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安徽省农用地分等、定级与估价信息系统的设计与开发

安徽省农用地分等、定级与估价信息系统的设计与开发
李绍山     段增强2 
(1 安徽省土地勘测规划院,安徽 合肥,230001; 2 中国农业大学资源与环境学院,北京,100094)

    摘  要:根据国家《农用地分等规程》、《农用地定级规程》和《农用地估价规程》,同时参照《安徽省农用地分等、定级与估价实施方案》,我们设计并开发了基于地理信息系统的“安徽省农用地分等、定级与估价信息系统”。该系统设计中综合运用了现代地理信息系统和数据库处理与分析技术,在充分体现系统透明性的前提下,实现了农用地分等、定级与估价过程的自动化。本文介绍了该系统的技术路线、数据库结构和功能结构,并根据该系统在安徽省明光市的应用情况进行了总结。实践证明,该系统符合规程思想,运行可靠,结果准确,可以大大提高农用地分等、定级与估价的工作效率,实用性强。
    关键词:农用地 分等  定级  估价  信息系统

An Agricultural Land Classification, Graduation and Valuation Software System for Anhui Province
Li Shaoshan1  and  Duan Zengqiang2
(1 Instruction of Anhui Province Surveying and planning, Hefei, Anhui, 230001;
2 Resources and Environment College, China Agricultural University, Beijing, 100094)
Abstract: According to the <Regulations for classification on agricultural land>, <Regulations for graduation on agricultural land> , <Regulations for valuation for agricultural land> and the <Implementing schemes for agricultural land classification, graduation and valuation in Anhui Province>, the authors design and developed the GIS and database system based software of “agricultural land classification, graduation and valuation system for Anhui Province” . While providing possibilities for users to control every detail processes, the software also farthest simplifies the manipulations. This makes it an easy tool to every operator. This paper expatiates the technical framework, database structure and the functions of the software. The software was used in the agricultural land classification, graduation and valuation work in Mingguang County, which showed it software of high stability, and markedly improved the work efficiency.
Keywords: agricultural land; classification; gradation; valuation; information system

1.引言
    农用地是人类赖以生存和社会经济不断发展最根本的稀缺资源之一。人多地少是我国的基本国情,因此我国土地中的最大问题就是资源的科学利用和保护。土地保护又以农用土地保护为主。另一方面,农用地还是建设用地的重要来源,随着工业化和城市化进程的加快,导致基本建设占地与耕地保护矛盾日益突出。农用地分等、定级与估价可以从气候、土壤、地形地貌、区位以及经济等多个方面对农用地的质量优劣和价格进行综合、定量评价,为基本农田保护、土地利用总体规划编制、土地整理、耕地占补平衡以及农用地征用补偿等提供科学依据。
    农用地分等、定级与估价涉及大量的土地空间信息和土地属性信息,借助现代地理信息系统GIS)技术可以快速获取和准确处理上述信息,从而实现“空间信息和属性信息获取——信息处理和统计分析——结果信息输出”的一体化。
    作者以农用地分等、定级与估价规程为基础,参照安徽省农用地分等、定级与估价工作的具体技术路线,在组件式地理信息系统TOPMAP和美国宝兰公司的Delphi5.5高级编编程语言的基础上,研究开发了基于地理信息系统的农用地分等、定级与估价信息系统(简称LandFDG)。
2.系统需求与框架
2.1系统需求
    农用地分等、定级与估价是一项崭新的工程,通过研究相关规程和各地农用地分等、定级与估价试点表明,农用地分等、定级与估价具有以下几个特点:1)农用地分等、定级与估价涉及大量空间数据和属性数据的管理、分析和计算;2)不同地区分等、定级因子不相同,具有开放性的特点;3)分等、定级与估价之间存在很大的关联性,分等指数可以作为定级的因子,而级别又可以作为估价的均质地域,因此在实施过程中,三者可以协调进行,4)农用地分等、定级与估价成果要求包括一系列报告、专题地图、数据表格等,而且对这些成果有统一要求。由此可见农用地分等、定级与估价技术环节多、难度大。另一方面,土地资源管理的基层单位技术力量参差不齐,对这样一项崭新的工程操作难度比较大。
    综上所述,LandFDG应该满足以下需求:
    1.比较完善的地理信息系统功能。在系统内部实现空间数据、属性数据以及其他表格数据的统一管理。同时应该具有一定的空间分析功能,能够实现分等、定级与估价所需的图层叠加、空间距离分析以及其他相关专题分析。
    2.符合“数字国土工程”数据共享的要求。系统应该充分应用“数字国土工程”已有的数字化成果,系统生成的结果库也应该纳入统一的数字国土工程数据库。
    3.分析因子必须具有开放性。一般的信息管理系统往往在系统设计阶段就已经确定了其数据库结构。农用地分等、定级与估价软件系统正好相反,不同地区具有不同的分等、定级因素,因而与这些因素对应的空间数据、属性数据,乃至评价和分析专家知识都是开放的,因此大量的数据需要在运行期动态生成和动态管理。
    4.专家知识的管理和应用。农用地分等、定级与估价中必然涉及对“土地-作物”的专家评价,以此确定土地自然质量分值。而专家对“土地-作物”系统的评价知识往往具有“非结构性”或“半结构性”。所以系统应该具有管理和应用这些专家知识的功能。
    5.规范的结果输出功能。相关的技术规程和文件对农用地分等、定级与估价应该提交的成果内容、格式等提出了具体规定,系统应该具有规范的结果输出功能。
    6.自动化与透明化。系统的自动化是为了尽能可地降低基层工作人员操作的难度,对基层操作人员可以隐藏一些技术细节,对一些关键因子的计算实现“一键化”操作;透明化是为了确保成果的可靠性和可解释性,并实现每个技术环节的可控性。
    7.分等、定级与估价三个主要专业模块应该统一、协调运行。由于三者在业务模型上具有很大的关联性,所以在模型设计中应该确保分等可为定级所用,定级成果可为估价所用,三个专业模型在整个系统中融会贯通。
2.2系统框架
    LandFDG模型框架可以分为四个层次,分别为1)数据库层,包括空间数据库及其属性,其他表格数据,如调查表格、模型参数等;2)空间数据分析引擎,以TOPMAP作为空间分析平台,实现图层叠加、空间距离量算、专题分析等空间分析功能;3)专业模型层,实现农用地分等、定级与估价专业计算模型,其中的分等模块、定级模块、估价模块实现业务模型相互关联;4)输出、分析和应用层,实现专业模型结果的打印输出、查询与统计分析。整个模型框架如图1所示。


