測(cè)繪檔案管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究

張軍 高潔純

（1.江西省地質(zhì)局地理信息工程大隊(duì)，江西 南昌 330001；2.江西華昌企業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司，江西 南昌 330108）

1 引言

測(cè)繪檔案資料是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和科學(xué)研究的重要資料，為政府部門和各行各業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)和參考[1]。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)測(cè)繪地理信息檔案資料的需求日益增長(zhǎng)，對(duì)檔案服務(wù)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。測(cè)繪檔案資料管理是一項(xiàng)細(xì)致復(fù)雜的工作，如何科學(xué)管理、充分利用這些檔案資源，為生產(chǎn)、管理部門提供快捷、便利的服務(wù)是當(dāng)前急需解決的問題。過(guò)去，測(cè)繪檔案管理采用手工記賬或電子文件記賬的手段，已不能有效地對(duì)檔案進(jìn)行科學(xué)管理、分發(fā)與服務(wù)，而通用的數(shù)字檔案管理技術(shù)又無(wú)法適用專業(yè)化較強(qiáng)的測(cè)繪檔案管理。為此，建立有效的測(cè)繪檔案信息化管理方式，對(duì)實(shí)現(xiàn)信息化測(cè)繪體系，推動(dòng)測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

測(cè)繪檔案管理信息化是對(duì)現(xiàn)有的測(cè)繪成果資料檔案進(jìn)行整理，建立測(cè)繪成果檔案資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)和開發(fā)測(cè)繪檔案資源信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪檔案安全管理及高效、便捷的查詢和分發(fā)服務(wù)[2]。

系統(tǒng)采用C/S 模式下數(shù)據(jù)庫(kù)管理架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，各功能模塊都建立在數(shù)據(jù)管理基礎(chǔ)上，所有各模塊連接、交互都是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)之間的關(guān)鍵字或索引數(shù)據(jù)建立鏈接。系統(tǒng)采用Microsoft SQL Server 建立屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，ARCSDE 建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，考慮GIS 作為數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)共用平臺(tái)，本系統(tǒng)采用四層體系架構(gòu)，如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

（1）用戶層：指的是用戶主體，包括數(shù)據(jù)使用者及各級(jí)管理部門、相關(guān)團(tuán)體等，具體的服務(wù)對(duì)象由系統(tǒng)建設(shè)者決定。

（2）應(yīng)用服務(wù)層：包括業(yè)務(wù)層、應(yīng)用層、管理層，以GIS 作為數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的信息平臺(tái)，由各個(gè)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)錄入歸檔數(shù)據(jù)，將這些原始數(shù)據(jù)以規(guī)定的格式返回，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、抽取、挖掘和融合等處理，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的同時(shí)，將不同的信息按照規(guī)范的協(xié)議發(fā)布給相應(yīng)的應(yīng)用子系統(tǒng)，同時(shí)提供多種靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息查詢接口，滿足這些外部系統(tǒng)的需求。

（3）數(shù)據(jù)層：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)即服務(wù)器端，提供平臺(tái)和各子系統(tǒng)之間的信息接口。

（4）基礎(chǔ)設(shè)施層：基礎(chǔ)設(shè)施層為數(shù)據(jù)的采集、錄入、存儲(chǔ)提供了軟硬件支撐環(huán)境，包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和庫(kù)房。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

測(cè)繪成果檔案資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)總體上分為基礎(chǔ)地理信息框架數(shù)據(jù)庫(kù)和成果資料檔案數(shù)據(jù)庫(kù)。

（1）基礎(chǔ)地理信息框架數(shù)據(jù)庫(kù)

