沈阳市基础地理数据一张图平台建设研究

张西军

(沈阳市勘察测绘研究院，辽宁 沈阳 110004)

沈阳市基础地理数据一张图平台建设研究

张西军*

(沈阳市勘察测绘研究院，辽宁 沈阳 110004)

基础地理数据是智慧城市建设的重要基础设施之一，本文论述了一张图平台对基础地理数据的组织管理方式，简述了沈阳市基础地理数据一张图平台建设的内容、技术框架、数据组织方式、技术路线等，并且结合沈阳市实际情况论述了一张图平台如何将日常办公系统、数据生产平台关联成一个整体，对基础地理信息数据库系统建设具有借鉴意义。

基础地理数据库；地理信息公共服务平台；管理生产一体化；大数据

1 引 言

沈阳市基础地理信息数据一张图平台(下文简称“一张图平台”)是在智慧沈阳时空信息云平台建设以及沈阳市“多规合一”平台建设背景下提出的，主要目标是构建一个面向对象、多源数据融合、管理生产一体化的综合地理信息管理平台，更好地为社会服务。

一张图平台通过有效整合沈阳市十几年积累的丰富的地理信息资源，将不同时期、不同类型、不同比例尺的地理信息资源进行高效的管理与利用，提高了沈阳市基础地理数据的生产效率、管理水平以及对外综合服务能力。一张图平台面向项目管理，整合了沈阳市勘察测绘研究院日常管理与数据生产相分离的现状，实现了日常业务办公、地理数据生产、地理信息展示、对外服务一站式应用，打通了当前城市测绘院普遍存在的文流、图形相分离的瓶颈，使测绘项目的过程管理、数据的规范处理、数据的更新维护、数据的分发应用等一系列过程更加规范、可控，提高了城市勘测生产流程管理的智能化水平。一张图平台改变了地形图数据分幅管理、文件式存放的现状，实现了基础地理信息数据库管理，实现了面向对象、无缝连续、无极缩放的GIS综合应用，使数据用途由面向制图转变为兼顾制图与GIS应用，减轻了数字沈阳地理空间框架及智慧沈阳时空信息云平台数据整理和数据更新的工作量。

2 平台建设目标及设计思路

2.1 平台建设目标

一张图平台的总体建设目标是：以日常勘测项目生产业务流程为依托，以地理信息系统技术、数据库技术和网络技术为支撑，以提高该院各业务部门和沈阳市各级政府部门工作效率和信息化水平为出发点，以相关标准为指导，充分整合各类数据资源，研发智能化的平台，完善沈阳市勘察测绘研究院勘测成果的生产管理及应用服务体系，并实现沈阳市多源异构地理空间数据资源的智能化管理、网络化共享和最大化利用。

平台的具体建设目标包括：

(1)实现基本地形图数据的集中管理与跨幅应用，通过构建统一的空间数据库，打破基本地形图数据分幅分散管理方式，实现基本图数据的集中管理与连续跨幅应用。

(2)实现多源异构数据资源的集成共享与高效利用。首先制定统一的数据管理标准，然后在统一的数据管理标准的基础上，通过数据资源的科学整合和平台建设来实现各类数据的集成共享与综合高效利用。

(3)对地理空间要素增加时间维度信息，实现数据资源“时空一体化”管理。

(4)实现数据资源的快速动态更新，建立沈阳市基础地理数据维护与共享机制。在制度上，明确数据生产职责、明确数据使用规则；从技术层面，研发相关功能模块，辅助地理信息资源快速动态更新，从而保证数据的鲜活性和现势性。

