谢 骞
（北京市国土资源局信息中心，北京，100013）
摘要：本文从系统架构、数据库设计与管理、业务应用等几方面介绍电子政务信息系统建设与应用研究，并针对应用过程中出现的问题提出解决方法和建议。
关键字：国土资源；电子政务；空间数据；工作流
目前北京市国土资源局采用自上而下的垂直管理机制，要在每一个行政级别上把所辖的国土资源管理好，必须建立科学完备的国土资源数据中心和业务平台，实现各级数据共享、功能协作，以做到上情下达，适时反馈，最大限度地发挥国土资源的经济社会效益，提高国土资源管理水平。电子政务信息系统可对日常办公业务进行全程管理，从窗口接件到业务的结案归档，支持各类查询统计和图件管理，系统提供了针对国土资源行业全面全方位的解决方案。
1 系统架构
国土资源建设管理工作，不仅包含常规事务性处理，还具有随管理模式，体制变动而变动的动态特性，因此电子政务信息系统应满足常规性和动态性双重特性的本质要求，系统可采用分布式三层体系结构，包括数据层、业务逻辑层和表现层。
数据库服务器存储大量数据与数据逻辑，数据的一致性、并发操作以及所有与数据相关的安全性、完整性控制在数据层完成；业务逻辑层根据需要可以分为多层，控制所有的应用程序和应用逻辑。通过将业务逻辑单独处理，可以使用户界面与应用逻辑位于不同的平台，即当需求变化时，逻辑层可以快速地在应用服务器上更新业务逻辑，无需重新编写代码，无需将更新后的应用提交到所有客户端。两者通过系统定义通信协议，使业务逻辑被所有用户共享；表现层主要指用户界面，要求尽可能简单，便于最终用户的访问和操作。
这种三层体系结构可实现数据的分布式管理，通过为业务人员提供的一套系统维护工具包，使得系统在需求变动，如机构调整、业务流程更改、表格增减时，业务人员无需编程，利用逻辑层即可调整出与新变化相适应的应用系统，使系统成为既满足日常办公，又满足管理模式、管理体制随机变动要求的自适应系统。
2 数据库设计与管理
电子政务信息系统数据库包括平台支撑数据库、国土业务数据库和基础空间数据库，其中平台支撑数据库存储组织机构、工作流、业务表单和图层等与系统维护相关的定义信息；国土业务数据库存储审批办理工作流、审批表格、业务监督等业务信息；基础空间数据库存储业务办理过程中涉及的审批图件、基础地形图以及其他专题地图等地理信息，并按照“逻辑图层—物理图层—要素及属性”的层次组织，保证了数据的完整性和一致性。如图1所示。
图1 系统数据库逻辑结构设计
2.1 总体设计
2.1.1 元数据组织
元数据是分布的、由多种数字化资源有机构成的信息体系提供整合的工具与纽带，是使数据发挥作用的重要条件之一。通过元数据管理，可以有效地组织空间数据，高效地检索和访问数据库，从而充分利用计算机的系统资源，满足不同用户对不同类型数据的需求和交换、更新、索引、集成等操作。
2.1.2 分类分层原则
把一类具有相同实体意义和空间特征的图形要素存放在一起，构成一个物理图层，以物理图层为基本单位构建数据库，再把一组相互关联的物理图层构成一个逻辑图层，用逻辑图层来描述数据流中某一相对独立和完整的数据内容。
2.1.3 空间数据与属性数据的连接
基础空间数据包含基本属性和扩展属性，基本属性直接保存在图形数据的属性表中，包括分类码、标识码、名称等，不必分开存储。扩展属性主要指基本属性之外的业务属性，采用空间数据与属性数据的分离存储，两者之间通过唯一的标识码进行关联，便于空间数据与属性数据的操作、管理与扩展。
2.1.4 分布式管理
通过分布式空间数据库的管理，用户可以同时访问不同数据库下的空间信息，这样不仅方便用户管理不同类型的空间数据，同时降低了集中式空间数据管理带来的风险，提高了系统的整体应用水平。
2.2 海量数据管理
国土资源数据量庞大，涵盖矢量、栅格、文件等多种类型的数据，而且随着数据库建设的发展，数据量将成倍增长，对于海量数据的管理，应遵循 GIS 数据库的建设，并制定统一的编码标准，合理分配数据存储空间。
2.2.1 空间数据库标准编码体系
结合行业编码规范和标准，将所有地理信息按一定规律进行分类及编码，按类别进行存储。对于各业务专门的规范和标准，借鉴通用规则，实践中有差别时按照专家意见实施，控制数据的导入、导出、整合、切割等，保证数据的一致性、标准性和准确性。
2.2.2 基于 Oracle9i ＋ArcSDE 的空间数据服务
ArcSDE 作为高效的地理数据服务器和专用的地理数据共享服务器，支持从基础地形数据到各业务部门应用的专题数据集中式和分布式的存储与管理。ArcSDE 提供对大范围、高分辨率栅格数据的支持，能够管理多比例尺、多分辨率、多数据源的正射影像数据，可以对其从低分辨率到高分辨率进行快速、无缝的浏览。
2.3 空间数据配置操作
2.3.1 分布式存储
系统按照“图层明细—物理图层—地图服务”三层体系来存放空间信息，如图2所示。
图2 空间数据分布式存储
其中，物理图层表结构中的“系统服务器标识”字段用于指明该物理图层所在的数据库服务器，数据库服务器信息则存储在系统服务表中。这样，空间数据库看似一个整体，但实际并不存储在同一个物理位置。
2.3.2 多级图层管理
