[科普中国]-土地信息系统

构成

土地信息系统是为土地管理部门提供数据采集、组织、存贮、加工、处理、应用和传播信息的工具。完整的土地信息系统主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、土地空间数据和系统管理操作人员，其核心部分是计算机系统。空间数据库反映了土地信息系统的土地内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

(一)计算机硬件系统

计算机硬件是计算机系统中的实际物理装置的总称，可以是电子的、电的、磁的、机械的、光的元件或装置，是土地信息系统的物理外壳，系统的规模、精度、速度、功能、形式、使用方法甚至软件都与硬件有极大的关系，受硬件指标的支持或制约。土地信息系统由于其任务的复杂性和特殊性，必须由计算机设备支持。土地信息系统硬件配置一般包括四个部分：计算机主机；数据输入设备，即图形数字化仪、图像扫描仪、键盘、通讯端口等；数据存贮设备，即软盘、硬盘、磁带、光盘及相应的驱动设备；数据输出设备，即图形/图像显示器、矢量/栅格绘图机、行式/点阵打印机等。

(二)计算机软件设备

计算机软件设备是指土地信息系统运行所必需的各种程序，通常包括以下三方面。

1．计算机系统软件

计算机系统软件由计算机厂家提供的、为用户开发和使用计算机提供方便的程序系统，通常包括操作系统、汇编程序、编译程序、诊断程序、库程序以及各种维护使用手册、程序说明等，是土地信息系统日常工作所必需的。

2．土地信息系统软件和其他支撑软件

可以是通用的GIS工具系统或专门开发的土地信息系统软件包，也可包括数据库管理系统、计算机图形软件包、CAD、图像处理系统等，用于支持对空间数据输入、存贮、转换、输出和与用户接口。

3．应用分析程序

应用分析程序是系统开发人员或用户根据土地专题或区域分析模型编制的用于某种特定应用任务的程序，是系统功能的扩充与延伸。在优秀的GIS工具支持下，应用程序的开发应是透明的和动态的，与系统的物理存贮结构无关，而随着系统应用水平的提高和不断优化扩充。应用程序作用于土地专题数据或区域数据，构成GIS的具体内容。这是用户最为关心的真正用于土地分析的部分，也是从空间数据中提取土地信息的关键。用户进行系统开发的大部分工作是开发应用程序，而应用程序的水平在很大程度上决定了系统实用性的优劣和成败。

(三)土地空间数据

土地空问数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等，由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他通讯系统输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。不同用途的GIS其土地空间数据的种类、精度都是不同的。

(四)系统开发、管理和使用人员

人是GIS中的重要构成因素。土地信息系统从其设计、建立、运行到维护的整个生命周期，处处都离不开人的作用。仅有系统软硬件和数据还不能构成完整的土地信息系统，还需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用程序开发，并灵活运用土地分析模型提取多种信息，为研究和决策服务。1

功能结构土地信息系统的功能结构包括下列五大部分。

1．输入子系统

这部分接受外来各种数据，包括遥感影像数据、专业图件数据、测绘调查数据、文档资料数据以及各数据库数据及网上数据。输入操作的便捷性、保证各种数据的协调一致性以及生成数据的规范性是系统对这一部分的基本要求。通常这部分工作方式包括有手扶数字化仪采点图件输入；扫描仪扫描图形、图像录入；属性、文档数据键盘录入；网上数据下载录入等。

2．数据库管理子系统

这部分是系统工作的基础。空间定位数据与属性数据一体化管理是系统对这一部分基本要求，保证数据的质量，加大数据的安全性，减少数据的冗余度，提高数据运行的效率是这一部分设计的目标。由于数据本身的重要性，这一部分在系统中有一定的独立性，高质量的数据库管理系统建立起来的土地信息数据库应当是跨软件平台的，即多个软件平台可以共享一个数据库。

3．系统管理子系统

这部分是系统工作的指挥协调部，也是系统对外的窗口。系统与用户的界面即通常所说的工作菜单、各模块的连接、用户帮助、使用提示等都是由这部分来实现的。这一部分的程序设计在WINDOWS操作系统环境下使用高级语言并不困难，关键是做好系统分析，将系统中各模块的划分与连接关系设计合理。

4．专家子系统

这部分包括系统中的所有应用模型与相应的功能模块。它在系统管理子系统支持F，调用数据库中的数据，按照模型的要求进行各种运算分析，最后得到结果，交付输出子系统输出。如果说其他各部分都可以由地理信息系统软件平台、数据库管理系统软件提供基本的功能，那么这部分则需要系统开发设计人员与土地管理专业人员一起独立地根据土地管理的要求进行程序设计。这一子系统的设计与开发的质量取决于对土地管理准确而深刻的理解以及计算机信息技术的运用。