图1.  LandFDG模型框架

3系统开发环境
3.1硬件环境
    处理器Inter PII—PIV,内存空间32M或更大,可用硬盘空间100M以上。
    可选硬件:A0幅面扫描仪或数字化仪;彩色喷墨绘图仪
3.2软件环境
    操作系统:Windows9X/2000/NT。
    其他软件:TOPMAP 2001.1;Delphi5.5+Borland BDE。
4.功能结构
    LandFDG的功能结构如图3所示:
    LandFDG主要包括图形处理子系统、数据库管理子系统、分等项目管理子系统、定级项目管理子系统、估价项目管理子系统,统计报表及其他辅助工具等几个主要部分。

图2 .  LandFDG的功能结构

 (1)图形处理子系统:实现扫描地图的矢量化、编辑、拓扑及属性库的维护,提供放大、缩小、漫游等基本窗口操作功能,通过图层叠加、剪裁等空间操作可以产生分等单元图,还可以生成与分等相关的专题图,并能提供地图输出功能。图形处理子系统通过组件式地理信息系统TOPMAP二次开发实现。
    (2)数据库管理子系统:本系统所有的计算结果及中间过程全部采用DBF数据格式存放。由于农用地分等、定级与估价主要的评价因素具有不确定性和开放性等特点,因此,主要的数据库由系统在运行期动态生成。
    (3)分等项目管理子系统:通过分等项目管理,可以实现县域内的所有农用地分等信息的统一管理,并将这些信息保存为一个“项目文件”。打开一个“项目文件”,县域内农用地分等的所有信息就能自动设置完毕。整个分等数据处理自动从“项目文件”中提取信息,真正实现“一键化”自动处理。
    (4)定级项目管理子系统:定级子系统可以实现修正法和因素法两种定级技术路线。由于定级因素中不仅包括了田块大小、耕作装备等面状作用因子,更主要是包括了中心城镇、农贸中心、交通网络以及农村居民点等点状和线状扩散衰减作用因子,因此定级子系统与图形处理子系统紧密结合,实现了随空间距离衰减因素因子分值的自动计算。所有因子计算实现“一键化”自动为定级单元赋值,大大降低了操作的复杂性。
    (5)估价项目管理子系统:农用地估价子系统采用了地价样点均值法和模型法两种技术路线计算基准地价。其中的模型法技术路线可以自动对“样点地价-定级指数”进行最佳函数拟合,同时可以自动解析用户数据的数学函数。系统根据样点地价或“样点地价-定级指数”模型自动计算“级别基准地价”。
    (6)统计报表及其他辅助工具: LandFDG利用DecisionCube技术实现了分等、定级结果数据库的多维透视分析,可以完成分村、分乡镇、分地类的等/级别面积统计分析,方便地进行县域内的分类汇总统计,也可以对指定村、指定乡镇和指定地类的等别面积统计分析,同时生成相应图表和报表。其它辅助工具包括土地利用系数计算、土地经济系数计算、层次分析法权重计算工具等。
    上述子系统和辅助工具在LandFDG中紧密集成,其中的分等、定级和估价子系统的所有操作完全在相应的项目面板中实现,操作界面紧凑,便于掌握。图3所示为LandFDG主界面和修正法定级操作面板。

