省域測量標志動態監管信息系統研究
——以山東省為例

宋擁軍，王鳳嬌，劉現印

(山東省國土測繪院，山東 濟南250013)

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省域測量標志動態監管信息系統研究
——以山東省為例

宋擁軍，王鳳嬌，劉現印

(山東省國土測繪院，山東 濟南250013)

測量標志是控制點成果的物質載體，信息化監管是加強測量標志管護的重要手段。本文采用SOA架構、Web Services、GIS及移動終端采集等技術，設計了省域測量標志動態監管信息系統，實現了測量標志信息的分布式集中統一管理，以及省、市、縣、所(分局)4級用戶的信息互連互通，滿足了測量標志分級分類管理原則和業務需求，提高了測量標志管理的工作效率。

測量標志；信息化；動態監管

一、引 言

測量標志是標定陸地和海洋測量控制點位置的標石、覘標及其他輔助設施等，是維持國家坐標系統、高程系統、重力系統及其框架的基礎設施，對國民經濟與國防建設、社會發展和科學研究發揮了重要的空間定位基準作用。國家、省、市等各級政府十分重視測量標志保護工作，出臺了系列法律法規，基本建立了分級分類管護制度。但由于測量標志保護涉及面廣，存在問題比較多，測量標志保護狀況不容樂觀[1]，尤其是“十二五”期間國家確定的現代化測繪基準體系基礎設施建設對測量標志管護提出了更高要求。各地除了加強常規的定期巡查、維護、宣傳等措施外，信息化手段也日益成為重要支撐和選擇，不少地區和學者對標志管理系統進行了研究和探討[2-4]，也基本實現了測量標志信息的集中管理。由于有些系統架構單一或封閉、功能設計側重于數據庫管理，忽視了各級測量標志管理業務聯系，導致了數據庫更新維護不及時、不統一、不動態等問題，使得標志分級管理對象和信息不準確，在一定程度上影響了測量標志的管護工作。針對這些問題，不少地方開始了新的探索，山東省也進行了一些嘗試。

鑒于山東省國土資源管理涵蓋土地、礦產和測繪3類行政管理職能，以及國土資源業務網絡基本延伸到基層單位(國土資源管理分局或所)的現狀和加強測量標志管護的迫切需求，本文提出了一種基于SOA架構和B/S模式的測量標志動態監管信息系統建設方法，可實現測量標志信息分布式集中統一管理、互連互通和信息直報，提高省域測量標志管理的工作效率。

二、系統設計

1.設計思路

基于省域國土資源業務網絡，以及省、市(縣)地理信息公共服務平臺，構建全省標準統一和信息聯通的各級測量標志數據庫，構建全省測量標志動態監管信息平臺，開發測量標志綜合監管等功能，橫向上實現與同級國土資源綜合監管平臺集成，縱向上實現省、市、縣3級測量標志管理部門的系統互聯和數據動態同步更新，促進測量標志管理的規范化、巡查信息化、服務網絡化、信息更新的同步化、準實時化，提升全省測量標志管理、維護、巡查、使用、遷建等信息化水平。

2.總體架構設計

根據標志動態監管的實際需求，系統總體架構設計為6層：用戶層、表現層、應用層、服務層、數據層和基礎層(如圖1所示)。用戶是指本系統的省、市、縣(區)、所(分局)級測量標志管理及技術支撐用戶，通過不同角色完成特定功能和業務；表現層為用戶在客戶端Web瀏覽器中訪問標志動態監管信息系統網站時的界面，用戶根據界面中功能模塊進行可視化操作；應用層為系統實現的各種功能模塊；服務層主要包括省、市級地理信息公共服務平臺遠程提供的地圖可視化、數據與應用分析服務等，以及本地開發的標志專題地圖可視化、業務應用、移動數據服務及空間數據引擎等，為應用層提供支撐；數據層主要是指系統運行所需的公共地理框架數據(調用省、市級地理信息服務平臺提供的地圖服務)、測量標志專題和業務管理信息數據等；基礎層是整個系統研發和運維的基礎保障，它包括系統軟件(操作系統、數據庫管理系統等)、應用開發軟件(軟件開發平臺、GIS軟件等)、服務器，以及網絡通信、存儲備份、信息安全等系統。