基礎(chǔ)地理信息框架數(shù)據(jù)庫(kù)存放各種空間數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)測(cè)繪計(jì)劃生產(chǎn)數(shù)據(jù)及其他各類相關(guān)數(shù)據(jù)，是不同時(shí)期、不同年代各種測(cè)繪成果數(shù)據(jù)的集合[3]。因此，基礎(chǔ)地理信息框架數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)既要考慮到現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，也要考慮后續(xù)工程建設(shè)中的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)管理和地形圖產(chǎn)品分發(fā)服務(wù)。根據(jù)這一思想，數(shù)據(jù)庫(kù)從邏輯和物理上分為三個(gè)子數(shù)據(jù)庫(kù)，即基礎(chǔ)地理信息框架數(shù)據(jù)子庫(kù)、歷史子庫(kù)和產(chǎn)品子庫(kù)。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)特點(diǎn)和現(xiàn)有技術(shù)情況，歷史數(shù)據(jù)庫(kù)采用分版劃代法來(lái)建立。同時(shí)為了克服分版劃代法的不足，解決存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大和各版本之間聯(lián)系不緊密的問題，在歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中只存儲(chǔ)更新過(guò)的數(shù)據(jù)，沒有更新的數(shù)據(jù)不存儲(chǔ)，并且歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和現(xiàn)勢(shì)庫(kù)結(jié)構(gòu)完全一致。為了避免更新次數(shù)增多導(dǎo)致歷史庫(kù)版本過(guò)多的問題，采用只建立一個(gè)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)在矢量數(shù)據(jù)的要素集和柵格數(shù)據(jù)的編碼且命名中加年代來(lái)區(qū)分版本。

（2）成果資料檔案數(shù)據(jù)庫(kù)

成果資料檔案數(shù)據(jù)庫(kù)包括空間數(shù)據(jù)庫(kù)、測(cè)繪成果資料檔案題錄數(shù)據(jù)庫(kù)和測(cè)繪成果資料檔案實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)由背景數(shù)據(jù)、結(jié)合表和全國(guó)結(jié)合表構(gòu)成；測(cè)繪成果資料檔案題錄數(shù)據(jù)庫(kù)由各類題錄信息表、用戶登記表、歸口單位登記表、用圖單位表、各種比例尺地形圖登記表等多個(gè)表組成；測(cè)繪成果資料檔案實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)則存儲(chǔ)各種實(shí)體數(shù)據(jù)集。

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

測(cè)繪資料檔案日常的管理可概括為“進(jìn)”、“管”、“出”，由此，系統(tǒng)功能根據(jù)測(cè)繪資料檔案管理業(yè)務(wù)一體化的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)測(cè)繪檔案具有地理屬性的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)分析處理，基于ArcGIS 軟件，利用GIS技術(shù)將測(cè)繪檔案屬性信息與空間信息相掛接，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪檔案按圖形空間定位檢索和管理，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪檔案的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。

同時(shí)，采用Microsoft SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)作為系統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)測(cè)繪檔案的屬性進(jìn)行管理，完成數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除等工作，實(shí)現(xiàn)辦公系統(tǒng)局域網(wǎng)管理，減少系統(tǒng)管理員的工作量；提供各種報(bào)表的輸出功能，方便使用和管理；提供用戶多級(jí)別查詢，提高工作效率；采用用戶多級(jí)權(quán)限設(shè)置，保障數(shù)據(jù)的安全性和保密性；對(duì)服務(wù)器上的檔案進(jìn)行顯示、編輯、查詢、圖形分析、數(shù)據(jù)輸出等操作，使用戶能夠直觀地對(duì)檔案進(jìn)行操作，系統(tǒng)功能模塊如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

（1）檔案匯交

提供大批量資料檔案數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)入口，可以通過(guò)此模塊進(jìn)行介質(zhì)資料和電子資料的數(shù)據(jù)入庫(kù)、庫(kù)內(nèi)維護(hù)，再借助立卷歸檔功能將資料庫(kù)中的數(shù)據(jù)依照建檔規(guī)則進(jìn)行批量自動(dòng)化的歸檔。

