数字测绘成果档案管理系统设计

作者：徐珊 张辛 杨坤

来源：《科技资讯》 2014年第27期

徐珊 张辛 杨坤

(长江空间信息技术工程有限公司(武汉) 湖北武汉 430070)

摘 要:针对空间公司目前在测绘成果管理方面存在的问题,并结合新形势下测绘成果档案管理的发展趋势,提出建立基于数据库、网络、GIS及C/S+B/S的混合体系架构设计理念的数字测绘成果管理系统,建成后的系统能使海量测绘成果资料的接收、存储、管理、分发及服务更加规范和高效。

关键词:测绘成果 混合架构 海量数据管理

中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(c)-0015-02

1 现状及存在问题

数字测绘成果,指以数字形式表示的测绘成果,主要包括基础测绘中形成的各种比例尺的数字地图、平面和高程控制成果和专业测绘中形成的数字成果。长江空间公司经过这几年的发展已经积累了TB级的数字测绘成果。社会各界对测绘成果资料的利用需求日益增加,而公司仍在采用建帐及制作结合表的方式进行测绘成果数据管理,加之测绘成果资料档案本身的特殊性和复杂性,致使测绘成果资料管理发展严重滞后,已无法适应新形势下测绘成果资料管理及利用的发展需求。因此,如何管理海量测绘成果资料,使其接收、存储、管理、分发及服务更加规范和高效现已成为公司目前迫切需要解决的问题。

2 数字测绘成果档案管理系统架构设计

数字测绘成果档案管理系统以测绘成果的管理、分发为核心,采用大型关系型数据库存储基础地理空间数据,运用先进的GIS软件作为空间数据的管理平台,实现测绘成果资料的海量存储和高效管理。建成后的长江空间公司基础测绘成果管理系统支持多种方式进行基础测绘成果的检索、查阅。实现基础测绘成果DLG(数字线划图)、DEM(数字高程模型)、DOM(数字正射影像)、DRG(数字栅格图)、航空影像、卫星影像、控制成果、测绘专题数据的入库、管理和分发的现代化、信息化、网络化。实现基础测绘成果存储、保存由人工文档式的管理向以专业数据库、计算机网络为主的管理方式转移。

根据成果资料档案的现有状况、实际需求及未来发展趋势,该文提出基于Browser/Server和Client/Server的混合体系架构理念,建立基础测绘成果管理系统。整个系统由后台数据库、核心业务、公众服务等三部分组成,其中后台数据库基于Oracle 10 g数据库进行各类测绘成果资料档案的存储和备份;核心业务涉及空间地理数据的录入、分发、更新工作,这部分业务涉及的用户较少,对图形和数据的操作又较为复杂,要求较强的数据访问交互能力,因此,为了保证运行速度和运行的效率,其设计将采用Client/Server结构用于数据管理及GIS图形应用的功能开发。主要完成基础地理数据、控制成果数据、专题测绘成果数据的入库、更新、浏览和管理功能。测绘成果目录发布系统基于B/S体系结构构建,主要为各子公司用户提供测绘信息的目录查询及信息检索。系统总体结构如图1所示。

3 系统数据库设计

数据库是数字测绘成果管理系统的核心部分,其设计质量的好坏,将影响到系统的运行、应用和管理。数字测绘成果管理系统管理的数据有:DLG(数字线划图)、DEM(数字高程模型)、DOM(数字正射影像)、DRG(数字栅格图)、CAD分幅地形图、航空影像、卫星影像、专题测绘成果数据、控制成果等八大类数据。为实现测绘成果资料档案的有效集成及管理,该文根据测绘成果数据的分类结果即4D成果、CAD分幅地形图、航空影像、卫星遥感影像、专题测绘成果数据、控制成果等六类数据,采用目前非常流行的数据仓库技术、SDE 技术、图属一体化及多源数据无缝集成的思想,从逻辑上构建4D成果、CAD分幅地形图、航空影像、卫星遥感影像、工程地理数据、控制成果等六大数据库。

