地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)研究*

劉玉珠，朱圣文，盧建青

(浙江省測(cè)繪大隊(duì)，浙江 杭州 310030)

地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)研究*

劉玉珠，朱圣文，盧建青

(浙江省測(cè)繪大隊(duì)，浙江 杭州 310030)

地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)種類繁多，要將這些數(shù)據(jù)有機(jī)整合并統(tǒng)一集成進(jìn)行管理，為科學(xué)發(fā)展提供依據(jù)，以利于充分揭示經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和自然資源環(huán)境的空間分布規(guī)律，實(shí)現(xiàn)地理國(guó)(市)情信息對(duì)政府、企業(yè)和公眾的服務(wù)。為此，文章在地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)應(yīng)用需求分析的基礎(chǔ)上，提出地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建設(shè)的總體設(shè)計(jì)邏輯架構(gòu)以及系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)體系，為中小城市的地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。

地理國(guó)(市)情普查；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；功能設(shè)計(jì)

Abstract：Because the national or municipal geographical conditions census data has a wide range，it is necessary to integrate these data organically and manage them in a unified way.The purpose is to provide the basis for the scientific development，and fully reveal the spatial distribution laws of the economic and social development and natural resources environment，and achieve the service of national or municipal geographical conditions information for the government，enterprises and the public.For this purpose，based on the analysis of the application requirements of geographical conditions census data，the article proposes the logical architecture of overall design and system function design of the system.It also provides the useful information for the construction of geographical conditions census data management system in small andmedium-sized cities.

Keywords：national or municipal geographical conditions census；system design；database design；function design

0 引言

面對(duì)海量地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的管理方法已不能滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需要，形勢(shì)的發(fā)展對(duì)地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提出了迫切要求[1]。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、辦公自動(dòng)化技術(shù)及GIS技術(shù)建立地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，是普查測(cè)繪成果得到智能化管理的具體實(shí)現(xiàn)。GIS應(yīng)用領(lǐng)域已形成社會(huì)化趨勢(shì)，為進(jìn)行有效管理地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)，推動(dòng)地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)獲得最大程度的分發(fā)和利用，全方位服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展[2-3]。

1 總體設(shè)計(jì)架構(gòu)

地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)從下到上主要分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層共3層。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖Fig.1 The architecture diagram of system

1.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層是將計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源等物理資源進(jìn)行整合，建立共享資源池，形成可按需動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的高性能計(jì)算環(huán)境、大容量存儲(chǔ)環(huán)境，滿足海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、高并發(fā)用戶信息共享查詢。

1.2 數(shù)據(jù)層

空間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理基本地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、普查成果數(shù)據(jù)庫(kù)、元數(shù)據(jù)庫(kù)、專題資料數(shù)據(jù)庫(kù)以及統(tǒng)計(jì)分析與成果評(píng)價(jià)庫(kù)等。利用ArcObjects和ORM數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口、以及開(kāi)發(fā)相關(guān)的各種類和接口與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接。

1.3 數(shù)據(jù)應(yīng)用層

采用相應(yīng)控件作為主要的圖形界面，主要負(fù)責(zé)圖形生成、編輯、管理，數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、對(duì)比，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能以及專業(yè)應(yīng)用。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系包括數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及管理制度，確保地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)各組成部分之間，以及系統(tǒng)與外部系統(tǒng)交互能夠有效銜接，規(guī)范運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.5 信息安全體系

信息安全體系包括安全管理制度、安全基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全等內(nèi)容，保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、訪問(wèn)、共享的安全。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)基礎(chǔ)包括：

1)坐標(biāo)系統(tǒng)：采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系(CGCS2000)；

2)投影方式：采用高斯-克呂格投影，3°分帶；

3)高程基準(zhǔn)：1985國(guó)家高程基準(zhǔn)(二期)。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)圖

縣情數(shù)據(jù)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)圖，見(jiàn)圖2。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)圖Fig.2 The overall structure diagram of database