（2）檔案管理

系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化檔案的入庫(kù)、瀏覽、下載，案卷級(jí)著錄、案件級(jí)著錄、專題著錄、各種著錄表導(dǎo)入等；檔案日常業(yè)務(wù)管理，如接收、借用、銷毀登記等；計(jì)算機(jī)編目組卷、歸檔管理；檔案查詢統(tǒng)計(jì)，報(bào)表輸出；檔案的存儲(chǔ)備份管理等。建立數(shù)字成果與元數(shù)據(jù)、采集系統(tǒng)、有關(guān)技術(shù)文檔等的關(guān)聯(lián)，將生產(chǎn)數(shù)字成果的成圖環(huán)境、設(shè)計(jì)等信息隨同數(shù)據(jù)一起保管和調(diào)用，用戶可以快速查詢?cè)獢?shù)據(jù)、瀏覽數(shù)據(jù)實(shí)體或快視圖，調(diào)閱技術(shù)文檔等。檢索時(shí)可以查詢目錄信息、相關(guān)文檔、技術(shù)規(guī)定，通過(guò)關(guān)鍵字自動(dòng)從存儲(chǔ)設(shè)備中調(diào)用。

（3）檔案分發(fā)

該模塊主要實(shí)現(xiàn)測(cè)繪資料的發(fā)布、查詢，并結(jié)合Microsoft SQL server 全文檢索技術(shù)，快速、高效地查詢到用戶所需數(shù)據(jù)，并將提取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶要求的特定格式、投影和坐標(biāo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與專業(yè)上GIS制圖軟件集成，依據(jù)生產(chǎn)的數(shù)字產(chǎn)品對(duì)產(chǎn)品庫(kù)進(jìn)行維護(hù)更新，在此基礎(chǔ)上將查詢結(jié)果加入訂單，實(shí)現(xiàn)訂單的生成，用于對(duì)測(cè)繪資料檔案的分發(fā)利用。利用檢索中心所保存的訂單信息，結(jié)合辦公自動(dòng)化流程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)繪資料檔案的分發(fā)、借閱、銷毀流程的監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)清單的打印輸出等功能。

（4）系統(tǒng)管理

主要進(jìn)行系統(tǒng)用戶管理、功能角色和數(shù)據(jù)角色分配、權(quán)限分配、日志管理、圖層方案創(chuàng)建和分配、數(shù)據(jù)字典、文件數(shù)據(jù)源和空間數(shù)據(jù)源的設(shè)定等。實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)項(xiàng)管理、元資料類型建模、資料類型建模、數(shù)據(jù)類型建模、元檔案類型建模、檔案類型建模、資料和檔案的編目管理。此外，還支持虛擬庫(kù)房創(chuàng)建、庫(kù)房配置和維護(hù)，分類庫(kù)管理、立卷規(guī)則等，并對(duì)數(shù)字庫(kù)房實(shí)現(xiàn)可視化管理，如增加、刪除、調(diào)整及查詢等。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及特點(diǎn)

3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

測(cè)繪檔案管理系統(tǒng)建設(shè)遵循“標(biāo)準(zhǔn)先行、分步實(shí)施”的原則進(jìn)行數(shù)據(jù)整合、建庫(kù)、開發(fā)建設(shè)各應(yīng)用功能，系統(tǒng)建設(shè)共分兩期建設(shè)來(lái)完成。一期建設(shè)主要實(shí)現(xiàn)檔案著錄、檔案目錄信息查詢檢索、檔案統(tǒng)計(jì)、檔案利用和檔案銷毀等基本功能，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與中心0A系統(tǒng)集成。二期建設(shè)主要實(shí)現(xiàn)原文顯示、在線瀏覽、檔案下載和基于天地圖的圖形查詢。目前該系統(tǒng)已基本全部建成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)繪檔案資料的“收、管、用”業(yè)務(wù)的整合，有效解決了測(cè)繪檔案管理方面的不足。

3.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)，業(yè)務(wù)功能實(shí)用，實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪檔案“收、管、用”一體化流程管理。（2）操作簡(jiǎn)單直觀，使用維護(hù)方便，強(qiáng)大的導(dǎo)入導(dǎo)出功能，減少了著錄工作量。（3）按角色和權(quán)限實(shí)行嚴(yán)格的訪問控制，系統(tǒng)與檔案信息數(shù)據(jù)運(yùn)行安全可靠。（4）系統(tǒng)有數(shù)據(jù)備份策略，定時(shí)自動(dòng)備份數(shù)據(jù)和文檔，具有較強(qiáng)的災(zāi)難恢復(fù)能力。（5）涉及地理空間圖形的測(cè)繪檔案，均可以建立對(duì)應(yīng)的圖形對(duì)象，利用圖形檢索技術(shù)可以方便地檢索到該范圍內(nèi)的分類檔案。

