審圖資源管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

李吉江 趙 榮 王 勇

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué),山東 泰安 271018； 2.中國測繪科學(xué)研究院，北京 100830)

·計算機技術(shù)及應(yīng)用·

審圖資源管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

李吉江1，2趙 榮2王 勇2

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué),山東 泰安 271018； 2.中國測繪科學(xué)研究院，北京 100830)

針對當(dāng)前地圖技術(shù)審查缺乏有效管理的狀況，提出了基于Browser/Server架構(gòu)的審圖資源管理新模式，通過綜合利用地圖匹配技術(shù)、HTML5無插件地圖標(biāo)引技術(shù)和語義分類技術(shù)，并基于.NET開發(fā)平臺，開發(fā)出審圖資源管理系統(tǒng)，實踐證明，該系統(tǒng)有效提高了審圖資源管理的可靠性與科學(xué)性，對審圖資源的信息化建設(shè)具有一定的意義。

審圖資源，管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫，地圖

0 引言

我國地理信息產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，從事地理信息采集生產(chǎn)、加工處理、增值服務(wù)等業(yè)務(wù)的企業(yè)單位近2萬家，與此同時，三維地圖、街景地圖、斜視角地圖等新型地理信息產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，位置簽到、信息服務(wù)、眾包數(shù)據(jù)生產(chǎn)等新型業(yè)態(tài)也在不斷出現(xiàn)，地理信息產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出強勁增長勢頭。當(dāng)前，地圖技術(shù)審查缺乏較為有效的技術(shù)手段。地圖技術(shù)審查幾乎全部依賴于人工操作，任務(wù)繁鎖、工作量大，無法滿足日益強烈的社會需求；存在因理解不一致造成地圖審核結(jié)果差異較大的現(xiàn)象，審圖標(biāo)準(zhǔn)和審圖知識有待凝練成為技術(shù)系統(tǒng)；審圖過程中漏審、審圖員協(xié)作難度大等現(xiàn)象較突出，有必要大幅提升審圖工作的信息化、智能化水平。

1 審圖資源管理系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

由于審圖資源不同于其他的檔案資料，其具有多學(xué)科、多標(biāo)準(zhǔn)、多類型、多尺度、多主題特性，同時審圖過程也具有較強的專業(yè)性，因此在系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)過程中，應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個方面：

1)基于大型數(shù)據(jù)庫和B/S架構(gòu)搭建網(wǎng)絡(luò)運行系統(tǒng)。

審圖業(yè)務(wù)涉及大量的標(biāo)準(zhǔn)地圖、審圖規(guī)則、重要地理信息，涵蓋地圖、文本、表格等多種數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)量龐大且格式多樣，因此本文采用成熟的大型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行審圖業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理。同時，系統(tǒng)采用Browser/Server(B/S，瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu)，以支撐多個地圖技術(shù)審查員基于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在線協(xié)作審圖，有效提高業(yè)務(wù)工作效率。

2)語義化信息檢索。

通過分析數(shù)據(jù)的特點，構(gòu)建相應(yīng)的同義詞庫、近義詞庫，利用分詞庫、簡單字符匹配、重心后移匹配法等方法計算語義相似度，并且通過詞匹配法和機器學(xué)習(xí)的方法對地理實體進(jìn)行語義分類。通過這些理論和方法來實現(xiàn)對地理實體的精確檢索。

3)以審圖單元為核心實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理。

目前，地圖技術(shù)審查工作業(yè)務(wù)工作主要依賴于人工目視判讀，審核人員培訓(xùn)周期較長，工作效率較低。本文提出基于標(biāo)準(zhǔn)地圖等基礎(chǔ)資源構(gòu)建“審圖單元”，以此作為審圖規(guī)則管理的基本單元；在此基礎(chǔ)上，基于比例尺、專題圖類型等特征對審圖單元進(jìn)行分組和連接形成“審圖模板”，可以有效地實現(xiàn)對復(fù)雜審圖過程的動態(tài)管理。

4)構(gòu)建非線性轉(zhuǎn)換模型實現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)地圖的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

