鐵路部門是國家的重要基礎部門，隨著高鐵時代的到來，鐵路信息化程度的其各領域不斷拓展，鐵路用地管理信息化的提高同樣擺在我們面前。隨著GIS在各行各業應用的不斷深入，如何利用GIS技術來提高管理和服務水平。鐵路用地管理應用系統是對地籍屬性資料、地籍圖件以及登記發證過程中產生的辦公數據進行綜合管理。而鐵路用地管理應用系統是在當代計算機工具的基礎上，使用GIS技術、數據庫技術和網絡信息技術研發出來的專門適應于鐵路地籍部門進行數據管理、信息查詢、檔案掛接、數據統計和打印等工作的系統軟件。
《鐵路技術創新》(雙月刊)創刊于2003年，由中國鐵道科學研究院主辦。綜合報道和傳播國內外鐵路行業技術創新成果，重點展示和推廣鐵路新技術、新產品、新裝備，引領和推動鐵路技術創新，努力為國內外鐵路技術研發和產品生產企業搭建技術交流平臺，架設鐵路裝備制造商通向鐵路用戶的信息高速路。
一、建設內容
1. 紙質檔案數字化
對分散在各科室和檔案室的紙質檔案進行拆裝、掃描、圖像處理和質量檢查，獲得數字檔案。
2. 數字檔案建庫
對掃描后的數字檔案進行分類、整理和數據提取，按照相關標準規范進行入庫，建立數字檔案數據庫。
3. 空間數據建庫
建立鐵路地籍空間數據與非空間數據庫。
4. 地籍管理系統
開發建設鐵路地籍管理系統，業務涵蓋權屬(地籍)管理，利用管理、監察管理、用地檔案管理、規劃管理和新建鐵路建設用地管理六個方面，實現對數字檔案庫、空間數據庫的瀏覽、管理、查詢和統計出圖等功能。
二、項目建設總體目標
充分、有效地利用數字檔案數據庫與鐵路地籍數據庫，將現有空間數據、非空間數、數字檔案數據庫用數據庫技術進行科學有效的組織與管理;協助日常辦公，提高辦公效率，為領導決策分析提供數據依據。
利用GIS技術，科學的存儲和管理鐵路各業務部門的圖形、文字、數據和音像資料，建立先進實用的鐵路用地管理應用系統，為鐵路部門日常管理，信息資源的共享和綜合利用提供技術保障。
建立優質、高效和具有鐵路地籍特點的鐵路地籍管理系統，利用鐵路地籍管理系統的各項功能彌補傳統工作中的不足與效率低下，提供更為便捷的數據瀏覽、數據存儲、空間定位查詢和統計服務。從根本上解決傳統手工作業方式所帶來的諸多問題，更好的促進信息化建設的快速發展，保障鐵路地籍信息的有效管理利用。
三、需求分析
1. 鐵路設備管理維護的需求
設備的管理和維護是鐵路部門日常主要工作之一。鐵路各種設備數據量大、專業廣，分布零散，要管理維護好設備，就必須掌握各種設備的運轉狀況、基礎履歷和分布情況。這就需要一個能對鐵路各種設備信息進行采集、存儲、分析、管理和統計的鐵路地理信息系統，把鐵路運、機、工、電、輛、房等各種設備信息資料直觀、快速和簡便地提供給管理者和技術人員使用。同時也要求該系統能提供較為簡捷的圖上設備維護方式。
2. 鐵路輔助決策的需求
為了合理調配現有運力和設備的使用，系統應能夠采集、存儲和分析現有設備的使用情況和各種技術經濟指標，如車站的運量、貨源等，某條線路的貨運量、客運量分析等，同時，系統也應提供現有鐵路、車站附近的人文、經濟、資源信息，形成各種專題圖，為運量、人力、財力和物力的安排提供數據依據。同時要求鐵路地理信息系統能對可能修建鐵路的地區進行緩沖區分析，提供沿線輻射范圍內的地方人文、經濟、資源和地理指標的統計分析，為領導決策提供輔助支持。
3. 鐵路搶險救災的需求
為了在災害事故發生后，能在最短的時間內作出搶險方案并恢復行車，把損失減少到最低，要求領導和技術人員能盡快得到事故發生地段的詳盡信息。包括線路兩旁地形地貌情況、事發地段線路設備情況、事發地段線路圖像資料、救援設備分布情況等。目前，這些資料都是分別存儲在各級檔案館內，緊急情況一旦發生，查找起來異常困難，常因資料不全而貽誤搶險戰機。因此，鐵路部門在搶險救災時，需要一個能直觀、快速和簡便地提供搶險有關信息的鐵路地理信息系統，并使一些相關聯的信息一體化顯示，讓領導和技術人員在遠離現場的情況下，就能對事發地段的情況了如指掌，為遠程指揮提供強大的數據支持。
