邊界談判劃界決策支持系統的設計與應用

劉合輝，張 毅，曹一冰

（1.信息工程大學測繪學院，河南鄭州 450052；2.75719部隊，湖北武漢 430074）

邊界談判劃界決策支持系統的設計與應用

劉合輝1,2，張 毅1，曹一冰1

（1.信息工程大學測繪學院，河南鄭州 450052；2.75719部隊，湖北武漢 430074）

邊界談判劃界是一個重要而又復雜問題，結合了談判劃界業務流程；探討了在GIS空間技術支持下，談判劃界系統各功能模塊設計以及系統的數據設計，實現對談判劃界數據的有效管理，提供了劃界輔助工具和資源評價分析工具，為談判劃界提供了決策支持。

談判劃界;AE;文檔目錄樹;輔助劃界;文檔數據庫

我國陸地邊界總長達22 000 km余，與14個國家接壤[1]。目前，仍未與印度和不丹確定陸地邊界，邊界工作仍將是我國外交工作中一項長期而重要的任務，它直接影響到我國的主權和領土完整、民族團結以及邊境地區的經濟建設、社會安定和人民生活。介于此，外交部依據中國邊界劃界進程和邊界管理的現狀，立項建設“陸地國界管理信息系統”，為著重保障邊界談判而設立“邊界談判劃界決策支持系統”。該談判決策支持系統采用以地理信息系統（GIS）為主導的多種技術手段，為邊界談判與劃界兩個關鍵流程提供技術支持，快速提供談判工作所需的各種資料和依據，綜合分析爭議地區地形、地貌情況和自然資源條件，采用自動和人工相結合的方式進行輔助界線的劃定等，為外交部條法律司相關人員提供輔助決策[2]。

1 系統結構設計

邊界談判劃界系統采用四層架構，分別為數據層、接口與引擎層、業務邏輯層和表示層（如圖1所示）[3]。

數據層是系統數據集合，分為 3個部分。第一部分是文檔資料數據庫，是以文件的形式組織管理與談判相關的歷史、法律等各種多媒體文檔資料；第二部分是空間數據庫，采用ArcGIS的文件數據庫，分別存儲DLG數據、DRG數據、DEM數據、談判對象數據（區域）數據等；第三部分是專題數據庫，囊括了資源數據（一部分為空間數據）和系統管理數據（用戶權限管理）。

接口與引擎層是系統數據訪問中間件和GIS功能中間件。系統通過該層的文檔目錄樹引擎、ArcGIS Engine和ADO.NET實現了對業務邏輯執行所需數據的訪問（管理）和基本的GIS功能支持。

業務邏輯層是系統核心業務實現層，負責模型的建立與應用，處理輔助談判和劃界兩大關鍵業務流程,大致分為文檔資料目錄樹管理、多種方式的文檔查詢、爭議區管理、輔助劃界以及二三維地圖等功能。

表示層是與用戶有著豐富交互的圖形界面，用戶通過清晰一致的界面風格調用系統的所有功能，系統將用戶命令執行結果以多媒體文檔、二維地圖（DLG、DRG）、三維地形、統計圖表等豐富的可視化形式展現。

圖1 軟件體系構架圖

2 系統功能設計

談判劃界決策支持系統是基于ArcGISEngine組件開發的，充分利用了ArcGIS組件強大的數據管理和空間分析功能，實現了以下功能：①文檔目錄管理；②文檔查詢；③爭議區管理；④輔助劃界；⑤通用地理信息，其功能模塊如圖 2所示。文檔管理是以目錄樹的方式對文檔資料進行管理，并進行瀏覽顯示與比較；文檔查詢以多種方式實現對文檔的快速查詢；爭議區管理將爭議區作為談判對象進行管理，各爭議區的資料同樣以目錄樹的方式進行管理，并對爭議區對象進行增減與編輯。

圖2 系統功能模塊

系統中，ArcGISEngine功能組件主要用來實現大部分的地理信息系統功能，包括對空間數據庫的訪問，地圖的顯示與控制，空間數據的查詢與分析功能。而文檔管理、文檔查詢、爭議區管理、輔助劃界都屬于系統的應用模塊，其中輔助劃界與ArcGISEngine功能組件的關系最為密切，它需要在地圖及地圖數據支持下輔助生成劃界方案線，并提供與方案線有關的面積、資源分配情況，同時還要將分析結果在二三維地圖上進行可視化表達，并輸出附圖作為談判憑證。

