美丽乡村地理信息服务网的设计与实现

摘  要：该文以美丽乡村地理信息为基础，基于ArcGIS和Skyline平台开发了广义地质数据的美丽乡村地理信息服务软件系统。该系统可以直接对接数字地理空间框架发布的基础地理信息数据，实现地上二维数据、三维地形地貌數据和地下地质数据的数据库一张图管理和空间分析，为乡村规划和旅游资源开发提供了信息化支撑。

关键词：广义地质数据;系统设计;功能实现

中图分类号 P208文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）12-0133-3

Abstract：The paper develops the software of the beautiful Country GIS service network aimed at seneralized geological data.The system is secondary development depend on ArcGIS and Skyline software，and docks system of digital geo-spatial framework data.It realizes a common data base management and space analysis of two dimension，three dimensional data and Seneralized geological data，and provides informatization support to rural planning and tourist resources development.

Key words：Seneralized geological data;System design;Function implementation

党的十九大报告中提出“乡村振兴战略”的重大部署，其中建设生态宜居的美丽乡村已成为各级政府的重要工作内容之一。随着该项工作的逐步深入，对基于位置服务为核心的地理信息技术需求也越来越迫切，美丽乡村地理信息服务网已成为美丽乡村建设的重要技术手段[1-2]。

广义地质数据主要包括矿山公园、地质公园、地质灾害点、农业地质、钻孔数据等宝贵的地质调查成果。如果单独把其作为研究对象做成单一系统应用，则存在缺少基础地理信息数据、成本重复投入和应用范围有限的不足。若把该类地质数据经处理和软件功能开发后，使其成为美丽乡村地理信息服务网的组成部分，则可以有效地实现美丽乡村服务网功能的完善，进一步实现地上地下资料的统一共享发布使用。本文重点针对广义地质数据特点进行了研究，使其与美丽乡村地理信息服务网进行有效结合。

1 技术思路

通过地理信息技术手段，融合广义地质数据，把具有真实坐标的现实世界还原到计算机中来，实现“互联网+地理信息+美丽乡村服务应用”的建设模式。充分利用已有的“数字县域地理空间框架”资源，采用共享服务的方式实现空间数据资源的互联互通，同时对重点区域采用无人机倾斜摄影三维模型技术建立三维基础地理信息数据[3]。软件开发上采用主流的二维、三维GIS平台作为系统二次开发的基础平台，加载广义地质专题数据管理功能，根据数据脱密程度的不同，分别在政务信息网、公众网和移动互联网上发布使用。

2 建设框架

系统采用以面向服务（SOA）体系架构为主体的平台总体架构，基于对象/组件模型的分布式计算技术，遵从松耦合体系结构，通过使用Web Services定义接口和组合不同的Web组件。美丽乡村地理信息服务网由数据层、服务层、应用层以及运行支撑环境构成。各层逻辑上独立，由用户接口互联，形成一个有机的整体，共框架见图1所示。

2.1 运行支撑层 它是运行的软、硬件环境及网络环境，有标准规范体系和安全保障体系等内容，是整个平台的支撑与保障。该支撑环境可以依托各个县已建设投入使用的数字地理空间框架的基础网、政务信息网和公众网的软硬件环境设备。

2.2 数据层 它是系统运行的“血液”，也是开展相关应用的基础，采用Oracle对象关系数据库管理空间数据，支持海量数据管理，主要包括：对接数字地理空间框架政务信息网和公众网发布的二维基础地理数据库、倾斜摄影三维模型数据、地质公园数据数据库、矿山公园数据库、地质灾害点分布数据库、地质灾害点360度全景数据库进行“一张图”大数据管理。

2.3 服务层 选择稳定可靠成熟的主流GIS平台，采用SOA技术架构设计，采用面向对象、组件和插件技术，具备良好的可扩展性。

2.4 应用层 构筑多层次的服务体系是平台核心功能的外在体现，是与其他专业系统沟通、对接、集成的主要途径。根据数据用户的不同，设计针对不同用户特点的应用客户端。

3 系统开发

系统二维、三维图形平台分别采用ArcGIS10.2和Skyline Gate 6.6.1为基础进行二次开发[4-5]，数据库采用Oracle11g R2，开发平台为Visual Studio 2012，发布环境为IIS7.5，开发操作系统为Windows7 64位旗舰版。

3.1 数据管理平台 数据管理平台部署于C/S端，为数据管理人员使用，是对新农村建设涉及的基础层地理信息数据、倾斜摄影三维模型数据和广义地质专题层数据的管理[6]。包括数据的入库、数据更新、数据输出、数据查询统计等功能，同时有效地与数字地理空间框架数据服务对接[7]。地图操作包括二维或三维地图的放大、缩小、平移、全图、鹰眼等基本操作;实现根据用户权限显示不同的图层列表树，以及对各个不同的图层数据控制;实现空间坐标定位、属性查询、书签管理、兴趣点管理等功能;实现二维或三维环境下的长度测量、面积测量、行政区导航、图件输出、数据导入和导出等功能。同时支持支持将现状、历史空间数据导出为ArcGIS的Shapefile、PeronalGeodatabase（Access）、FileGeodatabase和AutoCAD格式的数据文件。

3.2 数据服务平台 数据管理平台部署于B/S端，服务与政府管理部门和公众。根据数据脱密情况不同，分别部署与政府信息网和公众网，提供浏览、查询和空间分析服务。功能主要包括：数据更新入库，支持单个和批量数据入库，提供增量和全量两种更新方式;数据编辑，提供空間数据的图形修改和属性数据的属性修改功能;数据查询，提供基于空间查询和基于属性查询的方式;空间分析，支持点选择、框选择、行政区选择、加载外部数据范围和不同数据库之间进行空间分析;数据输出，支持地图制图输出、统计图表数据、截图输出。主要管理数据如下：

