基础测绘成果管理和分发系统的设计与实现

张庆河

（厦门市测绘与基础地理信息中心 福建厦门361012）

基础测绘成果资料是地理信息数据资源非常重要组成部分，也是国民经济和社会发展的一项重要的基础性、公益性成果资料[1]。基础测绘成果资料不仅能够为政府部门政务管理、决策、建设、规划提供重要的数据支撑，而且更是自然资源、规划、环保、城建、农林水利、市政交通、防灾减灾等各部门工作的基础性资料[2-3]。因此，为促进成果的社会化应用，特别是在当前各级政府积极主动转变服务观念的大趋势下，加强基础测绘成果资料管理和信息化工作，从而提升行政办事效能，争取让群众“少跑一趟”，甚至“一趟不用跑”，是当前基础测绘工作非常重要的一项任务。

1 成果管理系统数据及需求分析

1.1 基础测绘成果数据分析

（1）系统底层数据

系统底层数据作为基础测绘成果管理系统背景数据，并不是管理系统分析处理的主要对象[4]。为减少数据处理工作量，统一采用数字城市地理信息平台发布的底图数据。

（2）测绘成果数据分析

测绘成果资料是在长期测绘活动过程中形成的具有保存和利用价值的历史档案，随着测绘技术和标准不断进步，成果形式、承载介质不断改变，具有复杂、多样性的特征。这些特征主要包括成果跨越周期大、成果形式多样、坐标系难统一、存在相当一部分未空间化资料、信息化管理程度低等几个方面。

以笔者所在城市为例，测量标志点共有123948个，其中GPS 点（包括B、C、D、E 级）5526 个，水准点260 个。成果数据从90 年代到2019 年跨度三十年之久，成果标准、格式、内容完整性都有很大差异，而且大部分是没有空间化的表格数据、坐标成果与点之记、照片之间无逻辑关联性；地形图幅45594 幅，成果格式包含DWG/PDF/MDB/JPG/TIF 多种格式。另外，还有扫描的历史地形图19350 幅（追溯到上世纪50 年代），其中比例尺、坐标系、文件名、图廓内容各有千秋；影像图51761 幅，有本地坐标系，也有国家2000 大地坐标系、西安80 坐标系，同时有DWG/TIF/JPG/IMG 等多种格式。DEM 数据共5530 幅，多个年代三种格式（DEM/GRD/TIF）。

1.2 需求分析

以基础测绘成果的信息化管理与分发一体化为目标，首先必须对各种形式、多尺度、多时相的测绘成果资料进行规范、整合。其次采用计算机软件技术对大量的空间数据和文档资料进行快速检索、分析、处理。

（1）空间基础地理信息整合需求。数据以测量控制点、地形图、影像图、数字高程模型、测区分布图为主，进行非空间数据空间化、统一坐标基准、建立标准属性数据库。

（2）档案资料的整理需求。包括控制点点之记、控制点埋设（巡查照片）、以图幅为管理单元的地形图、影像图、数字高程模型、元数据、扫描项目材料，整理为统一的电子档案，便于软件程序识别、管理。

（3）测绘成果管理分发需求。作为成果数据管理分发服务部门，要满足客户数据需求频率高、时限短、精准服务的要求，采取信息化手段是一项必要措施。如果仍然采用人工方式从海量数据中翻阅查找的模式，必然无法满足基本的管理和服务需求。

2 系统设计

2.1 系统架构设计

系统开发采用C/S 架构，基于ArcEngine10.0 API 二次开发技术对空间数据进行分析操作，开发语言为程序C#.NET 2010 版。

系统采用三层架构进行设计，分为基础数据层、应用服务层和功能服务层。系统架构如图1 所示。

图1 系统架构图

基础数据层包括空间地理数据库、文件数据库、权限和日志数据库在内的基础运行数据库，它指明系统数据来源、形式和类别。其中空间地理数据库用于存储所有与空间位置有关的地理数据；文件数据库存储与DLG、DOM、DEM、测量标志相关的CAD、TIF、JPG、DOC、PDF 等格式成果文档资料；权限和日志数据库用来存放用户信息、功能权限、操作日志等信息。应用服务层和功能服务层分别指明数据的组织管理模式、系统的核心功能模块。

2.2 数据库设计

数据库设计必须按照数据结构统一、关联有序、逻辑严密的要求进行设计，以便于系统的移植和拓展。

（1）空间数据库。基于适用的原则，本项目空间数据库采用ArcInfo 软件提供的Geodatabase 数据库，按照统一的表结构设计、命名规则、存储格式、坐标基准、约束条件、关联索引等，将所有与空间相关地理信息数据组织成一个整体。同时，按照分类分层规则将各种要求按照层结构（Layer）进行组织管理。控制点数据库部分结构设计如表1：

表1 控制点表结构设计（节选）

（2）文件数据库。基础测绘成果中的资料档案，包括扫描资料、照片、点之记文档等，以及以图幅为管理单元的DLG、DOM、DEM 数据均采用文件数据库管理方式。文件数据库设计统一的命名、存放规则和存储位置。以DOM 为例，以图幅编号为最小单元，按照不同比例尺、坐标系、生产年份、成果文件格式逐级细分存放，同时为提高程序检索速度，建立以图幅按行建立索引。

3 系统功能实现

3.1 用户角色管理、日志管理模块

用户角色管理模块实现用户的添加、删除和权限管理，不同用户分配不同的系统操作权限。日志管理模块实现用户注册/登录信息、用户操作、系统故障提示等信息记录管理。

3.2 测量标志管理子系统

实现测量标志按照标志等级、类型、点名、点号、坐标、所在图幅等按属性查询，并实现图形-属性互查、坐标成果批量导出、点之记及其他文档资料关联查询/批量下载、外业找点图件输出、数据库新增/编辑/管理等功能。测量标志管理系统开发成果如图2所示。

图2 测量标志管理子系统

3.3 数据下载分发子系统

数据下载分发子系统除了实现基本的图形漫游、显示等功能外，实现了CAD 地形图批量叠加、栅格影像任意叠加；实现了图上任意比例尺图幅查询、导入范围线图幅查询、批量导入文本图幅查询等，并能根据查询的图幅结果进行DLG、DOM、DEM 分幅数据批量下载。然后根据需求，进行批量数据融合、处理、分发。图3 所示是数据下载分发子系统界面。

3.4 测区规划管理模块

图3 数据下载分发子系统

该模块主要实现历年测区范围管理，对辖区内测区信息进行梳理、渲染和显示。如测区范围图、所在位置、测图比例尺、测区面积、测量单位、项目名称、图幅数量等等。同时，对无图区、待测区根据条件进行空间分析，生成新的测区范围线。

3.5 元数据管理更新模块

该模块实现元数据与B/S 端测绘成果目录系统的同步更新管理。当空间数据库或文件数据库发生了更新、修改，则需进行相应数据的元数据重新生成和更新。

4 结束语

随着测绘技术的进步，空间数据的获取变得越来越容易。与此同时，测绘成果的管理难度相应增大，传统的基础测绘成果管理方式已经越来越不能适应需求。

本文笔者以开发基础测绘成果管理和分发系统为契机，对历史测绘数据进行全面整合梳理、规范存储、统一建库。有效的实现了各种测绘成果的快速显示、查询、分析、关联、提取、下载、分发等管理功能，大大提高了基础测绘成果管理的信息化水平。