非標(biāo)準(zhǔn)地圖圖片不存在空間參考，因此需要通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型賦予其空間參考。利用人工方式選取均勻分布的控制點，采用非線性轉(zhuǎn)換模型(多項式變換模型)，基于最小二乘理論進(jìn)行間接平差，獲取非標(biāo)準(zhǔn)地圖像素坐標(biāo)系與實際地理坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換系數(shù)，建立非標(biāo)準(zhǔn)地圖的像素坐標(biāo)與實際地理坐標(biāo)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，實現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)地圖圖片的坐標(biāo)配準(zhǔn)。

2 系統(tǒng)技術(shù)方案

2.1 數(shù)據(jù)規(guī)范化整理和整合

由于收集資料和數(shù)據(jù)的多源性，對數(shù)據(jù)需按照規(guī)定的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行規(guī)范化處理，使其滿足審圖的要求。主要涉及以下的處理：

1)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。涉及投影轉(zhuǎn)換、不同坐標(biāo)參照系的變換，投影轉(zhuǎn)換是將橢球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)為平面坐標(biāo)，此外還有西安1980坐標(biāo)系到國家大地坐標(biāo)系(CGCS 2000)的轉(zhuǎn)換等。

2)格式轉(zhuǎn)換。估計目前地理信息數(shù)據(jù)格式有多種，如MAPGIS、超圖、吉威、山海易繪等格式，收集的數(shù)據(jù)都要轉(zhuǎn)成地圖審查信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)定的格式。

3)屬性字段映射和融合。不同數(shù)據(jù)源表要映射和融合為地圖審查信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)定的屬性表結(jié)構(gòu)。

4)圖形轉(zhuǎn)換和融合。涉及點和面融合成點、面轉(zhuǎn)換為點、線轉(zhuǎn)為面等操作。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)的總體技術(shù)架構(gòu)主要分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫層、審圖資源庫層、基本功能模塊層、審圖業(yè)務(wù)模塊層、用戶權(quán)限管理及安全服務(wù)體系六個部分，其總體架構(gòu)如圖1所示。

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

該系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)庫主要包括審圖單元數(shù)據(jù)庫、審圖規(guī)則庫、標(biāo)準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)庫以及政策法規(guī)數(shù)據(jù)庫。其總體設(shè)計如圖2所示。

其中審圖基本單元數(shù)據(jù)庫是依據(jù)審圖知識參考資源，將待審資源歸類細(xì)化為審圖中需要的基本單元，通過比對建好的審圖基本單元，為待審地圖提供直接可視化的審圖依據(jù)。審圖單元主要包括如下內(nèi)容：審圖單元名稱(中、英文，拼音)、類型標(biāo)簽、幾何屬性、關(guān)聯(lián)規(guī)則、比例尺范圍。審圖規(guī)則庫源于標(biāo)準(zhǔn)化圖件需要遵循的準(zhǔn)則，將審圖過程中所需注意的審圖規(guī)則(如：中印西段國界跨河谷)，分類歸納形成審圖規(guī)則庫。審圖規(guī)則庫通過向?qū)張D基本單元數(shù)據(jù)庫提供審圖規(guī)則，為審圖過程中待審圖件是否符合要求提供判定依據(jù)。主要字段包括：目標(biāo)類型、規(guī)則類型、出現(xiàn)條件、屬性名、運算符、屬性參考值、比例尺。標(biāo)準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)庫將具有參考意義的標(biāo)準(zhǔn)地圖文件收集入庫作為審圖過程中的參照依據(jù)，其中標(biāo)準(zhǔn)庫包括地圖圖像文件、地圖屬性數(shù)據(jù)庫等。通過比對建立后的標(biāo)準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)庫，為建立審圖基本單元庫提供標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而在接下來的審圖中提供支持。標(biāo)準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)庫應(yīng)包括：地圖名稱、類型、圖幅號、比例尺、投影參數(shù)、圖廓點經(jīng)緯度坐標(biāo)、地圖內(nèi)容時間、成圖時間。政策法規(guī)數(shù)據(jù)庫作為審圖基本單元的數(shù)據(jù)源之一，是審圖所依據(jù)的基本準(zhǔn)繩，給予審圖以輔助參考，有利于在審圖時加深對待審地圖區(qū)域政策法規(guī)的理解。包括：政策法規(guī)名稱、政策法規(guī)適用范圍、政策法規(guī)頒布時間、政策法規(guī)有效期、政策法規(guī)特殊注意要點。

