省域测量标志动态监管信息系统研究——以山东省为例

宋拥军，王凤娇，刘现印

(山东省国土测绘院，山东 济南250013)



省域测量标志动态监管信息系统研究
——以山东省为例

宋拥军，王凤娇，刘现印

(山东省国土测绘院，山东 济南250013)

测量标志是控制点成果的物质载体，信息化监管是加强测量标志管护的重要手段。本文采用SOA架构、Web Services、GIS及移动终端采集等技术，设计了省域测量标志动态监管信息系统，实现了测量标志信息的分布式集中统一管理，以及省、市、县、所(分局)4级用户的信息互连互通，满足了测量标志分级分类管理原则和业务需求，提高了测量标志管理的工作效率。

测量标志；信息化；动态监管

一、引 言

测量标志是标定陆地和海洋测量控制点位置的标石、觇标及其他辅助设施等，是维持国家坐标系统、高程系统、重力系统及其框架的基础设施，对国民经济与国防建设、社会发展和科学研究发挥了重要的空间定位基准作用。国家、省、市等各级政府十分重视测量标志保护工作，出台了系列法律法规，基本建立了分级分类管护制度。但由于测量标志保护涉及面广，存在问题比较多，测量标志保护状况不容乐观[1]，尤其是“十二五”期间国家确定的现代化测绘基准体系基础设施建设对测量标志管护提出了更高要求。各地除了加强常规的定期巡查、维护、宣传等措施外，信息化手段也日益成为重要支撑和选择，不少地区和学者对标志管理系统进行了研究和探讨[2-4]，也基本实现了测量标志信息的集中管理。由于有些系统架构单一或封闭、功能设计侧重于数据库管理，忽视了各级测量标志管理业务联系，导致了数据库更新维护不及时、不统一、不动态等问题，使得标志分级管理对象和信息不准确，在一定程度上影响了测量标志的管护工作。针对这些问题，不少地方开始了新的探索，山东省也进行了一些尝试。

鉴于山东省国土资源管理涵盖土地、矿产和测绘3类行政管理职能，以及国土资源业务网络基本延伸到基层单位(国土资源管理分局或所)的现状和加强测量标志管护的迫切需求，本文提出了一种基于SOA架构和B/S模式的测量标志动态监管信息系统建设方法，可实现测量标志信息分布式集中统一管理、互连互通和信息直报，提高省域测量标志管理的工作效率。

二、系统设计

1.设计思路

基于省域国土资源业务网络，以及省、市(县)地理信息公共服务平台，构建全省标准统一和信息联通的各级测量标志数据库，构建全省测量标志动态监管信息平台，开发测量标志综合监管等功能，横向上实现与同级国土资源综合监管平台集成，纵向上实现省、市、县3级测量标志管理部门的系统互联和数据动态同步更新，促进测量标志管理的规范化、巡查信息化、服务网络化、信息更新的同步化、准实时化，提升全省测量标志管理、维护、巡查、使用、迁建等信息化水平。

2.总体架构设计

根据标志动态监管的实际需求，系统总体架构设计为6层：用户层、表现层、应用层、服务层、数据层和基础层(如图1所示)。用户是指本系统的省、市、县(区)、所(分局)级测量标志管理及技术支撑用户，通过不同角色完成特定功能和业务；表现层为用户在客户端Web浏览器中访问标志动态监管信息系统网站时的界面，用户根据界面中功能模块进行可视化操作；应用层为系统实现的各种功能模块；服务层主要包括省、市级地理信息公共服务平台远程提供的地图可视化、数据与应用分析服务等，以及本地开发的标志专题地图可视化、业务应用、移动数据服务及空间数据引擎等，为应用层提供支撑；数据层主要是指系统运行所需的公共地理框架数据(调用省、市级地理信息服务平台提供的地图服务)、测量标志专题和业务管理信息数据等；基础层是整个系统研发和运维的基础保障，它包括系统软件(操作系统、数据库管理系统等)、应用开发软件(软件开发平台、GIS软件等)、服务器，以及网络通信、存储备份、信息安全等系统。