圖1 系統總體架構設計

3.數據庫設計

系統數據主要包括基礎地理信息數據、標志專題信息和管理業務信息數據等，后兩者通過測量標志點的唯一的標識進行關聯(如圖2所示)?；A地理信息數據主要來源于省級、地市級地理空間框架(地理信息公共平臺)中的電子地圖、地名地址、影像、興趣點(POI)等信息，為標志管理提供了多尺度矢量或柵格地圖背景和較為準確的標志點定位服務。測量標志專題信息數據來源于不同等級、不同類型標志點的點之記等資料，主要包括標志點概略空間位置信息及其點名、點號、類型、等級、建設時間、建設單位、所在地、所屬線路、完好情況、保管人等屬性信息。管理業務信息數據主要包括標志巡查、遷建審批、使用、維護、確權發證、費用、宣傳等管理業務信息和附件材料。

圖2 系統數據庫邏輯結構

三、主要支撐技術

1.Web Services與服務式GIS技術

系統設計和開發采用面向服務的體系結構(SOA)、Web Services和服務式GIS等技術。SOA由各自獨立可復用的服務(接口)構成系統功能，是粗粒度、松耦合的Web Services框架。Web Services是精確定義、封裝完善、獨立于其他服務所處環境和狀態的函數，各個服務可以通過標準接口進行通信，可以實現跨平臺異構環境下的共享和復用[5]，逐步成為構建跨平臺異構應用系統的主流技術。系統設計了標志日常管理、巡查管理操作、遷建管理、門戶網站管理、費用管理、確權管理、使用管理、維護管理、系統管理等類函數和相應的功能操作Web服務接口，軟件開發是通過對這些透明接口的調用來實現的。

服務式GIS融合了SOA、Web Services相關理念和技術，把GIS全部功能封裝為目錄、數據(WMS、WMT-S、WFS、WCS等)和功能(信息處理和空間分析服務)等Web服務[6]，可被多種分布異構平臺客戶端調用，并具備多源數據標準服務聚合能力，改變了GIS應用開發方式和信息共享模式。在本系統中，底圖數據服務和個別功能服務(路徑分析等)主要來源于省、市級服務式GIS(地理信息公共服務平臺)發布的服務，標志地圖數據服務和業務應用功能服務分別來源于本地服務式GIS和Web服務器發布的服務。

2.信息分布式組織與集成技術

測量標志分級管理的特點使得信息數據組織宜采用物理上分布、邏輯上集中的數據庫組織模式。作為測量標志空間定位背景的基礎地理信息分別通過調用省、市級地理信息公共服務平臺提供的數據服務接口獲取的。標志專題空間數據庫采用Oracle+ArcSDE模式在省、市級管理部門分別建立，Oracle是大型關系型數據庫，與其他常用數據庫相比，支持海量數據、分布式、混合結構、多開發工具等特點，具有高可用性、可擴展性、數據安全性、穩定性等優點。SDE空間數據庫引擎可以方便地管理和操作存儲在數據庫中的數據，還可以滿足桌面版GIS軟件對數據庫中數據進行訪問、調用等，制作成相應可視化地圖文檔(MXD)并在本級服務式GIS服務器中發布。管理業務信息一般采用Oracle數據表形式在本地進行存儲和管理，對于附件材料等非結構化數據以文件(JPG、DOC、XML)形式按規定目錄存儲。專題信息數據與管理業務信息數據之間通過測量標志點的唯一標識碼與測量標志專題數據庫進行關聯；省級標志專題信息通過服務的方式供市、縣級監管系統集成使用，反之亦然。

