铁路用地地籍管理系统的设计与实现

孙立志，徐洪秀，胡勤军

(天津市测绘院，天津 300381)

铁路用地地籍管理系统的设计与实现

孙立志*，徐洪秀，胡勤军

(天津市测绘院，天津 300381)

由于铁路用地管理过程中有很多难题，日常监管有待加强，为了适应新的铁路用地管理水平，本文在分析铁路管理中遇到的难题及天津市铁路局提出的需求基础上，设计并实现了铁路用地地籍管理系统。重点分析了研发过程中所涉及的关键技术，并对主要功能及技术实现进行了详细阐述，最后对系统的创新与特色进行了总结。

铁路；用地地籍管理；系统设计与实现

1 引 言

作为铁路运输企业生产经营的基础性资源，铁路用地具有十分重要的资产地位，特别是国发[2013]33号《国务院关于改革铁路投融资体制加快推进铁路建设的意见》中，第四条已经提出“加大力度盘活铁路用地资源，鼓励土地综合开发利用”，更加体现了铁路用地在铁路资产经营中的重要性。但是，现有铁路用地管理工作存在以下问题：一是铁路用地面积大，跨度长，土地监管难度大。二是铁路用地基础管理手段落后，很多靠手工完成，工作效率低、精确度不高。三是基础档案管理和查阅方式落后，地籍图与档案资料无法实现准确挂接。因此，建立一套综合性的铁路用地地籍管理系统，实现科学化管理、加强监管和提高资源利用率是亟须解决的问题。

当前，随着计算机技术、网络通信技术等快速发展，网络GIS提供了一种信息获取、更新和管理的工具。从本质上分析，铁路用地地籍数据也是一种地理信息数据，具有精确的地理位置成分。因此，利用网络GIS技术进行铁路用地地籍数据的管理具有很大的优势。首先，GIS技术提供了可视化工具能够更直观的展现地籍数据。利用不同颜色显示铁路用地数据是否发证等信息，避免了传统文字的记录的单一性。其次，地理数据往往具有属性信息，能够实现铁路地籍SHP数据与扫描件资料的挂接。这样就能容易地实现图形、属性和扫描件之间的互相查询。最后，将铁路用地地籍数据叠加在遥感DOM影像或者CAD地形图上进行浏览，能够提供更多的决策信息。

基于以上分析和探讨，结合3S技术的优势，建立一套铁路用地地籍数据管理信息系统能够更好的、科学的实现数据管理和维护。同时，对日常的办公流程进行计算机程序化，能够提高工作效率。

2 系统关键技术

2.1 基础地理数据发布

在网络GIS系统中，底图数据一般发布成动态地图服务(WMS)或者首先制作成切片缓存，然后将切片发布为切片地图服务(WTMS)。其中，WMS服务的发布步骤简单，不需要制作切片缓存。但是，这种方式一般将原始的影像数据部署在服务器端。同时，首次访问时，服务器端需要进行切片操作。WTMS服务则首先对原始影像数据进行切片，然后将切片进行部署。这种数据发布方式避免了直接对原始影像数据进行部署。另外，WTMS服务能够提供更高的数据访问性能。考虑到数据的保密性和访问性能，本设计方案采用切片地图的形式进行底图数据的发布。

2.2 铁路地籍数据的发布

专题数据包括铁路用地的界址点、界址线和宗地SHP数据。相对于底图数据，专题数据的数据量小，并且数据不会经常修改。本建设方案采用PostgreSQL数据库进行专题数据的存储和管理。最终，专题数据都通过GeoServer GIS服务器对外进行发布。GeoServer按照工作区、数据存储和图层进行数据管理。其中，工作区对应服务端的一个文件目录，用于管理其下的所有数据；数据存储按照所存储数据类型，可以分为矢量数据、栅格数据等；图层则是对数据存储的包装，定义了数据存储的访问地址、空间参考、字符编码等信息。

