基于元數(shù)據(jù)系統(tǒng)的圖幅管理系統(tǒng)開發(fā)研究

張沖

摘 要：文章分析了圖幅管理在我院地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理活動中的必要性，在元數(shù)據(jù)系統(tǒng)的基礎上建立圖幅管理與統(tǒng)計系統(tǒng)，可及時掌握對我院各類地理信息產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)、生命狀態(tài)。明確了系統(tǒng)設計原則和功能需求分析，提出了系統(tǒng)構(gòu)建所需要解決的關鍵技術。

關鍵詞：圖幅管理 元數(shù)據(jù) 工作流

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（b）-0047-02

1 研究背景及現(xiàn)狀

上海市測繪院承擔著全市范圍內(nèi)的地理信息采集、存儲和維護等工作，目前的地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理活動中，基礎地形、管線、紅線、影像等數(shù)據(jù)的基本作業(yè)單元都采用了1∶500、1∶1000或1∶2000的標準分幅圖框，其他類型數(shù)據(jù)如三維數(shù)據(jù)、地理國情普查數(shù)據(jù)等則作業(yè)單元各不一樣。隨著上海市城鎮(zhèn)化管理建設的進行，地理信息數(shù)據(jù)數(shù)量不斷增加，大比例尺作業(yè)單元覆蓋區(qū)域越來越多，同時各比例尺作業(yè)單元更新頻率越來越快[1]。另一方面，用戶對地理信息數(shù)據(jù)的獲取方式提出了更高的需求：希望通過網(wǎng)絡對地理信息數(shù)據(jù)進行分發(fā)，并且通過計算機系統(tǒng)對信息進行周期性匯總和統(tǒng)計。隨著我院地理信息數(shù)據(jù)體系建設的不斷深入以及上海市地理信息公共服務平臺應用的不斷拓展，建立一個對我院各類地理信息產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)、生命狀態(tài)能實時掌握和統(tǒng)計分析的系統(tǒng)已經(jīng)成為院內(nèi)相關部門迫切的需求。

2 圖幅管理與統(tǒng)計系統(tǒng)設計

2.1 需求分析

圖幅信息管理是測繪單位規(guī)范化管理的重要方面[2]。目前，我院的“基礎測繪地理信息元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”（簡稱“元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”）是唯一一個基于圖幅的基礎測繪生產(chǎn)管理系統(tǒng)。但由于基礎測繪業(yè)務包括基礎地形、管線、紅線的生產(chǎn)并沒有完全納入到了元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，在實際工作當中，作業(yè)任務無法保證及時傳達、且出現(xiàn)錯誤可能性較大。“圖幅管理與統(tǒng)計系統(tǒng)”是一個基于基礎測繪元數(shù)據(jù)信息的應用系統(tǒng)，實現(xiàn)圖幅的流程化審批、聯(lián)動管理和動態(tài)統(tǒng)計等功能。

2.2 總體設計

系統(tǒng)總體設計主要包括系統(tǒng)主要技術框架、系統(tǒng)流程設計、業(yè)務管理模塊、圖幅狀態(tài)查看模塊、圖幅統(tǒng)計分析模塊及數(shù)據(jù)庫設計等模塊。其中，業(yè)務管理模塊和圖幅狀態(tài)查看是在院內(nèi)數(shù)據(jù)生產(chǎn)相關規(guī)定和流程的基礎上設計完成，便于以后逐步納入院內(nèi)數(shù)據(jù)生產(chǎn)范疇。

2.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫以元數(shù)據(jù)為基礎，經(jīng)提取、加工生成，包括業(yè)務信息數(shù)據(jù)（BUSINESS）及其歷史數(shù)據(jù)（BUSINESS_HISTORY）、圖幅狀態(tài)數(shù)據(jù)（MAIN）及其圖幅歷史詳細數(shù)據(jù)（MAIN_HISTORY）和擴幅確認刪除數(shù)據(jù)（FRAMECONFIRM）。其中，業(yè)務管理數(shù)據(jù)采集于用戶填寫和操作所反饋的相關數(shù)據(jù)；圖幅狀態(tài)數(shù)據(jù)是從元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中讀取判斷相應表和字段，從而獲取相關數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)關鍵技術實現(xiàn)

3.1 建立與元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)交互的線上業(yè)務管理機制

系統(tǒng)依托用戶需求，借鑒目前院內(nèi)基礎地形在元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的管理方法，對我院現(xiàn)有的基礎測繪業(yè)務包括基礎地形、管線和紅線的生產(chǎn)業(yè)務進行可深入的研究和調(diào)研，確定了業(yè)務管理機制；并根據(jù)用戶權限進行分組，賦予圖幅管理與統(tǒng)計系統(tǒng)用戶的不同權限。

