水運(yùn)工程測(cè)繪成果和應(yīng)用系統(tǒng)示范性研究

謝勁松

摘 要：測(cè)繪成果是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)資料，也是測(cè)繪生產(chǎn)和管理單位的重要資源。然而電子圖紙和文檔雜亂存放在電腦硬盤的這種傳統(tǒng)文件管理方式，不但無法滿足專業(yè)的CAD電子圖檔安全高效管理的需要，而且隨著科技的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的完善以及數(shù)字化測(cè)繪成果使用頻率的增加，測(cè)繪成果管理又出現(xiàn)了諸如管理、保密等新問題。本文擬通過技術(shù)手段，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和地理信息技術(shù)建設(shè)測(cè)繪成果管理系統(tǒng)，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)對(duì)電子圖檔數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和利用，既可提高管理水平，也方便數(shù)據(jù)查詢，避免了圖檔數(shù)據(jù)的丟失和損壞，規(guī)范化管理，使測(cè)繪成果在為用戶提供方便的同時(shí)不泄密。

關(guān)鍵詞：水運(yùn)工程 測(cè)繪 空間查詢

1.引言

基礎(chǔ)測(cè)繪成果是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)資料，也是測(cè)繪生產(chǎn)和管理單位的重要資源。測(cè)繪成果管理的重要意義在于充分發(fā)揮現(xiàn)有成果資料的作用，避免重復(fù)測(cè)繪造成浪費(fèi)，實(shí)行測(cè)繪成果有償使用和防止失泄密事件的發(fā)生。但是，隨著科技的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的完善以及數(shù)字化測(cè)繪成果使用頻率的增加，測(cè)繪成果管理出現(xiàn)了諸如管理、保密等很多新問題。國(guó)家頒布了相關(guān)的法律法規(guī)和制度針對(duì)測(cè)繪成果的管理，如《中華人民共和國(guó)測(cè)繪成果管理規(guī)定》、《中華人民共和國(guó)測(cè)繪成果管理?xiàng)l例與測(cè)繪質(zhì)量管理控制規(guī)范實(shí)施手冊(cè)》等，各地方也出臺(tái)了相關(guān)的政策加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪成果的管理。

隨著多年的作業(yè)逐漸積累起了數(shù)量龐大的電子圖紙和文檔，大量的圖檔數(shù)據(jù)以文件夾的方式雜亂存放在用戶電腦硬盤，這種傳統(tǒng)的文件管理方式，還無法滿足專業(yè)的CAD電子圖檔安全高效管理的需要，對(duì)這些CAD電子圖檔進(jìn)行管理不僅僅是靜態(tài)的、檔案意義上的管理，更重要的是面向設(shè)計(jì)過程的、動(dòng)態(tài)的圖檔管理，包括共享環(huán)境下的圖檔文件的組織結(jié)構(gòu)自定義、安全性設(shè)置、實(shí)時(shí)編輯和修改、快捷瀏覽、快速索引和高效查詢、控制點(diǎn)管理以及宗地紅線檢測(cè)等方面的問題。目前，數(shù)據(jù)管理部門的測(cè)繪成果和數(shù)據(jù)，主要以人工管理為主，自動(dòng)化程度低，數(shù)據(jù)查詢困難。

2.研究目標(biāo)

通過本系統(tǒng)的建設(shè)及成果應(yīng)用功能的研究，完成現(xiàn)有的測(cè)繪數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、檔案數(shù)據(jù)的整合入庫(kù)，以數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)和程序的調(diào)用接口，為用戶提供了一個(gè)面向設(shè)計(jì)過程的、動(dòng)態(tài)圖檔管理的新思路，讓用戶在輕松的圖檔管理過程中享受信息測(cè)繪帶來的無限樂趣，數(shù)據(jù)安全存放，管理井井有條。通過系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)航道測(cè)繪成果數(shù)據(jù)共享與信息交流。

