土地调查国家级数据库及管理系统建设总体方案

1第二次全国土地调查国家级数据库及管理系统建设总体方案第二次全国土地调查（以下简称“二次调查”）国家级数据库及管理系统建设是二次调查工作的一项重要内容。为保证二次调查国家级数据库及管理系统建设工作的顺利开展，特制定本方案。一、目标任务（一）目标建设二次调查国家级数据库及管理系统，实现国家对二次调查成果的集中管理，借助于国土资源主干网和金土工程及“一张图”工程的支持，保证调查成果充分应用于国土资源管理日常业务，为土地资源宏观规划和管理决策，提供快速、准确、翔实基础数据，满足国家对县级土地调查数据管理和应用的迫切需求。建成长效的数据上报和快速更新机制，保持土地调查数据库的现势性，实现国家、省、市、县四级土地调查数据库的互联互通和同步更新，满足国民经济与社会发展对国土资源基础数据的广泛需求。（二）任务1．建设国家级土地调查数据库。按照统一的标准和规范，以县为单位进行成果统一汇交和整合集成，对调查成果数据进行有效的组织和存储。在平面方向，保证各区域数据成为逻辑无缝的整体。在垂直方向，通过统一的空间坐标定位保证各类数据能够实现空间上的叠加和套合。在数据内容上，实现对土地调查的图形、属性、影像等空间数据及其他非空间数据的逻辑一体化管理。22．数据库管理系统开发。按照土地调查和软件开发的有关标准和程序，开展数据库管理的系统分析、系统设计、软件开发、测试运行等建设工作，开发具有数据输入输出、数据编辑、统计汇总、更新交换等功能完备的国家级土地调查数据库管理系统，满足国土资源日常应用需求。3．长效的数据更新和上报机制建立。开展土地调查数据上报及更新技术方法的研究，在试点示范的基础上，建立数据更新和上报的长效机制，开展国家级土地调查数据库更新，实现对变更信息的及时汇总统计，以及对数据库的及时更新维护，保证全国土地调查数据库成果的现势性。二、原则与依据（一）原则1．统一标准。依据二次调查实施方案的要求，在统一的国土资源信息化标准框架下，按照统一的数据建库及系统开发标准和规程规范，开展国家级调查成果管理系统的建设工作，确保系统能够实现与部已有系统顺利衔接，实现数据快速调用和共享。2．突出重点。为了更好地与部“金土工程”衔接，二次调查国家级数据库管理系统建设要突出重点，优先考虑实现对二次调查成果数据的基本管理需求，包括数据的显示、查询、汇总、统计和上报更新等。3．分步实施。二次调查国家级成果的数据量庞大，系统建设周期长，必须在开展周密用户调查、需求分析和系统设计的基础上，注重先进性与实用性相结合，循序渐进，分步实施。34．合理继承。各级国土资源管理部门经多年努力，积累了一批国土资源基础数据，建立了一批基础数据库，已初步建成了土地数据的存储平台等环境。合理继承和充分利用现有的国土资源管理和信息化建设成果和经验，可避免重复建设，提高数据库建设的速度和应用效果。（二）依据1．《中华人民共和国行政区划代码》，GB/T2260。2．《土地利用现状分类》，GB/T21010-2007。3．《第二次全国土地调查技术规程》，TD/T1014-2007。4．《城镇地籍数据库标准》，TD/T1015-2007。5．《土地利用数据库标准》，TD/T1016-2007。6．《国土资源信息核心元数据标准》，TD/T1016。7．《第二次全国土地调查实施方案》，全国土地调查办。8．《二次调查成果检查验收办法》，全国土地调查办。9．《二次调查数据库建设技术规范》，全国土地调查办。10．《二次调查成果国家级核查技术规范》，全国土地调查办。11．《二次调查底图生产技术规定》，全国土地调查办。12．《二次调查基本农田调查技术规程》，全国土地调查办。三、国家级成果数据库内容二次调查采用全数字化作业方式，逐级建立土地调查成果空间数据库。国家级成果具有数据量大、数据类型复杂、数据格式多样、安全管理要求高等特点。数据库主要包含以下数据内容。（一）数据内容。