系统按照“专题分组—专题—图层明细”三层体系来管理图层。用户可以定义多个专题分组，每个专题分组可以定义多个专题，每个专题又可以定义包含哪些图层，如图3所示。
图3 多级图层管理体系
专题的完整信息由专题表、专题图层表、专题图层明细表、专题主物理图层表、专题图层顺序表、专题物理图层顺序表共同描述。每个专题都包含一个数据类型属性，用于指明所包含数据的格式，为支持多 GIS 平台的空间数据操作奠定了基础。
2.3.3 空间数据操作权限控制
空间数据操作权限包括图层权限、地图热点权限和固定范围权限。图层权限分为编辑权限、浏览权限、查询权限和打印权限。
空间数据操作权限定义为案卷相关权限和案卷无关权限两类，案卷相关权限定义在工作流的基础上，可以为不同用户分别设置，也可以统一设置。如在核心图层上，只允许在案卷相关权限中设置编辑权限，保障了数据的安全。案卷无关权限定义在组织机构的基础上，可以具体到人员。
2.4 空间数据时态管理
空间数据时态管理为空间数据的历史回溯、历史查询提供了支持，可以方便查阅和对比任一地块在不同历史时期的土地状况、权属情况等信息。
2.4.1 空间数据时态管理结构
按照是否需要时态管理将图层分为普通图层、工作图层和核心图层，其中核心图层是需要进行时态管理的图层。如图4所示，物理图层定义表给出了物理图层的基本属性，物理图层根据图层性质从图层系统字段表中取出图层的系统字段。生成核心图层时，实际上是生成了三张表：工作图、现状图、历史图，每张表中定义前变更日期、前变更流水号、后变更日期和后变更流水号四个字段标识空间数据的时态。
2.4.2 空间数据时态传递
空间数据时态传递可通过核心图层中的四个字段来完成。如图5所示，历史回溯时，根据图层记录中的前变更日期和流水号，按照一定顺序可以找到历史图中变更前的记录；根据图层记录中的后变更日期和流水号，可以找到历史图中变更后的记录。
图4 空间数据时态管理结构
图5 空间数据时态传递示意图
3 业务应用
综上所述，电子政务信息系统基于三层体系架构，可实现 MIS、GIS、OA一体化办公，实现业务与基础数据的关联应用、地块变更管理、GPS 与 GIS 结合进行执法监察、多时段影像对比进行土地资源监管、灵活的项目管理成果汇总统计分析、市局与规划委之间的信息交换以及各项业务督办等功能。系统可从接件、数据录入、分办管理、各领导审批到清册、办结等过程全部实现信息化，将大大提高工作效率（图6）。
图6 业务工作流图
4 存在问题
由于信息化工作的初步建立，系统在建设与应用中存在一系列问题，具体如下：
4.1 信息标准化缺乏整体的协调统一
信息化建设尚处在初级阶段，由项目驱动，没有总体规划。信息标准化从整体上没有统一的目标，协调机制不健全，各业务部门编制的标准体系未能按信息化的特点来构造整体信息标准体系，如没有从信息化共同的流程特点，抽取共性信息制定统一的数据库分类编码标准等基础标准，使得彼此在分类和编码上不能协调一致。另外，缺乏元数据标准、数据质量控制标准等重要标准，给数据的交换与共享，数据的安全性和实用性等方面带来了很大的困难。
4.2 数据库建设滞后
面临海量数据的存储与管理，系统开发前没有对数据库进行严格周密的设计，数据存储缺乏规划，结构较为混乱，后期又产生了大量的测试数据和重复数据，增加了数据库服务器的负担，数据的更新与维护困难，造成系统运行效率低下。
4.3 图层查询统计和辅助决策功能薄弱
由于历史遗留档案较多，测量成果不统一而造成图属不一致等现象，系统缺乏不同图层间的叠加查询功能，有待对数据进行深加工，提供数据分析和辅助决策的方法和手段。
5 措施与建议
5.1 加强信息化标准体系建设
目前国土资源信息化标准体系建设滞后，应从结构、框架、层次等方面进一步完善，并向系统化、综合化的方向发展。建议开展由专业组织机构组成的国土资源数据质量控制标准、数字化成果验收标准、系统验收标准等标准研究，建立广泛而统一的标准更新和维护机制，保持其长期稳定性和唯一性。
5.2 加大数据梳理和整合力度
北京市国土资源局存储有各种不同比例尺、不同投影方式、不同数据格式以及不同时态的多元数据，而且各区县的数据标准不统一，数据整合和集成的难度较大，从而影响了数据库的质量和利用效率，阻碍了信息化工作的进一步推进，因此，应加大对数据的梳理和整合力度，注重元数据及目录数据的建设，完善数据库服务器的使用规划和数据库详细设计。
5.3 借助先进技术辅助系统决策
数据仓库和数据挖掘技术可以帮助寻找各类数据以及同类数据中在历史、现状和未来趋势之间的潜在关系，提升数据的使用价值，使系统可以在土地利用规划、耕地保护、矿产资源开发以及闲置土地清查等方面发挥指导性作用，增加系统的辅助决策能力，为领导决策提供依据，做到“情况明、数字准、效率高”，充分发挥信息化的作用。
6 结语
按照“统一领导、统筹规划、统一标准、资源共享，服务管理、服务社会”的指导方针，电子政务信息系统将紧密围绕国土资源规划、管理、保护与合理利用的工作重点，构筑集管理、运行与服务为一体的国土资源数字化信息支撑基地及国土资源公益信息服务窗口。
参考文献
边馥苓.地理信息系统.武汉：武汉大学出版社
朱德海，严泰来等.土地管理信息系统.北京：中国农业大学出版社，2000