2.3 铁路用地套界

由于数据的测量方式、用途等不同，底图数据和铁路用地专题数据可能不能较好的套合在一起。因此，在建立数据库之前，首先需要解决铁路用地套界的问题。对于天津区域的测量工作，经常使用的大地坐标系是“1990年天津市任意直角坐标系”和“1980西安坐标系”。其中，“1990年天津市任意直角坐标系”属于地方坐标系统，仅在天津范围内使用。“1980西安坐标系”则数据全国通用的坐标系统，具有更加普遍的使用范围。考虑到不同地区、不同数据源的数据集成问题，本建设方案采用“1980西安坐标系”作为坐标参考。在确定了系统所使用的坐标参考系统后，铁路用地套界的问题就转换为不同数据源的坐标转换和统一的问题。

2.4 开源GIS开发平台

本系统完全基于开源GIS平台和数据库进行设计和开发，具有较低的开发成本和灵活性。项目开发成果是基于局域网的地籍GIS系统。其中，服务器端采用GeoServer和GeoWebCache搭建；客户端由OpenLayers实现地理数据访问，EasyUI搭建系统的整体界面。通过各个模块的协调合作，完成系统的预期功能。因此，项目的最大意义在于开发成本低，最终的相对收益较高。

(1)服务端软件设计

服务端主要由GeoServer和GeoWebCache组成。GeoServer是OpenGIS Web服务器规范的J2EE实现，利用GeoServer可以方便的发布地图数据，允许用户对特征数据进行更新、删除、插入操作，通过GeoServer可以比较容易的在用户之间迅速共享空间地理信息。

GeoWebCache(GWC)是一个采用Java实现的，用于缓存WMS(Web Map Service)Tile的开源项目。当地图客户端请求一张新地图和切片时，GeoWebCache服务器拦截来至客户端的请求，判断本次请求的数据是否已经被缓存。如果请求数据已被缓存，则将这些缓存图片直接渲染至客户端；如果请求数据没有被缓存，则发送请求至WMS Server(提供网络地图服务的服务器)，由服务器处理请求数据，并返回给GeoWebCache服务器，GeoWebCache服务器进过渲染及缓存数据图片后绘制到客户端。

地图往往是静态的，由于大部分客户端每一次请求WMS(网络地图服务)的数据都被质疑，这会导致不必要的处理，增加等待时间。GeoWebCache在他们请求的时候优化存储(缓存)地图瓦片，作为代理连接客户端(例如OpenLayers或谷歌地图)和服务器(如GeoServer，或任何WMS兼容的服务器)。随着新的地图和瓦片的请求发生，GeoWebCache拦截这些请求并预渲染瓦片。因此，一旦瓦片被存储，地图绘制速会度增加许多倍，实现更完美的用户体验。

(2)客户端软件设计

客户端的主要组成模块是OpenLayers和EasyUI界面库。OpenLayers负责加载服务端传送的数据，并且与服务器建立请求、响应机制。OpenLayers是一个用于开发WebGIS客户端的JavaScript包，用户还可以用简单的图片地图作为背景图，与其他的图层在OpenLayers中进行叠加。另外，OpenLayers也支持ArcGIS的切片地图。因此，我们可以利用ArcGIS制作离线切片地图并通过OpenLayers进行发布。除此之外，OpenLayers实现访问地理空间数据的方法都符合行业标准。OpenLayers支持Open GIS协会制定的WMS(Web Mapping Service)和WFS(Web Feature Service)等网络服务规范，可以通过远程服务的方式，将以OGC服务形式发布的地图数据加载到基于浏览器的OpenLayers客户端中进行显示。

作为主要的界面库，EasyUI构成了系统客户端的整体界面。jQuery EasyUI是一组基于jQuery的UI插件集合，而jQuery EasyUI的目标就是帮助web开发者更轻松的打造出功能丰富并且美观的UI界面。开发者不需要编写复杂的javascript，也不需要对css样式有深入的了解，开发者需要了解的只有一些简单的html标签。jQuery EasyUI为我们提供了大多数UI控件的使用，如：accordion，combobox，menu，dialog，tabs，validatebox，datagrid，window，tree等等。考虑到jQuery EasyUI的简单实用性，本系统的整体界面由该模块进行设计和开发。