（2）開發(fā)測(cè)繪成果管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、查詢、下載、應(yīng)用、備份等圖檔管理。

（3）通過數(shù)據(jù)的服務(wù)器存儲(chǔ)管理、用戶權(quán)限管理，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪成果的安全管理。

（4）完成勘察測(cè)繪成果的應(yīng)用與設(shè)計(jì)單位需要的部分功能銜接。

3.研究?jī)?nèi)容

（1）航道測(cè)繪成果管理和應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，構(gòu)建合理的航道測(cè)繪成果的資料目錄組織方式。

（2）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入時(shí)提取項(xiàng)目數(shù)據(jù)范圍輪廓線。

（3）實(shí)現(xiàn)DWG測(cè)圖在多種的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)之間的互相轉(zhuǎn)換。

（4）實(shí)現(xiàn)同一區(qū)域不同時(shí)段的水深容積等對(duì)比分析，并可生成報(bào)表。

（5）實(shí)現(xiàn)橫、縱斷面分析。

（6）提供靈活多樣的數(shù)據(jù)查詢方法，可進(jìn)行圖形屬性和空間信息進(jìn)行查詢。

（7）數(shù)字測(cè)繪成果的備份。

（8）用戶管理、權(quán)限管理，成果共享更安全，權(quán)限控制操作留痕，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全的雙保險(xiǎn)。

4.技術(shù)路線

4.1服務(wù)器端環(huán)境

服務(wù)器端：ASP.NET客戶端：Web瀏覽器（Microsoft Internet Explorer 6.0以上版本）開發(fā)平臺(tái)：Microsoft Visual Studio 2008開發(fā)語言：JavaScr ipt、C#、VBScript 、Java、asp.net

數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)：Oracle 11G。

4.2客戶端環(huán)境

兼容目前市場(chǎng)上的大部分瀏覽器，包括：IE6、IE7、IE8、IE9、遨游、搜狗、世界之窗、360安全瀏覽器等基于IE內(nèi)核的瀏覽器。

4.3硬件環(huán)境

測(cè)繪成果管理系統(tǒng)對(duì)硬件要求不高，鑒于成果數(shù)據(jù)的保密性，推薦使用服務(wù)器設(shè)備。

4.4平臺(tái)基礎(chǔ)

系統(tǒng)以B/S模式架構(gòu)（Browser/ Server，瀏覽器/服務(wù)器模式，B/S最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以在任何地方進(jìn)行操作而不用安裝任何專門的軟件，只要有一臺(tái)能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端零安裝、零維護(hù)，系統(tǒng)的擴(kuò)展非常容易），采用地圖顯示控件，無需昂貴的GIS平臺(tái)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)水運(yùn)工程測(cè)繪成果的高效的圖檔一體化管理。

5.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.1架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體分四層結(jié)構(gòu)和兩大保障體系構(gòu)成，采用了層次化設(shè)計(jì)思想，將建設(shè)內(nèi)容從邏輯上分為基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)庫(kù)層、接口組件層、系統(tǒng)應(yīng)用層。以實(shí)現(xiàn)不同層次間的相互獨(dú)立性，保障系統(tǒng)的高度穩(wěn)定性、實(shí)用性和可擴(kuò)展性。而且在通用性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，通過功能劃分，實(shí)現(xiàn)以上層服務(wù)為導(dǎo)向，逐級(jí)設(shè)計(jì)、逐級(jí)細(xì)化平臺(tái)組件的顆粒度。

第一層是信息化基礎(chǔ)層，該層提供系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、桌面操作系統(tǒng)及企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件環(huán)境，提供信息化系統(tǒng)運(yùn)行所依賴的存儲(chǔ)設(shè)施、計(jì)算設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、安全設(shè)施等設(shè)施。

