基礎(chǔ)測繪成果管理和分發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

張慶河

（廈門市測繪與基礎(chǔ)地理信息中心 福建廈門361012）

基礎(chǔ)測繪成果資料是地理信息數(shù)據(jù)資源非常重要組成部分，也是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性、公益性成果資料[1]?；A(chǔ)測繪成果資料不僅能夠?yàn)檎块T政務(wù)管理、決策、建設(shè)、規(guī)劃提供重要的數(shù)據(jù)支撐，而且更是自然資源、規(guī)劃、環(huán)保、城建、農(nóng)林水利、市政交通、防災(zāi)減災(zāi)等各部門工作的基礎(chǔ)性資料[2-3]。因此，為促進(jìn)成果的社會化應(yīng)用，特別是在當(dāng)前各級政府積極主動轉(zhuǎn)變服務(wù)觀念的大趨勢下，加強(qiáng)基礎(chǔ)測繪成果資料管理和信息化工作，從而提升行政辦事效能，爭取讓群眾“少跑一趟”，甚至“一趟不用跑”，是當(dāng)前基礎(chǔ)測繪工作非常重要的一項(xiàng)任務(wù)。

1 成果管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)及需求分析

1.1 基礎(chǔ)測繪成果數(shù)據(jù)分析

（1）系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)

系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)測繪成果管理系統(tǒng)背景數(shù)據(jù)，并不是管理系統(tǒng)分析處理的主要對象[4]。為減少數(shù)據(jù)處理工作量，統(tǒng)一采用數(shù)字城市地理信息平臺發(fā)布的底圖數(shù)據(jù)。

（2）測繪成果數(shù)據(jù)分析

測繪成果資料是在長期測繪活動過程中形成的具有保存和利用價值的歷史檔案，隨著測繪技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)不斷進(jìn)步，成果形式、承載介質(zhì)不斷改變，具有復(fù)雜、多樣性的特征。這些特征主要包括成果跨越周期大、成果形式多樣、坐標(biāo)系難統(tǒng)一、存在相當(dāng)一部分未空間化資料、信息化管理程度低等幾個方面。

以筆者所在城市為例，測量標(biāo)志點(diǎn)共有123948個，其中GPS 點(diǎn)（包括B、C、D、E 級）5526 個，水準(zhǔn)點(diǎn)260 個。成果數(shù)據(jù)從90 年代到2019 年跨度三十年之久，成果標(biāo)準(zhǔn)、格式、內(nèi)容完整性都有很大差異，而且大部分是沒有空間化的表格數(shù)據(jù)、坐標(biāo)成果與點(diǎn)之記、照片之間無邏輯關(guān)聯(lián)性；地形圖幅45594 幅，成果格式包含DWG/PDF/MDB/JPG/TIF 多種格式。另外，還有掃描的歷史地形圖19350 幅（追溯到上世紀(jì)50 年代），其中比例尺、坐標(biāo)系、文件名、圖廓內(nèi)容各有千秋；影像圖51761 幅，有本地坐標(biāo)系，也有國家2000 大地坐標(biāo)系、西安80 坐標(biāo)系，同時有DWG/TIF/JPG/IMG 等多種格式。DEM 數(shù)據(jù)共5530 幅，多個年代三種格式（DEM/GRD/TIF）。

1.2 需求分析

以基礎(chǔ)測繪成果的信息化管理與分發(fā)一體化為目標(biāo)，首先必須對各種形式、多尺度、多時相的測繪成果資料進(jìn)行規(guī)范、整合。其次采用計算機(jī)軟件技術(shù)對大量的空間數(shù)據(jù)和文檔資料進(jìn)行快速檢索、分析、處理。

（1）空間基礎(chǔ)地理信息整合需求。數(shù)據(jù)以測量控制點(diǎn)、地形圖、影像圖、數(shù)字高程模型、測區(qū)分布圖為主，進(jìn)行非空間數(shù)據(jù)空間化、統(tǒng)一坐標(biāo)基準(zhǔn)、建立標(biāo)準(zhǔn)屬性數(shù)據(jù)庫。

（2）檔案資料的整理需求。包括控制點(diǎn)點(diǎn)之記、控制點(diǎn)埋設(shè)（巡查照片）、以圖幅為管理單元的地形圖、影像圖、數(shù)字高程模型、元數(shù)據(jù)、掃描項(xiàng)目材料，整理為統(tǒng)一的電子檔案，便于軟件程序識別、管理。

（3）測繪成果管理分發(fā)需求。作為成果數(shù)據(jù)管理分發(fā)服務(wù)部門，要滿足客戶數(shù)據(jù)需求頻率高、時限短、精準(zhǔn)服務(wù)的要求，采取信息化手段是一項(xiàng)必要措施。如果仍然采用人工方式從海量數(shù)據(jù)中翻閱查找的模式，必然無法滿足基本的管理和服務(wù)需求。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)開發(fā)采用C/S 架構(gòu)，基于ArcEngine10.0 API 二次開發(fā)技術(shù)對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析操作，開發(fā)語言為程序C#.NET 2010 版。

