測繪檔案查詢管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

馮金福，吳 霞，陳 龍

(南昌市城市規(guī)劃設(shè)計研究總院，330038，南昌)

0 引言

測繪檔案是指從事測繪生產(chǎn)活動中形成的具有保存、利用價值的，記錄在紙張、光盤、磁盤載體上的文字、圖表、聲像等信息的文件體系[1]。測繪檔案記錄了我國不同時期自然和人文等基礎(chǔ)地理信息的內(nèi)容和形式，是國家的重要數(shù)據(jù)資源，在國民經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)中發(fā)揮著不可或缺的作用[2]。

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)信息時代的到來，日益增長的社會需求促進了測繪行業(yè)的升級轉(zhuǎn)型，測繪生產(chǎn)單位不斷革新技術(shù)手段，隨之也積累了海量的、類型多樣的測繪檔案數(shù)據(jù)資料。傳統(tǒng)測繪檔案管理模式以人工服務(wù)為主，缺乏系統(tǒng)科學(xué)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)支撐，難以滿足測繪地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求[3]。因此，如何采取合理有效的手段對測繪檔案進行高效管理，更新技術(shù)理念、轉(zhuǎn)變工作模式成為當(dāng)前測繪地理信息業(yè)務(wù)檔案管理面臨的重大難題。

本文在深入分析測繪地理信息業(yè)務(wù)檔案現(xiàn)狀和需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合測繪檔案查詢管理系統(tǒng)的建設(shè)過程，制定了相應(yīng)的測繪檔案分類原則和提交規(guī)范，構(gòu)建了測繪檔案數(shù)據(jù)庫和查詢管理系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)了“規(guī)范入庫，高效管檔”的檔案信息化建設(shè)目標(biāo)，為規(guī)范化管理測繪檔案和科學(xué)性設(shè)計檔案系統(tǒng)提供重要參考。

1 測繪檔案現(xiàn)狀分析

1.1 測繪檔案特征

測繪檔案作為一種特殊的科學(xué)技術(shù)檔案，以其多樣的采集方式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、載體形式等特點表現(xiàn)出與其他檔案的諸多不同。隨著測繪地理信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，測繪檔案也發(fā)生著巨大變化，主要體現(xiàn)為以下3個特點。

1.1.1 數(shù)據(jù)量大 測繪地理信息產(chǎn)業(yè)作為新時代的國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，正以每年25%的速度爆發(fā)式增長[4]。近年來隨著基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫更新、地理國情普查、數(shù)字城市等重大測繪項目的相繼實施，測繪檔案數(shù)據(jù)量愈發(fā)呈急劇增長趨勢，產(chǎn)生了大量紙質(zhì)和電子的測繪成果。尤其是傾斜攝影測量、機載LiDAR和無人機等獲取手段的不斷發(fā)展，以影像數(shù)據(jù)為基底的點云、實景三維等測繪成果開始納入歸檔范圍，這些具有空間位置的檔案數(shù)據(jù)不僅種類繁多，而且數(shù)據(jù)量龐大，傳統(tǒng)以手工管理為主的歸檔方式已無力應(yīng)對。

1.1.2 類型多樣 《測繪地理信息事業(yè)“十四五”規(guī)劃》指出，測繪地理信息事業(yè)要打造由新型基礎(chǔ)測繪、地理國情監(jiān)測、應(yīng)急測繪、航空航天遙感測繪、全球地理信息資源開發(fā)等“五大業(yè)務(wù)”構(gòu)成的公益性保障服務(wù)體系[5]，這無疑將產(chǎn)生多種類型的測繪地理信息業(yè)務(wù)檔案。

從內(nèi)容上看，當(dāng)前測繪單位生產(chǎn)的地理信息產(chǎn)品不僅包括傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪的工程測量類檔案，還包括大地測量、攝影測量與遙感、地圖制圖等檔案數(shù)據(jù)。從測繪檔案的載體形式上看，可分為電子和紙質(zhì)檔案，其中電子檔案多以光盤、硬盤等為介質(zhì)進行存儲，包括數(shù)據(jù)成果數(shù)據(jù)、技術(shù)文檔、照片等多源異構(gòu)的檔案數(shù)據(jù)。原有的測繪檔案分類已難以適應(yīng)這些種類日益豐富的測繪成果，亟需制定統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)測繪地理信息業(yè)務(wù)檔案的高效信息化管理。