第二層是系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)層。該層是整個(gè)系統(tǒng)的核心設(shè)計(jì)，存放所有的實(shí)體數(shù)據(jù)，建立索引，為廣東省航道測(cè)繪成果管理系統(tǒng)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)由基礎(chǔ)圖庫(kù)、等級(jí)控制庫(kù)和現(xiàn)狀庫(kù)等組成。endprint

第三層是接口組件層，負(fù)責(zé)提供應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用集成。在.NET基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)的支持下，開發(fā)或采購(gòu)支持本期信息化項(xiàng)目所需的各類應(yīng)用的公共組件，包括Office組件，AutoCAD夢(mèng)想控件，以及常用的程序接口。

第四層是系統(tǒng)應(yīng)用層，是信息化應(yīng)用的軟件實(shí)現(xiàn)及表現(xiàn)層。該層建立在“應(yīng)用開發(fā)集成框架”基礎(chǔ)之上，與項(xiàng)目建設(shè)的具體應(yīng)用需求相結(jié)合，開發(fā)并集成各類基礎(chǔ)地理信息綜合應(yīng)用功能，以基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)和綜合管線信息管理系統(tǒng)為核心，并借助于系統(tǒng)配置平臺(tái)提供的穩(wěn)定、靈活可擴(kuò)展運(yùn)維管理工具，充分保障各具體應(yīng)用功能的服務(wù)實(shí)現(xiàn)。5.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

水運(yùn)工程測(cè)繪成果管理和應(yīng)用系統(tǒng)是一個(gè)保密數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)，其建設(shè)和正常運(yùn)行必需依托一個(gè)高性能、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)過程中，必須按照國(guó)家有關(guān)信息網(wǎng)絡(luò)安全保密規(guī)定執(zhí)行。

本系統(tǒng)應(yīng)充分利用現(xiàn)有硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，綜合考慮系統(tǒng)的性能、安全性、存儲(chǔ)能力、網(wǎng)絡(luò)吞吐能力、維護(hù)性等多方面因素，為確保數(shù)據(jù)安全，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器必須部署在內(nèi)部局域網(wǎng)中，局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行物理隔離。數(shù)據(jù)庫(kù)入庫(kù)與管理人員對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行高速、安全訪問的同時(shí)，確保敏感數(shù)據(jù)不易泄露。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖2所示。

6.系統(tǒng)開發(fā)成果

6.1產(chǎn)品

水運(yùn)工程測(cè)繪成果管理和應(yīng)用示范性研究主要功能模塊，層次圖如圖3所示。

6.2主要功能和性能

水運(yùn)工程測(cè)繪成果管理和應(yīng)用示范性研究主要包含8個(gè)模塊，16個(gè)功能的設(shè)計(jì)。

數(shù)據(jù)組織：根據(jù)用戶的管理現(xiàn)狀和習(xí)慣，建立不同的分類名稱，并可以無限級(jí)的建立子分類。建立一級(jí)或者多級(jí)文件夾管理結(jié)構(gòu)，形成多級(jí)管理目錄，通過目錄實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效組織和管理。

AutoCAD數(shù)據(jù)：系統(tǒng)支持單文件與批量文件入庫(kù)操作，在成果數(shù)據(jù)入庫(kù)時(shí)分析數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)相應(yīng)規(guī)則自動(dòng)提取AutoCAD相關(guān)屬性信息。

其他格式數(shù)據(jù)：支持多種數(shù)據(jù)格式文件單個(gè)文件與批量入庫(kù)，系統(tǒng)根據(jù)文件類型進(jìn)行篩選，方便、快捷，自動(dòng)錄提取屬性信息。對(duì)文件的屬性，可以進(jìn)行修改，單幅修改直接點(diǎn)擊編輯完成，也可通過設(shè)置進(jìn)行批量屬性修改。

