边界谈判划界决策支持系统的设计与应用

刘合辉，张 毅，曹一冰

（1.信息工程大学测绘学院，河南郑州 450052；2.75719部队，湖北武汉 430074）

边界谈判划界决策支持系统的设计与应用

刘合辉1,2，张 毅1，曹一冰1

（1.信息工程大学测绘学院，河南郑州 450052；2.75719部队，湖北武汉 430074）

边界谈判划界是一个重要而又复杂问题，结合了谈判划界业务流程；探讨了在GIS空间技术支持下，谈判划界系统各功能模块设计以及系统的数据设计，实现对谈判划界数据的有效管理，提供了划界辅助工具和资源评价分析工具，为谈判划界提供了决策支持。

谈判划界;AE;文档目录树;辅助划界;文档数据库

我国陆地边界总长达22 000 km余，与14个国家接壤[1]。目前，仍未与印度和不丹确定陆地边界，边界工作仍将是我国外交工作中一项长期而重要的任务，它直接影响到我国的主权和领土完整、民族团结以及边境地区的经济建设、社会安定和人民生活。介于此，外交部依据中国边界划界进程和边界管理的现状，立项建设“陆地国界管理信息系统”，为着重保障边界谈判而设立“边界谈判划界决策支持系统”。该谈判决策支持系统采用以地理信息系统（GIS）为主导的多种技术手段，为边界谈判与划界两个关键流程提供技术支持，快速提供谈判工作所需的各种资料和依据，综合分析争议地区地形、地貌情况和自然资源条件，采用自动和人工相结合的方式进行辅助界线的划定等，为外交部条法律司相关人员提供辅助决策[2]。

1 系统结构设计

边界谈判划界系统采用四层架构，分别为数据层、接口与引擎层、业务逻辑层和表示层（如图1所示）[3]。

数据层是系统数据集合，分为 3个部分。第一部分是文档资料数据库，是以文件的形式组织管理与谈判相关的历史、法律等各种多媒体文档资料；第二部分是空间数据库，采用ArcGIS的文件数据库，分别存储DLG数据、DRG数据、DEM数据、谈判对象数据（区域）数据等；第三部分是专题数据库，囊括了资源数据（一部分为空间数据）和系统管理数据（用户权限管理）。

接口与引擎层是系统数据访问中间件和GIS功能中间件。系统通过该层的文档目录树引擎、ArcGIS Engine和ADO.NET实现了对业务逻辑执行所需数据的访问（管理）和基本的GIS功能支持。

业务逻辑层是系统核心业务实现层，负责模型的建立与应用，处理辅助谈判和划界两大关键业务流程,大致分为文档资料目录树管理、多种方式的文档查询、争议区管理、辅助划界以及二三维地图等功能。

表示层是与用户有着丰富交互的图形界面，用户通过清晰一致的界面风格调用系统的所有功能，系统将用户命令执行结果以多媒体文档、二维地图（DLG、DRG）、三维地形、统计图表等丰富的可视化形式展现。

图1 软件体系构架图

2 系统功能设计

谈判划界决策支持系统是基于ArcGISEngine组件开发的，充分利用了ArcGIS组件强大的数据管理和空间分析功能，实现了以下功能：①文档目录管理；②文档查询；③争议区管理；④辅助划界；⑤通用地理信息，其功能模块如图 2所示。文档管理是以目录树的方式对文档资料进行管理，并进行浏览显示与比较；文档查询以多种方式实现对文档的快速查询；争议区管理将争议区作为谈判对象进行管理，各争议区的资料同样以目录树的方式进行管理，并对争议区对象进行增减与编辑。

图2 系统功能模块

系统中，ArcGISEngine功能组件主要用来实现大部分的地理信息系统功能，包括对空间数据库的访问，地图的显示与控制，空间数据的查询与分析功能。而文档管理、文档查询、争议区管理、辅助划界都属于系统的应用模块，其中辅助划界与ArcGISEngine功能组件的关系最为密切，它需要在地图及地图数据支持下辅助生成划界方案线，并提供与方案线有关的面积、资源分配情况，同时还要将分析结果在二三维地图上进行可视化表达，并输出附图作为谈判凭证。

