基于SOA的基礎測繪資源管理系統設計與實現

摘 要：基礎測繪為城市建設與發展提供數據信息支撐，其資料具有時間跨度長、數據體系復雜、格式多樣等特點。本文針對城市基礎測繪資料情況，探索了基于SOA架構的基礎測繪資料建庫、管理與應用，并基于RIA開發完成了基礎測繪資源管理系統。

關鍵詞：基礎測繪；SOA；GIS

1 引言

城市基礎測繪是支撐城市建設與發展而實施測繪的總稱，包括城市測量、地圖編繪、影像數據采集、城市地理信息系統建設和開發等任務?；A測繪是一項長期持續性工作，伴隨城市發展建設，形成諸多版本的歷史數據。以哈爾濱市為例，基礎測繪資料具有如下特點：

1.1 數據時間跨度長，內容覆蓋面廣，且資源按不同管理理念進行組織，歷史數據體系較為復雜。

1.2 生產、管理、應用平臺多樣化，多平臺兼容度較差。

1.3 平臺、管理機制等問題，數據生產與應用服務環節脫離，數據生產與應用服務獨立。

在這種背景下，為促進信息化測繪發展，提升城市測繪管理水平，全面增強信息保障與應用服務能力，提出了基于SOA架構的基礎測繪資源管理系統建設。

2 需求分析

2.1 數據分析

2.1.1 測繪基準數據。測繪基準數據主要為各類控制點數據，包括CORS基站、首級平面控制網、水準控制點及高程控制點數據等，共同形成城市測繪基準。該類數據多以表格方式存儲，具備精確坐標和復雜屬性信息。

2.1.2 基礎空間數據。基礎空間數據即傳統的GIS空間數據，其數據分類按行業進行組織，包括道路交通、水系、綠地等多個分類，具備準確的空間幾何形狀與屬性內容。

2.1.3 基礎地形圖數據。基礎地形圖為全要素地形圖，其生產平臺包括EPS和CAD兩個平臺，數據以圖面表達為主，附帶部分屬性信息，數據以圖幅進行組織。

在數據格式上，包含電子表格、DWG線劃數據、GIS空間數據、EPS數據等四類數據，每類數據均包括空間坐標與屬性信息。

2.2 功能需求

項目建設的目的是構建資源展示與應用的集成化工具，建設成果要求具有集成、方便、實用等基本特征。

2.2.1 以瀏覽器為項目數據展示與功能應用的平臺。“測繪一張圖”建設的目的是服務于全院所有業務，傳統的C/S部署繁瑣、操作復雜，不具備方便、實用的特征。因此，采用B/S架構，以瀏覽器實現數據展示與功能應用。

2.2.2 數據瀏覽功能。項目建設直接成果為測繪成果數據展示，提供基礎的放大、縮小、平移、搜索、定位等基礎功能，并滿足不同數據內容，不同數據源的同步集成調用。

2.2.3 資源檢索。測繪成果屬于固有成果，系統要求開發基于多種條件的資源檢索功能，并形成獨立功能模塊，滿足各科室及業務對資源檢索查詢的要求。

3 系統設計

3.1 總體方案

系統采用SOA架構，建設總體思路是以空間位置為核心，實現各類資源數據關聯對接。

3.1.1 以地理空間數據作為所有成果的最終表現形式，資源交換的中間格式為Shapefile，兼容平臺包括EPS＼AutoCAD＼CityMaker等。

3.1.2 成果采用空間數據庫ArcSDE統一存儲，數據庫由測繪基準、基礎數據兩個子庫構成。基礎數據包括歷史庫與現狀庫，矢量數據存儲于ArcSDE中，基于版本機制構建歷史庫與現狀庫邏輯分離；柵格數據按年份存儲，不納入ArcSDE。測繪基準庫包括院首級平面控制點、水準控制點的測繪基準數據，將現有檔案數據轉換為GIS空間數據進行服務發布。

3.1.3 應用系統采用B/S架構，基于ArcGIS Server完成二維矢量及柵格數據發布，實現同步查看測量基準、基礎數據等多類資源；

3.1.4 開發資源檢索模塊，提供基于地名、坐標、空間范圍等條件的查詢檢索功能，使本項目建設成果可快速應用于本院業務管理及資源管理。

3.2 數據庫設計

系統以Oracle為數據庫管理軟件，以ArcSDE為空間數據庫引擎，實現資源統一集中管理，所有數據均采用哈爾濱城市坐標。建庫的基本思路是遙感影像以文件方式存儲，不納入SDE進行集中管理；基礎地形圖、GIS空間數據均存儲SDE庫均須建立版本管理，合理解決版本沖突問題。

