審圖資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李吉江 趙 榮 王 勇

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué),山東 泰安 271018； 2.中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院，北京 100830)

·計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用·

審圖資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李吉江1，2趙 榮2王 勇2

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué),山東 泰安 271018； 2.中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院，北京 100830)

針對(duì)當(dāng)前地圖技術(shù)審查缺乏有效管理的狀況，提出了基于Browser/Server架構(gòu)的審圖資源管理新模式，通過(guò)綜合利用地圖匹配技術(shù)、HTML5無(wú)插件地圖標(biāo)引技術(shù)和語(yǔ)義分類技術(shù)，并基于.NET開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)出審圖資源管理系統(tǒng)，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)有效提高了審圖資源管理的可靠性與科學(xué)性，對(duì)審圖資源的信息化建設(shè)具有一定的意義。

審圖資源，管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)，地圖

0 引言

我國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，從事地理信息采集生產(chǎn)、加工處理、增值服務(wù)等業(yè)務(wù)的企業(yè)單位近2萬(wàn)家，與此同時(shí)，三維地圖、街景地圖、斜視角地圖等新型地理信息產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，位置簽到、信息服務(wù)、眾包數(shù)據(jù)生產(chǎn)等新型業(yè)態(tài)也在不斷出現(xiàn)，地理信息產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出強(qiáng)勁增長(zhǎng)勢(shì)頭。當(dāng)前，地圖技術(shù)審查缺乏較為有效的技術(shù)手段。地圖技術(shù)審查幾乎全部依賴于人工操作，任務(wù)繁鎖、工作量大，無(wú)法滿足日益強(qiáng)烈的社會(huì)需求；存在因理解不一致造成地圖審核結(jié)果差異較大的現(xiàn)象，審圖標(biāo)準(zhǔn)和審圖知識(shí)有待凝練成為技術(shù)系統(tǒng)；審圖過(guò)程中漏審、審圖員協(xié)作難度大等現(xiàn)象較突出，有必要大幅提升審圖工作的信息化、智能化水平。

1 審圖資源管理系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

由于審圖資源不同于其他的檔案資料，其具有多學(xué)科、多標(biāo)準(zhǔn)、多類型、多尺度、多主題特性，同時(shí)審圖過(guò)程也具有較強(qiáng)的專業(yè)性，因此在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個(gè)方面：

1)基于大型數(shù)據(jù)庫(kù)和B/S架構(gòu)搭建網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行系統(tǒng)。

審圖業(yè)務(wù)涉及大量的標(biāo)準(zhǔn)地圖、審圖規(guī)則、重要地理信息，涵蓋地圖、文本、表格等多種數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)量龐大且格式多樣，因此本文采用成熟的大型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行審圖業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理。同時(shí)，系統(tǒng)采用Browser/Server(B/S，瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu)，以支撐多個(gè)地圖技術(shù)審查員基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在線協(xié)作審圖，有效提高業(yè)務(wù)工作效率。

2)語(yǔ)義化信息檢索。

通過(guò)分析數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，構(gòu)建相應(yīng)的同義詞庫(kù)、近義詞庫(kù)，利用分詞庫(kù)、簡(jiǎn)單字符匹配、重心后移匹配法等方法計(jì)算語(yǔ)義相似度，并且通過(guò)詞匹配法和機(jī)器學(xué)習(xí)的方法對(duì)地理實(shí)體進(jìn)行語(yǔ)義分類。通過(guò)這些理論和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地理實(shí)體的精確檢索。

3)以審圖單元為核心實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理。

目前，地圖技術(shù)審查工作業(yè)務(wù)工作主要依賴于人工目視判讀，審核人員培訓(xùn)周期較長(zhǎng)，工作效率較低。本文提出基于標(biāo)準(zhǔn)地圖等基礎(chǔ)資源構(gòu)建“審圖單元”，以此作為審圖規(guī)則管理的基本單元；在此基礎(chǔ)上，基于比例尺、專題圖類型等特征對(duì)審圖單元進(jìn)行分組和連接形成“審圖模板”，可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜審圖過(guò)程的動(dòng)態(tài)管理。

4)構(gòu)建非線性轉(zhuǎn)換模型實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)地圖的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

非標(biāo)準(zhǔn)地圖圖片不存在空間參考，因此需要通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型賦予其空間參考。利用人工方式選取均勻分布的控制點(diǎn)，采用非線性轉(zhuǎn)換模型(多項(xiàng)式變換模型)，基于最小二乘理論進(jìn)行間接平差，獲取非標(biāo)準(zhǔn)地圖像素坐標(biāo)系與實(shí)際地理坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換系數(shù)，建立非標(biāo)準(zhǔn)地圖的像素坐標(biāo)與實(shí)際地理坐標(biāo)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)地圖圖片的坐標(biāo)配準(zhǔn)。

