土地管理业务全要素关键领域模型构建与应用

摘要

土地管理“源于地籍、归于地籍”。以“地籍”为核心，构建土地管理业务全要素的信息集成模式，建立土地管理业务全要素信息系统，实现“批、供、用、补、查、登”等业务环节土地信息的集成整合，是现阶段土地信息系统建设的热点和难点。本文针对土地信息系统建设中的“信息孤岛”、“业务孤岛”等问题，结合本体论、软件工程等相关理论和技术，以土地管理业务全要素关键领域模型构建、空间特征形式化表达、关键技术分析及工程应用为主线，对其基本设计思想、空间数据组织、数学模型等都做了详细的探讨，并基于土地管理业务全要素关键领域模型进行了工程应用。论文主要做了以下研究工作：
　　（1）对国内外土地信息化发展现状、土地信息集成现状进行了分析，提出了土地管理业务全要素的信息集成模式。从建立共享概念模型的角度，引入面向本体的分析方法和土地管理业务全要素信息系统领域模型概念；从过程工程理论的角度给出了土地管理业务全要素信息系统领域模型的四元组定义；根据土地管理业务全要素信息系统的特点，提出从数据分析、数据关联及系统协同角度对土地管理业务全要素信息系统关键领域模型进行构建的研究思路。
　　（2）从信息系统体系结构、空间数据组织管理、信息系统开发模式等方面，基于本体构建了土地管理业务全要素信息系统关键领域模型。提出了多层本体集成模式下的土地管理业务全要素信息系统本体体系结构模型、多层本体共享模型、土地管理业务全要素信息系统应用模型；以地籍应用本体为例，采用本体分析方法，分析了地籍本体概念及概念间关系，重组了地籍数据库结构，为概念模型中应用本体的数据建模提供了分析方法。
　　（3）基于组份拓扑理论和位置理论，进行了土地管理业务全要素信息系统关键领域模型空间特征的形式化表达。利用组份拓扑理论和位置理论产生的新公理，对土地管理业务全要素信息系统多层本体共享模型和土地全要素业务空间本体间的空间关系进行了数学描述；以土地管理业务全要素空间数据为例，基于ArcEngine实现了土地空间数据的拓扑检查。
　　（4）从土地生命周期管理、业务地块编码、土地管理业务全要素信息演绎等方面，分析了土地管理业务全要素信息系统关键领域模型的若干关键技术。在多层本体共享模型基础上，提出了基于事件语义的土地业务全要素生命周期管理模式；在分析宗地代码编制规则基础上，提出了土地管理业务全要素地块编码规则；通过设置数据表设计规范，分析了土地管理业务全要素信息在土地生命周期内的演绎规律，为建立土地业务全要素生命周期管理关联树奠定了技术基础。
　　（5）从数据框架构建、数据建库方法、数据存储管理等方面，构建了集计算、存储和应用为一体的土地管理业务全要素信息系统数据中心。从数据关联、要素分类编码、信息共享可用性等方面展开分析，构建了土地管理业务全要素信息系统数据框架体系；从土地管理业务全要素信息集成整合的角度，分析了数据处理的总体技术框架；从数据存储管理的角度，分析了数据中心的逻辑拓扑结构，设计了数据管理平台的功能结构，为土地管理业务全要素信息系统构建奠定了数据基础。
　　（6）基于土地管理业务全要素信息系统关键领域模型和模块搭建的软件开发框架，构建了原型系统。以徐州市为例，从需求分析、建设思路、技术框架、开发模式、业务模式等方面，对领域模型内的若干关键技术进行应用。构建了土地业务全要素生命周期管理关联树，基于此改进业务处理模式，实现了空间数据与业务审批信息的深度融合；基于信息系统应用模型，分析了“一中心四平台”应用系统的搭建式开发框架，对现阶段土地信息的集成整合进行了有益探索和实践。
　　主要创新点有：
　　（1）提出面向土地管理业务全要素的土地信息集成模式，基于本体构建了土地管理业务全要素信息系统本体体系结构模型、多层本体共享模型、应用模型等关键领域模型，分析了其若干关键技术，提出了土地业务全要素生命周期管理模式、土地管理业务全要素地块编码方法及土地管理业务全要素信息演绎规则，为土地信息系统顶层框架建设提供了设计思路。
　　（2）采用面向本体分析方法，分析了地籍本体组成，获取了地籍本体概念，梳理了地籍本体概念间关系，建立了地籍应用本体概念模型，并基于地籍应用本体模型，重组了地籍数据结构，为土地管理业务全要素信息系统专业模型的构建提供了分析方法。
　　（3）基于土地管理业务全要素信息系统关键领域模型，提出了土地业务全要素生命周期管理关联树的构建方法，实现了土地管理业务全要素空间信息的集成；基于生命周期管理关联树，改进了业务处理模式，建立了单一业务地块与审批流程的横向关联以及土地管理业务全要素间的纵向关联，为地理信息与地政业务审批信息的一体化集成提供了技术方法。
　　该论文有图幅67篇，表19个，参考文献173篇。