3.基于Android移動終端的巡查信息采集與直報技術

隨著移動終端技術的不斷發展，智能手機、平板電腦等移動終端逐漸具備了較強的計算、存儲和處理能力，以及觸摸屏、定位、視頻攝像頭等功能組件，擁有了智能操作系統和開放的軟件平臺。Android是比較流行的移動終端操作系統，擁有Linux核心、系統運行庫、應用框架、應用程序4層結構[7]，具有開放性、不受束縛、方便開發等特點，擁有更多的開發者和消費者。本文設計的基于Android智能移動終端的實地巡查信息數字化采集技術實現了野外現場標志信息的采集和存儲，并可通過GPRS、VPDN等技術或WiFi等無線局域網等在線或離線模式實現信息從移動端到服務器端的傳輸，基于統一的信息審核上報流程，形成了巡查信息從“所—縣—市—省”的逐級實時或準實時直報和數據更新，實現了測量標志管護現狀信息的及時同步。

四、系統功能設計與實現

1.系統開發環境和工具

動態監管系統采用了B/S模式的可視化界面設計，在Windows XP系統下的Visual Studio環境中，使用面向對象的Visual C#語言進行開發；使用ArcGIS 服務器版軟件作為服務式GIS開發平臺，ArcGIS桌面版為數據處理平臺，利用ArcSDE提供的編程接口調用存儲在Oracle中的測量標志專題數據。因此，系統開發所使用的開發環境和工具主要有Visual Studio 2008、ArcGIS Server 10.0、Oracle 10g、ArcSDE for Oralce 10g、Windows Server 2003中文企業版。

移動端巡查信息采集與直報系統在Android 3.2操作系統下的Eclipse+adt開發環境中采用Java語言進行開發，數據庫采用SQLite。

2.系統功能設計與實現

系統設計了省、市2個版本，版本間除管理、審批范圍和業務流程等略有差異外，功能基本相似，主要包括測量標志日常管理、巡查管理、遷建管理、用地確權管理、使用管理、維護管理、科普宣傳、費用管理、系統管理9個模塊及基于Android系統巡查信息采集直報等。

(1) 日常管理

主要包括測量標志信息的空間可視化管理、定位導航、編輯、查詢和專題匯總統計等功能。通過測量標志專題圖層的選擇、放大、縮小、平移、空間量算等操作實現空間可視化管理。通過標志點坐標、名稱和路徑分析等實現測量標志快速定位和導航功能；通過空間幾何選擇和屬性條件實現標志的查詢，并導出保存為Excel文件；通過標志點的添加、刪除、修改等編輯，以及審核、瀏覽、查看等功能實現數據庫維護(如圖3所示)；根據不同地市、區縣、標志類型、標志等級、標志狀況等條件對測量標志信息進行匯總和統計分析，并生成專題統計圖表(如圖4所示)。

圖3 測量標志點的編輯

圖4 測量標志專題統計分析

(2) 巡查管理

根據分類保護的原則，一、二、三類管護對象巡查的周期分別為季度、半年、一年，圍繞測量標志的標石、標志、附屬設施及周邊環境的變化影響程度設計巡查信息表，包括文字屬性和近景、遠景照片。巡查信息的采集與錄入由基層單位(國土資源所等)通過基于智能手機終端的采集填報和基于傳統采集手段的網絡填報兩種途徑完成，并通過縣、地市級用戶審核匯總后上報省級用戶?；竟δ馨ǎ貉膊闃酥军c列表、巡查記錄的編輯、查看、對比分析、審核與上報；巡查臺賬填寫與生成；巡查信息抽查與記錄；巡查統計與分析等(如圖5所示)，為測量標志定期巡查和督導檢查提供技術手段。

(3) 遷建管理

根據分級管理的原則，省、市、縣三級標志遷建管理的對象范圍不同。屬于本級管轄的對象按程序在本級范圍流轉并審批(如D級GPS點)，屬于上級管理的對象按規定程序流轉并報上級審批(如C級GPS點需報省級審批)?；竟δ馨ǎ狠爡^標志點列表、申請資料受理與編輯(表單填寫、材料掃描上傳等)、遷建審核(初審、復審、審批等)(如圖6所示)、結果通告、遷建項目管理和統計分析等。