2 系統(tǒng)技術(shù)方案

2.1 數(shù)據(jù)規(guī)范化整理和整合

由于收集資料和數(shù)據(jù)的多源性，對(duì)數(shù)據(jù)需按照規(guī)定的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行規(guī)范化處理，使其滿足審圖的要求。主要涉及以下的處理：

1)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。涉及投影轉(zhuǎn)換、不同坐標(biāo)參照系的變換，投影轉(zhuǎn)換是將橢球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)為平面坐標(biāo)，此外還有西安1980坐標(biāo)系到國(guó)家大地坐標(biāo)系(CGCS 2000)的轉(zhuǎn)換等。

2)格式轉(zhuǎn)換。估計(jì)目前地理信息數(shù)據(jù)格式有多種，如MAPGIS、超圖、吉威、山海易繪等格式，收集的數(shù)據(jù)都要轉(zhuǎn)成地圖審查信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)定的格式。

3)屬性字段映射和融合。不同數(shù)據(jù)源表要映射和融合為地圖審查信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)定的屬性表結(jié)構(gòu)。

4)圖形轉(zhuǎn)換和融合。涉及點(diǎn)和面融合成點(diǎn)、面轉(zhuǎn)換為點(diǎn)、線轉(zhuǎn)為面等操作。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)的總體技術(shù)架構(gòu)主要分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)層、審圖資源庫(kù)層、基本功能模塊層、審圖業(yè)務(wù)模塊層、用戶權(quán)限管理及安全服務(wù)體系六個(gè)部分，其總體架構(gòu)如圖1所示。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括審圖單元數(shù)據(jù)庫(kù)、審圖規(guī)則庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)以及政策法規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)。其總體設(shè)計(jì)如圖2所示。

其中審圖基本單元數(shù)據(jù)庫(kù)是依據(jù)審圖知識(shí)參考資源，將待審資源歸類細(xì)化為審圖中需要的基本單元，通過(guò)比對(duì)建好的審圖基本單元，為待審地圖提供直接可視化的審圖依據(jù)。審圖單元主要包括如下內(nèi)容：審圖單元名稱(中、英文，拼音)、類型標(biāo)簽、幾何屬性、關(guān)聯(lián)規(guī)則、比例尺范圍。審圖規(guī)則庫(kù)源于標(biāo)準(zhǔn)化圖件需要遵循的準(zhǔn)則，將審圖過(guò)程中所需注意的審圖規(guī)則(如：中印西段國(guó)界跨河谷)，分類歸納形成審圖規(guī)則庫(kù)。審圖規(guī)則庫(kù)通過(guò)向?qū)張D基本單元數(shù)據(jù)庫(kù)提供審圖規(guī)則，為審圖過(guò)程中待審圖件是否符合要求提供判定依據(jù)。主要字段包括：目標(biāo)類型、規(guī)則類型、出現(xiàn)條件、屬性名、運(yùn)算符、屬性參考值、比例尺。標(biāo)準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)將具有參考意義的標(biāo)準(zhǔn)地圖文件收集入庫(kù)作為審圖過(guò)程中的參照依據(jù)，其中標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)包括地圖圖像文件、地圖屬性數(shù)據(jù)庫(kù)等。通過(guò)比對(duì)建立后的標(biāo)準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，為建立審圖基本單元庫(kù)提供標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而在接下來(lái)的審圖中提供支持。標(biāo)準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)包括：地圖名稱、類型、圖幅號(hào)、比例尺、投影參數(shù)、圖廓點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)、地圖內(nèi)容時(shí)間、成圖時(shí)間。政策法規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)作為審圖基本單元的數(shù)據(jù)源之一，是審圖所依據(jù)的基本準(zhǔn)繩，給予審圖以輔助參考，有利于在審圖時(shí)加深對(duì)待審地圖區(qū)域政策法規(guī)的理解。包括：政策法規(guī)名稱、政策法規(guī)適用范圍、政策法規(guī)頒布時(shí)間、政策法規(guī)有效期、政策法規(guī)特殊注意要點(diǎn)。

3 主要功能與特點(diǎn)

本系統(tǒng)主要包括綜合查詢模塊、審圖單元模塊、標(biāo)準(zhǔn)地圖模塊、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范模塊、系統(tǒng)管理模塊。