(5)实现多系统的无缝衔接和联动操作。平台需要简化成果资料流转、分发与更新应用流程，方便用户的使用，并实现全院多系统的无缝衔接和联动操作。

2.2 平台总体设计

沈阳市当前的基础地理数据生产主要是利用建成的“办公自动化(OA)系统”进行生产管理，利用“GIS数据生产系统”进行数据的生产与更新，两套系统之间衔接不太紧密，导致数据生产很多环节依赖于人工控制，影响了对基础地理数据生产的管控能力。一张图平台将建设“数据资源管理系统”和“数据集成共享系统”，其中“数据资源管理系统”进行数据的管理、更新、维护、发掘等工作，“数据集成共享系统”实现数据生产任务的管控及多源异构数据的融合和共享。一张图平台填充了“办公自动化(OA)系统”和“GIS数据生产系统”之间的诸多“缝隙”，可以实现沈阳市基础地理数据生产、生产过程管理、数据更新维护、数据集成管理和数据共享应用等业务的全覆盖，使各套系统之间形成一个紧密联系的整体。一张图平台与原有系统之间总体流程设计如图1所示：

图1一张图平台工作流程

3 功能设计及实现

3.1 平台总体架构

平台遵照国家标准、部门标准、行业标准等相关标准的前提下，参考数字城市地理空间框架和智慧城市时空信息云平台的指导文件，进行数据整理，形成沈阳市基础地理数据库，存储在Oracle 11g数据库中，利用ArcSDE数据库引擎进行管理。软件平台基于SOA和J2EE体系设计理念，便于实现跨平台与互操作，利用Web Services方法实现一种松散耦合的异构式环境的集成，构建面向服务的、融共享服务提供方、使用方和管理方为一体的地理信息数据共享框架体系结构，实现基于统一注册和分级授权的服务组织模式与运行管理机制，达到地理信息共享交换的持续扩展。一张图平台总体架构如图2所示：

数据资源层将依托数据库和GIS技术，打破传统分幅的概念，并构建空间数据库，将相同类型要素合并到数据库的同一图层中进行统一管理。

应用层主要面向最终用户，实现全院数据资源的整合管理、更新维护及共享应用。数据资源管理系统主要负责全院时空数据的编辑管理、更新维护及转换输出等；数据集成共享系统主要负责全院多源异构数据的集成展示、网络分发与共享应用等。

图2 一张图平台总体架构

3.2 数据库组织方式

为了提高时空大数据的存储与访问效率，一张图平台采用分布式数据库对时空大数据进行分布式的存储管理，可以支持Oracle、SQL Server、PostgreSQL等数据库。为了延续人们认知地理世界的习惯，项目对多源异构时空数据按矢量数据集(Feature Dataset)和要素层(Feature Class)的“层次结构”进行集成组织。首先依据数据尺度的不同，将数据分大类进行组织，每个大类对应一个数据集，数据集下又对应一个或多个要素层，每个要素层包括若干地理空间实体。每个地理空间实体由一个几何对象和描述几何对象的属性两个部分构成，它是数据集成组织的最小单元。

为提高各类数据的查询、浏览及多用户应用需求，需要对各类数据建立数据库索引。一张图平台采用属性索引、矢量数据索引和栅格数据索引对数据进行管理。属性索引采用B+树索引方法，对数据层常用字段或者作为聚集函数的字段，根据数据查询检索需求建立索引，提高属性查询的效率。矢量数据索引采用R-Tree索引方法，通过一个最小的包含几何体的矩形(外包矩形MBR)作为该几何体的空间索引，并且将表与索引分配在不同的表空间中，来提高空间查询效率。针对不同级别的栅格数据浏览，通过创建不同层级的镶嵌数据集金字塔来实现数据索引，在金字塔创建过程中，需要根据实际情况来调整金字塔的大小、级别、压缩质量等。

3.3 数据资源管理系统设计与实现

数据资源管理系统面向数据管理人员，实现对海量数据的更新维护、编辑处理和输出应用等。该子系统专业性较强，故采用C/S架构开发，GIS平台软件采用ArcGIS10.2，数据库平台采用Oracle 11g+ArcSDE，开发环境采用Microsoft Visual Studio 2010，支持.Net Framework 4.0框架，支持64位操作系统，开发语言采用C#。