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)功能分為10部分[2-3]，見(jiàn)圖3。

圖3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖Fig.3 The function structure diagram of system

3.1 地圖瀏覽

支持基本的地圖操作，擁有框選、圓選、單選、多邊形選擇、清空元素按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)空間要素的選擇和取消選擇。支持對(duì)影像數(shù)據(jù)的無(wú)縫快速瀏覽。

3.2 數(shù)據(jù)查詢

1)對(duì)空間要素的信息瀏覽、選擇和查詢，包括國(guó)(市)情各個(gè)子項(xiàng)數(shù)據(jù)信息查詢。

2)通過(guò)圖形查詢空間要素的操作方式包括點(diǎn)選查詢、框選查詢、圓形查詢、多邊形查詢和緩沖區(qū)查詢。其中緩沖區(qū)查詢根據(jù)設(shè)置緩沖區(qū)半徑，生成帶有緩沖區(qū)的多邊形，查詢包含在緩沖區(qū)范圍內(nèi)的國(guó)(市)情各個(gè)子項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。

3)通過(guò)屬性查詢空間要素的操作包括過(guò)濾查詢、高級(jí)查詢、區(qū)域條件查詢。

3.3 統(tǒng)計(jì)分析

1)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)支持向?qū)綌?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總，通過(guò)選擇統(tǒng)計(jì)類型和統(tǒng)計(jì)區(qū)域可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)匯總；統(tǒng)計(jì)匯總結(jié)果用餅圖、柱狀圖及報(bào)表形式表示，并且可以輸出成pdf、word等多種格式。

2)專題分析。對(duì)國(guó)(市)情子項(xiàng)進(jìn)行進(jìn)一步的分析功能，比如公交線路分析等。

3.4 數(shù)據(jù)編輯

提供手動(dòng)繪制工具，交互方式繪制各個(gè)子項(xiàng)數(shù)據(jù)，可以編輯點(diǎn)、線、面的屬性信息；提供刪除點(diǎn)、線、面功能；合并、分割空間要素。

3.5 數(shù)據(jù)瀏覽

1)柵格數(shù)據(jù)。系統(tǒng)提供對(duì)柵格數(shù)據(jù)的管理，支持分幅DOM、分幅DEM等數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與加載。支持柵格數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)的掛接，能夠直觀顯示分幅柵格數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)詳細(xì)信息。

2)歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)提供對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查看與導(dǎo)出，通過(guò)版本控制能夠?qū)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。可在指定時(shí)間點(diǎn)和選擇數(shù)據(jù)范圍基礎(chǔ)上，利用歷史數(shù)據(jù)回溯，與現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，查看數(shù)據(jù)的變化歷史。

3)其它數(shù)據(jù)。支持查看并下載統(tǒng)計(jì)分析與成果評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、專題資料數(shù)據(jù)、文檔成果數(shù)據(jù)以及其它成果數(shù)據(jù)。

3.6 數(shù)據(jù)維護(hù)

1)數(shù)據(jù)檢查。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行拓?fù)錂z查、數(shù)據(jù)完整性、邏輯一致性與屬性一致性檢查，支持檢查規(guī)則用戶自定義。

2)數(shù)據(jù)導(dǎo)入。系統(tǒng)支持將FGDB、SHP、TIFF等格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)；系統(tǒng)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)入庫(kù)報(bào)告。

3)數(shù)據(jù)導(dǎo)出。系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求設(shè)置導(dǎo)出路徑，支持DWG，SHP等格式數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能。

4)數(shù)據(jù)簽出。數(shù)據(jù)更新作業(yè)時(shí)，支持簽出國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)。系統(tǒng)支持利用ArcSDE自帶的Check Out功能將某一范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在此數(shù)據(jù)成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)更新，最終的數(shù)據(jù)成果經(jīng)過(guò)預(yù)處理以及Check In功能導(dǎo)入成果庫(kù)中。