鑒于資源構成較為復雜，數據庫依據資源分類，由若干個子庫構成：

（1）測繪基準數據庫?；鶞蕩彀–ORS基站、首級控制點、二等水準點以及大地水準面精化控制點，其中CORS基站包括站點名稱、坐標、點之記、基站類型等信息；控制點包括控制點等級、坐標、布設時間等基礎信息。

（2）基礎地形圖數據庫。該庫覆蓋1：500、1：1000、1：2000、1：5000多個比例尺系列，遵循EPS連接SDE庫的數據庫結構，補充增加的數據為圖幅結合表，圖幅結合表按比例尺級別分別分為1：500、1：1000、1：2000、1：5000圖幅結合表，基于圖幅結合表，可以按圖幅進行地形圖檢索與查詢。

（3）基礎空間信息數據庫。該庫按數據分類進行存儲管理，包括行政區界、道路、水系、綠地、建筑物、管線等多類數據，數據分類存儲，并構建完善的屬性體系和地理空間信息編碼體系。

（4）遙感影像數據庫。該庫包括衛星影像和航空影像，遙感影像為柵格數據，其數據量大，更新周期固定，采用關系型數據庫存儲策略一般為數據流存儲，對訪問、管理及數據庫穩定性影響較大。因此，采用文件方式進行存儲管理，建立層次管理目錄實現遙感影像數據有效管理。

3.3 服務體系搭建

本系統基于SOA理念架構，服務是支撐整個系統運行維護的基礎，服務體系直接決定了系統數據范圍與功能范圍。構建的服務體系如表1所示。

數據服務采用ArcGIS Server引擎發布，采用金字塔結構的地圖瓦片。地圖切片分級策略遵循“天地圖”瓦片分級標準，最大比例尺為1：564.25，最小比例尺為1：1155583.42，總共劃分為10級。

4 系統開發

系統采用RIA（Rich Internet Applications，富互聯網應用）技術構建，采用B/S體系結構。在線展示系統基于Asp.Net和Flash Builder 4.0開發。Adobe公司的FlexBuilder（FlashBuilder）是目前最主流的RIA應用程序開發平臺，它可以幫助軟件開發人員使用開放源 Flex 框架快速開發跨平臺富 Internet 應用程序 （RIA） 和內容。FlexBuilder使用的編程語言為actionscript，是一門完全面向對象的編程語言，網絡平臺開發按照組件、控件、插件和平臺框架的模式進行封裝。

程序UI開發的基本模式，后臺功能開發的一個基本原則是功能與界面分離，即將功能代碼封裝于獨立類中，界面與后臺功能類盡量采用依賴關系，形成表現與功能的松耦合，便于代碼重用和程序擴展。

5 結束語

本項目采用SOA架構，基于ArcGIS平臺實現基礎測繪成果一個庫管理、多個平臺兼容，一張圖應用與展示。通過本系統建設與應用，達成如下效果：

5.1 實現基礎測繪成果集中存儲、統一管理和規范化應用。通過本項目建設，建立測繪成果中心數據庫，實現測量基準、地理空間數據的統一存儲和管理，解決不同資源間同步互調，信息交互等問題，提升資源管理效益，增強信息保障能力。

5.2 實現測繪、生產與應用一體化，減少人工干預，降低數據維護應用成本。通過本系統建設，能夠實現管理與應用一體化，降低信息維護、應用服務所需的信息檢索、數據對比等流程，簡化步驟，提升工作效率，強化服務水平。

5.3 實現資源管理與業務流程集成的基礎。通過本系統開發，提供資源快速檢索，無須過多的人工干預，可提升工作效率與管理效益，為開拓更為便利、靈活的服務模式奠定基礎。

參考文獻

[1]董士玲.國土資源“一張圖”系統設計與實現[D].成都：電子科技大學，2012.

[2]劉全波，陳柳新，謝冬.深圳市基于“一張圖”理念的規劃整合[J].城市規劃，2013.

[3]李圣文，龔君芳，吳信才.基于SOA的GIS應用框架[J].地球科學（中國地質大學學報），2010.

[4]汪小林，龐瀟，王海波，等.基于SOA的GIS應用設計與實現[C].中國地理信息產業論壇暨第二屆教育論壇就業洽談會論文集，2009.

[5]劉小飛，關昆.基于RIA模式的地理信息服務平臺建設[J].測繪標準化，2013.

作者簡介：姜波（1973-），女，黑龍江省哈爾濱市人，高級工程師，主要從事數字城市研究、地理信息系統建設工作。