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

Extended Abstract

目录

Contents

图清单

表清单

1绪论

1.1土地信息化现状（Current situation of land informatization）

1.2土地信息集成现状（Current situation of land information integration）

1.3研究目的与研究内容（Purposes and contents of the study）

2本体与土地管理业务全要素信息系统领域模型基础理论

2.1本体概述（Ontology Overview）

2.2本体分类与集成模式（Ontology classification and integrated organizational mode）

2.3本体与对象相关概念（Relevant concepts of ontologies and objects）

2.4土地管理业务全要素信息系统领域模型内涵分析（Analysis of conotation of the domain model of land full feature information system）

2.5本章小结（Summary）

3基于本体的土地管理业务全要素信息系统关键领域模型建立

3.1土地管理业务全要素信息系统业务框架（Business framework in land management business full feature information system）

3.2土地管理业务全要素信息系统关键领域模型（Key domain models of land management business full feature information system）

3.3实例分析——以地籍应用本体建模为例（Ex application ontology modeling）

3.4本章小结（Summary）

4土地管理业务全要素信息系统领域模型空间特征的数学描述

4.1组份拓扑理论与位置理论（Mereotopology and location theory）

4.2 多层本体共享模型的数学模型（Mathematics model of the multilayer ontology sharing model）

4.3土地全要素业务本体空间关系描述（Spatial relation describing about full feature business ontologies in land management）

4.4 实例应用——土地管理业务全要素空间数据拓扑检查（ Instance of the application - the topology check of land management business full feature spatial data）

4.5本章小结（Summary）

5土地管理业务全要素信息系统领域模型的若干关键技术研究

5.1基于事件语义的土地业务全要素生命周期管理模式（Land business full feature lifecycle management mode based on event semantics）

5.2基于宗地代码编制规则的土地管理业务全要素地块编码方法（Encoding method of land management business full feature parcel based on unified encoding of land parcel）

5.3土地管理业务全要素信息在土地生命周期内的演绎规则

5.4本章小结（Summary）

6基于关键领域模型的土地管理业务全要素数据中心建设

6.1土地管理业务全要素信息系统数据框架（Data framework of land management business full feature information system）

6.2土地管理业务全要素信息系统数据库建设（Data engineering in land management business full feature information system）

6.3土地管理业务全要素信息系统数据中心构建（Data center

6.4本章小结（Summary）

7土地管理业务全要素信息系统原型实现

7.1建设背景（Background of the construction）

7.2建设思路（Construction thinking）

7.3技术框架（Technical framework）

7.4系统实现（Prototype implement）

7.5本章小结（Summary）

8结论与展望

8.1研究结论（Conclusions）

8.2主要创新（Main innovations）

8.3研究展望（Propects）

参考文献

作者简历

学位论文数据集