图1 系统总体架构设计

3.数据库设计

系统数据主要包括基础地理信息数据、标志专题信息和管理业务信息数据等，后两者通过测量标志点的唯一的标识进行关联(如图2所示)。基础地理信息数据主要来源于省级、地市级地理空间框架(地理信息公共平台)中的电子地图、地名地址、影像、兴趣点(POI)等信息，为标志管理提供了多尺度矢量或栅格地图背景和较为准确的标志点定位服务。测量标志专题信息数据来源于不同等级、不同类型标志点的点之记等资料，主要包括标志点概略空间位置信息及其点名、点号、类型、等级、建设时间、建设单位、所在地、所属线路、完好情况、保管人等属性信息。管理业务信息数据主要包括标志巡查、迁建审批、使用、维护、确权发证、费用、宣传等管理业务信息和附件材料。

图2 系统数据库逻辑结构

三、主要支撑技术

1.Web Services与服务式GIS技术

系统设计和开发采用面向服务的体系结构(SOA)、Web Services和服务式GIS等技术。SOA由各自独立可复用的服务(接口)构成系统功能，是粗粒度、松耦合的Web Services框架。Web Services是精确定义、封装完善、独立于其他服务所处环境和状态的函数，各个服务可以通过标准接口进行通信，可以实现跨平台异构环境下的共享和复用[5]，逐步成为构建跨平台异构应用系统的主流技术。系统设计了标志日常管理、巡查管理操作、迁建管理、门户网站管理、费用管理、确权管理、使用管理、维护管理、系统管理等类函数和相应的功能操作Web服务接口，软件开发是通过对这些透明接口的调用来实现的。

服务式GIS融合了SOA、Web Services相关理念和技术，把GIS全部功能封装为目录、数据(WMS、WMT-S、WFS、WCS等)和功能(信息处理和空间分析服务)等Web服务[6]，可被多种分布异构平台客户端调用，并具备多源数据标准服务聚合能力，改变了GIS应用开发方式和信息共享模式。在本系统中，底图数据服务和个别功能服务(路径分析等)主要来源于省、市级服务式GIS(地理信息公共服务平台)发布的服务，标志地图数据服务和业务应用功能服务分别来源于本地服务式GIS和Web服务器发布的服务。

2.信息分布式组织与集成技术

测量标志分级管理的特点使得信息数据组织宜采用物理上分布、逻辑上集中的数据库组织模式。作为测量标志空间定位背景的基础地理信息分别通过调用省、市级地理信息公共服务平台提供的数据服务接口获取的。标志专题空间数据库采用Oracle+ArcSDE模式在省、市级管理部门分别建立，Oracle是大型关系型数据库，与其他常用数据库相比，支持海量数据、分布式、混合结构、多开发工具等特点，具有高可用性、可扩展性、数据安全性、稳定性等优点。SDE空间数据库引擎可以方便地管理和操作存储在数据库中的数据，还可以满足桌面版GIS软件对数据库中数据进行访问、调用等，制作成相应可视化地图文档(MXD)并在本级服务式GIS服务器中发布。管理业务信息一般采用Oracle数据表形式在本地进行存储和管理，对于附件材料等非结构化数据以文件(JPG、DOC、XML)形式按规定目录存储。专题信息数据与管理业务信息数据之间通过测量标志点的唯一标识码与测量标志专题数据库进行关联；省级标志专题信息通过服务的方式供市、县级监管系统集成使用，反之亦然。

3.基于Android移动终端的巡查信息采集与直报技术

随着移动终端技术的不断发展，智能手机、平板电脑等移动终端逐渐具备了较强的计算、存储和处理能力，以及触摸屏、定位、视频摄像头等功能组件，拥有了智能操作系统和开放的软件平台。Android是比较流行的移动终端操作系统，拥有Linux核心、系统运行库、应用框架、应用程序4层结构[7]，具有开放性、不受束缚、方便开发等特点，拥有更多的开发者和消费者。本文设计的基于Android智能移动终端的实地巡查信息数字化采集技术实现了野外现场标志信息的采集和存储，并可通过GPRS、VPDN等技术或WiFi等无线局域网等在线或离线模式实现信息从移动端到服务器端的传输，基于统一的信息审核上报流程，形成了巡查信息从“所—县—市—省”的逐级实时或准实时直报和数据更新，实现了测量标志管护现状信息的及时同步。