3 主要功能與特點

本系統(tǒng)主要包括綜合查詢模塊、審圖單元模塊、標(biāo)準(zhǔn)地圖模塊、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范模塊、系統(tǒng)管理模塊。

1)綜合查詢模塊：將整體數(shù)據(jù)集為一體，通過搜索、篩選，得到數(shù)據(jù)，操作方便，提高工作效率，由于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量較大，本模塊采用模塊類型和字母順序相結(jié)合的篩選方式，同時支持對數(shù)據(jù)的精確和模糊查詢。

2)審圖單元模塊：主要用于地圖審圖單元的構(gòu)建、編輯、查詢、入庫、更新等相關(guān)操作，為單元添加審圖規(guī)則例如界河、省界等信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)地圖化展現(xiàn)。

3)標(biāo)準(zhǔn)地圖模塊：將標(biāo)準(zhǔn)地圖入庫，填寫詳細(xì)的屬性信息，并將地圖切割成地圖切片，通過地圖配準(zhǔn)工具，將靜態(tài)的地圖圖片與天地圖相結(jié)合，從而將靜態(tài)圖片轉(zhuǎn)換成帶有空間坐標(biāo)的地圖，同時支持對入庫圖片的查詢、預(yù)覽。

4)系統(tǒng)管理模塊：系統(tǒng)管理員擁有對系統(tǒng)的最高權(quán)限，負(fù)責(zé)進(jìn)行用戶管理和后臺管理資源(比例尺、審圖單元、審圖規(guī)則等)的維護(hù)；可以對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(標(biāo)準(zhǔn)地圖、審圖單元、審圖規(guī)則等)進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)管理員擁有對系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(標(biāo)準(zhǔn)地圖、審圖單元、審圖規(guī)則等)管理維護(hù)的權(quán)限，數(shù)據(jù)管理員可以訪問系統(tǒng)的所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，但僅能對自身創(chuàng)建的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的修改、刪除操作。普通用戶僅擁有對系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢?yōu)g覽的權(quán)限。

本系統(tǒng)具有如下特點：

1)技術(shù)復(fù)雜度高、原創(chuàng)性強。涉及多源異構(gòu)地理資源存儲與顯示、地圖空間位置匹配、電子地圖比對。

2)技術(shù)系統(tǒng)與實際應(yīng)用結(jié)合緊密，有效推動地圖技術(shù)審查自動化水平。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，實現(xiàn)了審圖資源的查詢與管理，通過非標(biāo)準(zhǔn)的地圖圖片的在線配準(zhǔn)、審圖單元和審圖規(guī)則的構(gòu)建，大大提高了地圖技術(shù)審查的工作效率和信息化水平，文章中涉及的標(biāo)準(zhǔn)地圖數(shù)據(jù)庫，可以作為地圖技術(shù)審查的數(shù)據(jù)支持和資源參考，有效解決因理解不一致造成地圖審核結(jié)果差異較大的現(xiàn)象。可以規(guī)范各行業(yè)及公眾使用標(biāo)準(zhǔn)地理地圖和新聞專題地圖底圖的使用情況，對于規(guī)范各類地圖使用將起到極其重要的作用。

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Design and realization of drawing-inspecting resource management system

Li Jijiang1,2Zhao Rong2Wang Yong2

(1.ShandongUniversityofAgriculture,Tai’an271018,China; 2.ChinaMappingScienceAcademy,Beijing100830,China)

In light of current map inspecting technology management shortages, the paper puts forward new drawing-inspecting resource management mode on the basis of Browser/Server frame. Through comprehensively using map matching technology, HTML5 zero-insertion guiding technology and semantic classification technology, it develops draw-inspecting resource management system on the basis of .NET development platform. Practice proves that: the above-mentioned system effectively improves the reliability and science of drawing-inspecting resource management, which has certain meaning for building draw-inspecting resource data informatization.

drawing-inspecting resource, management system, database, map

1009-6825(2017)02-0257-02

2016-11-04

李吉江(1990- )，男，在讀碩士

TP273.5

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