基于 GIS 的自然资源确权登记关键技术研究

前言：自然资源确权登记是继集体土地所有权和不动产确权登记后,我国在探索生态文明建设具体实践方面的第三个重要举措。目的是解决自然资源所有权边界不清、产权不明、资源不细、监管不到位、利用不综合等问题。通过GIS技术技术的应用，能够实现对自然资源的科学确权与登记，因此针对相关内容进行深入研究与分析，是非常必要的。

1 GIS技术的基本概念

GIS技术是指集地理信息的存储、传输、收集、处理与查询等功能为一体的计算机系统，能够对海量数据信息进行挖掘、处理和分析，属于多学科交叉产物。 在空间分析过程中，即使要处理复杂的地理空间关系和多变的城市要素，GIS 也能凭借其严谨的空间分析模型和算法，准确分析和处理数据，不受表面复杂现象的干扰，得出科学合理的分析结论[1]。利用地理模型与地理空间数据库，对工作人员提供多空间、动态性的地理信息，服务于地理决策与研究，主要特征为：（1）能够对地理信息进行收集、分析、管理和输出，具备动态性、空间性。（2）通过计算机系统对空间地理数据进行管理，对地理分析方法进行模拟，然后分析空间数据得到有用信息，实现工作内容。（3）将地理决策与研究作为目的，将地理模型的方法实现多要素、动态预测和区域空间分析，从而得到高层次的地理信息。

2 自然资源确权登记总体思路

通过建立一套本地化的自然资源确权登记标准规范体系，平台将实现显著的综合价值：在技术层面，建立先进的信息化支撑体系，显著提升自然资源管理的科技水平；在业务层面，优化自然资源确权登记业务流程，提高工作效率和服务质量；在管理层面，加强自然资源的监管能力，提升决策的科学性和准确性；在社会层面，促进自然资源信息的公开共享，推动生态文明建设。技术架构设计采用“统一规划、分步实施、重点突破”的策略，在现有网络系统基础上进行系统扩容建设。通过实施分布式存储架构，解决海量数据存储需求；通过构建多层次安全防护体系，确保系统安全可靠运行；通过采用微服务架构，支持系统的灵活扩展与演进。

使用上述建设方案需注意以下 4 点：一是在提取建设区范围时要保证建设区的完整性，由于采用地形级实景三维只能反映地表形态的高低起伏，并不能正确表达建设区域的实际情况，因此在提取建设区范围时不能遗漏部分建设区域。二是DOM与DEM的精度决定融合后地形级实景三维的精度，因此在收集数据时需优先选择精度较高组合。三是在DOM和DEM数据进行融合时，应确保DOM 和DEM数据的空间坐标系一致，避免生成的实景三维出现错位或形变。四是在两类模型融合后，由于生产方式和拍摄时间均不相同，因此会产生一定程度的色差，可以使用色彩平滑技术使模型接边处颜色自然过渡，减少颜色之间的突变，尽量消除颜色差异造成的视觉不连贯感。

3 ArcGIS 中的 Python 脚本与模型构建器

ArcGIS 是一个可扩展、全面的地理信息系统(GIS) 平台,根据用户需求提供了多样化的应用场景和服务[2]。该平台包含大量可编程组件,覆盖从细粒度到粗粒度的对象,为开发者提供了全面的GIS功能集成。自ArcGIS 9. 3版本起，ESRI公司引入了Python支持,使得开发者能够利用 Python进行地理数据的空间管理和数据分析等日常业务,显著提升了GIS的工作效率。由于ArcGIS是基于组件对象模型(COM)构建的,通过与Python的结合,为GIS用户的二次开发提供了优越的环境。Python 在 GIS 领域具有独特优势,其作为一种面向对象的解释型编程语言,不仅具有简洁性、可读性和可扩展性,还具备强大的空间数据处理能力。 相较于系统级语言如 C++ 和. NET,Python可以高效地调用ArcGIS提供的地理处理工具集,实现复杂的空间分析和数据处理任务。在自然资源确权登记工作中,Python 能够实现地理数据的批量处理、空间分析和自动化制图等核心功能,大大提高了数据处理效率。

4 自然资源数据整合

GIS技术能够将来自不同来源的数据进行整合，利用数据融合的技术，将不同格式、不同尺度、不同时间的数据进行统一处理，使其在空间上对接、时间上衔接，构建出全面、动态的城市数据平台。利用高分辨率卫星遥感影像，使用多光谱、热红外等传感器获取大范围的地形地貌、土地利用现状等宏观数据，结合航空摄影测量技术，对重点区域进行详细拍摄，获取高分辨率影像数据，用于地形分析与土地利用分类。运用GPS设备采用实时动态差分定位技术，对实地情况进行高精度定位测量，获取精确空间位置信息。数据采集完成后运用GIS的数据编辑与处理功能，借助拓扑规则检查工具，对土地利用数据进行拓扑检查，自动修复错误的多边形边界。利用坐标转换工具根据不同坐标系统的转换参数，将不同来源数据统一到同一地理坐标系下实现数据融合，并借助GIS的数据库管理功能，将处理好的数据存储到空间数据库中，按照地形、土地利用、交通等不同要素分层组织数据，建立空间索引，运用SQL查询语言实现数据的快速查询、检索与更新，为自然资源确权方案的制定与分析提供强有力的数据支撑。

5 智能化数据管理

平台需构建智能化管理体系，实现数据的自动化质检与入库功能，建立完整的数据全生命周期管理机制。并提供实时的监控预警功能，通过建立三维综合监管平台，实现自然资源全要素的可视化管理，为数据的高效管理与利用提供有力支撑。针对确权的实际需求，定制符合本地特点的业务流程体系，实现多级审批与多部门协同办理机制。系统提供灵活的流程定制与人员权限配置能力，并实现与省级政务服务平台和不动产登记信息平台的深度整合，以有效提升业务管理效率。另外，平台还应建立与水利、林草、环保、财税等部门的标准化数据共享接口，支持多层次、多维度的信息共享服务。系统应为社会公众提供便捷的信息公开服务渠道，同时建立了面向科研机构的数据开放共享机制，促进了资源信息的高效流通与利用[3]。而且，系统需提供全面的决策支持功能，包括自然资源总量分析、确权登记分析、综合查询分析等核心功能。平台支持自定义报表与专题图件的灵活生成，实现与不动产登记信息的关联分析，并提供多维度的统计分析与趋势预测能力，为管理决策提供科学依据。

结语：综上所述，在实际工作中，利用 Python 制作的地理数据批处理脚本，操作简单、结果准确、方便实用，能够极大降低地理数据处理工作的劳动强度，避免人工操作带来的错误，对今后测绘项目中涉及的地理统计分析工作具有重要的应用价值。

参考文献：

[1]闫盼盼. 我国自然资源统一确权登记制度研究[D]. 北京:中国地质大学,2020.

[2]刘法军,张勇,李军亮. 自然资源统一确权登记的做法与思考[J]. 测绘与空间地理信息,2022,45(8):88-91.

[3]李云峰,李勇,葛晓蕾,等. 自然资源三维立体“一张图”研究:以山东省为例 [ J]. 信息技术与信息化, 2022 ( 9):131-134.