1.1.3 階段性強 測繪地理信息項目一般時間跨度較大，具有較強的項目階段性，包括前期決策階段、實施建設(shè)階段和驗收結(jié)題階段，每一階段的數(shù)據(jù)資料都要實行跟蹤建檔。例如，在地理國情監(jiān)測項目中，需要歸檔的測繪檔案包括前期決策階段的任務(wù)書和技術(shù)設(shè)計書，數(shù)據(jù)收集階段的原始遙感影像、底圖數(shù)據(jù)等資料，項目實施階段的正射影像圖、外業(yè)核查數(shù)據(jù)、解譯樣本、內(nèi)業(yè)成果等數(shù)據(jù)和最后項目驗收階段的結(jié)題報告文檔。測繪檔案表現(xiàn)出的強階段性特點將產(chǎn)生海量、多樣的歸檔數(shù)據(jù)，無形中增加了測繪檔案管理工作的難度。

1.2 測繪檔案管理存在的問題

各類測繪項目的建設(shè)實施，在保障國家經(jīng)濟建設(shè)的同時，也給測繪地理信息業(yè)務(wù)檔案的管理工作帶來巨大壓力。針對測繪檔案管理工作，全世界范圍內(nèi)的技術(shù)手段都在蓬勃發(fā)展，從電子檔案的管理到紙質(zhì)檔案的數(shù)字化，從國家層次的大地測量檔案到區(qū)域?qū)哟蔚臄z影測量與遙感等檔案，形成了一系列成熟、實用的測繪檔案管理系統(tǒng)和軟件[6]。

當(dāng)前全國各測繪生產(chǎn)部門積累了大量電子和紙質(zhì)測繪檔案資料，但國內(nèi)僅有個別省份探索并建立了測繪檔案管理系統(tǒng)，存在存儲混亂、信息化程度低、效率低下等問題[7]，難以適應(yīng)新時代背景下測繪檔案信息化建設(shè)的需求。

1.2.1 存儲混亂 測繪地理信息項目具有較強的階段性，每一階段形成的測繪檔案種類多樣，數(shù)據(jù)量龐大，造成測繪檔案存儲雜亂無章，檔案管理缺乏統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。同時，由于測繪成果的獲取方式多樣，測繪檔案以edb、mdb、dwg、shp、pdf等多種格式存在，數(shù)據(jù)之間存在格式、結(jié)構(gòu)等方面的差異，導(dǎo)致數(shù)據(jù)查詢和利用較為困難。

1.2.2 信息化建設(shè)水平低 當(dāng)前測繪檔案管理雖然已經(jīng)開始以電子清單記錄為主，可通過項目名稱、年份等基本信息進行查詢，但因缺乏統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，日積月累的檔案數(shù)據(jù)量無形中加大了管理工作的難度。不同測繪生產(chǎn)單位的成果數(shù)據(jù)側(cè)重點不同，因此很難形成一個統(tǒng)一的測繪檔案管理系統(tǒng)。同時，一些測繪單位由于技術(shù)攻克難題，只能使用非測繪專業(yè)的檔案管理系統(tǒng)，缺乏系統(tǒng)科學(xué)的頂層設(shè)計和應(yīng)用系統(tǒng)支撐，導(dǎo)致測繪地理信息業(yè)務(wù)檔案的信息化建設(shè)水平較低。

1.2.3 再利用率低 傳統(tǒng)測繪檔案管理模式缺乏系統(tǒng)科學(xué)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致測繪成果的再利用率降低，檔案資料的價值沒有得到充分挖掘和利用。當(dāng)前測繪地理信息產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用在社會各行各業(yè)，采用數(shù)據(jù)分析與挖掘等技術(shù)手段發(fā)揮測繪成果的最大價值是檔案管理面臨的難題之一。

因此，本文在測繪地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷擴大的背景下，圍繞測繪檔案查詢管理系統(tǒng)開發(fā)和實現(xiàn)這一科學(xué)問題，從分類原則制定、提交規(guī)范設(shè)計、系統(tǒng)平臺建設(shè)3個角度展開研究，以提高測繪檔案接收和管理的效率，實現(xiàn)檔案管理規(guī)范化、信息化和智能化。

2 測繪檔案規(guī)范化管理

測繪檔案規(guī)范化管理是確保數(shù)字化檔案系統(tǒng)平臺建設(shè)、運行及應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，本文從行業(yè)規(guī)范、測繪單位和業(yè)務(wù)需求3個方面，制定測繪檔案分類原則和提交規(guī)范，既滿足了國家規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求，又涵蓋了測繪生產(chǎn)的實際情況，為搭建測繪檔案查詢管理系統(tǒng)和實現(xiàn)平臺功能提供豐富可靠的測繪地理信息數(shù)據(jù)支撐。