4. 各種專業制圖的需求
鐵路系統各部門在日常工作中，常常要用到各種專業圖集，以供快速查詢使用。鐵路地理信息系統應該能夠根據用戶需求，通過圖層管理，將系統內部的矢量化圖件整理成專業圖集，然后打印輸出。
四、總體框架設計(如表1)
應用層是用戶與系統的交互層，即用戶使用系統時能夠享受到系統提供的各項功能服務，業務范圍包括權屬(地籍)管理，利用管理、監察管理、用地檔案管理、規劃管理和新建鐵路建設用地管理六個方面。
功能層提供各種功能引擎，實現系統的各項操作功能，包括：圖形展示、瀏覽功能、圖文互查、查詢定位功能和統計功能等。
數據層是系統的資源層，地籍管理系統的主要數據為圖形空間數據與圖形屬性數據、數字檔案數據庫、基礎地形數據庫和遙感影像等數據庫構成。
技術路線采用Oracle數據庫、ArcGIS平臺，基于C#、JavaScript開發語言，采用SOA技術將不同的應用與服務統一封裝起來，通過B/S形式進行展現。
軟件環境為滿足項目建設要求，進行操作系統、數據庫以及GIS等軟件。
1. 操作系統
操作系統采用 Windows Server 2008R2。
2. 數據庫
數據庫采用Oracle 11gR2。
3. GIS軟件
ArcGIS是目前大型GIS應用的主流平臺，從數據描述、存儲、表達和開發都有一整套專業的技術和產品，有利于用戶的數據管理嚴謹、數據交換便捷、系統更新和遷移方便。本方案采用ArcGIS Server10.1(含ArcSDE許可)作為數據發布平臺。
五、一體化服務集成設計
從系統使用的角度，系統需要擁有服務管理、用戶管理、檔案管理、運維管理、應用展示等不同功能，按照傳統系統設計，每個功能都能夠形成一個系統，從而使得傳統的系統都包含較多并且復雜的系統。
首先，傳統的系統設計方式，將系統分成了很多子系統，而每個子系統之間又有千絲萬縷的聯系，用戶很難捋清各系統之間的關系，在系統使用方面給用戶設置了不小的障礙;其次，如果按傳統方式設計，改變一個子系統后，往往其他子系統也需要進行相應調整，由于系統較大，各系統往往是不同開發人員實現的，那么修改一個子系統后，需要有一個掌握全局的人來管理其他子系統修改，這種模式大大增加了開發人員的工作量;第三，如果有很多子系統，顯然也大大增加了系統實施部署人員的工作量，他們需要將每個子系統進行部署，而且需要配置各系統的參數，對系統部署實施人員又提出了更高的要求。
正是因為有上述問題的存在，我們考慮使用系統一體化設計，即一體化地理信息服務系統設計方式，將服務管理、用戶管理、檔案管理、運維管理和應用展示等統一到一個系統中，拋棄獨立設計子系統的概念，每一個都是系統中的一個功能模塊。這種設計理念不僅能夠方便用戶使用，而且可以最大限度的減少開發和部署人員的工作，大大提高系統開發效率。在一體化地理信息服務系統中，采用權限的方式控制不同用戶登錄系統后看到的內容不一致。
六、系統功能設計
業務導航將圍繞鐵路地籍業務所涉及的權屬管理、利用管理、監察管理和檔案管理等六大模塊進行集成，構建基本框架和門戶業務導航。
業務導航以win8風格進行設計，并對各模塊進行單點登錄，業務模塊的集成為系統提供便捷、統一的二次開發接口，也為系統后續的建設完善搭好框架。
權籍管理子系統，結合數據情況，整合影像數據、宗地數據和圖斑等地籍數據，實現空間數據的在線圖形展示與控制、屬性查看、宗地分類實時統計以及數據的在線更新和編輯;能通過屬性檢索、圖形關聯等方式查詢檔案資料，查看檔案資料等功能。
系統功能系統采用B/S架構，以圖形方式集中顯示各類數據，可方便地進行顯示、疊加、查詢和統計，可關聯檔案資料，并進行資料查看。實現各類數據和資料的有效管理和查看，為日常辦公提供鐵路地籍空間信息服務。系統登錄采用單點登錄技術實現系統登錄。