2.1 文档管理与查询功能

边界谈判涉及到的资料不但数量庞大，类型多种多样，而且相关联的文档也为数不少，如多次谈判文档间的关联等，因此有效方便的文档管理与文档搜索引擎是必不可少的。

1）文档目录树管理。为方便文档资料的管理与浏览，文档资料采用文档目录树结构管理，文档按层次结构存放在文档数据目录下，用户可以进行资料的灵活增删处理，操作方便。文档目录树是以树结构来组织谈判划界所涉及的文档资料，同节点下各分枝节点代表文档的分类，不同层次的非叶节点代表着文档分类的层次，叶节点表示具体的文档资料，系统允许有权限的用户通过从资源管理器拖拽文件至树节点的方式向文档库添加文档。用目录树来组织文档资料具有分类清晰、层次明了、便于浏览与维护的特点。

2）文档管理的具体内容。文档管理负责文档的过滤、目录树的初始化、文档的分类管理、文档的链接、目录控制与更新、文档显示等。其中文档显示可以对文本文档、网页、图像、地图和多媒体进行浏览，同时为方便文档进行比较，提供了文档对比显示组件。而文档搜索功能提供了文档名称查询、全文查询、地名查询和文档关键字查询4种查询方式，并将结果进行显示。

2.2 辅助划界功能

谈判划界决策支持系统提供划界方案制作、方案量算与统计分析等其本功能，系统将其划分为争议区量算分析（包括资源统计分析）、特征线处理、图层叠加处理、打印输出4个功能模块。

1）争议区量算与调整。提供长度和面积量算、争议区面积量算、方案线长度量算及其分割争议区后左右面积对比、动态可视地调整分割线坐标、按比例有条件自动生成分割线。

在手工划界难以精确调整双方所达成的面积分割方案时，提供自动面积分割算法，按照预设的双方面积比例，采用多种方式（条件、规则），将谈判对象自动划分，形成分割线。自动面积分割和手工面积分割互相配合使用，便于在图上快速确定划界方案。

2）资源影响分析。划界方案拟定过程中，每拟定（移动）一条分割线，意味着在该争议区域内部双方所占区域的变更，从而分布在该区域的各类自然资源总量的分配也相应发生变化。资源影响分析就是分析区域变更后双方拥有各类资源的种类和数量在空间分布的情况，有助于评价划界方案的利弊。

3）特征线处理。选择处理范围，生成山谷线或山脊线，作为方案线的基础依据；提供辅助预案制定的工具，可绘制和修改分割方案线等。提取的山脊线（分水岭）或山谷线，通常做为山地划界的依据[4]。

4）图层透明叠加。通过在两幅图上对照采集特征控制点，将地图与原图进行叠加显示，并设置透明度，从而可以清晰直观地对比不同来源或不同历史时期同一谈判对象之间大致的或较精确的空间变化（面积、形状等）。

5）打印输出。提供地图绘制、地图整饰、输出范围设定、页面设置与地图打印输出等功能，将谈判进展及结果以附图的形式存档。

3 数据及数据库设计

3.1 数据构成及分类

系统数据按内容可分为划界数据、边境专题数据、地理底图数据三类[5-6]：

1)划界数据包括争议区地理数据（争议区、主张线、方案线）和谈判文档资料（边界条约及附图、议定书及附图、历史档案资料、纪要、协定、表态口径等资料）。

2)边境专题数据：包括跨界水、边境开发区、跨界设施、边防设施、边境地区自然资源、边境地区政治经济信息。

3)地理底图数据：包括周边国家、边境省（区）的地形图、DEM、正射影像等。

这些数据按类型分类，可以分为 DLG(数字线划图)、DRG(数字栅格地图)、DEM、DOM(数字正射影像)、文本数值数据、多媒体数据、元数据和符号定义，如图3所示。

图3 数据类型分类

3.2 地图数据设计

地图数据采用ArcGIS的文件数据库File Geodatabase进行存贮，地图文档用 ArcGIS的地图文档数据Mxd进行组织和管理 (相对路径)。三维地图使用sxd和3dd配置文件进行组织。

系统空间数据的组织采取按范围分块、按内容分层的管理方式，方便数据存贮与快速查询：

1）分区：系统数据以国界为主线进行组织。为了便于海量空间数据的集成管理与有效使用，空间数据的组织采取按范围分块、按内容分层的管理方式，其中分区主要按国界进行划分。

2）数据分层：为便于管理与查询，本数据库根据应用需求对图形数据进行分类分层管理，系统数据分为国界专题、定位基础、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被与土质9大类，37个数据层。

