1 概 述
地理信息系統（GIS）是近幾十年來發展起來的壹門綜合應用系統，它能把各種信息與地理位置和有關的視圖結合起來，並把地理學、幾何學、計算機科學、CAD技術、遙感、GPS技術、多媒體技術及虛擬現實技術等融為壹體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、編輯、顯示、轉換、分析和輸出地理圖形及其屬性數據。隨著我國的數字城市建設的全面鋪開，GIS系統在土地、規劃、房管、通訊、市政工程等城市管理領域得到了廣泛的應用，系統結構也從單機版應用、局域網應用，進入了全新的互聯網時代。從網絡結構來講，瀏覽器-服務器模式（B
-S）已經逐步取代傳統的客戶-服務器模式（C-S），以四通八達、無處不在的互聯網為載體，突破時空的限制，越來越引起廣泛的註意。
在我國土地資源管理部門日常工作中，大量的信息來源於海量的地圖數據（宗地圖、征地界線圖、用地紅線圖、道路紅線圖、基準地價圖、土地利用規劃圖等）和宗地登記表冊信息（使用者、面積、使用年限、用途等），存放載體為紙介質，這些年，信息化進壹步得到加強，已經有相當的數據通過建立地籍管理信息系統，土地利用現狀數據庫等方式，轉變為數字化信息。如何使這些信息在保密安全的前提下得到最廣泛的***享和最方便的查詢，將直接決定著土地資源管理部門的工作效率和工作質量。本文通過對MAPGUIDE軟件結構的分析，結合土地管理工作的特點，提出了壹個采用瀏覽器-服務器模式（B-S）模式的土地信息發布系統解決方案和數據組織模型。
MapGuide是美國Autodesk 公司推出的網上地圖發布軟件，能接收多種矢量、柵格數據格式，並依照圖形表達、瀏覽、信息檢索的具體要求，采用分層、分級管理空間數據與柵格數據、分類組織屬性數據的方式，在廣域網和局域網上實現地圖制作、發布。它不僅能通過網絡查詢地圖資料及屬性信息，也可以訪問相關的數據庫資源，另外，還可以從當前地圖目標跳轉到相關主頁，使GIS用戶可以隨時隨地借助互聯網***享所有類型的數據資源，突破了過去矢量地圖在Internet網上不能快速瀏覽的局限，充分體現了網絡地圖的優勢。
2 MapGuide環境的基本構成與工作方式
主要由三部分組成，它們是Autodesk MapGuide（Plug-in or ActiveX），Autodesk MapGuide Author以及Autodesk MapGuide Server。其他附屬數據處理轉換工具有SDF Loader、Raster Workshop、SDF Toolkit。在這些軟件的***同作用下，采用空間數據與屬性數據分開存儲的方式，配合後臺關系型數據庫支持和ASP編程，可以非常方便快捷安全地實現地圖圖形網上瀏覽，並可以在壹個網頁裏面實現地圖空間數據和宗地屬性信息的同步瀏覽和交互式訪問。
其中，應用工具中Raster Workshop主要是用來轉換、處理柵格圖像，比如航片、衛片或者掃描地圖，可以把圖片按照指定的大小尺寸和矢量圖形進行套接，以及柵格圖像之間的無縫拼接。SDF Loader和SDF Toolkit主要用來轉換不同的矢量數據源，比如AutoCAD的DWG格式（這也是目前土地管理部門采用最多的矢量地圖空間數據格式），以及Arc/Info的SHP格式。通過這種格式轉換，就可以轉變為MapGuide自己所獨有的高壓縮比格式SDF（Spatial Data Files）文件，然後再通過Author 編制成為網絡發布的地圖源文件MWF（Map Window Files），由MapGuide Server進行面對互聯網的信息發布，再由客戶端瀏覽器中的Autodesk MapGuide（Plug-in or ActiveX）進行地圖信息的解釋和還原，完成地圖圖形的發布。下面著重介紹三個主要部分：
（1）Autodesk MapGuide（Plug-in or ActiveX）是終端用戶使用的Internet瀏覽器上的插件或控件，負責在WWW瀏覽器中解釋傳輸過來的矢量地圖窗口文件（MWF）。用戶借助該插件/控件就可以訪問地圖和GIS站點，由於其采用的是矢量地圖，可以分層來操作，從而減少地圖大量數據從服務器到客戶端數據傳輸中的“瓶頸”問題，還可以隨著地圖比例尺的增加，地圖內容詳細程度不斷提高；另外，終端用戶可以通過網頁中地圖熱點進行其他相關資料查詢、瀏覽。