其中矢量数据采用分层与分幅相结合的数据组织方式,以类型、尺度等方式分别构建矢量要素数据集进行入库存储;栅格数据根据数据类型、数学基础及尺度等进行组织,以无损压缩(即LZ77算法)方式进行入库存储;CAD分幅地形图根据比例尺的不同分别构建数据集,存储在磁盘阵列上以文件方式进行管理;属性数据按照独立要素类的方式单独构建,通过程序直接入库。

另外,为提高系统访问效率,系统采用三级格网技术对空间数据进行了索引构建,同时对虚拟内存、SDE、Oracle等配置参数进行了适当调整,以确保整个平台的稳定、安全及高效运行。

4 系统功能设计

4.1 基于C/S测绘成果管理系统

4.1.1 测绘数据录入子系统

包括测绘成果数据的增加、修改、删除、数据加工等功能;各种图形数据的批量入库及文档数据、元数据的批量入库功能。同时提供规定格式之间的数据转换工具,能支持Arc／Info Export E00,CAD Dwg／Dxf,ArcView Shape,Map Info Mif格式数据的读和写;能自动完成规定格式间的数据转换,包括单个文件转换和批处理转换。

4.1.2 测绘成果目录检索子系统

查询方式分为空间位置查询和属性信息查询。空间位置查询以1∶25万地形图数据为浏览、检索底图,在底图上叠加显示不同比例尺结合表,通过数据浏览、图幅号、坐标范围、地名等查询方式来获取用户所需测绘成果图幅号、名称、成图年代、成图方法、成果类型等。文档资料属性查询可以按照资料名称、资料编号、图幅编号、图名、比例尺、出版年代等多种检索途径,对测绘成果信息进行单一条件、复合条件、模糊查询、精确查询等多种方式的查询检索。查询结果以图形和属性两种方式呈现给查询者,图形方式以直观的空间位置展现;属性信息方式以表格方式显示具体的属性信息,如存储位置、编号等详尽信息。查询结果中的图形和属性可以关联,

即点击表格中的行,在地图窗口可以高亮闪烁显示其空间位置。检索结束后可以直接进入测绘成果分发子系统进行测绘成果分发和提供。

4.1.3 测绘成果分发模块

数据分发人员能够根据图幅号、坐标范围、鼠标任意圈选以及用户提供的索取资料范围图形数据来进行数据的提取、裁切和输出。能够根据用户的需要按照国标地形图图式进行符号化、标注、图廓整饰后打印或输出图片文件。数据操作、提供完成后在日志文件中进行登记,以供测绘档案管理子系统进行数据提供统计工作。

4.1.4 控制测量成果管理子系统

控制测量成果管理子系统以1∶25万数据作为数据浏览底图,并在底图上叠加不同比例尺地形图结合表,能够根据项目名称、点名、水准点线路名称、鼠标点选或拉框、坐标范围、点位所在图幅号在测量控制点数据库中提取控制点资料,并产生报表文件打印输出,报表内容包括点名、点号、坐标、高程、点之记、点位说明、所在图幅、施测单位、坐标系统等信息。操作结束后在日志文件中进行操作登记,以便在测绘管理子系统中进行测量控制点资料提供情况统计工作。

4.1.5 系统维护模块

系统维护在本系统中包含四部分内容:用户管理、系统数据备份和系统数据还原及日志管理。其中用户管理和日志管理是提供给系统管理员使用,系统数据备份和系统数据还原提供给测绘资料档案管理员使用。

用户管理:实现用户的增加、编辑、删除功能及对用户的授权管理。

系统数据备份:为防止灾难性的数据损失,系统中设计此功能,实现定期或自动备份数据库中的数据。有逻辑备份、物理备份及增量备份及几种方式。

系统数据还原:实现将备份的数据还原到数据库中。

日志管理:该模块对于系统的各种操作加以记录。将日志分为本地日志和数据库日志,主要是用来记录用户所作的重要操作,如登录信息、查询登记、删除信息等,即用户的操作轨迹信息和系统出错信息。