在業(yè)務管理流程設計上充分考慮到院內(nèi)生產(chǎn)業(yè)務實際情況，設計了一套業(yè)務管理流程，包括業(yè)務創(chuàng)建、審查、修改、撤銷、提交和信息同步；在審查、提交等工作節(jié)點上根據(jù)用戶判斷靈活選擇進入下一節(jié)點或者返回上一節(jié)點；業(yè)務管理實現(xiàn)可批量化操作，以提高用戶操作效率。圖幅管理與統(tǒng)計系統(tǒng)與元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)之間的交互保證數(shù)據(jù)的一致性，避免產(chǎn)生圖幅數(shù)據(jù)的紊亂。為便于用戶操作和系統(tǒng)的管理，系統(tǒng)根據(jù)用戶權限的不同，頁面顯示登陸成功的用戶所需要的待辦事項。

Oracle是以高級結(jié)構(gòu)化查詢語言為基礎的大型關系數(shù)據(jù)庫，是目前最流行的數(shù)據(jù)庫之一。從跨平臺、效率以及穩(wěn)定性等方面來比較，Oracle都有很長足的優(yōu)勢[3]。圖幅管理與統(tǒng)計系統(tǒng)及其元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)都是采用Oracle作為數(shù)據(jù)庫管理器，為滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與元數(shù)據(jù)庫業(yè)務和圖幅數(shù)據(jù)保持一致，系統(tǒng)包含業(yè)務管理數(shù)據(jù)同步和圖幅狀態(tài)同步兩部分。

業(yè)務管理數(shù)據(jù)同步是用戶在系統(tǒng)中進行新業(yè)務的創(chuàng)建并且業(yè)務周期完成后，系統(tǒng)將業(yè)務信息數(shù)據(jù)傳入元數(shù)據(jù)庫中；同時，元數(shù)據(jù)庫將新業(yè)務中涉及的作業(yè)圖幅返回給圖幅管理與統(tǒng)計系統(tǒng)，避免出現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與元數(shù)據(jù)庫圖幅數(shù)據(jù)的不一致，造成數(shù)據(jù)紊亂。圖幅狀態(tài)同步則是系統(tǒng)每天讀取元數(shù)據(jù)庫中有狀態(tài)改變的圖幅并記錄圖幅狀態(tài)的變化，保持系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與元數(shù)據(jù)庫的圖幅狀態(tài)數(shù)據(jù)一致性和可靠性。

3.2 多數(shù)據(jù)集圖幅狀態(tài)的關系及流程的梳理

可通過系統(tǒng)直觀地了解到圖幅狀態(tài)，形成圖幅管理與統(tǒng)計系統(tǒng)的系統(tǒng)特色。系統(tǒng)根據(jù)院內(nèi)圖幅業(yè)務實際情況，基礎地形和管線通過讀取元數(shù)據(jù)庫記錄圖幅的作業(yè)任務時間節(jié)點，紅線通過遍歷文件目錄，把圖幅狀態(tài)加以細分，分為生產(chǎn)狀態(tài)和可用狀態(tài)。其中，生產(chǎn)狀態(tài)包括作業(yè)開始、作業(yè)結(jié)束、已質(zhì)檢、已歸檔、已入庫、MDO已提取和DWG已提取，可用狀態(tài)包括不可用、可用和可用待刪除。

目前，基礎地形和管線數(shù)據(jù)分MDO和DWG兩種數(shù)據(jù)集，且走元數(shù)據(jù)系統(tǒng)；紅線只有DWG一種數(shù)據(jù)集，通過文件夾方式管理。系統(tǒng)通過細分圖幅狀態(tài)，基礎地形和管線MDO數(shù)據(jù)已提取后，同時在元數(shù)據(jù)系統(tǒng)中開啟MDO圖框并在系統(tǒng)中標記MDO狀態(tài)為可用；基礎地形、管線和紅線DWG數(shù)據(jù)已提取后，同時在元數(shù)據(jù)系統(tǒng)中開啟基礎地形和管線DWG圖框，RTX提醒相關部門人員對待刪除的紅線文件進行及時刪除，并在系統(tǒng)中標記DWG狀態(tài)為可用。用戶可以更加便捷地了解圖幅數(shù)據(jù)動態(tài)，避免數(shù)據(jù)不一致，如出現(xiàn)高速打印數(shù)據(jù)匹配紊亂的情況。

查看圖幅狀態(tài)充分考慮用戶的操作習慣，如在地圖中選擇查看圖幅可采用不同比例尺選擇、圖幅名稱選擇（多圖幅逗號相隔）、點線面選擇，圖幅顯示在地圖中讓用戶直觀了解圖幅位置及其狀態(tài)。經(jīng)測試反饋，使用較為方便合理。