2.1 分類原則

檔案分類是遵循相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)檔案數(shù)據(jù)來源、內(nèi)容和格式等特點，對檔案進行層次區(qū)分和體系劃分的過程。當(dāng)前測繪檔案分類主要包含4個原則：1)按照項目類別進行分類；2)參照檔案的不同使用性質(zhì)分類，如基本、專業(yè)、特殊等使用性質(zhì)；3)各測繪單位根據(jù)自身情況劃定地域分類標(biāo)準(zhǔn)；4)按照年度、季度、月季等不同生產(chǎn)時間進行分類[8]。

為實現(xiàn)測繪檔案管理的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，國家測繪單位相繼發(fā)布了多項測繪成果分類規(guī)范。1993年7月，國家測繪局發(fā)布實施《中國檔案分類法測繪業(yè)務(wù)檔案分類表》，將測繪檔案分為14個一級基本項目，63個二級屬項類目，為測繪檔案的歸檔范圍、檔案分類等提供參考依據(jù)，已成為當(dāng)前測繪檔案分類的重要依據(jù)之一[9]。2015年，國家測繪地理信息局發(fā)布《測繪地理信息業(yè)務(wù)檔案管理規(guī)定》對原有規(guī)定進行修訂，按業(yè)務(wù)類型分為包括航空航天遙感影像、大地測量、地理國情監(jiān)測(普查)、境界測繪、地圖制作等15類檔案，其中《測繪地理信息業(yè)務(wù)檔案保管期限表》詳細(xì)規(guī)定了測繪檔案的歸檔范圍和保管期限[10]。

本文根據(jù)所屬單位測繪生產(chǎn)的實際情況，參考上述相關(guān)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將測繪地理信息業(yè)務(wù)檔案按項目類型分為7個一級類目，分別是大地測量類、攝影測量遙感及其他測量方法類、地圖制圖與印刷類、工程測量類、地籍測量類、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)類和科學(xué)研究類。其中每個一級類下面還可分為多個小類，如大地測量類分為重力測量、三角測量、水準(zhǔn)測量和空間大地測量4類，具體分類原則如表1所示。

表1 測繪檔案分類

2.2 提交規(guī)范

為保證提交測繪檔案數(shù)據(jù)的規(guī)范性和完整性，需結(jié)合分類原則對每一類歸檔數(shù)據(jù)資料制定相應(yīng)的匯交模板，即規(guī)定了作業(yè)人員上傳測繪歸檔資料時，相應(yīng)類別測繪檔案需要提交資料的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，避免錯交漏交的再返工，提高測繪成果的匯交效率和準(zhǔn)確性。

測繪資料數(shù)據(jù)按載體形式分為電子資料和紙質(zhì)資料數(shù)據(jù)，但數(shù)字化檔案要求資料都是電子形式的，因此需要檔案管理部門根據(jù)需求將傳統(tǒng)紙質(zhì)文檔、圖紙等進行掃描數(shù)字化；同時采集紙質(zhì)檔案的信息數(shù)據(jù)，為后期數(shù)字化建檔提供目錄和索引信息。

本文根據(jù)測繪檔案的分類原則和各類檔案的數(shù)據(jù)特點，設(shè)計了基于模板的檔案數(shù)據(jù)提交規(guī)范(表2)，對各類檔案資料的匯交清單、數(shù)據(jù)格式等進行了規(guī)定，實現(xiàn)測繪檔案的規(guī)范化管理。通過核查測繪檔案數(shù)據(jù)清單的一致性、數(shù)據(jù)格式正確性和數(shù)據(jù)內(nèi)容完整性等組織結(jié)構(gòu)，解決測繪檔案匯交混亂、接收分類困難等問題。

表2 測繪檔案分類匯交模板(節(jié)選)

表2 (續(xù))

3 系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)總體框架

根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求，測繪檔案查詢管理系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，根據(jù)邏輯關(guān)聯(lián)劃分為：表現(xiàn)層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層如圖1所示。表現(xiàn)層主要承擔(dān)系統(tǒng)與用戶之間的交互，包括檔案的增刪查改和地理數(shù)據(jù)的可視化；應(yīng)用層是服務(wù)于表現(xiàn)層，主要實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯處理滿足表現(xiàn)層的需求；數(shù)據(jù)層是負(fù)責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲，如檔案數(shù)據(jù)庫、用戶信息數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)服務(wù)等。

