基于“一张图”的日照港地理信息共享平台建设

陈许霞，季民，宁方志，卢志伟

（山东科技大学测绘科学与工程学院，山东青岛 266590）

基于“一张图”的日照港地理信息共享平台建设

陈许霞*，季民，宁方志，卢志伟

（山东科技大学测绘科学与工程学院，山东青岛 266590）

港区土地资源作为日照港业务运行的载体，合理进行货物布局，提高土地利用率，对港口经济发展具有十分重要的影响。以日照港高分辨率卫星遥感影像数据以及土地利用现状信息为基础，叠加水系、设备、工矿设施等主要港口要素，从地理要素分类和编码标准的制定、专题地图制作、地理信息共享服务展示和库管软件开发四方面实现港口资源监管“一张图”共享平台的建设。

地理信息；“一张图”；港口；更新维护

1　引 言

日照港是伴随着我国改革开放诞生、成长起来的新兴沿海港口，经过多年的发展，目前已拥有众多子公司，每个子公司针对自身的业务开发了相应的应用系统。这些应用系统虽然很好解决了各个公司自身业务运行问题，但由于缺乏统一的规范和设计，构建出的系统平台形式多种多样，造成日照港各个公司部门信息管理五花八门，不便于全局指挥、预测分析及展示，而且平台间信息互动困难，制约了港口信息共享。

自从我国国土资源部提出了国土资源“一张图”的管理方式，即土地管理方式从传统的人工管理模式转向了计算机化管理，许多城市相继进行“一张图”工程建设［1］，取得较好的效果，为日照港地理信息共享平台的建设提供了宝贵的经验。

基于“一张图”进行信息管理可以向指挥人员实时展现真实分布的日照港基础地理信息、堆场资源信息、视频信息、港口泊位信息等，增强各单位之间地理信息数据资源的流动性，提升数据共享和综合利用水平［2］，大幅度提升日照港集团地理信息公共服务能力，提高集团规划、建设和管理的数字化水平和信息化水平，为日照港社会经济发展服务。

2　日照港地理信息共享平台整体设计

2.1平台框架结构设计

系统建设的目的是通过整合日照港基础空间地理信息，建立一个服务于日照港口的信息资源综合管理及共享平台，为各部门的分散数据提供一个统一的标准，实现跨部门、跨平台的空间信息共享与交互，从而推动日照港集团信息化建设和经济发展。整个系统分为数据层、应用服务层、客户层以及技术支撑层。

数据层:在研究制定日照港地理信息编码规则的基础上，对日照港口20多平方千米范围内的高分辨率卫星遥感影像图、1∶500的CAD地形图、矢量数据（海图数据、道路数据）以及各类业务运行数据进行整理，通过数据格式转换以及坐标转换实现数据叠加建立港口专题图的制作。

应用服务层:即日照港地理信息共享平台所要展现的内容，将制作好的港口专题要素图通过ArcGIS 10.2发布为可用的服务，展示在系统界面上，实现用户与数据的交互，实现专题图服务、业务运行数据（车辆信息、船舶信息）查看、数据更新维护等。

用户管理层:即用户界面层。由于港口信息具有保密性，需要对平台的各类安全信息进行有效的管理。通过设置用户管理层进行用户的添加和删除以及用户的权限设置。同时为了权限管理的方便，系统允许设定不同的角色，通过角色管理，灵活管理权限的授予和收回。

技术支撑层:平台基于Microsoft Visual Studio 2013开发环境，运用.NET中的C#语言进行二次开发。利用ArcGIS 10.2进行服务的发布，使用空间数据库引擎（SDE）连接Oracle数据库，从而对对数据库中的数据进行提取和存储。“一张图”总体构架如图1所示。

2.2平台主要功能设计

（1）信息资源可视化展现

“一张图”的建设首先是进行专题地图的建设，即根据数据信息进行数据统一、图层划分，符号制作以及地图渲染，从而掌握信息之间的有机联系。

制作好的港区专题地图不仅能够显示基础地理数据（包括居民地、水系境界等），还能通过渲染突出显示港区内专题要素（主要是港区内土地利用状况、道路、泊位信息、设备等），从而摒弃以往使用纸质图件造成的数据查询、浏览、编辑、更新以及传送的不便，使港口信息管理人员能够快速的了解港区内的各类资源信息，为科学规划以及优化利用有限土地提供依据［3］。

