測量標志動態管理信息系統的設計與實現

何宗友，朱紫陽，龔根生，袁錫豪

(廣東省國土資源測繪院，廣東 廣州 510500)

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測量標志動態管理信息系統的設計與實現

何宗友，朱紫陽，龔根生，袁錫豪

(廣東省國土資源測繪院，廣東 廣州 510500)

測量標志管理是一項系統性、持續性的工作，當前的管理系統往往缺乏對測量標志整個生命周期的跟蹤反饋，難以形成有效的監管，技術手段急需改善和提升。本文立足當前測繪信息化發展的現狀，對測量標志動態管理需求進行了全面的分析，從系統的邏輯架構、網絡架構、數據組織、平臺結構及安全性控制等方面闡述了測量標志動態管理信息系統的設計與實現，并結合數字城市、天地圖·廣東、廣東省國土資源在線巡查系統，以及實際業務需求，開發完成了一個具有合理負載且維護方便的廣東省測量標志管理信息系統。結果表明，該系統改變了測量標志傳統管理模式，滿足標志點巡查、更新、動態管理的需要，提高了測量標志的監管水平，對維護測量標志生命周期的各個環節都具有現實和科學意義。

測量標志；WebGIS；動態管理；生命周期；信息化

新中國成立以來，國家投入大量資金，建立了大量測量標志。這些測量標志在經濟建設、社會發展和國防建設中發揮了重要作用。同時，測量標志也遭到不同程度的毀壞，測量標志完好率呈逐年下降趨勢[1-3]。按照國家測繪地理信息局的統一部署，廣東省多次開展測量標志調查工作，并取得了初步成果。但是，由于調查工作不夠全面，沒有建立全面、科學的管理方法，全省現有測量標志的情況仍未完全掌握。因此，2012年廣東省國土資源廳發文要求(粵國土資測繪電〔2012〕428號)全面開展一次測量標志普查。普查結束后，縣級以上測繪行政主管部門應當建立健全的測量標志檔案管理制度，建立本級測量標志動態管理信息系統，并將其納入“金土工程”信息系統之中，定時巡查和更新，實施動態管理，構建全省測量標志統一監管體系，實現測量標志管理信息化，夯實廣東省測繪工作基礎。

近幾年來，我國許多單位對實現測量標志的信息化管理進行了有益的探索和實踐，文獻[1—12]對這方面進行了論述。本文借鑒這些經驗，在充分調研測量標志監管需求的基礎上，采用空間數據庫分布式處理、WebGIS和.NET分層架構等技術，結合數字城市、天地圖·廣東、廣東省國土資源在線巡查系統，設計并實現符合廣東省實際情況的測量標志動態管理信息系統。

1 存在問題及需求分析

1.1 當前管理系統存在問題分析

(1) 當前測量標志數據大多沒有建立統一的測量標志空間數據庫，對建立測量標志動態管理系統缺乏空間數據支撐。

(2) 當前所建的測量標志管理系統只是簡單的信息管理系統，位置、狀態都無法直觀顯示。另外，由于所管理控制點數據是簡單錄入，屬涉密數據，只能運行在檔案館內部網絡上，不能公開運行在政務網或互聯網上，內網的局限性導致難以實現數據的遠程訪問、更新、共享，難以滿足定期巡查更新、動態管理的需求，不能滿足省和各地市測繪管理部門管理成果共享及統一管理的需求。

(3) 當前所建的測量標志管理系統業務邏輯僅限于已有成果資料的管理，不具備測量標志從立點、巡查、維護、遷建、破壞、損毀等整個生命周期的管理功能，難以滿足標志點巡查、更新、動態管理的需要。

1.2 動態管理信息系統需求分析

(1) 測量標志動態管理信息系統(以下簡稱系統)應能有效解決測量標志的重復利用問題。系統以標志點為管理單位，將大地成果類型作為標志點的屬性信息，包括基本信息、巡查維護信息、歷史標志點等信息。每一個大地點追溯到具體的標志點，同時可以在圖上定位顯示全省所有的標志點，查詢和定位出所有被重復利用的標志點，并按任意成果類型疊加組合在地圖上進行定位顯示。