圖1 測繪檔案查詢管理信息系統(tǒng)總體框架

3.2 系統(tǒng)技術(shù)框架

在線檔案管理系統(tǒng)主要基于B/S架構(gòu)，前端使用HTML5、CSS、JavaScript語言，以ArcGIS API for JavaScript作為系統(tǒng)的Web地圖數(shù)據(jù)可視化庫，以Vue.js作為HTML5開發(fā)框架，以ECharts作為系統(tǒng)的可視化圖表庫，并采用webpack靜態(tài)模塊打包工具將前端代碼打包，后端是基于SpringBoot框架搭建，使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL進行數(shù)據(jù)存儲，采用GeoServer作為系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)服務(wù)器，如表3所示。

表3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)

3.3 系統(tǒng)具體實現(xiàn)

本文基于B/S架構(gòu)，實現(xiàn)了一個在線測繪檔案查詢管理系統(tǒng)，部署在局域網(wǎng)內(nèi)。系統(tǒng)總體流程依前、后端劃分如圖2所示，系統(tǒng)功能主要包括用戶角色管理、測繪檔案數(shù)據(jù)管理、用戶登錄注冊、日志記錄、測繪檔案統(tǒng)計分析。

圖2 測繪檔案查詢管理系統(tǒng)總體流程

3.3.1 用戶角色管理 為確保檔案數(shù)據(jù)的安全性，按角色分配系統(tǒng)功能權(quán)限，其中高級管理員權(quán)限最高，具備系統(tǒng)所有功能權(quán)限；電子檔案管理員、紙質(zhì)檔案管理員和技術(shù)室管理員具備檔案入庫、更新、銷毀、查詢等功能權(quán)限；普通用戶僅具備檔案查詢和借閱權(quán)限，權(quán)限最低。

3.3.2 測繪檔案數(shù)據(jù)管理 測繪檔案數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器磁盤上，構(gòu)建測繪檔案文件路徑數(shù)據(jù)庫以存儲各檔案的實際物理路徑。構(gòu)建檔案信息數(shù)據(jù)庫，記錄檔案信息、入庫時間、檔案入庫階段、入庫信息、借閱狀態(tài)等信息。檔案數(shù)據(jù)管理操作主要包括檔案查詢、入庫、更新、銷毀和借閱。

檔案查詢：瀏覽器端用戶根據(jù)測繪檔案項目編號或項目名稱關(guān)鍵字進行模糊搜索檔案，并將搜索內(nèi)容發(fā)送至服務(wù)器端，服務(wù)器端接收后根據(jù)搜索內(nèi)容檢索測繪檔案路徑數(shù)據(jù)庫并返回檔案存儲路徑和子文件目錄。同時，空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模塊根據(jù)搜索內(nèi)容異步請求GeoServer上相應(yīng)地理數(shù)據(jù)服務(wù)，并可視化該空間數(shù)據(jù)地理位置、詳細(xì)信息等。

檔案入庫：入庫流程包括電子檔案和紙質(zhì)檔案的規(guī)范性檢查、檔案信息錄入、電子檔案存儲路徑入庫等。

檔案更新：檔案管理員對檔案有誤信息進行修改、更新。

檔案銷毀：檔案管理員提交超過保管期限的檔案資料清單，經(jīng)批復(fù)后銷毀檔案。

檔案借閱：申請人填寫檔案借閱單，經(jīng)審核后借閱使用，到期歸還。

3.3.3 用戶登錄、注冊和日志記錄 用戶注冊新用戶，默認(rèn)是普通用戶，由高級管理員分配角色；記錄用戶檔案查詢、入庫、更新、銷毀和借閱等管理操作信息，包括用戶、時間、檔案管理操作類型、狀態(tài)等。

3.3.4 測繪檔案統(tǒng)計分析 按年份、季度、月份、工程類型、行政區(qū)劃、作業(yè)室、測量員等統(tǒng)計要素，以動態(tài)圖表的形式按類別統(tǒng)計測繪檔案，分析測繪項目往年來的數(shù)量變化趨勢、分布演變等。

4 結(jié)束語

測繪地理信息事業(yè)的不斷發(fā)展，對測繪檔案管理工作提出了更高的要求，加強測繪檔案規(guī)范化、信息化管理，對促進測繪生產(chǎn)和應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。本文針對測繪檔案查詢管理系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)的業(yè)務(wù)流程，制定了測繪檔案的分類原則和提交規(guī)范，開發(fā)和設(shè)計了面向項目的測繪檔案查詢管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了檔案業(yè)務(wù)在線查詢、入庫更新、統(tǒng)計分析等功能的一體化，同傳統(tǒng)的測繪檔案管理模式相比，極大提高了測繪地理信息業(yè)務(wù)檔案的規(guī)范化管理能力和信息化建設(shè)水平。