昌都市地理國情服務應用示范平臺設計與實現

吳 蕾，王鐵軍，俞鋒華

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶 401120）

昌都市地理國情服務應用示范平臺設計與實現

吳 蕾1，王鐵軍1，俞鋒華1

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶 401120）

以西藏自治區昌都市第一次地理國情普查數據成果為依托，針對地理國情普查信息化服務應用領域，設計昌都市地理國情普查信息化服務應用示范平臺的總體架構和功能，研究多源異構空間數據整合、服務聚合、服務器集群和多節點服務架構等關鍵技術，實現了昌都市地理國情普查成果數據以及服務的多樣化展示，為地理國情普查信息化服務提供應用示范平臺。

地理國情普查；信息化服務；多源異構空間數據整合

如何有效管理地理國情普查數據，使地理國情普查生產的大量地理空間數據更好地服務于國家和社會是迫切需要解決的問題之一。本文依據實用性、先進性、易使用性的原則，設計昌都市地理國情普查信息化服務應用示范平臺的架構，研究多源異構空間數據整合、服務聚合、服務器集群和多節點服務架構等關鍵技術，實現了地理國情普查成果數據以及服務的多樣化展示，充分體現昌都市地理國情的現狀，有效地為昌都市政府各行業部門提供了決策支持，同時為全國地理國情普查成果的信息化服務提供應用示范[1-5]。

1 平臺設計

1.1 平臺總體架構

昌都市地理國情普查信息化服務應用示范平臺集成GIS、數據庫、網絡等技術，采用瀏覽器/服務器技術（B/S）結構，從數據存儲、服務發布與展示應用等方面進行系統設計。平臺主要由數據層、服務層、業務邏輯層和應用表現層4層組成，如圖1所示。

數據層數據基于昌都市第一次地理國情普查成果數據整合處理而成，包括地理空間信息基礎數據、地理國情統計分析成果數據以及系統管理相關數據3大類。其中地理空間信息基礎數據包括昌都市地形地貌數據、影像數據、遙感影像解譯樣本數據、地表覆蓋數據、地理國情要素數據、專題數據等。數據層所有數據由Oracle數據管理工具集中管理，其中空間數據采用GeoDatabase格式，通過ArcSDE進行存儲和管理，屬性及業務數據采用關系型數據庫進行存儲和管理。

服務層包括昌都市矢量服務、影像服務、暈渲服務、地表覆蓋服務、地理國情專題要素服務等二維地理信息服務、三維場景服務以及數據庫操作服務等?；跀祿拥乩砜臻g基礎數據，通過多源異構空間數據整合、電子地圖配圖等操作，由ArcGIS Server發布形成二維地理信息服務；基于地形地貌數據以及遙感影像數據，利用Skyline系列軟件制作三維場景，由IIS發布形成三維場景服務；利用Java語言，開發非空間數據庫操作服務，實現服務綜合管理以及地理國情統計分析成果展示等功能。

圖1 平臺總體架構

業務邏輯層介于數據服務層和應用表現層之間，用于響應前端用戶的各種操作請求。平臺基于MyEclipse+SSH技術框架，采用ArcGIS JavaScript API調用各類二維地理信息服務，提供地圖瀏覽、查詢、搜索定位等功能；利用Skyline Explorer插件的API實現三維場景展示功能；利用圖表插件實現統計成果數據的多樣化展示。

應用表現層為操作平臺的接口，實現對平臺各功能的展示，該層的表現形式主要為以網頁形式組織起來的地圖、表格、圖表、圖片和文字等。

1.2 功能設計

針對昌都市地理國情普查數據特點，結合平臺需求，主要從7個方面進行功能設計：基本服務展示、地理國情統計成果展示、遙感解譯樣本展示、綜合查詢定位、服務綜合管理、區縣直通、系統管理，如圖2所示。

圖2 平臺功能設計

2 關鍵技術

2.1 多源異構空間數據整合

分析研究了昌都市第一次地理國情普查成果、歷史矢量數據及相關專題數據在空間、時間、屬性等方面存在的相互關系，建立多源分類要素的圖層級轉換模型和分要素屬性級的屬性結構重構模型，按照數據源、數據圖層、屬性結構的順序，建立多維度數據轉換關系，構建要素空間運算關系式，形成昌都市多源異構空間數據整合模型?；谠撃Ｐ?，利用FME（feature manipulate engine，空間數據轉換處理系統）編寫數據整合處理工具，應用于昌都市電子地圖矢量框架數據的提取整合，有效提升數據處理速度。