图1　系统总体构架图

信息资源展示界面能够对加载的地图进行放大、缩小、平移、全图显示以及进行要素的属性查询；能够进行矢量地图和影像图的叠加展示并且可以通过查询图层属性表定位查询要素；能够打开，关闭以及调整图层顺序；可以通过捕捉地图上的点进行距离及面积的量算；可以通过连接数据库动态刷新当前车辆、船舶的位置信息以及垛位中货物的现状信息；同时系统提供调用视频信息的接口，接入实时监控数据，实现港区360°实时安保监控并在地图上显示。

（2）数据的更新维护

为了保证数据的现势性，需要建立港区“一张图”动态更新维护机制。数据更新包括定期数据更新和日常更新两部分，以便能够全面准确及时的保证数据的现势性。

定期数据更新主要是定期获取遥感影像，对于集团和重点地区每年覆盖一次，地形图更新不超过3年。

为了避免入库数据的标准不统一，造成格式多种多样从而影响数据质量以及增加数据入库的工作量，在定期更新数据库之前，需要按照提前制定的地图分层方式及编码标准进行数据正确性和完整性检查。检查无误后，将数据导入日照港空间数据库［1］。

日常数据更新是对港区小范围、小规模数据的更新，更新的数据包括堆场、道路、磅房、设备、摄像头等。例如港区内某个位置添加摄像头，利用数据库管理软件编辑功能中的添加数据进行摄像头的添加。

（3）应用系统的安全管理

管理平台设置了用户管理功能以保证港口信息的安全性，该功能将根据平台使用者不同，将用户分为三类类:领导人员、港口信息管理人员和不同公司及部门使用人员。根据系统使用用户的不同，用户权限也不同。

港口信息管理人员使用权限最高，可以任意查看内部信息，系统投入使用后负责数据的更新维护，同时可以根据需要进行访问用户的添加和删除。

日照港区各部门分管不同的业务，不同部门需求不同，系统的使用权限也不同。不同部门人员使用用户名和密码登录系统后，系统会显示该人员能够查看的信息，从而进行相应的业务操作。例如，日照港三公司人员通过密码登录时，系统只显示基础信息以及三公司业务范围内的信息。

公司领导可以查看所有的数据信息，从而从全局进行监管、分析与决策。

3　关键技术

3.1标准体系的建设

港区“一张图”汇集了不同种类格式的数据，不仅包括数字、文字和文档等属性信息，而且还包括大量的空间图形信息，具有数据海量、全覆盖、空间性强、动态变化、类型和结构复杂等特点［4］，为了避免平台开发数据共享困难，依据统一的数据格式和分类编码、地理空间定位基准以及命名规则等制定［5］了一套完善的数据标准。针对港区内基础数据以及专题数据将地图要素分为七大类，分别是:道路、居民地、水系、土地利用状况、管线、设备和，通过对这些要素类的命名格式和代码进行统一，确保平台共享程度唯一，提高了数据成果的利用性。

要素命名采用该要素大类首字母简称+'_'+要素分层拼音首字母简称+要素类型的规则，根据不同要素设置不同的属性，并确定属性字段类型和字段长度。如表1为码头要素数据库设计。

要素名称及编码沿用与国家标准、行业标准相容的分类与名称［6］，将数据要素分为大类、中类和小类，分类代码采用六位数字层次码组成。大类即上述七类要素，分别以01、11、21、31、41、51、61作为专业代码，空位以0补齐；依据《全国土地利用分类与编码细析》以及《地形图图式》进行中类和小类的划分，代码在大类基础上以01、02等开始，空位以0补齐。中类和小类在设计时要留足够的空位码，以便将来数据扩充时能够满足扩充需求。如表2为部分要素编码表。

码头要素数据库设计 表1

部分要素编码表　表2

3.2地图内容的建设

地图是信息平台建设的核心，通过地图可视化原理将港区情况以电子地图的形式可视化显示。将港区信息分为基础地理信息（道路、设备设施、土地利用现状、水系、居民地等）、各类管线数据（供电、自来水、石油、通讯等11类）以及海图数据等主要地理信息。通过设定图层的先后顺序，分层设色显示，地图符号以及注记几方面从而使得地图美观大方。