（2）MapGuide Author是制作用於網上發布的GIS信息，用來針對被MapGuide Server服務的數據，在Web站點上創建、修改和發布基於矢量的交互式地圖的工具。終端用戶瀏覽到的地圖被分成點、線、面、註記四種要素類型的圖層，每層數據是壹種要素類型的集合。
（3）MapGuide Server則是提供各種GIS數據在網上發布的服務器軟件，是運行於NT4.0 Server或Windows 2000 Server上的地圖數據服務器軟件。通過配置Web服務器，使MapGuide Server能得到由Web服務器轉來的訪問請求，並返回結果給Web服務器，再由Web服務器送給用戶端，每個MapGuide Server支持並發鏈接訪問位於網絡上和本機上的多個地圖庫文件和通過ODBC多個關系數據庫，真正實現了數據的分布式訪問。
3 土地信息數據的分類
土地管理部門日常使用的各種紙質專題圖、地形圖，只能表達某壹特定比例尺的圖形信息，其負載量受到制約，而電子地圖、網絡地圖除了把不同歷史時期、多種比例尺、不同詳細程度的地圖信息疊加整合在壹起外，還可以顯示相關的文字、圖片及其他多媒體信息，以及所鏈接外部數據庫（存放宗地相關的各種文字、數據信息）等等，這就要求我們必須對自己關心的圖形數據、屬性數據、多媒體信息進行嚴格的組織分類和優化。
3.1 圖形數據
圖形數據可表現為多種數字形式，日常使用的電子地圖可以分為矢量形式與柵格形式。
（1）矢量數據強調數據之間的關聯性，即拓樸關系，包括點線面之間的各種兩兩關系，這種格式的特點壹是強調圖形對象之間的相互關系，比如道路和宗地的相鄰關系。二是以數學方程的方式來記錄圖形對象的形狀，所以同樣的信息量，其所需的儲存空間要小的多，對網絡帶寬與傳輸速度的要求較低，因此這是建立土地信息發布信息系統應該優先考慮的圖形文件格式，在MapGuide 裏面SDF文件格式就是矢量形式。
（2）柵格形式，是按水平掃描線或條帶組織數據的，因而在地理實體信息串與數據的邏輯組織之間沒有直接聯系，但是由於柵格數據使用區域填充和真彩色等技術，使它看起來更像“真正的地圖”（紙圖）。除此以外，柵格圖像還有其數字化工作量小，成本低的優勢，在紙圖轉換成數字地圖的過程中，可以把有些不太強調拓樸關系的專題圖通過掃描的方式，直接轉換成計算機可以接收的位圖，缺點是圖形占用空間大，不能按圖形對象和相關屬性數據庫連接。壹般把這種位圖文件（如地貌暈渲圖或航空影像圖）作為地形圖的背景層，與矢量地圖匹配，可以展示“真實”的地貌形態。
3.2 屬性數據
屬性數據主要以數據庫的形式出現，圖形數據與屬性數據壹般采用分離組織的方法存儲，以增強整個系統數據處理的靈活性。這是以往地圖數據庫系統中數據的組織原則。在土地信息中，此類數據壹般來源地籍管理中的各種登記表冊，主要表現形式為數字或者文本，值得欣慰的是，目前各級土地管理部門壹般都已經建立地籍信息系統，此類信息大部分已經進入數據庫中，如樂山市地籍管理信息系統就是采用地星城鎮地籍管理信息系統，宗地屬性信息都存放在DBF數據庫中，因此在建立土地信息發布系統時，僅需要通過ODBC把屬性信息和圖形對象關聯在壹起就行了。
MapGuide對空間數據采用傳統的主體文件+索引文件的組織形式，在數據傳輸上采用CGI技術，解釋客戶端請求，並由Server經過計算後，把結果通過Web服務器發送到瀏覽器上，實現網上地圖的可視化。另外它還可以內置SQL，實現從屬性到空間和從空間到屬性的雙向信息查詢。
4 土地信息數據的獲取
4.1 圖形信息
就樂山市中心城區土地管理工作的現狀和要求，可以收集到1∶500地籍圖、1∶2千道路紅線圖、1∶5千基準地價圖、1∶1萬土地利用總體規劃圖、1∶1千航空影像圖。其中1∶500地籍圖為矢量圖，1∶1千航空影像圖為柵格圖，其余三種為紙介質圖，可以采用掃描和矢量化兩種數字化方式轉換為數字地圖。
4.2 屬性信息
主要來源於城鎮地籍測繪成果中的宗地信息部分，包括登記發證過程中的申請表、地籍調查表和審批表的內容，可以按照數據庫結構設計的要求，從地籍管理信息系統中直接轉換過來。
5 土地信息數據的組織
5.1 空間數據組織
基於以上數據格式特點，在網上土地信息發布數據組織階段，應根據不同的數據類型，采取不同的數據分級、分類、分塊原則。
5.1.1 矢量圖形數據的組織