2.1 文檔管理與查詢功能

邊界談判涉及到的資料不但數量龐大，類型多種多樣，而且相關聯的文檔也為數不少，如多次談判文檔間的關聯等，因此有效方便的文檔管理與文檔搜索引擎是必不可少的。

1）文檔目錄樹管理。為方便文檔資料的管理與瀏覽，文檔資料采用文檔目錄樹結構管理，文檔按層次結構存放在文檔數據目錄下，用戶可以進行資料的靈活增刪處理，操作方便。文檔目錄樹是以樹結構來組織談判劃界所涉及的文檔資料，同節點下各分枝節點代表文檔的分類，不同層次的非葉節點代表著文檔分類的層次，葉節點表示具體的文檔資料，系統允許有權限的用戶通過從資源管理器拖拽文件至樹節點的方式向文檔庫添加文檔。用目錄樹來組織文檔資料具有分類清晰、層次明了、便于瀏覽與維護的特點。

2）文檔管理的具體內容。文檔管理負責文檔的過濾、目錄樹的初始化、文檔的分類管理、文檔的鏈接、目錄控制與更新、文檔顯示等。其中文檔顯示可以對文本文檔、網頁、圖像、地圖和多媒體進行瀏覽，同時為方便文檔進行比較，提供了文檔對比顯示組件。而文檔搜索功能提供了文檔名稱查詢、全文查詢、地名查詢和文檔關鍵字查詢4種查詢方式，并將結果進行顯示。

2.2 輔助劃界功能

談判劃界決策支持系統提供劃界方案制作、方案量算與統計分析等其本功能，系統將其劃分為爭議區量算分析（包括資源統計分析）、特征線處理、圖層疊加處理、打印輸出4個功能模塊。

1）爭議區量算與調整。提供長度和面積量算、爭議區面積量算、方案線長度量算及其分割爭議區后左右面積對比、動態可視地調整分割線坐標、按比例有條件自動生成分割線。

在手工劃界難以精確調整雙方所達成的面積分割方案時，提供自動面積分割算法，按照預設的雙方面積比例，采用多種方式（條件、規則），將談判對象自動劃分，形成分割線。自動面積分割和手工面積分割互相配合使用，便于在圖上快速確定劃界方案。

2）資源影響分析。劃界方案擬定過程中，每擬定（移動）一條分割線，意味著在該爭議區域內部雙方所占區域的變更，從而分布在該區域的各類自然資源總量的分配也相應發生變化。資源影響分析就是分析區域變更后雙方擁有各類資源的種類和數量在空間分布的情況，有助于評價劃界方案的利弊。

3）特征線處理。選擇處理范圍，生成山谷線或山脊線，作為方案線的基礎依據；提供輔助預案制定的工具，可繪制和修改分割方案線等。提取的山脊線（分水嶺）或山谷線，通常做為山地劃界的依據[4]。

4）圖層透明疊加。通過在兩幅圖上對照采集特征控制點，將地圖與原圖進行疊加顯示，并設置透明度，從而可以清晰直觀地對比不同來源或不同歷史時期同一談判對象之間大致的或較精確的空間變化（面積、形狀等）。

5）打印輸出。提供地圖繪制、地圖整飾、輸出范圍設定、頁面設置與地圖打印輸出等功能，將談判進展及結果以附圖的形式存檔。

3 數據及數據庫設計

3.1 數據構成及分類

系統數據按內容可分為劃界數據、邊境專題數據、地理底圖數據三類[5-6]：

1)劃界數據包括爭議區地理數據（爭議區、主張線、方案線）和談判文檔資料（邊界條約及附圖、議定書及附圖、歷史檔案資料、紀要、協定、表態口徑等資料）。

2)邊境專題數據：包括跨界水、邊境開發區、跨界設施、邊防設施、邊境地區自然資源、邊境地區政治經濟信息。

3)地理底圖數據：包括周邊國家、邊境?。▍^）的地形圖、DEM、正射影像等。

這些數據按類型分類，可以分為 DLG(數字線劃圖)、DRG(數字柵格地圖)、DEM、DOM(數字正射影像)、文本數值數據、多媒體數據、元數據和符號定義，如圖3所示。

圖3 數據類型分類

3.2 地圖數據設計

地圖數據采用ArcGIS的文件數據庫File Geodatabase進行存貯，地圖文檔用 ArcGIS的地圖文檔數據Mxd進行組織和管理 (相對路徑)。三維地圖使用sxd和3dd配置文件進行組織。

系統空間數據的組織采取按范圍分塊、按內容分層的管理方式，方便數據存貯與快速查詢：

1）分區：系統數據以國界為主線進行組織。為了便于海量空間數據的集成管理與有效使用，空間數據的組織采取按范圍分塊、按內容分層的管理方式，其中分區主要按國界進行劃分。