瀏覽：系統(tǒng)支持多種數(shù)據(jù)格式的文件在線瀏覽，如AutoCAD、PDF格式、Office格式、圖片、文本、常用視頻等。

屬性編輯：在獲得編輯權(quán)限的情況下，用戶可對(duì)選定文件的屬性等進(jìn)行編輯。

文件下載：選擇文件或文件夾，進(jìn)行數(shù)據(jù)的批量下載，有下載權(quán)限的用戶才可進(jìn)行下載操作。

文件刪除：在獲取刪除權(quán)限的情況下，用戶選擇文件或文件夾進(jìn)行數(shù)據(jù)刪除操作。

屬性查詢：根據(jù)成果數(shù)據(jù)的屬性字段進(jìn)行精確或模糊查詢，快速檢索到用戶所需的成果數(shù)據(jù)。

空間查詢：系統(tǒng)支持點(diǎn)選、線選和框選的查詢功能，將查詢結(jié)果在圖上定位。

高層轉(zhuǎn)換：配置高程轉(zhuǎn)換參數(shù)，保存為轉(zhuǎn)換方案，選擇已保存的轉(zhuǎn)換方案對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高程轉(zhuǎn)換。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：配置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，保存為轉(zhuǎn)換方案，選擇已保存的轉(zhuǎn)換方案對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高程轉(zhuǎn)換。

DWG轉(zhuǎn)為PDF輸出：具有相應(yīng)權(quán)限的用戶選擇相應(yīng)的DWG數(shù)據(jù)，通過“輸出PDF”的方式輸出PDF圖。

統(tǒng)計(jì)分析：具有相應(yīng)權(quán)限的用戶通過設(shè)置統(tǒng)計(jì)對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

用戶管理：對(duì)單位的用戶進(jìn)行管理，設(shè)置用戶角色，所屬部門，是否定點(diǎn)登錄等。

權(quán)限管理：系統(tǒng)對(duì)于不同部門、不同角色的用戶設(shè)置不用的數(shù)據(jù)操作權(quán)限，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。

數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)：根據(jù)實(shí)際對(duì)數(shù)據(jù)的備份要求設(shè)置備份頻率和備份路徑等，將系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)文件備份在本地磁盤，也可備份在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，達(dá)到多點(diǎn)備份，多存儲(chǔ)介質(zhì)備份以便在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生災(zāi)難時(shí)及時(shí)恢復(fù)不影響單位正常辦公使用。

7.系統(tǒng)開發(fā)意義及總結(jié)

經(jīng)濟(jì)效益：本項(xiàng)目的研究成果可大力促進(jìn)水運(yùn)工程測(cè)繪成果管理及應(yīng)用水平，提高工作效率，具有直接應(yīng)用價(jià)值。研究成果的理論和技術(shù)亦具有良好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，可為勘察設(shè)計(jì)服務(wù)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作貢獻(xiàn)。而且，為日后地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，可帶來直接且巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)方法評(píng)價(jià)：采用Arcgis server for Silverlight API開發(fā)組件，一種輕量級(jí)的富客戶端插件，具有在Web上提供豐富的用戶體驗(yàn)，快速，更具生產(chǎn)力的開發(fā)和快速部署等特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)訪問的響應(yīng)速度方面，對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行瓦片切割，統(tǒng)一管理，已緩存的方式呈現(xiàn)給用戶，響應(yīng)速度大大加快，其數(shù)據(jù)以圖片形式展現(xiàn)給用戶，數(shù)據(jù)保密性問題在一定程度上也得到解決。基于SOA服務(wù)架構(gòu)一方面保證了數(shù)據(jù)的安全性，另一方面減輕了服務(wù)端的壓力。ObjectArx二次開發(fā)技術(shù)提供了以C++為基礎(chǔ)的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境及應(yīng)用程序接口，能真正快速的訪問AutoCAD圖形數(shù)據(jù)庫(kù)支持CAD圖紙的在線預(yù)覽，不僅速度得以大大提高，而且增加了用戶體驗(yàn)。ARX類庫(kù)采用了標(biāo)準(zhǔn)的C++類庫(kù)的封裝形式，這也大大提高了程序員編程的可靠度和效率。

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