4国家级成果管理系统主要存储二次调查形成的全国农村土地调查数据以及相关影像等数据，同时也包括以后每年度更新的土地调查矢量数据和影像数据等更新数据。主要数据包括：1.矢量数据，包括：基础地理要素、土地利用要素、土地权属要素、基本农田要素、其他要素等。2.数字正射影像图（DOM）数据，包括1：2000、1:5000、1:10000和1：50000DOM数据；3.数字高程模型（DEM）数据；4.元数据，是各种数据自身的描述数据，包括土地调查数据库元数据、DEM元数据、DOM元数据等，为文本数据；5.其他相关数据，包括：各地建库相关文档、验收报告、核查报告、数据汇总表格等。（二）数学基础。根据二次调查技术规程，所有成果的空间数学基础如下：坐标系：采用“1980年西安坐标系”；高程基准：采用“1985国家高程基准”；地图投影：采用“高斯-克吕格投影”；分带方式：1:5000、1:10000标准分幅数据按3°分带，1:50000标准分幅数据按6°分带；分幅和编号：采用国家基本比例尺地形图的分幅和编号，具体见《国家基本比例尺地形图分幅和编号》（GB/T13989）。（三）数据量估算。二次调查采用高精度正射影像数据和全数字化调查作业方式，大大提高了调查数据整体精度和调查效率。但同时也大大增加了调查成果数据量。根据估算，二次调查产生的数据量初期达到150TB，备份5数据量约300TB，并且数据量将会逐年递增。这些数据内容复杂，种类多样（包括矢量数据、栅格数据和属性数据），尺度不同（有县、市、省、国家多种尺度），对于数据的应用需求也从宏观到微观，复杂多变。具体数据量估算如下：1.DOM影像数据不小于55TB；2.DEM数据不小于10TB；3.矢量数据不小于2TB，内容包含：1：2000地区、1:10000地区和1:50000等比例尺地区土地利用数据，数据格式包括国家统一要求的VCT格式和原始建库数据格式；4.文档及其他数据约为0.5TB；5.中间成果数据不小于30TB，包括底图生产过程数据影像以及说明性文档等。（四）数据格式。空间数据要求采用空间数据标准交换格式（VCT）。为保证数据建库的顺利进行，还需上交原始建库格式作为备用。四、技术路线（一）总体技术路线。统一数据质量标准，在各省汇交的县级成果基础上，采用国家统一开发的数据质量检查软件，组织开展数据库自检与汇总；依据国家级数据库建设方案和建库技术要求，对数据进行整合集成。以调查成果数据的管理需求为最终目标，充分利用已有软硬件和网络等基础，优先采用成熟技术，开发第二次全国土地调查国家级数据库管理系统，保证建成系统实用、安全、可靠、可扩充以及易维护。具体技术路线图如图1所示。6国家级数据库及管理系统建设通过测评数据库建设平台县级土地调查数据库建设国家级土地调查数据库二次调查数据汇交办法、成果检查验收办法、数据库建设规范、数据库标准等规范标准省级检查验收县级数据库自检数据服务统计分析数据分发等服务二次调查数据质量检查软件、二次调查成果核查软件国家级统一成果核查数据更新维护县级数据库自检与市级复查省级检查验收国家级成果核查与国家级数据库建设由下至上的土地调查数据长期更新机制市级数据库复查国家级成果数据整理与入库图1.二次调查国家级成果数据库及管理系统建设总体技术路线图（二）系统总体框架二次调查国家级成果数据库管理系统的总体结构从下到上主要分为基础存储、数据维护、数据应用/数据服务三层。从功能上，数据库管理系统主要包含：数据检查、数据更新、数据入库、数据查询统计、数据分发服务、数据安全、数据维护、数据备份、数据汇交等功能模块。其中数据检查、数据更新、数据入库、数据安全、数据维护、数据备份属于数据维护；数据查询统计、数据分发服务功能模块属于系统应用和服务。