(2) 系統應具備較強的錄入、編輯和刪除測量標志點空間信息和屬性信息的功能，可考慮將多種數據錄入方式結合使用，同時應提供自定義字段的數據導入導出功能。

(3) 系統能夠有效支持測量標志動態巡查管理。巡查人員能夠方便地對測量標志進行巡查，并能快速準確地將巡查結果信息更新到系統；同時，需保證省測繪行政管理部門能全面、及時、準確地掌握市縣對測量標志的巡查情況，并對沒有及時巡查的部門進行監管。

(4) 系統能夠方便快捷地查詢檢索每一個測量標志點屬性信息和整個生命周期各個環節中的狀態。

(5) 系統應具備強大的統計分析功能，統計方式應盡可能靈活、科學，可按行政區域、測量標志點的種類進行統計，也可按標志點的屬性字段進行自定義組合條件的統計分析。統計結果可以報表、圖形、文本等形式表示，并能打印輸出。

當前系統存在的問題及解決方案如圖1所示。

圖1 當前系統存在問題與解決方案要點

2 建設目標與架構

2.1 建設目標

系統是基于WebGIS的全省統籌管理測量標志的信息化動態管理系統，是建立的完整測量標志管理技術服務體系，是測量標志監管信息化、常態化、網絡化的基礎，也是測量標志監管持續、不斷更新的重要保障。通過調用現有影像地圖與矢量地圖，對測量標志進行空間疊加展示，可使用戶能夠方便地查看標志點的地理位置及交通路線。通過對用戶角色的分級管理，嚴格控制用戶權限并提供標志點信息修改審核機制和回溯機制，確保標志點信息的規范性和安全性。并綜合應用WebGIS、OAuth等多種技術，可建設一個全省統籌、科學管理、上下貫通、安全高效的測量標志動態管理信息系統。

2.2 總體架構

系統總體設計采用C/S和B/S兩種結構體系相結合的方式，并結合標準服務接口實現后臺數據引擎。C/S端負責后臺數據管理和批量錄入；B/S端負責前端地圖瀏覽、測量標志點的查詢檢索和分析統計功能[4-12]。如圖2所示。

圖2 系統總體架構

系統框架采用4層架構設計，分別為持久化層(數據訪問層DAL)、業務邏輯層(BAL)、Web服務接口層(WAL)和表現層(UIL)。系統總體架構如圖3所示。

圖3 系統總體架構設計

持久化層(數據層)負責數據在數據庫中的持久化和檢索過程；邏輯層負責控制業務邏輯，對資源提交、更改和檢索的邏輯進行約束；Web接口層負責發布資源接口；表現層負責用戶界面呈現及用戶交互處理。地圖服務和動態地圖服務屬于外部服務，該系統不獨立提供地圖服務，而是通過接口調用數字城市或天地圖·廣東的標準地圖服務。

2.3 整體網絡架構

系統運行在政務網絡環境上，通過政務網調用各市縣數字城市或天地圖·廣東，作為系統基礎地圖，各用戶通過政務網訪問該系統；出于保密要求，每個接入設備均通過安全審核系統申請私匙，私匙每隔一定時間(可配置)自動更換，系統使用私匙對通過網絡交換的數據進行加密，每次接入后的交換數據密文均不相同，阻止信息截獲后解密的可能。系統整體網絡架構如圖4所示。

圖4 系統網絡架構

3 系統建設與關鍵技術分析

3.1 功能模塊設計

為使系統結構合理，層次清晰，并具有較強的開放性和可伸縮性，將動態管理系統劃分為6大子系統(如圖5所示)，分別為桌面管理子系統、安全審核服務接口子系統、數據審核子系統、業務服務接口子系統、數據入庫及檢查子系統、系統運維子系統。它們依據一定的通信規則和集成模式完成各自獨立的功能，并能夠有機地集成在一起，服務于整個系統的信息處理工作流；同時子系統通過對數據庫的合理調度、組織，形成合理的數據流，完成系統的整體功能，維持系統的旺盛生命力。子系統的劃分給系統的邏輯性和物理設計打下基礎，為整個系統的順暢運行提供保證。