（1）分類原則。MapGuide環境處理矢量數據是按要素類型進行分類，點、線、面和註記數據都可以以SDF文件格式出現。把需要發布的專題圖、地形圖中包含的圖面要素按照不同的比例尺分類提取出來，作為圖形顯示的不同層，這樣就可以通過控制不同的層的顯示，在客戶端讓不同的用戶在不同的比例尺下看到自己關心的信息。以1∶500比例尺為例，可以從城鎮地籍測繪成果圖中，提取出行政區劃、街道、宗地界線、建築物、水域、控制點、宗地號、綠地以及相應標註等多種圖層，每個圖層都獨立成為壹個文件，成為電子地圖的壹層，把所有圖層疊加在壹起，就是壹幅完整的地籍圖。用戶可以就自己關心的信息，打開或者關閉相應的圖層，這樣不同的圖層組合形成不同的專題圖，既簡化了圖面要素，又減少了圖形傳輸的數據量，提高了瀏覽速度。
（2）分級原則。在不同的比例尺下，地圖所表達的信息量是不同的。在1∶1萬的比例尺下，不可能表示出街道乃至建築物，而在1∶500的比例尺下，可以清楚地表示出房屋的陽臺、乃至電桿。在有限的顯示屏幕上同時表達不同比例尺下的各種信息，不能突出主題，是不現實的，因此，盡管同壹個地圖對象可能來源於多種比例尺，但是必須控制在什麽樣的比例尺下，它是否顯示，以什麽樣的圖形符號顯示。
5.1.2 柵格數據（主要是航片、衛片、地貌暈渲圖）分塊組織
針對航片、衛片等遙感資料數據量大，網上傳輸速度慢的特點，采取圖形分塊、顯示分級的數據處理技術。其主要依據是根據顯示區域大小，將現有柵格圖像劃分成多個圖形塊，每個圖形塊再依據其所表達信息量多少，確定顯示比例尺範圍。由於柵格數據經過變形糾正後采用的是1∶1千的分幅管理模式，所以可以以每幅影像圖作為壹個圖形塊。這樣在網絡上傳輸數據時，只傳輸可視範圍內的影像文件數據，大大的減少傳輸量，提高瀏覽速度。
5.1.3 圖形、圖像配準
（1）矢量數據配準。不同比例尺的矢量地圖若來源於紙質地圖，由於紙質地圖在地圖編繪階段的取舍綜合不同，必然存在壹定的變形和誤差，同樣區域的數據應該保證具有壹致性。具體實施階段，可以1∶500地籍圖為標準，把1∶5千基準地價圖、1∶2千道路紅線圖、1∶1萬用地規劃圖等中小比例尺專題圖進行糾正，保證能夠正常套接。
（2）矢柵數據配準。柵格數據格式作為地理底圖，應該具有地理屬性，這是矢、柵地圖匹配的基本條件。圖形與圖像數據之間的格式差異，可以將圖像配準到矢量數據，也可以將矢量圖形投影到柵格數據坐標系中。采用將航空攝影影像圖拉伸和1∶500地籍圖相匹配是壹種簡便的處理辦法。
5.2 屬性數據和空間數據的連接
土地信息除了地塊形狀等空間信息外，還有很大壹部分是存放在數據庫中的文字、數字等屬性信息，對於每壹個宗地，只有屬性信息和空間信息結合在壹起才是完整的宗地信息，如何在客戶端同時看到這兩種存放形式截然不同的信息呢?MapGuide提供了這樣的解決方案：在SDF Loader轉換矢量圖形的時候，可以為每壹個地圖對象（如宗地號、宗地名稱等）賦予壹個關鍵值，類似於數據庫中表的主鍵，通過它就可以和數據庫中指定表中的相同主鍵的記錄自動連接在壹起。這樣在點擊地圖對象的時候，就可以方便地訪問到與之相關聯的數據庫屬性信息，反之如果知道屬性信息，也可以非常方便地找到與之相互關聯的圖形對象並展示出來。
5.3 土地信息發布信息系統結構
圖1 土地發布信息系統拓樸結構圖
6 系統功能
6.1 地圖顯示內容選擇
（1）可以任意疊加所感興趣的地圖圖層。
（2）可以控制去掉無關圖層。
6.2 地圖數據範圍定位
（1）按照圖幅號定位（1∶500）。
（2）根據宗地屬性快速定位。
（3）根據城市坐標快速定位。
6.3 空間數據、屬性數據查詢
（1）根據宗地空間信息查詢相應屬性信息（使用者、使用年限、用途等）。
（2）根據宗地屬性信息查詢相應空間信息。
（3）查詢土地分等定級情況，直觀顯示每宗地的基準地價。
6.4 圖上量算
（1）地圖對象之間距離量算。
（2）宗地面積量算。
6.5 通過用戶名和密碼的管理對客戶端訪問設置不同權限
7 系統應用價值
（1）高度集成土地管理部門各科室各種格式的圖件、數據，達到最大限度的***享。
（2）突破以前基礎圖件分幅管理的局限，實現不同比例尺、不同數據源的地圖橫向拼接與縱向的疊加，提高查詢速度。
（3）打破時空的限制，實現土地信息異地網上查詢。
（4）實現宗地空間數據和屬性數據的同步查詢。
（5）計算任意地塊的面積、邊長，為土地招商、市政建設提供科學翔實數據。
（6）系統安全高效，客戶端只有瀏覽、查詢權限，不能對數據進行修改，服務器只向瀏覽器動態傳輸顯示窗口範圍內有權瀏覽的圖層，不是把所有地圖數據壹並傳送到客戶端，避免了地圖數據流失泄密。
（7）建成樂山數字城市空間數據基礎平臺，其他公***管理部門在本系統基礎上，只需添加相應專業圖層，即可建成自己的GIS系統，如煤氣、公安等，最大限度地避免重復建設。