圖5 巡查信息統計與分析

圖6 測量標志遷建審核界面

(4) 其他管理功能

主要是測量標志用地確權管理、使用管理、維護管理、科普宣傳、費用管理、系統管理等。用地確權管理主要是標志確權用地發證信息管理，包括確權信息的錄入、編輯、查詢瀏覽、統計等功能。使用管理滿足了測量標志“用前申請、用后監管”的要求，強化測量標志的規范使用，主要包括轄區標志點列表、使用情況管理、使用情況臺賬和使用情況統計等功能。維護管理根據巡查情況制定維護計劃、生成維護項目并對維護項目進行審核、檢查、統計等管理。科普宣傳管理實現門戶網站的科普、法律法規、典型案例、景觀建設等普及和宣傳，包括添加、修改、刪除、查詢展示、列表等功能。費用管理包括測量標志保管、維護、遷建及宣傳等方面費用的管理。系統管理主要包括用戶、角色、權限管理、密碼和日志等管理功能。

(5) 基于Android巡查信息采集系統

包括用戶登錄、待巡查標志點獲取、巡查信息填報、巡查信息列表等功能。用戶登錄提供移動端用戶登錄，獲取對應行政區編碼功能。待巡查標志點獲取功能根據用戶的登錄信息，獲取該用戶需要巡查的所有測量標志點，生成巡查列表。巡查信息填報功能是巡查人員從測量標志點列表中選取待巡查的點，實地巡查后選擇標志占地屬性、標志占地面積、違規侵占測量標志用地情況、標志巡查情況、損毀原因、巡查后評價、負責人及電話、備注，以及帶日期水印近、遠景照片等信息，選擇上傳或保存即可(如圖7所示)。巡查信息列表功能按照已上傳和未上傳分類查看巡查信息歷史記錄。

圖7 測量標志巡查信息填報功能界面

3.系統運行環境與部署

系統運行網絡環境是省國土資源業務網或電子政務內網，省級電子政務內網為國土資源業務網的備份網絡，兩者互連互通，可根據需要選擇部署網絡?？紤]到各級政府信息化建設的實際，系統部署可采用省級、市級兩級節點(如圖8所示)。省級部署包括省級測量標志專題數據庫、業務數據庫和應用程序，系統用戶為省級測繪行政主管部門及其技術支持維護單位(后臺審核、管理等)；市級部署包括市本級管轄的標志專題數據庫(含區、縣級)、業務數據庫和應用程序，應用程序供市、縣、所3級國土資源或規劃部門使用和訪問，市級部門負責該節點系統的維護，但數據更新與審核分級各自管理，逐級上報。

五、結束語

本文設計實現的省域測量標志動態監管信息系統以省國土資源業務網和電子政務內網為運行依托，以地理信息公共服務平臺的地圖服務為基礎，集成測量標志專題數據和管理業務信息，形成標志管理信息數據高度共享和按需分類逐級流轉；利用Web Services、服務式GIS、工作流、移動網絡等技術，采用完全面向對象設計，搭建了全省測量標志業務動態監管一體化信息平臺，改變了測量標志巡查信息采集和逐級上報方式，實現了測量標志監管的信息化和多級互聯互通，促進了測量標志監管工作的科學、規范和高效運轉。

圖8 山東省測量標志動態監管系統部署結構圖

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On Dynamic Supervision Information System of Permanent Surveying Markets at Provincial Scale： A Case Study of Shandong

SONG Yongjun，WANG Fengjiao，LIU Xianyin

宋擁軍，王鳳嬌，劉現印.省域測量標志動態監管信息系統研究——以山東省為例[J].測繪通報，2015(7)：94-98.

10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0221

2014-06-02

山東省“十二五”基礎測繪規劃項目

宋擁軍(1970—)，男，博士，研究員，主要從事GIS應用研究。E-mail：yjsoon@163.com

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：0494-0911(2015)07-0094-05