大数据时代自然资源一张图的构建

大数据时代自然资源 一张图的构建

沈旭祥

湖州市南浔创业测绘与土地规划院股份有限公司，浙江 湖州 313009

摘要：自然资源管理“一张图”，主要以大数据为依托，利用3S一体化、云计算、虚拟化等技术手段，采用C/S和B/S相结合的双结构模式，以服务驱动和管理应用为主要设计功能的系统平台，其可以大大提高自然资源业务处理效率，降低自然资源管理成本，推动多级部门管理，进而为实现我国空间规划改革目标提供可靠的参考依据。

关键词：大数据时代；自然资源；一张图；构建策略

1 大数据时代自然资源一张图的建设内容

1.1 核心数据库数据中心建设及整合

根据国家统一制定的数据库标准和数据建库指南及省厅对数据建设的要求，充分利用已建成的基础数据库，建设南浔区自然资源核心数据库，对各类自然资源数据进行梳理整合入库。基于统一的基础地理空间参考系，以高分辨率正射遥感影像为数据底图，形成覆盖南浔区的自然资源核心数据库；全面、快速和准确地掌握各类数据和空间布局，记录资源开发利用生命周期中各个阶段的信息，做到资源状况“一览无余”；同时为自然资源各项管理业务审批提供强有力的数据支撑,通过对核心数据库的整合，实现对南浔区自然资源信息的综合分析，为“批、供、用、补、查”等自然资源业务的全程动态监管提供数据支持。

1.2 核心数据库信息共享服务平台建设

系统基于数据中心数据，实现数据中心数据门户集成应用及按权限进行自然资源数据的查询、使用、下载等数据共享服务，并为“数字城市”、“一张图”、“综合监管”、“移动国土”建设提供基础地理空间信息开发基础框架及内容服务技术支撑。系统包括数据处理、数据仓库、数据应用、数据服务等子系统。

2 大数据时代自然资源一张图的平台设计

2.1 自然资源大数据存储管理

通过开展数据现状摸查和数据体系梳理的工作,根据现阶段已有的自然资源大数据积累情况,并结合自然资源管理的实际情况和现实需要,完成数据采集、清洗、转换和管理,针对数据建库、入库、更新及管理建立统一的技术标准和工作规范,全面整合包括基础地理、遥感影像、规划审批数据、调查评价数据、开发利用数据、档案数据等,并按照统一的数据处理、分类、存储标准,构建完整的自然资源数据体系,有效实现自然资源大数据资源统筹管理。

大数据核心数据库包含基础类、专业类和管理类数据,按照业务类型、空间尺度的不同,将各类自然资源大数据的空间参考、数据编码、以及数据分类进行统一,采用分类分层的原则组织数据。数据库作为连通底层存储和上层应用的关键,其核心任务是提供科学合理的数据组织布局,更高效地利用数据资源支撑系统应用服务。大数据库逻辑设计如图1。

图1 大数据库逻辑设计图

自然资源大数据包含空间大数据和非空间大数据,为了提高自然资源大数据的存储和访问效率,“一张图”平台采用集中式和分布式混合数据存储管理,包括关系型数据库、分布式文件系统等方式,不同的数据内容以不同的方式存储,为自然资源大数据提供通用可靠的存储管理体系。数据信息在传输、调用时依靠安全基础作为支撑,保证数据的安全。“一张图”数据管理架构如图2。

2.2 自然资源应用服务系统设计

应用服务系统建设遵照统一平台的建设思路进行建设,将多源、异构的各类国土信息资源集成在一张图上进行统一管理,基于统一的电子政务平台定制开发和集成运行所有的业务应用。系统采用1+N的分布式总体架构,实现与现有各部门业务系统衔接,体现系统上下左右的关系,1指的是1个综合监管平台,N指的是8个业务系统。

业务系统基于集成的综合监管平台,实现土地利用预审、土地报批、土地供应、土地开发整理、批后监管、土地信访管理、土地档案管理、勘测定界8个业务流程的服务应用。综合监管整合相关数据和应用系统,提供地图共享、业务分析与监管应用集成。

围绕自然资源管理监测部门的迫切需求,基于综合监管平台统一的数据流转标准,构建标准统一、多级联动的政务服务。同时,预留业务接口,促进自然资源和规划局各部门间业务协同,系统已在自然资源和规划局内部署应用,取得了良好的效果。一张图应用服务系统总体架构如图3。