5)數(shù)據(jù)簽入。普查數(shù)據(jù)更新作業(yè)時(shí)，支持簽入國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)。地理國(guó)(市)情子項(xiàng)的最新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)簽入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

6)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。多種坐標(biāo)系之間相互轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)支持1954年北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系、2000國(guó)家大地坐標(biāo)系(CGCS2000)與獨(dú)立坐標(biāo)系坐標(biāo)間的相互轉(zhuǎn)換。

3.7 打印輸出

依照相應(yīng)比例尺、相應(yīng)圖幅號(hào)進(jìn)行地圖打??；依照用戶繪制的矩形、多邊形、圓形和自定義導(dǎo)入的文件進(jìn)行數(shù)據(jù)裁剪輸出。

3.8 工具

工具模塊主要包括量算工具、標(biāo)注工具、坐標(biāo)展點(diǎn)等功能。

3.9 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理人員維護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的各類基本管理操作，包括權(quán)限樹(shù)管理、用戶管理、角色管理、權(quán)限管理、修改密碼和日志管理等功能。

3.10 幫助

系統(tǒng)幫助主要是用戶在使用系統(tǒng)過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí)，使用系統(tǒng)幫助進(jìn)行查閱，解決系統(tǒng)使用過(guò)程中的實(shí)際操作問(wèn)題。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

依據(jù)上述設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的臺(tái)州市第一次地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，能夠?qū)?guó)(市)情普查數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理起來(lái)。數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)查詢、專題數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)性能穩(wěn)定，功能符合普查數(shù)據(jù)工作人員需求；歷史數(shù)據(jù)的比對(duì)，數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出及簽入簽出功能給普查數(shù)據(jù)的更新提供了好的可行性操作。系統(tǒng)在使用過(guò)程中顯著提高了普查數(shù)據(jù)管理工作的效率。系統(tǒng)主界面，見(jiàn)圖4。

圖4 系統(tǒng)主界面Fig.4 The main interface of system

5 結(jié)論

隨著地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)的不斷更新和增加，對(duì)已有分布在城市不同單位、不同類型、不同形式的國(guó)(市)情專題資料進(jìn)行整合，建立分布式的地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。為實(shí)現(xiàn)地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)的科學(xué)化和現(xiàn)代化管理，確保地理國(guó)(市)情信息的準(zhǔn)確性和現(xiàn)勢(shì)性。本文從中國(guó)地理國(guó)(市)情的現(xiàn)狀出發(fā)，就地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的總體邏輯架構(gòu)、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)體系等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)闡述。目前，這些關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到了部分城市地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，收到了良好的效益，為中小城市的地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)提供了成功經(jīng)驗(yàn)。然而，針對(duì)地理國(guó)(市)情普查數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)還有很多關(guān)鍵技術(shù)和存在問(wèn)題，有待進(jìn)一步完善。

[1] 凌娜，余躍平，曾正祥.面向地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理研究[J].測(cè)繪，2013，36(1)：32-35.

[2] 翟曉彤，朱士才.地理國(guó)情數(shù)據(jù)管理探討[J].現(xiàn)代測(cè)繪，2015，38(3)：62-64.

[3] 金麗華，羅曉飛，方圓，等.地理國(guó)情監(jiān)測(cè)像控點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)及管理系統(tǒng)建設(shè)研究[J].測(cè)繪與空間地理信息，2014，37(6)：42-46.

ResearchonGeneralDesignofNationalorMunicipalGeographicalConditionsCensusDataManagementSystem

LIU Yu-zhu，ZHU Sheng-wen，LU Jian-qing

(ZhejiangBrigadeofSurveyingandMapping，HangzhouZhejiang310030，China)

2017-06-15

P 208； P209

A

1007-9394(2017)03-0021-03

劉玉珠(1978～)，女，浙江麗水人，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事測(cè)繪與地理信息應(yīng)用研究方面的工作。