基于WebGIS 技术的城建档案数据库建设

丛 佳 邱雨晖 黄天娇

2016 年，《全国档案事业发展“十三五”规划纲要》提出,要优先推动与民生服务相关的档案数据的利用，大力支持特色档案数据库的建设，创新信息服务技术与档案数据库建设的融合方式，拓宽Web 端档案利用服务的渠道,明显提升以信息化为核心的档案管理现代化水平。

现阶段，随着数字化技术与空间信息技术的快速发展，在城建档案的数据库开发和系统设计方面，已有不少学者提出了关于城建档案管理、利用等方面的具体数据库建设思路。黄宏[1]50-52对WebGIS 技术的基本概念和应用特点进行了分析，通过实际案例（杭州数字城市档案系统）介绍了WebGIS 技术在数字城市档案系统建设中的具体应用，并对该技术的应用现状与发展前景进行了探讨。潘森[2]26-28等在传统城建档案管理方式的基础上，探讨了城建档案的空间数据组织形式，分析了城建档案管理的功能需求，结合开源WebGIS 技术，设计并实现了一种基于空间地理信息的城建档案管理系统，并提出该系统可满足基于空间地理位置的城建档案著录、编辑、查询等业务需求。同时，已有学者对于GIS 技术应用于城建档案管理的可行性研究提出了具有建设性的意见。刘利[3]157-159根据城建档案的空间信息属性,结合时态GIS 技术,从城建档案管理的现实需要和GIS 技术发展等角度,系统分析了运用时态GIS 技术加强城建档案管理的可行性。李英俏[4]62认为，利用WebGIS 技术特有属性值这一优势实现城建档案的空间分析、处理等功能，以便完成空间检索、辅助规划、辅助决策、地下管线管理、地质情况分析等工作，进而城建档案工作就可为社会提供更好、更有价值的地理信息咨询和考证资料。

通过对前述文章进行研究发现，在众多城建档案数据库建设研究中，研究对象集中在对城建档案信息系统数据库设计经验以及对城建档案数据库系统建设可行性的推介，缺乏对城建档案数据库整体的开发研究。目前，能够直接提供城建档案信息服务的数据库数量极少，并且在已有的与城建档案建设事业相关数据库的框架架构过程中并未完全将WebGIS 技术运用到其中去。经过研究发现，依托WebGIS 技术开发的城建档案数据库具有档案利用率高、利用模式多样和简化服务流程等特点，是提高我国城建档案事业发展水平和促进城市后期发展创新的新途径，能够更好地为国家和社会提供城建档案的服务和利用价值。

一、研究意义

WebGIS（网络地理信息系统）是指工作在Web 网上的GIS，不仅可实现传统GIS 具备的空间数据的检索、查询、制图输出、编辑等基本功能，还可通过互联网对地理空间数据进行发布和应用，以实现空间数据的共享和交互操作，如GIS 信息的在线查询和业务处理等，其主要作用是进行空间数据发布、空间查询与检索、空间模型服务等。而城建档案是指城市建设过程的各种建筑物、构筑物、地上地下管线等基本建设工程的规划、设计、施工、使用和维修等活动中直接形成的具有保存参考价值的各种文字、图表、图纸、计算材料、声像材料以及其他形式与载体的科技档案，是对各城市内各类基本工程项目建设的真实记录和直接反映。

WebGIS 技术以其全球化、大众化、可扩展性和跨平台特性等优点，运用到城建档案数据库建设中，即借助WebGIS 平台将空间数据库与关系数据库管理属性结合起来，使用者可通过WebGIS 提供的实时空间数据，搜寻所需的某城建档案在该城市内的实际空间坐标或字段，以快速查找到满足需求的城建档案分布信息，保证利用WebGIS 平台进行各城建档案管理与利用业务的顺利开展。在城建档案数据库建设中，运用WebGIS 技术以更好地提供城建档案信息服务的意义如下。

1.创新城建档案信息管理与服务方式。目前，各地城建档案馆和各城建档案室采取的是传统纸质和电子化相结合的管理模式，查询方式多以分部门、分区域检索为主，提供利用服务的过程冗余且不易快速准确地满足使用者需求。在已有的城建档案数据库系统中使用WebGIS 技术，为使用主体管理和利用城建档案提供了新的方式——搜寻所需的某城建档案在该城市内的实际空间坐标或字段即可找到满足需求的城建档案分布信息，并且基于WebGIS 技术的城建档案数据库可简化使用主体管理和利用城建档案的流程，实现城建档案数字资源共享，对提高城建档案利用效率、提升各级城建档案馆和城建档案室的社会地位以及促进国家城建档案事业的发展都具有重要的意义。