根据沈阳市基本地形图数据管理的需求，该系统设计的功能主要包括：用户登录、数据加载、地图基本操作、数据检查、数据编辑、数据更新、数据导出、制图打印、辅助工具、系统维护等模块。各模块侧重点不同，即有分工又有合作，构成一个有机统一的体系，共同协调完成各个层次的数据库的建库、管理、应用和维护更新工作。系统主界面如图3所示。

图3数据资源管理系统界面

3.4 数据集成共享系统设计与实现

数据集成共享系统面向所有用户，实现全院地理信息资源的在线浏览、查询、统计与简单分析等功能。该子系统采用B/S架构开发，GIS平台软件采用ArcGIS10.2+ArcGIS API for Silverlight，数据库平台采用Oracle 11g+ArcSDE，开发环境采用Microsoft Visual Studio 2010，支持.Net Framework 4.0框架，支持64位操作系统，开发语言采用C#。数据集成系统模块如图4所示。

考虑到数据集成共享系统面向的不同用户对数据及服务的需求不一样，后台管理模块可以针对不同用户(可细化到每人)，定制不同的数据源、不同的数据展示界面、不同的要素操作权限，既提高了系统的智能化程度，又能从源头上保证数据的安全。

图4数据集成共享系统功能结构图

4 结 语

本文结合沈阳市基础地理数据一张图平台建设过程，介绍了基础地理数据库系统的相关设计思路、技术架构等，论述了系统建设过程中如何与原有的办公、业务系统紧密联结、协同应用，设计并实现了该系统。

沈阳市基础地理数据一张图平台实现了沈阳市基础地理数据的统一管理，为数字沈阳地理空间框架及智慧沈阳时空信息云平台等项目的顺利实施与更新维护打下了很好的基础。目前该系统已经基本完成，在城市规划、国土管理、管线管理、公共设施维护、专业GIS平台开发等领域发挥了作用。随着数据资源的丰富及系统功能的完善，一张图平台将会在更多的领域提供地理信息服务，促进沈阳市地理信息行业的发展。

[1] 田继成. 大同市勘察测绘院综合空间数据库建设[J]. 城市勘测，2015(3)：23～26.

[2] 李静兰. 面向对象的基础地理数据库系统的设计与实现[J]. 城市勘测，2013(5)：36～39.

[3] 王怀，樊文锋，叶芳宏. 基于ArcSDE的省级基础地理信息数据库系统建设[J]. 地理信息世界，2011(3)：65～69.

[4] 郭有为，姜芸，巩翼龙. 数字城市基础地理信息数据库建设研究[J]. 测绘与空间地理信息，2012，35(5)：84～86.

[5] 赵峰，郭容寰. 上海基础地理数据库的设计与建设[J]. 测绘通报，2006(8)：46～49.

[6] 孙峰，徐星明，刘升传等. 沈阳市工程地质地理信息系统建设与应用[J]. 城市勘测，2016(3)：155～157.

[7] 尹鹏程，李钢，张培等. 地籍调查与基础测绘一体化管理模式[J]. 测绘科学，2011，36(1)：190～192.

[8] 裴莲莲，唐建智. 北京市村庄规划地理信息数据库设计与实现[J]. 城市勘测，2014(1)：33～37.

ResearchonShenyangFundamentalGeographicDataOneMapPlatform

Zhang Xijun
(Shenyang Geotechnical Investigation & Surveying Research Institute，Shenyang 110004，China)

Fundamental geographic data is one of the important infrastructures of intelligent urban construction. This paper discusses the way of one map platform on the organization and management of basic geographic data. This paper also sketches the construction content，technical framework，data organization，technical route of Shenyang Fundamental Geographic Data One Map Platform，and combined with the actual situation in Shenyang，this paper expounds the one map platform how to associate daily office system and data production platform into a whole. So this paper provides useful reference to the establishment of basic geographic database system.

fundamental geographic database；geographic information public service platform；management and production integration；big data

1672-8262(2017)06-43-04

P208.2

A

2017—02—03

张西军(1983—)，男，硕士，工程师，主要从事GPS高精度测量科研及应用和GIS开发应用等工作。