系統(tǒng)采用三層架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、應(yīng)用服務(wù)層和功能服務(wù)層。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層包括空間地理數(shù)據(jù)庫、文件數(shù)據(jù)庫、權(quán)限和日志數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的基礎(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，它指明系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源、形式和類別。其中空間地理數(shù)據(jù)庫用于存儲所有與空間位置有關(guān)的地理數(shù)據(jù)；文件數(shù)據(jù)庫存儲與DLG、DOM、DEM、測量標(biāo)志相關(guān)的CAD、TIF、JPG、DOC、PDF 等格式成果文檔資料；權(quán)限和日志數(shù)據(jù)庫用來存放用戶信息、功能權(quán)限、操作日志等信息。應(yīng)用服務(wù)層和功能服務(wù)層分別指明數(shù)據(jù)的組織管理模式、系統(tǒng)的核心功能模塊。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計必須按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、關(guān)聯(lián)有序、邏輯嚴(yán)密的要求進(jìn)行設(shè)計，以便于系統(tǒng)的移植和拓展。

（1）空間數(shù)據(jù)庫?；谶m用的原則，本項(xiàng)目空間數(shù)據(jù)庫采用ArcInfo 軟件提供的Geodatabase 數(shù)據(jù)庫，按照統(tǒng)一的表結(jié)構(gòu)設(shè)計、命名規(guī)則、存儲格式、坐標(biāo)基準(zhǔn)、約束條件、關(guān)聯(lián)索引等，將所有與空間相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)組織成一個整體。同時，按照分類分層規(guī)則將各種要求按照層結(jié)構(gòu)（Layer）進(jìn)行組織管理?？刂泣c(diǎn)數(shù)據(jù)庫部分結(jié)構(gòu)設(shè)計如表1：

表1 控制點(diǎn)表結(jié)構(gòu)設(shè)計（節(jié)選）

（2）文件數(shù)據(jù)庫?；A(chǔ)測繪成果中的資料檔案，包括掃描資料、照片、點(diǎn)之記文檔等，以及以圖幅為管理單元的DLG、DOM、DEM 數(shù)據(jù)均采用文件數(shù)據(jù)庫管理方式。文件數(shù)據(jù)庫設(shè)計統(tǒng)一的命名、存放規(guī)則和存儲位置。以DOM 為例，以圖幅編號為最小單元，按照不同比例尺、坐標(biāo)系、生產(chǎn)年份、成果文件格式逐級細(xì)分存放，同時為提高程序檢索速度，建立以圖幅按行建立索引。

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 用戶角色管理、日志管理模塊

用戶角色管理模塊實(shí)現(xiàn)用戶的添加、刪除和權(quán)限管理，不同用戶分配不同的系統(tǒng)操作權(quán)限。日志管理模塊實(shí)現(xiàn)用戶注冊/登錄信息、用戶操作、系統(tǒng)故障提示等信息記錄管理。

3.2 測量標(biāo)志管理子系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)測量標(biāo)志按照標(biāo)志等級、類型、點(diǎn)名、點(diǎn)號、坐標(biāo)、所在圖幅等按屬性查詢，并實(shí)現(xiàn)圖形-屬性互查、坐標(biāo)成果批量導(dǎo)出、點(diǎn)之記及其他文檔資料關(guān)聯(lián)查詢/批量下載、外業(yè)找點(diǎn)圖件輸出、數(shù)據(jù)庫新增/編輯/管理等功能。測量標(biāo)志管理系統(tǒng)開發(fā)成果如圖2所示。

圖2 測量標(biāo)志管理子系統(tǒng)

3.3 數(shù)據(jù)下載分發(fā)子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)下載分發(fā)子系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)基本的圖形漫游、顯示等功能外，實(shí)現(xiàn)了CAD 地形圖批量疊加、柵格影像任意疊加；實(shí)現(xiàn)了圖上任意比例尺圖幅查詢、導(dǎo)入范圍線圖幅查詢、批量導(dǎo)入文本圖幅查詢等，并能根據(jù)查詢的圖幅結(jié)果進(jìn)行DLG、DOM、DEM 分幅數(shù)據(jù)批量下載。然后根據(jù)需求，進(jìn)行批量數(shù)據(jù)融合、處理、分發(fā)。圖3 所示是數(shù)據(jù)下載分發(fā)子系統(tǒng)界面。

3.4 測區(qū)規(guī)劃管理模塊

圖3 數(shù)據(jù)下載分發(fā)子系統(tǒng)

該模塊主要實(shí)現(xiàn)歷年測區(qū)范圍管理，對轄區(qū)內(nèi)測區(qū)信息進(jìn)行梳理、渲染和顯示。如測區(qū)范圍圖、所在位置、測圖比例尺、測區(qū)面積、測量單位、項(xiàng)目名稱、圖幅數(shù)量等等。同時，對無圖區(qū)、待測區(qū)根據(jù)條件進(jìn)行空間分析，生成新的測區(qū)范圍線。

3.5 元數(shù)據(jù)管理更新模塊

該模塊實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)與B/S 端測繪成果目錄系統(tǒng)的同步更新管理。當(dāng)空間數(shù)據(jù)庫或文件數(shù)據(jù)庫發(fā)生了更新、修改，則需進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)重新生成和更新。

4 結(jié)束語

隨著測繪技術(shù)的進(jìn)步，空間數(shù)據(jù)的獲取變得越來越容易。與此同時，測繪成果的管理難度相應(yīng)增大，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)測繪成果管理方式已經(jīng)越來越不能適應(yīng)需求。

本文筆者以開發(fā)基礎(chǔ)測繪成果管理和分發(fā)系統(tǒng)為契機(jī)，對歷史測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行全面整合梳理、規(guī)范存儲、統(tǒng)一建庫。有效的實(shí)現(xiàn)了各種測繪成果的快速顯示、查詢、分析、關(guān)聯(lián)、提取、下載、分發(fā)等管理功能，大大提高了基礎(chǔ)測繪成果管理的信息化水平。