2）數據分層：為便于管理與查詢，本數據庫根據應用需求對圖形數據進行分類分層管理，系統數據分為國界專題、定位基礎、水系、居民地及設施、交通、管線、境界與政區、地貌、植被與土質9大類，37個數據層。

3.3 文檔數據設計

文檔資料數據按范圍和內容進行分層管理，具體目錄層次如圖4所示。

圖4 文檔數據的組織

4 系統開發與應用

系統采用ArcGISEngine地理信息組件，地圖數據庫采用ArcGIS的FileGeoDatabase，系統信息和關鍵字采用MSAccess數據庫，在VS2005中進行開發完成。系統實現了多源文檔資料的目錄樹管理與查詢、談判爭議區的管理、二三維地圖的顯示、GIS支持的多種輔助劃界技術工具、劃界方案的資源分配分析、地圖輸出等功能，滿足了談判劃界的業務需求。系統運行界面如圖5所示。

系統裝載了全球90m DEM、中國30 m的衛星影像、全國百萬矢量地圖，以及中蒙、中越、中緬 3條邊界的地圖及影像數據進行測試；同時，裝載了中印邊界部分地圖影像數據、資料文檔數據、爭議區數據及資源專題數據，并對中印爭議區進行模擬劃界，測試了劃界的輔助功能，并結合爭議區內地下資源、水資源、人口資源進行綜合分析，通過多種統計圖表，直觀地展現了劃界方案對資源的分配情況，為劃界方案的評價提供了最直接的決策依據。該系統已經完成開發工作，達到總體設計要求，6月已經通過國界管理系統專家組驗收，系統方便實用。

5 結 語

談判是邊界工作的基礎性關鍵流程，貫穿于邊界工作的各個方面，主要包括預案制定、談判與會后事務 3個子流程。劃界工作是談判密集度最高，談判重要性最強的邊界工作之一，它具有對地圖數據要求高、持續時間長、談判的密度高的特點。談判決策系統按照談判的主要業務流程進行功能劃分，運用目錄樹技術對文檔資料進行有效管理，以爭議區為對象進行資料管理與分析，并進行邊界方案線的制作與智能處理，提供多種輔助方式，最后提供方案線有關面積、資源的分配情況及綜合評價指標，為談判劃界提供決策支持。

圖5 系統實現界面

表3 工程文件表

表4 用戶權限表

表5 文件下載日志表

使用者只要在客戶端輸入正確的URL地址，就可通過瀏覽器進入該系統頁面（如圖3所示），開始的頁面是針對所有使用者的，高級用戶只有進行登錄后才能使用其對應的功能。本文的空間數據只表示了某個省份。

圖3 系統運行界面圖

3結語

本文針對目前設計單位大量設計圖文資料在傳統管理方面存在的問題，利用 ArcIMS9.2平臺設了圖文資料服務系統，該系統具有良好移植性和擴展性,該系統與傳統管理方式相比具有節省圖紙的存儲空間，延長圖紙的使用壽命，查詢快速準確，圖紙復用方便，能為決策者提供支持的優點。既可以提高設計人員的效率，也可以起到宣傳自己的目的。此外本系統模型對其他單位的圖文管理系統建設也具有一定的參考價值與借鑒意義。

[1] 鄔倫，劉瑜等編著．地理信息系統--原理、方法和應用[M]．北京：科學出版社,2001

[2] 謝紅，逯躍峰，李建松.基于ArcIMS的數字校園景觀系統的設計[J].地理空間信息，2009,2:33-35

[3] 萬建華，孟慧，姚英鳳，等.基于ArcIMS的高校土地和房產管理信息系統的建立[J].測繪工程，2007,8:37-39

[4] 張良棟．基于Web技術的集成化工程圖文檔管理系統的研究[D]．四川：四川大學，2005

[5] 莊懷耀，邢超，孫朝陽.ArcIMS初級教程[M].北京：ArcInfo中國技術咨詢與培訓中心，2002

Design and Application of Decision Support System for Negotiation and Delimitation of National Boundaries

by LIU Hehui

The negotiation and delimitation of national boundaries is an important and complicated problem.This paper discussed and introduced the design of functional modules and the system data design based on the spatial analysis technology of GIS, after analyzing the business process of the negotiation and delimitation of national boundaries.And this system could effectively manage data,and provided the tools for auxiliary delimitation and resources evaluation.These provide effectual support for the negotiation and delimitation.

negotiations and demarcation of national boundaries,Arc GIS Engine, documents directory tree,auxiliary demarcation,document database（Page:49）

P208

B

1672-4623(2011)02-0049-03

2010-06-30

項目來源：國家自然科學基金資助項目（41001313）。

王現璞，工程師，主要從事交通勘察設計及設計項目管理。