圖形展示模塊，各類電子地圖、動態地圖和專題數據的展示，數據使用在線地圖服務調用疊加，支持瓦片服務(WMTS)、AGS動態地圖服務(MapServer)等，支持資源目錄編目，權限控制(精確到圖層)。
地圖瀏覽為用戶提供通用的GIS數據瀏覽工具包括：全屏、平移、放大、縮小、清空、鷹眼和雙屏對比等地圖瀏覽功能。
數據資源目錄，鐵路地籍管理系統左側設計為一棵“數據資源目錄”樹，這棵“樹”包含了日常辦公中所用到的圖層、圖集，例如鐵路地籍方面的圖(1：500地籍圖等)，影像圖和基礎地理圖等。通過該“樹”可對圖層進行相應的顯示與隱藏控制。
按照數據資源類別對電子地圖服務進行列表顯示，點擊服務，可進行服務圖層瀏覽查看，可疊加顯示。
1. 量算、標注
(1)距離量算：測定用戶指定的有條多義線或輸入的坐標串的距離。
(2)面積量算：測定用戶指定的有條多義線或輸入的坐標串的面積。
(3)標注：提供多種自動、職能的標注工具，包括坐標標注、距離標注、面積標注和屬性標注等。
(4)單位設置：可設置長度(米、千米)、面積單位(平方米、畝、公頃)。
2. 查詢定位模塊
通過輸入關鍵字，查詢包含關鍵字的信息數據，支持模糊查詢，查詢與鐵路地籍相關的要素信息，對查詢出的結果在地圖上進行定位，右側顯示查詢結果列表，點擊列表數據可進行定位，可對要查詢的圖層進行配置。
3. 坐標定位
精確快速定位地圖到對應坐標。
4. 土地權證查詢
通過宗地的屬性數據，如：土地證號、宗地名稱、里程進行宗地查詢，查詢結果以列表方式進行展示，同時地圖疊加當前查詢結果集，點擊列表可進行數據定位，點擊地圖點標記可顯示數據屬性信息并與數據列表進行聯動，同時要考慮無證地塊的查詢，方便用戶查詢前宗地發證信息總體狀況。
5. 車站信息查詢
宗地信息查詢結果需要同時標記相關的車站站點及車站中心里程，點擊車站圖標顯示對應車站詳細信息。
6. 空間查詢
通過地圖點選任意空間范圍內某點，該圖斑高亮顯示，可進行穿透檢索，實現所見即所查，瀏覽相關宗地、圖斑等基礎信息。
7. 框選查詢
框選某一區域需要查看的實體，即可彈出該區域實體的屬性信息窗體。通過單擊屬性信息框所列出宗地號、名稱等，進一步定位查詢該宗地的詳細信息。
8. 圖文掛接
宗地數據查詢到對應結果后，可對其包含的附件資料進行管理，默認包含：權屬管理、監察管理、利用管理、規劃管理和綜合管理目錄，用戶還可自行添加其它需要的附件目錄，在目錄上右擊可彈出附件管理菜單，進行附件的上傳、下載和刪除操作，目前附件資料主要包含以下幾類：權證、圖紙、表格、音像、文字材料和電子文件。
9. 附件查看
數據查詢顯示結果后(包括屬性查詢、空間查詢和全文檢索)，提供圖文掛入口，點擊可查詢相關記錄所掛接的檔案信息，并能在線打開或提供下載(常規文件可在線打開，包括：txt、jpg、png、bmp、doc、xls、ppt、xml等常用文件以及圖片和常用offi ce文檔，其它特殊文件：如CAD、mdb等文件提供下載方式，在本地打開)。
10. 統計模塊
(1)按區域統計;(2)按里程數統計;(3)按范圍統計;(4)按線路名統計。
11. 臺賬統計
實現對《國有土地使用證》臺帳及未登記領證鐵路用地臺帳的統計，還可按照生產運輸用地、輔助生產用地、生活設置用地以及其它用地四類鐵路用地分類進行實時面積統計并且可對統計結果輸出打印。
12. 數據管理
系統中可直接對宗地圖形數據進行編輯以及屬性信息錄入。
13. 數據錄入
通過系統中的添加按鈕，在地圖上繪制宗地圖形，保存至數據庫中。
14. 屬性信息修改
系統中疊加當前已入庫的數據，選擇對應的記錄可編輯其數據信息，并保存至數據庫。
15. 圖形信息修改
系統中疊加當前已入庫的數據，選擇對應的記錄可編輯其圖形信息，并保存至數據庫。