2.2 服務聚合

昌都市地理國情普查信息服務資源種類繁多，數據量龐大，為降低硬件資源的損耗并提高用戶體驗，提出服務聚合的解決方案[6]。服務聚合具體流程如圖3所示。

圖3 服務聚合技術流程

昌都市地理國情普查信息化服務應用示范平臺采用該服務聚合技術實現了昌都市不同類型的地理國情信息服務的聚合展示，減少了服務器的負載壓力，提高了用戶體驗，同時為地理信息服務的快速更新與維護提供了便利。

2.3 服務器集群和多節點服務架構

地理國情普查數據的復雜性、多樣性導致地理國情普查數據服務類型的多樣性，同時考慮到服務調用時硬件資源的負載壓力，對ArcGIS for Server平臺的服務器集群和多節點服務器架構技術進行研究，提供一套服務器集群和多節點服務架構解決方案[7]，以保證GIS服務提供的穩定性。其架構模型如圖4所示。

圖4 服務器集群與多節點服務模型架構圖

該方案主要由數據庫服務器、文件服務器、ArcGIS服務器集群、Web服務器以及客戶端組成。在數據庫、文件服務器上安裝Web應用服務器（Tomcat 7.0）、數據庫管理軟件（Oracle 11g）以及空間數據庫管理軟件（ArcSDE 10.1），ArcGIS服務器集群服務器上安裝ArcGIS Server 10.1，客戶端上安裝Web瀏覽器。

3 系統實現

基于地理國情普查多源異構空間數據整合關鍵技術、服務聚合關鍵技術、服務器集群和多節點服務架構關鍵技術的研究成果，搭建了昌都市地理國情普查信息化服務應用示范平臺，實現常規地圖操作及查詢、地理國情統計成果展示、遙感解譯樣本展示、綜合查詢定位、基本服務展示、服務管理與系統管理等，為地理國情普查成果的社會化應用提供了示范平臺。平臺主界面如圖5所示。

平臺服務端:基于平臺電子地圖框架數據庫制作各類電子地圖，利用ArcGIS Server 10.1軟件發布了矢量、影像、暈渲、地表覆蓋、地理國情專題要素等地圖服務，利用Java語言，開發了統計分析成果展示、服務綜合管理、系統管理等功能相關的數據庫操作服務。

圖5 昌都市地理國情普查信息化服務應用示范平臺

平臺客戶端：基于ArcGIS JavaScript API開發各類地圖服務的展示功能，并采用服務聚合技術實現昌都市不同類型的地理國情信息服務的聚合展示，利用JavaScript圖表插件實現了昌都市地理國情普查統計成果數據的多樣化展示。

4 結 語

昌都市地理國情普查信息化服務應用示范平臺實現了對地理國情普查成果的服務發布與社會化應用，可以滿足各類地理國情普查信息化服務的應用及普查成果展示等需求。該平臺架構及其關鍵技術已廣泛應用于重慶測繪院多個項目中，驗證了平臺的實用性，可以將其推廣應用到全國各省市地理國情普查信息化服務中。

[1]國務院第一次全國地理國情普查領導小組辦公室. 第一次全國地理國情普查培訓教材之五:地理國情普查數據庫建庫技術方法[M].北京:測繪出版社，2015

[2]GDPJ 01-2013 地理國情普查內容與指標[S].

[3]徐紅巖,王榮輝.第一次地理國情普查成果及其應用分析[J].江西測繪,2014(4):62-64

[4]吳瓊.淺談地理國情普查成果的應用[J].測繪與空間地理信息2015(10):106-108

[5]周遠波,雷德容.測繪部門在監測地理國情中的地位和作用[N].中國測繪報,2013-12-05(3)

[6]曹建成,王凱,王乃生. “天地圖”服務聚合技術研究[J].測繪與空間地理信息,2013(3):77-79

[7]ESRI中國 (北京 )有限公司.ArcGIS 10.1 for Server 部署方案[EB/OL].https://wenku.baidu.com/view/da22231c2e3f5727a5e96261.html. 2014-06-06 ／ 2016-06-09

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B

1672-4623（2017）12-0015-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.12.005

2017-07-31。

吳蕾，碩士，工程師，主要從事GIS開發應用研究。