地图要素统一在ArcGIS中进行分组显示，为了避免要素之间出现压盖现象，需要按照点层在上，线层在点层下面，面层在最下面的原则，借助图层先后顺序表达制作效果。同时为了分层显示清晰，需要制定不同的比例尺，使地图能够随着比例尺的变化，详细程度以及显示类别都随之变化。

为了直观的展示港区特定要素，使用ArcGIS提供的符号管理器设计了特定的要素符号。例如，使用不同的线符号表示不同类型的道路，不同的面符号代表不同的土地利用状况。

地图渲染即地图色彩的设计，设计时基础底图可以模仿、参照自然景物的颜色，运用对比、协调、象征等来达到色彩所表示的实物效果［7］，专题要素不仅要使用与基础要素相适应的颜色，而且还要饱和度表较高，以便于突出显示。例如海洋要素采用蓝色系，为了突出显示等深线，采用深蓝色表示；作为重点关注的船只采用黄色显示。

专题地图显示效果如图2所示:

图2　专题地图显示效果

3.3专题要素实时动态显示

港口专题要素有很多，需要实时动态显示的要素包括当前车辆、船舶的位置信息以及垛位中货物的现状信息。其中当前车辆、船舶的位置通过RTK（Realtime kinematic）实时动态测量，将以经纬度的形式传回，存储在Oracle数据库中。通过GIS技术编程实现图层的生成。首先进入数据库读取车辆和船舶数据表，根据指定得字段获得经纬度，之后生成动态图层显示在“一张图”上，并且每10 s更新一次，实现对车辆和船舶的实时跟踪。垛位数据读取和显示方法同上，只是更新速度比较慢。专题要素实时动态刷新为日照港区合理的制定堆场的作业计划，港口船舶靠泊计划，运输车辆运输计划提供依据，从而提高港区经济效益。实时动态图层生成图解模型如图3所示。

图3　图层动态生成过程

动态生成显示船舶位置及船舶相关信息结果如图4所示:

图4　船舶信息的动态显示

4　结 论

港口资源管理专业性强，业务管理过程复杂，工作量很大。日照港港口资源“一张图”的实现主要是把与港口有关的各类信息有机整合到一张地图上，从而实现专题要素的查询及空间分析指挥决策功能，简化管理过程。随着日照港地理信息共享平台投入使用，更多的系统功能模块还将进一步开发，为推动日照港集团信息化建设和信息产业发展服务。

［1］董士玲.国土资源“一张图”系统设计与实现［D］.成都：电子科技大学，2012.

［2］胡军胜.江西省交通运输综合地理信息平台建设思考［J］.地理信息世界，2015，22（5）：76～81.

［3］郭强.国家级新区“一张图”管地信息系统的设计与实现研究［D］.重庆：西南大学，2013.

［4］王成亮，张定强，倪宇智等.基于“一张图”的金土工程建设模式探讨［J］.地理信息世界，2013，20（2）：89～93.

［5］杨燕景.基于MapGIS的江西省国土资源“一张图”建设的技术研究［D］.南昌：东华理工大学，2013.

［6］李瑞敏，陆化普，郭敏.城市道路基础地理要素编码方法研究［J］.公路工程，2009，34（5）：37～40.

［7］岑萍.防洪工程专题地图的制作实践与色彩设计［J］.水利水电工程设计，2014，33（4）：44～46+53.

Construction of Geo-Information Sharing and Serving Platform Based on a Sheet of Map

Chen Xuxia，Ji Min，Ning Fangzhi，Lu Zhiwei
（Geomatics College of Shandong University of Science and Technology，Qingdao 266590，China）

The land resources in port area as the main carrier of business operations of Rizhao Port，reasonable layout of goods to increase land use efficiency is very important to the development of port economy.Using high resolution satellite remote sensing data and land use status information，overlay water system，equipment，industrial and mining facilities. Then from classes and code of element，making thematic map，display geographic information and data base management system software development four aspects to realize construction of sharing platform.

geographic information；a Sheet of Map；port；updating maintenance

1672-8262（2016）04-41-04

P208.2

A

2016—03—17

陈许霞（1990—），女，硕士研究生，主要研究方向为地理信息系统理论研究。

国家自然科学基金项目（41471330）资助。