图3.  LandFDG主界面和修正法定级操作面板

5.系统特点
5.1 开放性特点
    LandFDG开放性主要体现在三个方面:一是数据库的开放性,数据库结构完全根据用户确定的分等、定级因素动态生成。二是专家知识库的开放性,系统设计了独特的专家评价知识库及其解析方法,专家知识库结构可以根据分等、定级因素自动生成、自动解析。三是“样点地价-定级指数”模型的开放性。《农用地估价规程》提供了若干类型的“样点地价-定级指数”模型,在实际工作中得到的模型有可能超出规程提供的参考模型,因此系统采用先进的数学函数解析算法,可以自动识别用户输入的任意“样点地价-定级指数”数学模型,并用来自动计算基于定级指数的“模型地价”。
    上述开放性特点使得LandFDG具有很大的适应性,同时为提高系统的自动化程度打下基础。
5.2 自动化特点
    农用地分等、定级与估价是一项崭新的工程,基层技术人员在短期内掌握整个工程的技术思想有一定的难度,因此作为一个农用地分等、定级与估价项目的辅助软件,必须尽可能提高软件的自动化程度,降低实际工作人员的技术门槛。

    LandFDG的自动化特点主要表现在:
    1)项目化管理。农用地分等、定级与估价的专业参数以及操作设置参数集中在相关的项目文件中进行管理,而分等、定级与估价的具体操作则在项目文件的基础上尽可能自动化。图4为农用地分等“一键化”操作流程的示意图。

图4.  LandFDG的项目化管理(以分等为例)


 2)关键参数计算自动化。农用地定级中涉及大量的空间分析技术,主要是随距离衰减的定级因素因子分值的计算,例如中心城镇影响度等。通常的技术处理手段主要是矢量图形系统下的“缓冲区分析-单元图叠加”,或栅格系统下“距离分析-按单元统计分析”等。LandFDG则采用动态网格法思路,以土地利用现状图斑最小包络矩形作为动态网格,一步到位计算扩散型因子对土地利用现状图斑的作用分值,并自动为土地现状利用图斑赋予因素因子分值,整个因子分值的计算实现“一键化”操作,如图5所示。

图5. 以土地利用现状图斑为基础的扩散型因素作用分值的自动计算

5.3 规范性特点
    农用地分等、定级与估价是国家“新一轮国土资源大调查”中的重要工程,对成果的内容、格式都有规范要求。LandFDG根据国家相关规范性要求,专门建立的成果规范化处理程序,可以提供规范化数据库文件。
6.系统应用
    利用LandFDG对安徽省明光市的农用地进行了分等、定级和估价实践。分等、定级和估价成果经实地校核,符合实际情况。结果表明: 系统运行良好,计算结果正确,可以大大提高农用地分等、定级与估价的工作效率。由于系统在主要的工作步骤上实现了“一键化”自动计算,基层技术人员通常在一天时间便掌握了系统操作,大大降低了农用地分等、定级和估价工作的技术门槛。 图6为明光市农用地分等成果图,图7为明光市农用地定级成果图。

图6   明光市农用地等别图

图7   明光市农用地级别图

7.结论
    通过对LandFDG的系统分析和该系统在安徽省明光市的应用实践,我们可以清楚地看到,LandFDG具有以下特点:
    (1)LandFDG的设计和流程符合国家《农用地分等规程》、《农用地定级规程》和《农用地估价规程》。LandFDG在设计过程当中完全以相关规程所确定的原则和操作流程为指针,其计算结果符合当地实际。
    (2)LandFDG具有强大的空间数据管理能力。LandFDG通过成熟的组件式GIS TOPMAP来管理和分析大量的图形数据,实现了从图形输入到分析、输出的全部功能。
    (3)LandFDG功能模块比较完备。LandFDG包括了农用地分等、定级和估价涉及的图形处理和全面的专业数据处理,同时提供了层次分析法确定权重以及简便而全面的统计分析和统计图表生成功能,满足了农用地分等、定级与估价的需要。
    (4)操作简单。LandFDG通过“项目化管理”和“一键化自动批处理”的方式大大简化了农用地分等、定级与估价的操作步骤,使得这项技术性较强的工作可以在基层顺利开展。
    (5)数据共享好。由于系统是基于组件式GIS  TOPMAP开发的,其空间数据格式与MAPGIS等其他GIS产品的数据格式能够很容易实现转换,加之其属性数据全部采用DBF格式,因而其结果数据共享前景广阔。


参考文献:
1. 《农用地分等规程》国土资源部 2003
2. 《农用地定级规程》国土资源部 2003
3. 《农用地估价规程》国土资源部 2003
4.   邓留献等 《农用地定级估价理论与实践》 北京 中国大地出版社 2000年
5.   刘前进等 《Delphi数据库编程技术》  北京 人民邮电出版社  1999年
6.   段增强等《基于GIS的农用地分等信息系统设计与开发》 农业工程学报 2003 第三期

来源:《国土资源信息化建设研讨会论文集——土地调查评价信息化与遥感监测专辑》

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