图2 “一张图”大数据管理架构

图3 一张图应用服务系统总体架构

3 自然资源“一张图”数据库建设

3.1 数据库建设内容

根据我国自然资源数据现状以及“一张图”数据库的实际需求，纳入到“一张图”数据库的自然资源数据包含土地、矿产、地质环境等多个数据库，依据自然资源数据在自然资源管理工作中所发挥的作用，“一张图”数据库将自然资源数据划分为资料数据、基础数据、专业数据、管理数据以及元数据。

3.1.1 数据库建设流程

1）构筑自然资源“一张图”的空间数据框架

自然资源“一张图”的空间数据框架以金字塔结构的数字正射影像数据为本底，主要为覆盖全区0.2米分辨率标准分幅遥感影像（DOM）。将各种比例尺的基础地理数据，通过数据格式转换、坐标系统转换、拓扑构建、数据入库等，建立覆盖全区的“一张图”空间框架。

2）分层叠加各类专题或专业数据

在全区“一张图”的统一空间数据数学基础上，形成统一的多尺度地理空间信息平台，加载不同比例尺的空间专题数据。

3）支撑不同的应用

数据库可以支持各种应用服务，包括数据的查询、浏览和可视化展现，为辅助决策支持提供参考。通过应用服务接口，采用快照方式，为综合监管平台、电子政务系统提供数据调用服务，为业务管理提供依据。支撑数据分发与产品定制服务，为政府相关部门提供自然资源信息共享服务。

3.1.2 数据库整合方法

数据库整合采用以下三种方式：

1）基础层：ETL方式

基础层数据的整合采用ETL方式，按照“一张图”数据库要素编码和分类标准进行整合改造，纳入“一张图”数据库统一存储管理。

2）专业层：ETL和WebService方式

专业层数据集成整合可采用ETL方式，剥离基础数据，抽取业务数据层，按照“一张图”数据库要素编码和分类标准进行整合改造，整合入库。在条件具备的前提下，也可采用WebService方式，利用原有数据库及其应用系统提供的WebService服务，实现数据集成的Web服务。

3）管理层：数据调用接口方式

管理层数据采用数据调用接口方式集成整合。管理数据存储在各自的业务系统中，由各自业务管理系统维护更新，业务管理系统根据“一张图”数据库要求提供开放接口，通过接口调用的方式为“一张图”数据库提供数据，使管理层的数据可“沉淀”在专业层进行浏览和分析。

3.3 自然资源“一张图”数据库管理系统建设

自然资源“一张图”数据库管理系统按目录标准建立了土地、矿产和地质环境数据资源体系，全面管理自然资源矢量、资料和影像数据，解决数据安全与业务应用的矛盾。系统功能模块主要包括数据质检、数据入库、数据编辑、数据制图、数据服务、系统管理、常用空间分析工具等。

3.4 自然资源“一张图”综合应用系统建设

3.4.1 数据展示子系统

“一张图”数据展示子系统为用户提供了自然资源数据的浏览展示、查询分析、统计分析、结果输出等功能。主要包括常用工具、图层目录、信息查询、专题统计、空间分析、打印输出等。

3.4.2 服务管理子系统

“一张图”服务管理子系统将“一张图”数据库中的各类自然资源数据按专题以地图服务的形式对外发布并进行配置管理，同时记录服务访问日志，并管理平台用户、平台服务和查询服务访问日志，保障系统正常、安全、可靠地运行。系统功能模块主要包括服务管理、用户管理、日志管理、统计分析、系统配置、数据字典等。

3.4.3 辅助审批子系统

为实现高效灵活的应用服务，充分发挥“一张图”系统的信息化管理功能，对原有电子政务系统的部分模块进行升级改造，在“一张图”数据库及管理系统的支撑下，形成以图管地、以图管矿的审批模式。系统功能模块主要包括图形入库、叠加分析、审核结果回填、审核结果输出等。

结语

当前,自然资源大数据的应用处于初试阶段,相关技术也在飞速发展中更趋成熟,随着我国各项改革工作的推进,自然资源“一张图”建设机遇与挑战并存。本文围绕新时代下自然资源管理与监管业务部门的迫切需求,以大数据为依托,以服务驱动和管理应用为主线,构建了完整的自然资源“一张图”,实现上下左右系统紧密连接、协同应用,创新运行机制与服务模式,全面推进全区的国土空间规划改革,既提高工作效率又节省成本。

参考文献

[1]刘恒飞.基于智慧城市时空信息云平台的智慧环保构建[J].测绘与空间地理信息,2019,42(1):171-173.

[2]王映月,杜娜.大数据背景下的国土空间规划[J].农业科技与信息,2018(16):34-37,40.