四、系统功能设计与实现

1.系统开发环境和工具

动态监管系统采用了B/S模式的可视化界面设计，在Windows XP系统下的Visual Studio环境中，使用面向对象的Visual C#语言进行开发；使用ArcGIS 服务器版软件作为服务式GIS开发平台，ArcGIS桌面版为数据处理平台，利用ArcSDE提供的编程接口调用存储在Oracle中的测量标志专题数据。因此，系统开发所使用的开发环境和工具主要有Visual Studio 2008、ArcGIS Server 10.0、Oracle 10g、ArcSDE for Oralce 10g、Windows Server 2003中文企业版。

移动端巡查信息采集与直报系统在Android 3.2操作系统下的Eclipse+adt开发环境中采用Java语言进行开发，数据库采用SQLite。

2.系统功能设计与实现

系统设计了省、市2个版本，版本间除管理、审批范围和业务流程等略有差异外，功能基本相似，主要包括测量标志日常管理、巡查管理、迁建管理、用地确权管理、使用管理、维护管理、科普宣传、费用管理、系统管理9个模块及基于Android系统巡查信息采集直报等。

(1) 日常管理

主要包括测量标志信息的空间可视化管理、定位导航、编辑、查询和专题汇总统计等功能。通过测量标志专题图层的选择、放大、缩小、平移、空间量算等操作实现空间可视化管理。通过标志点坐标、名称和路径分析等实现测量标志快速定位和导航功能；通过空间几何选择和属性条件实现标志的查询，并导出保存为Excel文件；通过标志点的添加、删除、修改等编辑，以及审核、浏览、查看等功能实现数据库维护(如图3所示)；根据不同地市、区县、标志类型、标志等级、标志状况等条件对测量标志信息进行汇总和统计分析，并生成专题统计图表(如图4所示)。

图3 测量标志点的编辑

图4 测量标志专题统计分析

(2) 巡查管理

根据分类保护的原则，一、二、三类管护对象巡查的周期分别为季度、半年、一年，围绕测量标志的标石、标志、附属设施及周边环境的变化影响程度设计巡查信息表，包括文字属性和近景、远景照片。巡查信息的采集与录入由基层单位(国土资源所等)通过基于智能手机终端的采集填报和基于传统采集手段的网络填报两种途径完成，并通过县、地市级用户审核汇总后上报省级用户。基本功能包括：巡查标志点列表、巡查记录的编辑、查看、对比分析、审核与上报；巡查台账填写与生成；巡查信息抽查与记录；巡查统计与分析等(如图5所示)，为测量标志定期巡查和督导检查提供技术手段。

(3) 迁建管理

根据分级管理的原则，省、市、县三级标志迁建管理的对象范围不同。属于本级管辖的对象按程序在本级范围流转并审批(如D级GPS点)，属于上级管理的对象按规定程序流转并报上级审批(如C级GPS点需报省级审批)。基本功能包括：辖区标志点列表、申请资料受理与编辑(表单填写、材料扫描上传等)、迁建审核(初审、复审、审批等)(如图6所示)、结果通告、迁建项目管理和统计分析等。

图5 巡查信息统计与分析

图6 测量标志迁建审核界面

(4) 其他管理功能

主要是测量标志用地确权管理、使用管理、维护管理、科普宣传、费用管理、系统管理等。用地确权管理主要是标志确权用地发证信息管理，包括确权信息的录入、编辑、查询浏览、统计等功能。使用管理满足了测量标志“用前申请、用后监管”的要求，强化测量标志的规范使用，主要包括辖区标志点列表、使用情况管理、使用情况台账和使用情况统计等功能。维护管理根据巡查情况制定维护计划、生成维护项目并对维护项目进行审核、检查、统计等管理。科普宣传管理实现门户网站的科普、法律法规、典型案例、景观建设等普及和宣传，包括添加、修改、删除、查询展示、列表等功能。费用管理包括测量标志保管、维护、迁建及宣传等方面费用的管理。系统管理主要包括用户、角色、权限管理、密码和日志等管理功能。