圖5 系統功能模塊設計

3.2 數據組織管理

數據是整個系統的操作核心。測量標志的管理過程中，系統需要管理的數據量非常大且結構復雜，既包括用戶信息等單純的屬性數據，還有與測量標志點位相關的空間數據。為了有效地存儲和管理系統中的數據，系統設計了一個包含用戶記錄表、測量標志類型表、數據審核表等共21個表的成果數據庫作為整個系統的數據中心。各子系統通過本系統提供的統一接口與數據中心平臺進行數據連接，一般用戶具有數據查詢、打印輸出等功能，具有相應權限的用戶還可以對數據中心的數據進行增加、修改、刪除等管理功能。

為便于測量標志破壞點或變更點，以及歷史信息的保存與管理，為防止誤刪等操作導致數據丟失，系統還設計了歷史數據庫，以便保存被刪除、替換的歷史數據能夠恢復、回溯查詢與分析。

3.3 接口設計

在實現上述各個子系統的過程中，把所有分系統的數據都匯入到同一個數據庫中，由數據庫和不同的分系統進行交互，因此對于數據的提取和輸出功能在分系統中已經完成。系統的接口主要從本系統與外部數據之間的數據連接方面進行考慮，主要設計了以下兩個接口。

3.3.1 地圖服務接口

當前各地級市、縣相繼完成了數字城市、天地圖建設，發布了符合OGC標準的WFS服務和WMS服務。系統通過調用數字城市、天地圖發布的符合OGC標準的WFS服務和WMS服務，實現對地圖服務的訪問。

3.3.2 對外擴展接口

為實現測量標志動態巡查管理，系統提供了外部訪問接口，允許第三方移動巡查終端對測量標志點的現狀進行查詢和修改，確保了測量標志管理數據的準確性和動態及時更新。

3.4 安全控制

系統的安全性需要完全遵循國土資源信息系統的安全體系。系統安全是整體性的，需要綜合軟件、硬件、網絡、應用和管理多個方面來考慮。根據ISO網絡安全體系結構的原型，設計了系統的安全體系結構，如圖7所示。

圖7 系統安全體系結構

4 廣東省測量標志管理信息系統實現

系統采用ArcSDE10.1和MySQL5.6實現各種類型測量標志的屬性數據和空間數據的統一存儲與管理，采用NHibernate數據實體關系映射部件實現數據層，Web服務接口層(WAL)采用aps.net mvc5 的Restful WebAPI進行資源發布，表現層采用了免費開源的Bootstrap框架進行系統界面展示。在系統的功能開發上分別使用asp.net mvc5 的Restful WebAPI進行資源發布，使用依賴注入技術解除程序耦合關系，使用NHibernate實現數據訪問層，使用開放數據協議(OData)技術對系統數據實行自主查詢與更新，采用JSON技術用于網絡數據交換，采用OAuth技術進行系統的安全管理。下面對各子系統的實現情況逐一進行介紹。

4.1 桌面管理子系統

該子系統主要是供用戶查閱或管理測量標志點之記和相應普查登記表信息。通過該系統，用戶能夠在電子地圖上瀏覽標志點的具體位置，查看標志點附近的地形地貌，并可以根據查詢條件(如區域、位置范圍，點名關鍵字等)讓系統自動篩選符合條件的點之記顯示在地圖上；用戶也可以使用統計功能統計并自動生成輸出統計表。實現的部分功能如圖8—圖10所示。

圖8 測量標志查詢

圖9 測量標志統計

4.2 安全審核服務子系統

該子系統是一個用戶權限提供平臺，所有的權限審核過程及用戶權限相關操作都封裝到該系統下，由接口公開，保證系統的安全性。

4.3 數據審核子系統

該子系統能夠檢索出新增或被修改的數據，審核員對該數據進行二級判別，以確保數據的合理性及準確性。審核通過的數據才能進入成果數據庫；審核不通過的數據需注明原因，以便返回數據修改操作者重新修改。系統通過建立歷史數據庫和日志管理，能夠將被修改的信息存入歷史數據庫，審核員在進行數據審核時能夠方便地將同一份記錄修改前后的信息進行對比，從而確認是否通過審核；同時如果發現修改有誤，可以通過查詢日志找到修改記錄，從歷史數據庫中恢復被誤操作的信息。對于沒有審核權限的人員，可以在審核信息查詢界面查看自己提交信息的審核情況，以及審核員的審核意見，如圖11所示。