3.2.1 基础地理信息数据 系统除了在对接数字地理空间框架发布的二维矢量、影像、地名地址等数据基础上，进行了三维GIS平台的二次开发，对倾斜摄影三维模型数据进行管理。二维和三维平台做了无缝衔接，所有数据在统一在GCS2000坐标系、1985国家高程基准框架进行各项功能使用[7]。

3.2.2 地质公园数据 地质公园专题数据包括地质图数据、钻孔柱状图数据、地质遗迹空间位置范围线和属性数据、地质遗迹景点360度全景数据、景观资源保护区空间位置范围线数据、规划纲要空间位置数据等[8]。

3.2.3 矿山公园数据 矿山公园专题数据包括矿业遗迹、环境质量现状、植被分布等数据。

3.2.4 地质灾害数据 地质灾害专题数据包括地质灾害点空间位置、属性和360度全景数据，见图2。

3.3 灾害水淹预警 通过选择实验区，设置灾害预警模型参数，动态模拟水淹三维效果，实现超标区域预警。

3.4 景区监控接口 景区监控实现预留监控设备接入和展示接口，可通过系统调取景区监控视频;预留接入巡查设备接口，监控巡查人员定位信息。

3.5 移动端功能 以微信公众号方式进行管理，面向公众服务。实现功能主要有以下2个方面：（1）资源展示方面：主要展示网页端的信息，如美丽乡村建设、旅游资源、地质公园、矿山公园、地质灾害信息等，可以在微端进行信息查询和定位，以数字地理空间框架为底图;（2）360全景数据浏览方面：可以实现主要旅游景点和地质灾害点的查询并显示360全景数据，以及景点的图片、文字、视频等信息。

3.6 系统管理 提供用户管理、权限管理、日志管理、角色管理、菜单管理功能。

3.7 图形接口开发 系统应提供图形数据的增加、删除、修改、定位接口，供Web端调用，其中增加、删除、修改接口以GP服务的形式提供，定位接口以WebGIS形式提供（http地址），从而实现图属一体化联动管理和查询展示。

4 特色创新

4.1 融合广义地质数据 在新农村建设过程中，对于乡村规划和自然景观旅游资源开发，都离不开地下看不见的地质情况。系统把地质资料与地表的地理信息数据统一融合，形成一个“数据库”，为乡村发展提供坚实的地上地下一体空间数据支撑。

4.2 引入倾斜摄影三维模型数据 美丽乡村的基础地理信息数据大多为二维矢量和影像数据，在已地形地貌以及南方植被覆盖率较高时，不能很直观表达真实世界状态。倾斜摄影三维模型数据具有数据采集快、成本低以及表达直观的优势。本次建立了三维GIS管理平台，并把地质资料数据很好与三维数据进行融合，不仅仅在展示、查询层面，也可进行空间分析、路径设置等不同领域，同时降低了使用者专业技术门槛，有利于基层政府管理使用[9]。

4.3 微信端应用 系统在为政府服务的同时，可以把一些优质的旅游景观（如地质公园遗迹等）通过微信公众号发布给公众使用，公众调用的是天地图公众网的电子地图服务，旅游景点的位置进行了标注，可以进行导航，同时对这些景点进行360度全景数据和相关文字、图片和视频加载，方便公众通过微信端对景点有所了解，对乡村旅游资源开发起到促进作用。

4.4 大数据融合技术 系统把矢量地形图数据、正射影像数据，数字高程模型数据、地名地址数据、倾斜摄影三维数据、广义地质专题数据进行了具有坐标系统一的融合管理，实现了相互叠加分析的空间大数据分析雏形，具备二三维一体化的“地理信息大数据中心”的建设基础[10]。

5 结语

融合广义地质数据的美丽乡村地理信息服务网建设模式已经应用在福建寿宁的美丽乡村服务网建设中，在线运行良好。该模式的建设可以使地质灾害点、农业地质等广义地质资料从传统的静态管理模式向信息化服务共享迈进，实现规划选择、防灾减灾等政府决策时的数据科学辅助能力;同时，基于美丽乡村服务网有助于开发地质、矿山公园旅游资源，实现景区管理和对外宣传的作用。

目前，广义地质专题数据与美丽乡村地理信息服务网融合刚刚起步，今后可以逐渐把其他领域特色资源数据进行信息融合，最终形成在美丽乡村建设中以地理信息服务网为纽带的，各类数据互联互通、服务共享的地理数据资源池，为美丽乡村建设提供给信息化支撑。

参考文献

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[4]Stoter M J，Salzmann M.Towards a 3D Cadastre：Where Do Cadastral Needs and Technical Possibilities Meet[C].International Workshop on 3D Cadastres：Registration of Properties in Strata Delft，The Netherlands，2001

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[6]盛一楠，褚杰.利用无人机倾斜摄影技术制作实景三维模型在棚户区改造中的应用[J].测绘通报，2017，（S1）：117-118.

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[9]刘梅姜.基于三维模型的农村地籍及房屋调查工作技术路线实现[J].天津城建大学学报，2017，23（2）：139-142.

[10]唐文刚，钱程杨.基于生命周期理论的国土资源“一张图”综合监管平台设计与开发[J].现代测绘，2015，38（1）：20-22.

（责编：张宏民）