2.以城建档案信息促进城市后期发展。城建档案本身具有通用性强、可重复利用的特点，因其承载了城市基本建设大量有价值的信息而作为各城市后期建设和日常维护的参考依据，不仅具有保存价值，并且对城市后期基本设计、建设和维修改造等城建活动都会产生重要的指导作用。因此，在各城市后期基本建设工程中，可借鉴云数据库已有城建档案，参考同类工程设计档案资料，在提高城建工程设计质量的同时，还可缩短工期、节约城建活动各环节成本。

3.以地理信息技术提高城建档案利用水平。在现有的借助计算机、扫描仪和多媒体技术的城建档案数字化管理模式和传统纸质管理模式基础上，各级城建档案馆、各城建档案室及其城建档案专兼职人员可利用基于WebGIS 技术的城建档案数据库对管辖内城建档案资料实行基于空间特征的网络数字化存储、管理和查询等业务，使得城建档案能够更好地为使用主体提供利用服务，有利于城建档案现有价值的发挥和潜在价值的挖掘，促进城建档案的科学化管理。

目前，城建档案主要是在纸质资料录入等初级程序上实现电子化，只有在城建档案管理全过程和提供利用服务时不断融入新的信息技术，并且与城建档案数据库资源建设相互协调发展，才能适应新的城建档案利用形势，为城建活动提供更大的经济效益。

二、开发优势

1.政策法规支持。2013 年底，时任国家档案局局长的杨冬权在全国档案局（馆）长工作会议上提出，要用改革的精神积极探索创新基层档案资源管理模式。这对于众多位于基层的城建档案学者及工作者积极创新城建档案管理和利用模式具有深远影响。2016 年，《全国档案事业发展“十三五”规划纲要》提出，要优先推动与民生服务相关档案数据的利用，大力支持特色档案数据库的建设，创新信息服务技术与档案数据库建设的融合方式，拓宽Web 端档案利用服务的渠道。城建档案作为基建档案的子系统，是重要的国家档案资源，加强基于WebGIS 技术的城建档案数据库建设，可为新的城建档案提供利用途径，是加快国家城建档案事业发展的有效方式。

2.存在实际需求。近年来，国家档案事业和政府事业愈加重视城建档案数据库的建设，城建档案与各城市及社会总体的后期发展密不可分，城建档案涵盖范围较广，包括城市勘测和城市规划档案、城市建设管理档案、市政工程档案和公用设施档案、交通运输工程（铁路、公路、水运、航空）档案、工业建筑工程（工厂、矿山、电站）档案、民用建筑工程档案以及园林绿化档案、环境保护档案、人防工程档案等类型[5]。城建档案是城市基本建设事业的真实记录和直接反映，为各城市的建筑物设计、改造等工作和日常维护工作提供了详尽的图文材料。同时，城建档案也是各级城建档案馆藏的重要组成部分，开发基于WebGIS 技术的城建档案数据库可以在前端控制环节使各城建档案室专兼职人员做好城建档案管理的基础工作，进而有助于各级城建档案馆管理、利用工作的开展。

3.支撑技术成熟。空间信息服务、数字化和多媒体等技术的成熟，为建立基于WebGIS 技术的城建档案数据库提供了有力的技术支持。该数据库的建设技术可有效地实现城建档案信息与其实物载体的分离，为通过互联网提供城建档案信息资源的一体化服务奠定基础。

开发基于WebGIS 技术的城建档案数据库的核心技术主要为WebGIS 和Laravel。WebGIS 客户端采用Web 浏览器（IE、FireFox、Chrome 等），而服务器可采用B/S 结构——多主机、多数据库进行分布式部署并通过网络互连。而Laravel 是一套PHP Web 开发框架，该技术充分运用PHP 面向对象的特性和软件工程的思想，采用组件式开发，用于提供简洁但可读性强的代码。基于WebGIS 的网络应用模式与特点，Laravel 可将基础城市地标的地理信息数据和城建专题档案数据有效结合在一起，产生一种新的服务形态，可极大地提升地理信息系统的应用能力和档案管理系统的利用水平。

此外，云存储、数据转录加工、数据挖掘、数据加密、数据传输、数据共享、数据自动处理等档案数据库建设技术不断得到完善，且与档案管理系统软硬件环境兼容，都从技术层面为基于WebGIS 技术的城建档案数据库开发提供支撑。

三、现状及问题

1.知识产权责权不明。在各建设单位向同级城建档案部门移交城建档案时，知识产权可能会随之发生变化。目前尚没有明确政策法规规定——在向城建档案馆移交城建档案时知识产权是否必须变更到各级城建档案馆；如果必须变更城建档案知识产权，那么应该全部变更还是部分变更；变更城建档案知识产权后，原知识产权所有者是否不再拥有任何查看、使用和修改权限等诸多问题，都没有作出明确规定。