5．输出子系统

系统所有工作结果都由这一部分向外发布。输出的方式包括屏幕显示、打印机打印、绘图仪制图、数据拷贝、通过动态网页数据上网等。图件、表格输出前的编辑、整饰也要依靠这一部分软件的支持通过人机交互的方式实现。用户界面友好、提供功能齐全以及图件表格制作规范美观是系统对这一部分的要求。1

业务范围土地信息系统应当覆盖土地管理的全部业务工作范围，为这些工作提供信息与决策服务。在我国土地管理的机构、体制、政策等仍处于改革调整阶段，会有调整与发展，从信息与决策服务这一角度，对土地管理的业务大致可以分为以下几个方面。

1．地籍管理

这是土地管理的基础。所谓地籍就是土地的“户口”，它是在地籍测量与地籍调查的基础上对土地的产权、土地的位置与面积进行确权，登记造册，并发放土地证书。由于土地使用是动态的，就一个地点而言，存在着初始地籍与变更地籍，初始地籍与变更地籍有各自相应的严格的管理制度。地籍管理又分为城镇地籍管理与农村地籍管理两种。

2．土地定级估价

这是土地市场管理的一项重要工作，属于地籍管理的范畴。土地的价值随着经济的发展是动态变化的，为规范土地市场，根据土地市场交易情况、土地区位条件、土地质量等，给出土地的级别与基准地价是土地管理的一个重要内容。此外，宗地的估价也是土地管理的一项重要业务工作。

3．土地利用动态监测

利用遥感、地面勘察等多种技术手段，对土地利用现状进行制图、统计、分析与管理。

4．耕地保护

根据土地利用现状，农用地的质量以及当地经济发展预测，对农用地进行分类，划分基本农田保护区，执行国家耕地保护政策，贯彻耕地总量动态平衡的战略。

5．土地利用规划

随着国民经济的发展，土地利用现状与经济发展对土地的要求产生矛盾，为缓解这一矛盾，适应经济的发喂，需要对土地利用进行重新规划。城市规划一般由政府建设系统承担，而农村土地以及城乡结合部的土地利用规划由国土资源管理部门承担。

6．建设用地管理

根据土地利用规划以及国家有关法律法规及相关制度和政策，进行建设用地使用权出让、划拨，征收集体土地等。

7．土地监察

调解土地纠纷，查处违法用地，监察土地政策的执行情况。

8．土地整治

集约化利用土地是高效合理利用土地的一项重要措施。根据国家土地利用的政策法规以及土地利用总体规划，对低效利用的土地进行综合整治，集约化利用土地，提高土地利用效益。1

建立过程建立土地信息系统的一般过程如下：

1．了解背景，确定目标

在调查研究过程中，尽可能掌握与信息系统有关的数据和资料。应当访问相关部门和领域的领导、专家、学者，认真总结他们在科学研究中的思路和方法及解决问题的推理判断过程。专家在研究过程中的逻辑思维经验是十分难能可贵的宝贵材料，甚至已经成为物理模型的框架，这是建立数学模型的基础，也是研究和开发土地信息系统的依据。

2．分解模拟对象

抓住土地信息的主要方面，分解模拟对象，提出可能性较大的几种设计方案．尽可能使问题简化，减少考虑的因素。同时需要与该领域的专家共同讨论，使假设的现实性增加，避免一些不必要的系统研制开发的重复过程。

3．数据处理

通过实地踏勘、调查或测量，采集必要的数据，输入计算机，建立数据库。

4．图形显示，曲线拟合

利用某些绘图软件或采用回归分析方法，对已经获取的土地信息数据进行拟合，得到拟合曲线来拟合实际曲线。

5．系统建立

简化实际问题，提出恰当的假设，并利用适当的数学T具，刻画变量之间的关系，确定相应的信息系统，并运用GIS的统计分析、空间分析等得出结论。

6．模型的验证

将信息系统运行结果与实际情况相比较，也就是进行误差分析，确定系统的可信程度。如果计算结果与事实不相符，说明在信息系统建立过程中可能忽略了某些重要的因素，缺乏关键的数据。此时应该加强对实际问题的调研，重新开始研发信息系统。

7．预测与决策

一个成功的国土资源信息系统，不仅能够解释系统的已知现象，更应该预测系统的未来，把已知数据加入到系统中，发展趋势，并为系统的合理利用与开发，提供最优决策支持。2