4.2 基于B/S的测绘成果目录发布系统

提供对测绘成果数据库中资源目录和元数据的查询、检索和共享管理,包括资源目录服务、元数据查询功能。

(1)源目录服务。

提供对基础信息资源数据库中的基础地理、影像、工程专题和三维模型等进行分类发布,以资源目录组织形式,对这些数据项进行组织和检索,并进行目录检索授权控制。

(2)元数据查询功能。

提供两种查询方式:按资源目录组织结构,对检索的数据项结果,可对其中的地理产品元数据(DLG、DEM、DOM)进行查询浏览;按元数据树形分类结构,使用元数据分类、实体类型、关键字或其组合进行检索,允许用户输出或打印。

5 系统性能需求

(1)实现对多源海量数据的有效管理。

空间公司现有数字测绘成果数据容量达到TB级别,系统需要对海量数据进行有效管理,实现数据的入库、维护更新和数据浏览。系统需管理的数据类型多样包括:基础地理空间数据(DLG、DEM、DOM)、影像数据、控制成果数据、专题地理空间数据、模型数据、元数据等。系统实现对多源数据的管理,实现不同类型数据的无缝集成。

(2)扩展性需求。

系统采用模块化设计,具有良好的可扩充性,以适应不同阶段的发展需要,便于系统的扩展。

(3)空间数据库存储优化配置。

对系统、数据库及空间数据引擎的各项参数进行调整,使响应时间和吞吐量之间的关系达到最优。加快系统运行速度,减少用户等待数据。大数据量更新或者导入时,有进度提示。

(4)安全性需求。

为不同用户设置不同的基础地理信息操作权限,确保数据安全。具有完整的数据入库、更新操作日志。

(5)用户操作简单。

系统维护方便,无需记忆任何计算机命令,人机界面友好,操作简单。

(6)数据的安全性需求。

系统具备强大的数据备份恢复能力,确保在数据遭到破坏时能对数据进行恢复,确保数据的安全性。

(7)系统稳定,容错能力强。

6 系统创新点

(1)系统的建设改变原有测绘成果管理手工、半手工的方式,实现网络化。建立计算机网络环境下的积累数据库,实现网上数据流转以及网上查询检索、提供利用等功能。(2)基于元数据的测绘成果数据管理。元数据就是关于数据的数据,即数据的标识、覆盖范围、质量、空间和时间模式、空间参照系和分发等信息。它可以帮助和促进人们有效地定位、评价、比较、获取和使用相关数据。合理组织、管理元数据可以最大限度地发挥元数据的作用,使之成为管理和发现地理信息的钥匙,为地理信息共享提供保障。(3)实现测绘成果空间查询和检索。测绘成果档案独有的空间地理特性决定了它对于图形方面的较高要求,不仅要相关信息的可视化直观表达,而且要具备一定的地理空间位置运算和处理的能力。可以实现空间查询和检索功能是测绘成果档案管理的一个突破。(4)系统数据管理采用空间数据引擎(SDE)加大型关系型数据库Oracle,实现多源海量数据的组织管理、支持空间数据的无缝集成、确保数据的一致性、完备性、保证数据的安全。

参考文献

[1] 刘莹,闫正龙,董延红,等.陕西省测绘成果资料档案管理平台构建问题研究[J].陕西档案,2011(4):46-47.

[2] 丁允旭.具有空间查询检索功能的数字测绘成果档案管理[J].测绘通报月刊,2005(8)：61-64.

[3] 王海存,邹峥嵘.基于AutoCAD的测绘成果管理系统的设计与实现[J].测绘与空间地理信息月刊,2009(1)：221-223.

[4] 张建宁,韦思刚.宁夏基础测绘成果管理系统的实现[J].现代测绘,2009(2).