1)綜合查詢模塊：將整體數(shù)據(jù)集為一體，通過(guò)搜索、篩選，得到數(shù)據(jù)，操作方便，提高工作效率，由于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量較大，本模塊采用模塊類型和字母順序相結(jié)合的篩選方式，同時(shí)支持對(duì)數(shù)據(jù)的精確和模糊查詢。

2)審圖單元模塊：主要用于地圖審圖單元的構(gòu)建、編輯、查詢、入庫(kù)、更新等相關(guān)操作，為單元添加審圖規(guī)則例如界河、省界等信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)地圖化展現(xiàn)。

3)標(biāo)準(zhǔn)地圖模塊：將標(biāo)準(zhǔn)地圖入庫(kù)，填寫詳細(xì)的屬性信息，并將地圖切割成地圖切片，通過(guò)地圖配準(zhǔn)工具，將靜態(tài)的地圖圖片與天地圖相結(jié)合，從而將靜態(tài)圖片轉(zhuǎn)換成帶有空間坐標(biāo)的地圖，同時(shí)支持對(duì)入庫(kù)圖片的查詢、預(yù)覽。

4)系統(tǒng)管理模塊：系統(tǒng)管理員擁有對(duì)系統(tǒng)的最高權(quán)限，負(fù)責(zé)進(jìn)行用戶管理和后臺(tái)管理資源(比例尺、審圖單元、審圖規(guī)則等)的維護(hù)；可以對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(標(biāo)準(zhǔn)地圖、審圖單元、審圖規(guī)則等)進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)管理員擁有對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(標(biāo)準(zhǔn)地圖、審圖單元、審圖規(guī)則等)管理維護(hù)的權(quán)限，數(shù)據(jù)管理員可以訪問系統(tǒng)的所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，但僅能對(duì)自身創(chuàng)建的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的修改、刪除操作。普通用戶僅擁有對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢?yōu)g覽的權(quán)限。

本系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

1)技術(shù)復(fù)雜度高、原創(chuàng)性強(qiáng)。涉及多源異構(gòu)地理資源存儲(chǔ)與顯示、地圖空間位置匹配、電子地圖比對(duì)。

2)技術(shù)系統(tǒng)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合緊密，有效推動(dòng)地圖技術(shù)審查自動(dòng)化水平。

4 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了審圖資源的查詢與管理，通過(guò)非標(biāo)準(zhǔn)的地圖圖片的在線配準(zhǔn)、審圖單元和審圖規(guī)則的構(gòu)建，大大提高了地圖技術(shù)審查的工作效率和信息化水平，文章中涉及的標(biāo)準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，可以作為地圖技術(shù)審查的數(shù)據(jù)支持和資源參考，有效解決因理解不一致造成地圖審核結(jié)果差異較大的現(xiàn)象?？梢砸?guī)范各行業(yè)及公眾使用標(biāo)準(zhǔn)地理地圖和新聞專題地圖底圖的使用情況，對(duì)于規(guī)范各類地圖使用將起到極其重要的作用。

[1] 余建軍.測(cè)繪資料檔案管理系統(tǒng)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].杭州：浙江大學(xué),2012.

[2] 王 進(jìn).基于本體的語(yǔ)義信息檢索研究[D].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué),2006.

[3] 李勤超.基于本體的地理信息檢索方法研究[D].鄭州：中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)，2007.

[4] 李學(xué)東.基于Web的地學(xué)數(shù)據(jù)集成與發(fā)布技術(shù)研究[D].北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2009.

[5] 王俊超,劉晨帆.語(yǔ)義相似性度量技術(shù)在地名匹配研究中的應(yīng)用[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012(6):871-874.

[6] 左 偉,王俊友,蔣衛(wèi)國(guó),等.基于GIS的無(wú)參數(shù)地圖投影轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2012(4):27-29.

Design and realization of drawing-inspecting resource management system

Li Jijiang1,2Zhao Rong2Wang Yong2

(1.ShandongUniversityofAgriculture,Tai’an271018,China; 2.ChinaMappingScienceAcademy,Beijing100830,China)

In light of current map inspecting technology management shortages, the paper puts forward new drawing-inspecting resource management mode on the basis of Browser/Server frame. Through comprehensively using map matching technology, HTML5 zero-insertion guiding technology and semantic classification technology, it develops draw-inspecting resource management system on the basis of .NET development platform. Practice proves that: the above-mentioned system effectively improves the reliability and science of drawing-inspecting resource management, which has certain meaning for building draw-inspecting resource data informatization.

drawing-inspecting resource, management system, database, map

1009-6825(2017)02-0257-02

2016-11-04

李吉江(1990- )，男，在讀碩士

TP273.5

A