4 系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

測(cè)繪檔案資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)采用屬性數(shù)據(jù)庫(kù)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)分離設(shè)計(jì)的思路，空間數(shù)據(jù)引擎選用ArcSDE，空間數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle，屬性數(shù)據(jù)庫(kù)直接采用Microsoft SQL Server 存儲(chǔ)，空間數(shù)據(jù)通過(guò)ArcSDE的空間數(shù)據(jù)庫(kù)中間件存入Oracle 11g 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型采用GeoDatabase 模型。Oracle 11g 數(shù)據(jù)庫(kù)是專門設(shè)計(jì)用于網(wǎng)格計(jì)算的數(shù)據(jù)庫(kù)，在管理企業(yè)信息方面最為靈活和高效[4]。通過(guò)簡(jiǎn)化的安裝、大幅減少的配置和管理需求、自動(dòng)性能診斷和SQL 調(diào)整，顯著降低了管理IT 環(huán)境的成本。GeoDatabase 是建立在DBMS 之上的統(tǒng)一的、智能化的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。GeoDatabase 可在商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)在商業(yè)DBMS 中，利用信息技術(shù)的發(fā)展集中管理，極大地簡(jiǎn)化了支持和維護(hù)過(guò)程。

4.2 基于服務(wù)的數(shù)據(jù)提取技術(shù)

準(zhǔn)確地從測(cè)繪檔案資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)中提取用戶需要的成果資料檔案數(shù)據(jù)并記載提取的相關(guān)信息，是分發(fā)服務(wù)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。測(cè)繪檔案資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)分發(fā)服務(wù)子系統(tǒng)采用webService 方式，提供發(fā)布鏈接、讀取數(shù)據(jù)庫(kù)以及下載FTP 文件的服務(wù)，并通過(guò)發(fā)布的服務(wù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取FTP 文件路徑，將文件數(shù)據(jù)下載到服務(wù)器端，同時(shí)計(jì)算下載的數(shù)據(jù)量，再把下載的相關(guān)信息寫數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.3 基于圖形空間位置的索引技術(shù)

測(cè)繪資料檔案具有明顯的地理分布特征，因此基于圖形空間位置的測(cè)繪資料檔案管理、定位、檢索是必不可少的。系統(tǒng)建設(shè)中充分利用空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)雙重索引關(guān)鍵技術(shù)，空間數(shù)據(jù)的索引主要使用Oracle spatial 發(fā)布的WFS 服務(wù)進(jìn)行查詢，然后基于索引數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索。在檢索過(guò)程中，索引地圖起到索引和目次的作用，實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪資料檔案數(shù)據(jù)庫(kù)與圖形雙向相通。索引地圖采用GeoGlobe 地圖服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)，有利于后期系統(tǒng)的擴(kuò)展及更新維護(hù)。最終，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了根據(jù)測(cè)繪資料檔案數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容按地區(qū)或圖幅在地理底圖上標(biāo)出測(cè)繪資料檔案的情況，并通過(guò)它在屏幕上用開窗定位方法檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中的測(cè)繪資料檔案。

5 結(jié)束語(yǔ)

測(cè)繪檔案管理系統(tǒng)的建設(shè)既是密切貼合地理信息業(yè)務(wù)需求的產(chǎn)物，也是測(cè)繪檔案工作適應(yīng)當(dāng)前信息化潮流的必然之舉[5]。本文采用先進(jìn)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)為技術(shù)手段，建成了測(cè)繪檔案管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪檔案資料的信息化、電子化、網(wǎng)絡(luò)化和高效化管理，為電子檔案館的實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。