2.管理主体职能冲突。各建设单位向同级城建档案馆移交城建档案后，城建档案由单一管理主体变为多元主体共同管理。在已移交的城建档案管理和利用过程中，可能会发生管理职能重叠的情况，比如，在鉴定某份城建档案保存期限时，二者的意见相左就会造成其管理过程不能顺利开展，但是城建档案馆等相关部门并没有颁发具体的有关城建档案管理主体职能冲突时的解决方案等正式条文规定。

3.原始资料保护不当。近年来，城建档案的保管和利用工作得到重视，但是很多城市建成时间较早或经过多次拆分合并重组。以武汉市为例，武汉市是1949 年由三个原本独立的城市武昌、汉口和汉阳合并而成的，合并前经过抗日战争等历史因素导致其城建实体及档案资料保存不当，因此武汉市在合并前后均存在一定数量的城建档案原始资料收集不全面、价值鉴定不当而销毁、保存条件不适宜而损毁等诸多问题，这对于建设基于WebGIS 技术的城建档案数据库的资源建设层面造成一定困难。简单来说，用户想要查询、获取或利用较早时间的城建档案比较晚时间的城建档案要困难得多。

四、数据库建设

要实现基于WebGIS 技术的城建档案数据库的初步开发，首先要基本构建与当代城建档案事业发展体系相适应的技术架构，并且在该数据库经多次测试可服务于使用主体后，不断强化WebGIS 技术与城建档案管理系统融合后的应用能力。

1.数据来源。基于WebGIS 技术的城建档案数据库中，空间数据和非空间数据为主要数据来源。空间数据主要包括城建档案中的建筑物数据、构筑物数据、地上地下管线、地标地形数据、城市规划数据等基础矢量数据以及遥感影像数据，该部分数据可通过ArcGIS SDE工具存储于Oracle 数据库中；而非空间数据即城建档案信息数据，包括市政工程、工农业及民用建筑、公用设施等实体档案的扫描件（TXT、JPG 和PDF 等格式）、光盘、视频等电子数据。

2.数据库架构。基于WebGIS 技术的城建档案数据库架构采用分层设计思想，运用GIS 技术理论与实践相结合共同开发该数据库。基于WebGIS 技术的城建档案数据库架构分为数据层、软件层和应用层：数据层采用基于关系型数据库类型数据源与基于文件的数据源两种并行模式，作为各类空间数据的数据源，分别通过SuperMap 的SDB、SDX+数据引擎来优化存储空间和调用数据；软件层主要实现具体的应用逻辑算法构成，由实现地图操作的功能模块、SuperMap Objects 及抽象出的一些公共类构成；应用层则根据具体功能需求，实现城建档案信息的可视化、交互式查询、统计及分析等操作，其操作结果通常以文字、图表（包括统计图表和专题地图）、图像等多种形式展现。

图1 基于WebGIS 技术的城建档案数据库架构

3.功能实现。

（1）强化城建档案数据库基本功能。WebGIS 技术具有强大的制图功能，在前期工作中把城市地形图通过矢量化设备或软件输入到计算机中作为背景图，然后载入如地上地下管线图、工程竣工图、规划图等各种数字化后的矢量图，在背景图上将各矢量图层进行叠加并分层显示，形成城市建设综合现状图。依托WebGIS 技术，该数据库还可提取城建档案相关信息的统计数据并根据需要输出，并可实时追踪数据库中城市建设工程变化并及时修改，实时、准确地展现城建档案空间信息。

以昆明市城建档案馆现保存的云南大学城建档案为例，利用WebGIS 软件对云南大学建筑物、构筑物、地上地下管线及周边道路等基础空间数据进行数字化，得到云南大学数字地图，然后对相应建筑物赋予非空间属性信息（档案号、总卷数、名称、地址、设计单位、现使用单位等）。通过基于WebGIS 技术的城建档案数据库中的矢量地图，使用者可在线上对具体城建档案进行显示属性信息，放大（缩小）、漫游、测量工具以及实景图与地形图相互转换等操作。

（2）提高城建档案空间索引效率。WebGIS 技术在城建档案数据库中的主要功能之一，是有效地检索某一城建档案空间数据以及快速响应多用户在线查询等利用需求，准确直观地为城市规划、设计、施工、竣工、使用维修单位及决策机构提供所需城建档案信息资源和空间数据。在查找某一城建档案时，利用WebGIS 技术可通过可视化设备或软件直接显示出该城市（区域）的城市建设现状图，当用户选中该城市（区域）的具体建筑时，用户系统可从数据库中直接检索出该建筑的档案信息。