(5) 基于Android巡查信息采集系统

包括用户登录、待巡查标志点获取、巡查信息填报、巡查信息列表等功能。用户登录提供移动端用户登录，获取对应行政区编码功能。待巡查标志点获取功能根据用户的登录信息，获取该用户需要巡查的所有测量标志点，生成巡查列表。巡查信息填报功能是巡查人员从测量标志点列表中选取待巡查的点，实地巡查后选择标志占地属性、标志占地面积、违规侵占测量标志用地情况、标志巡查情况、损毁原因、巡查后评价、负责人及电话、备注，以及带日期水印近、远景照片等信息，选择上传或保存即可(如图7所示)。巡查信息列表功能按照已上传和未上传分类查看巡查信息历史记录。

图7 测量标志巡查信息填报功能界面

3.系统运行环境与部署

系统运行网络环境是省国土资源业务网或电子政务内网，省级电子政务内网为国土资源业务网的备份网络，两者互连互通，可根据需要选择部署网络。考虑到各级政府信息化建设的实际，系统部署可采用省级、市级两级节点(如图8所示)。省级部署包括省级测量标志专题数据库、业务数据库和应用程序，系统用户为省级测绘行政主管部门及其技术支持维护单位(后台审核、管理等)；市级部署包括市本级管辖的标志专题数据库(含区、县级)、业务数据库和应用程序，应用程序供市、县、所3级国土资源或规划部门使用和访问，市级部门负责该节点系统的维护，但数据更新与审核分级各自管理，逐级上报。

五、结束语

本文设计实现的省域测量标志动态监管信息系统以省国土资源业务网和电子政务内网为运行依托，以地理信息公共服务平台的地图服务为基础，集成测量标志专题数据和管理业务信息，形成标志管理信息数据高度共享和按需分类逐级流转；利用Web Services、服务式GIS、工作流、移动网络等技术，采用完全面向对象设计，搭建了全省测量标志业务动态监管一体化信息平台，改变了测量标志巡查信息采集和逐级上报方式，实现了测量标志监管的信息化和多级互联互通，促进了测量标志监管工作的科学、规范和高效运转。

图8 山东省测量标志动态监管系统部署结构图

[1] 张全德.测量标志保护若干问题的探讨[J].测绘科学，2005，30(6)：121-123.

[2] 高峰，宋伟东.基于GIS的测量标志普查信息管理系统[J].测绘工程，2006，15(2)：53-56.

[3] 王燕云.测量标志管理系统的开发[J].海洋测绘，2005，25(4)：64-65.

[4] 邱儒琼，郑丽娜.AJAX在湖北省测量标志管理信息系统中的应用[J].地理空间信息，2008，6(1)：31-33.

[5] 葛纪坤，于海龙.面向SOA的信息系统设计及应用研究[J].测绘通报，2014(1)：106-110.

[6] 陈军，蒋捷，周旭，等.地理信息公共服务平台的总体技术设计研究[J].地理信息世界，2009(3)：7-11.

[7] 王刚，韩振镖.面向Android智能移动终端的GIS设计与实现[J].测绘通报，2013(8)：77-80.

On Dynamic Supervision Information System of Permanent Surveying Markets at Provincial Scale： A Case Study of Shandong

SONG Yongjun，WANG Fengjiao，LIU Xianyin

宋拥军，王凤娇，刘现印.省域测量标志动态监管信息系统研究——以山东省为例[J].测绘通报，2015(7)：94-98.

10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0221

2014-06-02

山东省“十二五”基础测绘规划项目

宋拥军(1970—)，男，博士，研究员，主要从事GIS应用研究。E-mail：yjsoon@163.com

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：0494-0911(2015)07-0094-05