3 系统主要功能及技术实现

3.1 方案对比

下面从方案的稳定性、经济性、开发效率和难易度上来进行对比，如表1所示。

系统方案选择对比 表1

从上表中，我们可以很容易得出下面的结论：使用商业的软件，开发效率比较高，开发速度快，难度也较低，但要支付相当大的费用。使用开源的软件，系统不仅稳定，且费用相对比较低。在现有广泛的开源软件支持下，选用开源的软件，是非常实际的选择。

3.2 总体建设方案

根据项目的具体需求，总体建设方案设计如图1所示。其中，客户端由OpenLayers和EasyUI界面库组成。GeoWebCache和GeoServer作为服务器端的主要模块，由tomcat服务器向外提供服务。同时，系统权限管理、用户列表、土地证、权属资料等的挂接由独立的数据库和服务进行管理。本系统选择开源的PostgreSQL数据库存储相关信息，并编写额外的Java Serverlet服务进行信息更新、删除和查询。

图1 系统总体架构设计

3.3 系统主要功能

(1)信息查询

通过点查询或者几何查询获取相关宗地的详细信息。属性查询根据宗地名称，里程，土地证，权属单位等信息查看宗地的几何图形和相关地籍资料，并高亮显示满足条件的宗地，如图2所示。

图2 信息查询

(2)四邻指界

实现四邻指界坐标对比功能。图3为四邻指界的流程、图4为四邻指界的功能截图。

图3 四邻指界流程图

图4 四邻指界

(3)系统管理与维护

系统管理与维护包括用户信息管理与权限配置、法律法规文件管理以及四邻指界日志管理服务，图5为系统管理的界面图。

图5 系统管理与维护

4 结 论

系统实现了地籍图形与土地档案资料的有效挂接。用户可以实现图形、属性和扫描件之间的互相查询，极大地简化了资料查询的复杂度，提高了工作效率。实现了日常办公的常用业务逻辑，如根据里程值查询宗地、四邻指界模块。针对不同用户，本系统提供了分级权限管理，包括一般用户、一般管理员和超级管理员权限。其中，一般用户只能查看管辖的宗地，不具备数据修改和系统管理权限；一般管理员可以查看所有数据；超级管理员具有绝对的管理能力，能够上传宗地、管理用户和日志查看等。

GIS技术提供了可视化工具能够更直观的展现地籍数据。利用不同颜色显示铁路用地数据是否发证等信息，避免了传统文字的记录的单一性。地理数据往往具有属性信息，能够实现铁路地籍SHP数据与扫描件资料的挂接。这样就能容易的实现图形、属性和扫描件之间的互相查询。铁路用地地籍数据叠加在遥感DOM影像或者CAD地形图上进行浏览，能够提供更多的决策信息。将地理信息技术与铁路土地管理有机结合，设计和实现了铁路用地地籍管理系统，实现铁路用地管理创新。这种管理创新一方面为提高土地管理水平提供了科学手段；另一方面也为管理创效提供了必要条件。

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Design and Implementation of the Land Cadastral Management System for Railway

Sun Lizhi，Xu Hongxiu，Hu Qinjun

(Tianjin Institute of Surveying and Mapping，Tianjin 300381，China)

It has many problems in the process of railway land management，daily supervision needs to be strengthened. In order to adapt to the new railway land management level，based on the analysis of the problems in the management of the railway and the Tianjin Railway Bureau requirements，this paper designs and implements the cadastral management system for railway. The key technologies involved in the research and development process are analyzed，and the main functions and technical realization are described in detail，in the end the innovations and features are summarized.

railway；land cadastral management；system design and implementation

1672-8262(2017)01-58-04

P208.2

B

2016—02—26 作者简介：孙立志(1986—)，男，工程师，主要从事移动GIS、网络GIS、摄影测量等方面的研究工作。