3.3 文档数据设计

文档资料数据按范围和内容进行分层管理，具体目录层次如图4所示。

图4 文档数据的组织

4 系统开发与应用

系统采用ArcGISEngine地理信息组件，地图数据库采用ArcGIS的FileGeoDatabase，系统信息和关键字采用MSAccess数据库，在VS2005中进行开发完成。系统实现了多源文档资料的目录树管理与查询、谈判争议区的管理、二三维地图的显示、GIS支持的多种辅助划界技术工具、划界方案的资源分配分析、地图输出等功能，满足了谈判划界的业务需求。系统运行界面如图5所示。

系统装载了全球90m DEM、中国30 m的卫星影像、全国百万矢量地图，以及中蒙、中越、中缅 3条边界的地图及影像数据进行测试；同时，装载了中印边界部分地图影像数据、资料文档数据、争议区数据及资源专题数据，并对中印争议区进行模拟划界，测试了划界的辅助功能，并结合争议区内地下资源、水资源、人口资源进行综合分析，通过多种统计图表，直观地展现了划界方案对资源的分配情况，为划界方案的评价提供了最直接的决策依据。该系统已经完成开发工作，达到总体设计要求，6月已经通过国界管理系统专家组验收，系统方便实用。

5 结 语

谈判是边界工作的基础性关键流程，贯穿于边界工作的各个方面，主要包括预案制定、谈判与会后事务 3个子流程。划界工作是谈判密集度最高，谈判重要性最强的边界工作之一，它具有对地图数据要求高、持续时间长、谈判的密度高的特点。谈判决策系统按照谈判的主要业务流程进行功能划分，运用目录树技术对文档资料进行有效管理，以争议区为对象进行资料管理与分析，并进行边界方案线的制作与智能处理，提供多种辅助方式，最后提供方案线有关面积、资源的分配情况及综合评价指标，为谈判划界提供决策支持。

图5 系统实现界面

表3 工程文件表

表4 用户权限表

表5 文件下载日志表

使用者只要在客户端输入正确的URL地址，就可通过浏览器进入该系统页面（如图3所示），开始的页面是针对所有使用者的，高级用户只有进行登录后才能使用其对应的功能。本文的空间数据只表示了某个省份。

图3 系统运行界面图

3结语

本文针对目前设计单位大量设计图文资料在传统管理方面存在的问题，利用 ArcIMS9.2平台设了图文资料服务系统，该系统具有良好移植性和扩展性,该系统与传统管理方式相比具有节省图纸的存储空间，延长图纸的使用寿命，查询快速准确，图纸复用方便，能为决策者提供支持的优点。既可以提高设计人员的效率，也可以起到宣传自己的目的。此外本系统模型对其他单位的图文管理系统建设也具有一定的参考价值与借鉴意义。

[1] 邬伦，刘瑜等编著．地理信息系统--原理、方法和应用[M]．北京：科学出版社,2001

[2] 谢红，逯跃峰，李建松.基于ArcIMS的数字校园景观系统的设计[J].地理空间信息，2009,2:33-35

[3] 万建华，孟慧，姚英凤，等.基于ArcIMS的高校土地和房产管理信息系统的建立[J].测绘工程，2007,8:37-39

[4] 张良栋．基于Web技术的集成化工程图文档管理系统的研究[D]．四川：四川大学，2005

[5] 庄怀耀，邢超，孙朝阳.ArcIMS初级教程[M].北京：ArcInfo中国技术咨询与培训中心，2002

Design and Application of Decision Support System for Negotiation and Delimitation of National Boundaries

by LIU Hehui

The negotiation and delimitation of national boundaries is an important and complicated problem.This paper discussed and introduced the design of functional modules and the system data design based on the spatial analysis technology of GIS, after analyzing the business process of the negotiation and delimitation of national boundaries.And this system could effectively manage data,and provided the tools for auxiliary delimitation and resources evaluation.These provide effectual support for the negotiation and delimitation.

negotiations and demarcation of national boundaries,Arc GIS Engine, documents directory tree,auxiliary demarcation,document database（Page:49）

P208

B

1672-4623(2011)02-0049-03

2010-06-30

项目来源：国家自然科学基金资助项目（41001313）。

王现璞，工程师，主要从事交通勘察设计及设计项目管理。