后的编号信息、属性信息、业务信息记录在对象变化表中。经过数据抽取，将最终的成果数据和关联表格存储在一体化数据库中，实现联动更新、数据“留痕”。

1.2 关键技术

1.2.1统一数据模型构建

采用面向对象的理论与方法，遵循“数据与应用分离”的原则，将空间图元（地块）作为国土资源管理的空间对象进行设计，所有涉及位置、面积、界线的信息均与图形挂接，包括统一对象描述、概念模型设计和逻辑模型设计等过程。

1）统一对象描述。为保证空间对象在整个数据资源中的唯一性，按照统一编码规则对空间对象进行编码描述，如同人的身份证号，作为唯一性标识，形成业务关联、信息回溯、综合分析的基础与纽带。

2）概念模型设计。采用面向对象的思想来描述国土资源数据，包括对象的逻辑组织、对象间的关系与限制，具有抽象性、封装性、多态性、继承性等特征。概念模型的建模过程更专注于分析问题本身，发掘重要的业务领域概念，并建立业务领域概念之间的关系。

3）逻辑模型设计。在概念模型设计的基础上，对国土资源中的各项业务内容进行数据建模，实现空间对象、基本信息、项目信息、业务信息的组织与存储，形成国土资源大数据逻辑数据对象模型。对国土资源数据业务关系进行梳理，构建数据关系模型，包括空间关系模型、业务关系模型和时态关系模型。

1.2.2一体化数据库设计

一体化数据库包括国土资源一体化数据仓库、数据操作区、应用服务库，三者协同构成国土资源数据应用、沉淀、更新的自我循环体系。

1）国土资源一体化数据仓库。国土资源一体化数据仓库存储的是基于统一数据模型，权威的、历史性的、现状性的数据，并可根据业务管理需求实时联动更新。存储内容按国土业务管理需求划分，包括公共基础类、专业基础类和业务管理类以及公共政务类数据。

2）数据操作区。数据操作区是国土资源一体化数据仓库的缓冲地带，存储的是未经确认和标准化处理的数据，通过分析整合、加工处理、抽取等操作，将数据更新到数据仓库中。数据操作区内包括沉淀回来的审批成果数据、汇交数据，以及其他需要加工处理的数据。通过数据操作区，一体化数据库实时记录管理过程信息，做到数据“步步留痕”，同时减少荷载，保障一体化数据库高效运行。

3）应用服务库。应用服务库包括两部分，一是面向行业内和部、省、市、县数据交换的共享交换库；二是面向行业应用可灵活组装的业务主题库。共享交换库主要存储面向国土管理行业、省市县各级汇交、分发的数据，其数据长期存放，便于后续追踪回溯。

业务主题库主要从满足国土业务应用需求出发，为行业内提供可“灵活组装”的数据服务支撑（如建设用地审批主题、规划主题、耕地保护主题等），同时也支持政府部门间的“订阅发布”（由用户单位按需求订阅数据），对社会公众“适度开放”（按照一定的权限进行开放）的国土资源数据共享服务。

1.2.3数据联动更新

基于构建的统一数据模型，通过业务系统的有效衔接，将以往“数据割裂、管理脱节”的审批流程，升级为“数据统一管理、审批无缝衔接、更新一体联动”的新模式，建立“一横一纵”的国土资源数据联动更新机制。

1）“一横”是跨业务部门的联动更新。国土资源数据流动循环一般涉及多个业务部门，同时国土数据是否变化直接受到多个相关国土部门履行业内职能的影响。一项业务的处理决策，特别是综合工程，现阶段往往需要多个业务部门协同办理、多个类型数据综合支撑。横向开展跨部门的国土数据更新，保障数据变化的流畅、权威、一致。

当某一类国土数据更新时，首先联动更新与其在业务、空间、属性上强相关的各项国土数据，保障数据变化的一致性，减少数据矛盾（如建设用地审批更新时应联动更新土地利用年度计划指标数据，进行指标数据的核减）；对与其弱相关的数据，通过接口服务向目标业务系统发出更新提示，选择是否择时进行数据更新；对更新后引起相关数据矛盾的，根据更新规范规则本平台暂时不予更新，并发相关责任部门限期进行核实确认，经其修正无误后再予以更新。

2）“一纵”为省-市-县的三级联动更新。联动更新机制根据业务权限、管理职能的差异分为自上而下、自下而上以及二者相结合的方式。根据数据在省-市-县三级业务的关联性，以一体化数据库为统一出入口，当某一级国土资源数据更新时应联动更新其他层级的数据。例如建设用地审批更新时，其建设用地指标要先在一体化数据库中完成核减，市县土地利用计划指标同步更新，完成各自层次的建设用地指标核减。

2、结语

国土资源大数据中心以空间大数据框架为基础，研制了统一数据模型驱动的国土资源数据整合与更新技术，开展了国土资源大数据整合建库工作，建成了国土资源一体化数据库，实现了“同数同源、权威发布”。同时，设计大数据缓冲池架构和数据联动更新机制，实现了“统一管理、联动更新”，极大提升了数据整合建库、共享服务效率，对于我国国土资源大数据中心建设具有重要借鉴意义。但也存在一些不足和难点，例如保障机制上，需要加强组织保障，借助行政力量形成数据汇交和联动更新机制。

参考文献：

[1]耿欢迎,姚岐.地理信息系统对国土资源管理的重要影响[J/OL].城市建设理论研究(电子版),2012,(32).

[2]李晓.基于国土资源大数据应用的土地资源管理模式创新研究[J].国土资源科技管理,2017,34(4):74-80