系统的总体结构如下图所示：7数据备份功能模块数据分发服务功能模块数据更新功能模块数据交换功能模块数据检查功能模块数据入库功能模块经过筛选的信息为公众通过网站提供服务分发数据至信息中心为国土资源部相关司局提供数据服务数据查询统计功能模块生成统计报告与分析报告数据安全功能模块数据维护层土地数据存储管理平台（数据中心）数据应用层土地数据存储管理系统（软件）国家级土地调查成果数据库基础存储环境(SAN+NAS存储架构)大调查成果数据库其它数据库中间件（连接数据与应用）数据层（数据仓库）存储层（基础数据存储）二次调查国家级数据库管理系统(软件）其他应用服务图2：二次调查国家级成果管理系统总体结构图国家级数据库管理系统通过专门的中间件对国家级数据库进行管理与调用。中间件主要负责成果数据的存储调度，并为国家级管理系统提供相应的接口，实现对调查成果数据的调用与分析。对成果数据管理以及数据服务等功能由国家级数据库管理系统实现。（三）系统存储环境设计国家级数据库数据量巨大，常规的数据存储模式已经难以满足数据库建设与应用服务的要求。应采用专门的海量数据存储模式实现系统的高效运行。一方面，应有足够的存储能力存储二次调查生成的各类成果数据，尤其是在线存储容量和备份系统容量。应具备相应的磁盘共享软件，提高数据管理效率，满足数据及时服务和处理需求，满足对存储空间的合理需求；另一方面，构建分级存储机制，实现数据生命周期管理，建立经济高效可持续运行模式。增加二级存储系统，8按需构建相应比例的在线、近线和离线存储空间，提高存储系统性价比，利用自动备份归档软件和海量数据分级存储管理软件，实现海量数据快速迁移。通过数据生命周期管理，满足不断增加的土地调查数据对存储管理的需求。系统存储要求具体规划为：1、在线存储容量达150TB，其中SAN光纤阵列50TB、NAS文件存储容量100TB、近线存储容量100TB；磁带库备份空间200TB，离线磁带存储容量可任意扩充；考虑今后备份不能影响业务应用，还将利用虚拟磁带库技术进行虚拟存储。2、通过软件和接口开发定制工具，实现完整的数据备份恢复和分级存储策略、实现快速的数据迁移、利用双机或集群技术实现系统备份、7X24小时不间断运行、数据处理负载均衡等功能。3、考虑到系统的重要性和系统管理数据的涉密情况，存储网络系统建设达到国家信息系统安全等级三级标准。（四）土地数据存储管理平台系统建设基于目前已建成的土地数据存储管理平台。该平台依托专业存储系统硬件，面向数据存储综合管理，建设多源、多应用管理模式的海量数据存储管理平台，对调查成果数据的集中管理，实现对海量数据集中管理和数据多元化应用相结合。设计采用底层数据库管理与系统开发分离的模式，大大提高了二次调查成果数据的管理效率和应用系统运行性能、有效地减少了重复投资。9组件管理数据浏览查询数据发布与服务专题数据应用接口方式数据访问服务数据整合与入库SAN存储设备及网络管理层应用层平台技术制度规范安全保障数据生命周期管理权限管理监控管理备份管理接口管理数据层支撑层二次调查成果管理应用资料库产品库专题库元数据库图3：土地数据存储平台技术框架图土地数据存储平台按数据生产过程，将成果数据划分为四类：原始建库数据、整合成果数据、发布数据和元数据，并分别由资料数据库、成果数据库、应用数据库、元数据库存储管理。土地存储数据管理系统包含了监控管理功能、权限管理功能、资料入库功能、产品定制功能等，实现了按不同用户权限对数据进行整理、入库，同时满足国家级数据库管理系统请求的及时响应。国家级数据库管理系统采用应用接口的方式，提供数据成果对外服务：一方面通过提供平台功能来满足数据管理需要；另一方面通过提供数据应用接口，满足平台功能扩展和外部应用系统的数据应用要求。基于土地存储系统提供的接口，国家级数据库管理系统实现对海量调查数据的快速与直接调用。（五）关键技术1．海量数据组织与高效检索技术（1）数据组织模式。二次调查成果涉及全国2864个县级调查单位，数据量达几十TB。将这些海量数据有效地组织起来，实现数据的高效管理和服务，又最大程度减少数据整合的工作量，是国家级数10据库建设需要考虑的关键点。不同的数据组织模式以及用户应用需求将直接影响数据的访问效率，对国家级管理系统正常运行至关重要。（2）海量数据的高效管理技术。二次调查数据库