（3）优化城建档案综合分析结果。利用WebGIS 提供的空间分析技术，实现以地理区域、道路名称、地名地址等基本信息对城建档案数据库信息的综合提取、统计与分析。例如，在城市建设中常见的道路扩建问题，就可利用WebGIS 的缓冲区分析功能，分析可能涉及到的建筑物，通过属性值和文档数据库检索出涉及到的建筑物的档案信息。通过WebGIS 的缓冲区分析模块，还可进一步实现对选定区域中的工程建筑进行历史回溯，并借助城建档案数据库中的声像档案信息再现城市（区域）历史面貌与变迁。

五、数据库发展策略

1.完善政策法规保障。国家及各省、市城建档案馆应制定颁发加强城建档案数据库建设的相关意见并规定该类数据库应实现的具体功能和具体结构，同时应建立基建档案数据库的相关标准。在遵循国家信息化建设和档案管理法规的基础上，按照国家档案建设及相关行业的技术标准，严格规定城建档案数据库建设所需软硬件的兼容性、数据库中文档著录格式、信息标引标准及方法以及元数据、网络技术、数据库收集、存储、共享、更新以及安全防护等技术标准，进而建立一套符合我国国情的具有实践价值的城建档案数据库建设标准体系，为今后建设各类城建档案子系统数据库提供有效参考。

另外，在知识产权方面，各城建档案馆应颁发具体条文规定，及时登记、修改城建档案知识产权变更信息，明晰城建档案知识产权原所有者和现所属机构的权利和义务。

2.明确多元主体职能。在各部门城建档案移交城建档案馆之后，应对各管理主体的具体职能实行具体划分，可实行分级权限法。在城建档案线上管理和利用过程中，制定严格的管理和利用流程，某一具体流程只能由单一主体决定，以提高Web 端城建档案数据库管理的标准化和规范化，以构建多种层次的协同管理机制。

3.加强资源整合力度。各城市基本建设档案信息资源是建设基于WebGIS 技术的城建档案数据库的主要非空间数据来源，将相关信息资源及时协同共享是保证基于WebGIS 技术的城建档案数据库建库质量的有效手段。现阶段，随着城市建设工作的飞速发展，城建档案管理工作也越来越受到重视。然而，仍有一定数量的城建档案原始资料未能及时采集、整理和移交城建档案馆，各城市间、各城建档案馆间甚至建设单位与城建档案馆之间都存在城建档案资源独享和利用滞后的问题。要解决上述问题，不仅要加强城市管理者以及城建档案馆专兼职人员对城建档案全程管理思想的重视程度，定期讲授专业知识，不断明确城建档案重要性与价值，还需加强对城建档案馆专兼职人员的培训力度。同时，城建档案馆要加大对未及时上交城建档案的惩治力度。对于建设单位拥有绝对权限的城建档案资源，城建档案馆可采取购买、借阅、复印等多种方式加强基于WebGIS技术的城建档案数据库中此类电子资源的整合力度。

4.强化安全管理措施。城建档案普遍具有机密性和特殊性，不论是在各城建部门内、城建档案馆内，还是在移交过程中，都有必要加强其信息安全防护措施。各地方城建档案部门可将城建档案划分为不同密级，然后再根据其密级在Web 端设置相应的访问权限——即只有指定身份的用户经验证许可后方可管理和利用该城建档案信息。此外，还须采用必要的监控手段、逻辑隔离手段、物理隔离手段等方式，积极预防电脑病毒和网络黑客对数据库内的城建档案电子资源造成损毁和窃取。

5.创新推广开发成果。在基于WebGIS 技术的城建档案数据库与城建档案信息系统不断兼容和稳定运行的前提下，可进一步将该数据库应用于移动网络终端（如APP 等形式）的城建档案信息系统的开发，促进以空间信息服务技术为核心的城建档案事业发展进入新阶段。

基于WebGIS 技术的城建档案数据库建设，可以简化使用主体管理和利用城建档案的流程，实现城建档案数字资源共享的同时，也能够促进城建档案的科学化管理及国家城建档案事业的发展。且目前具备国家政策法规支持、存在现实需求及支撑技术成熟等开发条件，有利于提高城建档案的利用效率，创新城建档案提供服务形式。但也存在知识产权责权不明、管理主体职能冲突、原始资料保护不当等现实问题，需要进一步完善政策法规，明确多元主体职能，提高Web 端城建档案数据库管理的标准化和规范化，加强资源整合力度，强化安全管理措施，通过创新推广开发成果，让城建档案事业发展进入新阶段。