3.3 圖幅管理工作流機制的建立

在“業(yè)務管理模塊”實現(xiàn)線上操作模式的基礎上，系統(tǒng)創(chuàng)建了工作流模型對業(yè)務管理進行更好的控制。將業(yè)務管理流程分解定義成不同任務和角色，按照一定規(guī)則和過程來執(zhí)行這些任務并對其進行監(jiān)控，讓用戶通過圖形化、可視化設計流程圖來查看業(yè)務當前狀態(tài)，達到提高工作效率、更好的控制過程、增強對用戶的服務、有效管理業(yè)務流程等目的。

將業(yè)務管理工作分別定義為創(chuàng)建業(yè)務、業(yè)務審查、業(yè)務修改、業(yè)務撤銷、業(yè)務提交和信息同步6種任務，并在每一任務定義相關參與者、全局變量、轉(zhuǎn)移條件等，按照一定規(guī)則和過程來執(zhí)行這些任務并對其進行監(jiān)控。當任務進行時，通過遍歷工作流了解下一任務的參與者，以完善相關人員的待辦工作事項。

3.4 基于ArcEngine for Java的空間數(shù)據(jù)庫建設

空間數(shù)據(jù)庫存放的是空間地理信息，包括圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)[4]。根據(jù)系統(tǒng)流程，基于ArcEngine for Java建設的空間數(shù)據(jù)庫所保存的信息應該是直接、真實地反映實際圖幅的數(shù)據(jù)。通過系統(tǒng)對圖幅業(yè)務的管理統(tǒng)計過程中需要使用大量的地理圖形數(shù)據(jù)，同時在具體業(yè)務辦理過程中也要產(chǎn)生大量的空間信息，這些信息數(shù)據(jù)既是系統(tǒng)管理的結(jié)果，也是下一階段工作的重要參考和決策依據(jù)。

3.5 圖幅動態(tài)統(tǒng)計

系統(tǒng)完成的動態(tài)統(tǒng)計分析服務作為系統(tǒng)的特色服務供用戶使用。統(tǒng)計條件根據(jù)用戶需求，由圖幅狀態(tài)、圖幅比例尺、圖幅類型靈活組合；統(tǒng)計結(jié)果以專題地圖方式向用戶直觀展現(xiàn)出來，并可下載統(tǒng)計結(jié)果。以此為基礎，我們可針對各部門的特殊需求進行統(tǒng)計分析服務的定制，擴展圖幅管理系統(tǒng)的應用領域。

4 結(jié)語

隨著當今社會信息化的快速發(fā)展，辦公自動化成為一種發(fā)展趨勢。目前，系統(tǒng)形成了完善的業(yè)務管理流程并建立了標準數(shù)據(jù)庫，用戶在圖幅管理與統(tǒng)計系統(tǒng)中對業(yè)務的管理實現(xiàn)全部線上操作。高效準確的業(yè)務管理能有效地消除信息滯后，使各部門基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和服務實現(xiàn)信息化的整合，實現(xiàn)無紙化辦公，提高作業(yè)效率，減少紙質(zhì)作業(yè)單的流轉(zhuǎn)，如重復下單、作業(yè)圖幅重復等問題。

系統(tǒng)在元數(shù)據(jù)系統(tǒng)對圖幅狀態(tài)分類的基礎上，將圖幅狀態(tài)分為生產(chǎn)狀態(tài)和可用狀態(tài)。通過細化分類圖幅狀態(tài)，系統(tǒng)能全方位為有需求的部門提供準確、規(guī)范、完善的圖幅狀態(tài)信息， 實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)集不同比例尺的圖框聯(lián)動更新，為高速打印系統(tǒng)提供準確的配套數(shù)據(jù)，也為院內(nèi)圖幅管理提供最基本的高質(zhì)量的圖幅狀態(tài)查詢服務，實現(xiàn)圖幅狀態(tài)數(shù)據(jù)的專業(yè)化與規(guī)范化管理。

系統(tǒng)建立了完善的基于圖幅的數(shù)據(jù)庫，用戶根據(jù)各自需求制定統(tǒng)計條件通過圖幅管理與統(tǒng)計系統(tǒng)得到該條件下的專題地圖和統(tǒng)計結(jié)果，可以更好地對圖幅管理進行宏觀控制。

參考文獻

[1] 杜軍和，王英.大比例尺地形圖圖幅號查詢的可視化實現(xiàn)[J].城市勘測，2007（5）：67-70.

[2] 張靈潔，康永泰.基于VC++的圖幅信息管理系統(tǒng)開發(fā)[J].甘肅科技縱橫，2011，40（5）：12-14.

[3] 張國慶.AutoCAD圖幅在ORACLE平臺上的存儲及應用方法探討[J].中國科技縱橫，2010（15）：85.

[4] 葉寶瑩，楊農(nóng).利用ArcGIS構(gòu)建地形圖分幅空間數(shù)據(jù)庫[J].測繪科學，2008，33（3）：207-209.