圖10 編輯測量標志信息

圖11 數據審核界面

4.4 業務接口服務子系統

該子系統提供了業務數據的對接模式，是業務數據的發布平臺。所有的業務工作流都封裝在該系統下，由接口公開。系統提供對外部系統的接口和對外擴展接口，實現了對地圖服務的訪問。移動設備可直接訪問系統，實現了系統的集群、基礎云。對于后期系統的維護、修改只需改寫少量的代碼即可。系統利用已建成的廣東省國土資源在線巡查系統中的測量標志動態巡查模塊，基于提供的外部訪問接口，允許廣東省國土資源在線巡查系統移動巡查終端對測量標志點的現狀進行查詢和修改，實現測量標志動態巡查管理，確保測量標志管理數據的準確性和動態及時更新[13-15]。如圖12所示。

圖12 第三方接入管理界面

4.5 數據檢查及入庫子系統

該子系統是采用C/S進行開發的一個子程序，負責對測量標志點之記和測量標志普查登記表進行識別和自動讀入。入庫系統由本地入庫工具和數據庫合并工具組成。本地入庫工具可以方便作業員在本地錄入和修改數據，而無需訪問和修改成果數據庫；確認本地成果無誤之后再由數據庫合并工具統一上傳至成果數據庫，確保數據質量和工作效率，如圖13、圖14所示。

圖13 本地入庫工具主界面

圖14 新增點之記

4.6 運維管理子系統

該子系統主要用于控制人員、系統和數據的權限。系統以角色為單位配置權限，不同的角色對應不同的權限。管理員可以通過給不同的用戶分配不同的角色來管理用戶所有權限，同時可以通過日志系統對系統進行管理。效果如圖15、圖16所示。

圖15 運維管理功能模塊

圖16 用戶列表

5 結 語

目前廣東省測量標志管理信息系統建設完畢，已經過有關專家鑒定并移交相關部門測試，全省21個地級市共計7772條數據記錄已錄入完畢，并已投入系統運行。系統性能可靠穩定，切合實際業務需求，功能模塊全面完善，操作簡單，界面簡潔、友好，滿足標志點巡查、更新、動態管理需要。基于現代測繪技術體系與WebGIS等多種技術結合開發的測量標志管理信息系統，改變了測量標志的傳統管理模式，提高了測量標志的監管水平，對維護測量標志生命周期的各個環節都具有現實和科學意義。

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Design and Realization of Surveying Markers Dynamic Management Information System

HE Zongyou,ZHU Ziyang,GONG Gensheng,YUAN Xihao

(Surveying and Mapping Institute Lands and Resource Department of Guandong Province, Guangzhou 510500,China)

The survey markers management is a systematic and continuous work. The current management system lacks tracking feedback on the whole life cycle of the measurement marks. It is difficult to form an effective supervision. It is urgently needed to improve and enhance the technical means. In this paper, dynamic management of demand survey marks were comprehensively analyzed based on the current situation of the development of surveying and mapping information. The design and implementation of a dynamic management information system of the survey marks is described from the logic of the system architecture, network architecture, data organization, platform structure and security control. Combining with the digital city, Map World Guangdong， Guangdong provincial online inspection system, and the actual business needs， a reasonable load, maintenance of Guangdong Province survey mark management information system convenient is developed. The results show that the system has changed the traditional management mode of measuring marks. It meets the requirements of inspection, updating and dynamic management of the markers,and improves the monitoring level of measurement marks, and has a realistic and scientific significance to maintain the life cycle of the measurement of each link.

survey markers; WebGIS; dynamic management; life cycle; informatization

何宗友，朱紫陽，龔根生，等.測量標志動態管理信息系統的設計與實現[J].測繪通報，2017(6)：108-113.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0201.

2016-12-13

廣東省國土資源科技專項(GDGTKJ2016001)；廣東省2013年度基礎測繪計劃

何宗友(1976—)，男，高級工程師，主要從事測繪技術研究和成果質量檢查工作。E-mail：9322127@qq.com

P208

A

0494-0911(2017)06-0108-06