16. 用地檔案管理子系統
實現對地籍檔案管理，按照地籍業務辦理要求進行分類編目及管理，對地籍檔案進行快速查閱，提供方便快捷的查詢、統計功能，提供打印功能，對查詢到的檔案進行打印系統功能。
17. 目錄添加
目錄樹上右鍵選擇添加目錄按鈕，錄入目錄名稱等信息即可創建新目錄。
18. 目錄信息修改
目錄樹上右鍵目錄選擇修改目錄按鈕，錄入目錄新信息即可修改目錄。
19. 目錄刪除
目錄樹上右鍵目錄選擇刪除目錄按鈕，可刪除目錄，但需要先刪除目錄下的子目錄和資源。
20. 檔案文件管理
對系統內的所有檔案資源進行管理，可對檔案進行元數據信息、刪除、查看和打印等操作。
21. 檔案入庫
通過收錄可登記一條檔案信息，然后上傳對應的附件將檔案文件存放于某目錄中，錄入檔案元數據信息進行保存，元數據需要包含：主管部門、檔案名稱、年份、關鍵字、案卷號、保密級別、保存期限和存放位置等。
22. 檔案文件上傳
將附件批量上傳到某檔案記錄中。
23. 利用管理子系統
鐵路土地利用管理是指在國家法律、政策的允許下，通過必要的手段確保鐵路用地資源合理利用與保護的一種管理。促進鐵路土地資產和資源合理有效利用，切實做到保值、增值。
當下鐵路土地利用的主要開展體現在鐵路用地范圍內的《用地合同協議書》、《審批合同》(含外借、外占、租用、土地出讓)等進行土地收費，以及土地出讓合同的管理或通過土地招、拍、掛取得的土地。
針對開展工作要求，具體功能設計如下：
(1)證書管理
對《用地合同協議書》、《審批合同》(含外借、外占、租用、土地出讓)等證書管理;可根據單位需要進行模板的新建，模板的修改的管理。
(2)表格模版的打印
系統提供對表格、合同等預定模板的打印功能，提高業務辦理、審批效率。
(3)GIS出圖
可將外借、租用出讓等用地地塊結合GIS進行位置標繪(數據疊加顯示時需考慮坐標的統一)，同時可對地塊位置進行基本出圖。
(4)監察管理子系統
監察管理主要用來管理存在用地糾紛的地塊圖斑、糾紛調解及法院判決資料，并形成糾紛案件臺賬，支持對糾紛案件的查詢，并對案件進行輸出打印。
(5)規劃管理子系統及新建鐵路建設用地管理子系統等
七、技術規范與標準
本項目設計所參考和依據的技術標準包括數據標準、技術規范、軟件開發標準以及軟件接口規范四個部分：
1. 數據標準
(1)《基礎地理信息數據庫基本規定》CH/T 9005-2009;
(2)《中華人民共和國行政區劃代碼》 GB 2260-2004;
(3)《縣級以下行政區劃代碼編織規則》 GB 10114-2003;
(4)《數字測繪產品檢查驗收規定和質量評定》GB/T 18316-2008;
(5)《專題地圖信息分類與代碼》GB/T 18317-2001;
(6)《城市地理信息系統設計規范》GB/T 18578-2008。
2. 軟件開發標準
(1)《計算機軟件工程規范國家標準匯編2003》(ISBN： 7506632381);
(2)《信息技術軟件生存期過程》(GB/T8566-1995);
(3)《計算機軟件產品開發文件編制指南》(GB/T8567-1988)。
3. 軟件接口規范
(1)OGC Web要素服務規范(Web Feature Service);
(2)OGC Web地圖服務規范(Web Map Service)。
八、結束語
鐵路地籍管理系統的建設是一個長期的、復雜的工程，需要大量的資金和人員的投入，需要采用先進的、復雜的技術，因此我們提出項目管理模式來確保在鐵路地籍管理系統項目質量要求、時間要求和成本要求范圍內，完成本項目的實施和達到預期的目標。這個模型所定義的四個實施過程主要包括：項目管理過程、開發過程、質量保證過程和產品完整化過程。
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