基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫建設

叢 佳 邱雨暉 黃天嬌

2016 年，《全國檔案事業發展“十三五”規劃綱要》提出,要優先推動與民生服務相關的檔案數據的利用，大力支持特色檔案數據庫的建設，創新信息服務技術與檔案數據庫建設的融合方式，拓寬Web 端檔案利用服務的渠道,明顯提升以信息化為核心的檔案管理現代化水平。

現階段，隨著數字化技術與空間信息技術的快速發展，在城建檔案的數據庫開發和系統設計方面，已有不少學者提出了關于城建檔案管理、利用等方面的具體數據庫建設思路。黃宏[1]50-52對WebGIS 技術的基本概念和應用特點進行了分析，通過實際案例（杭州數字城市檔案系統）介紹了WebGIS 技術在數字城市檔案系統建設中的具體應用，并對該技術的應用現狀與發展前景進行了探討。潘森[2]26-28等在傳統城建檔案管理方式的基礎上，探討了城建檔案的空間數據組織形式，分析了城建檔案管理的功能需求，結合開源WebGIS 技術，設計并實現了一種基于空間地理信息的城建檔案管理系統，并提出該系統可滿足基于空間地理位置的城建檔案著錄、編輯、查詢等業務需求。同時，已有學者對于GIS 技術應用于城建檔案管理的可行性研究提出了具有建設性的意見。劉利[3]157-159根據城建檔案的空間信息屬性,結合時態GIS 技術,從城建檔案管理的現實需要和GIS 技術發展等角度,系統分析了運用時態GIS 技術加強城建檔案管理的可行性。李英俏[4]62認為，利用WebGIS 技術特有屬性值這一優勢實現城建檔案的空間分析、處理等功能，以便完成空間檢索、輔助規劃、輔助決策、地下管線管理、地質情況分析等工作，進而城建檔案工作就可為社會提供更好、更有價值的地理信息咨詢和考證資料。

通過對前述文章進行研究發現，在眾多城建檔案數據庫建設研究中，研究對象集中在對城建檔案信息系統數據庫設計經驗以及對城建檔案數據庫系統建設可行性的推介，缺乏對城建檔案數據庫整體的開發研究。目前，能夠直接提供城建檔案信息服務的數據庫數量極少，并且在已有的與城建檔案建設事業相關數據庫的框架架構過程中并未完全將WebGIS 技術運用到其中去。經過研究發現，依托WebGIS 技術開發的城建檔案數據庫具有檔案利用率高、利用模式多樣和簡化服務流程等特點，是提高我國城建檔案事業發展水平和促進城市后期發展創新的新途徑，能夠更好地為國家和社會提供城建檔案的服務和利用價值。

一、研究意義

WebGIS（網絡地理信息系統）是指工作在Web 網上的GIS，不僅可實現傳統GIS 具備的空間數據的檢索、查詢、制圖輸出、編輯等基本功能，還可通過互聯網對地理空間數據進行發布和應用，以實現空間數據的共享和交互操作，如GIS 信息的在線查詢和業務處理等，其主要作用是進行空間數據發布、空間查詢與檢索、空間模型服務等。而城建檔案是指城市建設過程的各種建筑物、構筑物、地上地下管線等基本建設工程的規劃、設計、施工、使用和維修等活動中直接形成的具有保存參考價值的各種文字、圖表、圖紙、計算材料、聲像材料以及其他形式與載體的科技檔案，是對各城市內各類基本工程項目建設的真實記錄和直接反映。

WebGIS 技術以其全球化、大眾化、可擴展性和跨平臺特性等優點，運用到城建檔案數據庫建設中，即借助WebGIS 平臺將空間數據庫與關系數據庫管理屬性結合起來，使用者可通過WebGIS 提供的實時空間數據，搜尋所需的某城建檔案在該城市內的實際空間坐標或字段，以快速查找到滿足需求的城建檔案分布信息，保證利用WebGIS 平臺進行各城建檔案管理與利用業務的順利開展。在城建檔案數據庫建設中，運用WebGIS 技術以更好地提供城建檔案信息服務的意義如下。

1.創新城建檔案信息管理與服務方式。目前，各地城建檔案館和各城建檔案室采取的是傳統紙質和電子化相結合的管理模式，查詢方式多以分部門、分區域檢索為主，提供利用服務的過程冗余且不易快速準確地滿足使用者需求。在已有的城建檔案數據庫系統中使用WebGIS 技術，為使用主體管理和利用城建檔案提供了新的方式——搜尋所需的某城建檔案在該城市內的實際空間坐標或字段即可找到滿足需求的城建檔案分布信息，并且基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫可簡化使用主體管理和利用城建檔案的流程，實現城建檔案數字資源共享，對提高城建檔案利用效率、提升各級城建檔案館和城建檔案室的社會地位以及促進國家城建檔案事業的發展都具有重要的意義。

2.以城建檔案信息促進城市后期發展。城建檔案本身具有通用性強、可重復利用的特點，因其承載了城市基本建設大量有價值的信息而作為各城市后期建設和日常維護的參考依據，不僅具有保存價值，并且對城市后期基本設計、建設和維修改造等城建活動都會產生重要的指導作用。因此，在各城市后期基本建設工程中，可借鑒云數據庫已有城建檔案，參考同類工程設計檔案資料，在提高城建工程設計質量的同時，還可縮短工期、節約城建活動各環節成本。

3.以地理信息技術提高城建檔案利用水平。在現有的借助計算機、掃描儀和多媒體技術的城建檔案數字化管理模式和傳統紙質管理模式基礎上，各級城建檔案館、各城建檔案室及其城建檔案專兼職人員可利用基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫對管轄內城建檔案資料實行基于空間特征的網絡數字化存儲、管理和查詢等業務，使得城建檔案能夠更好地為使用主體提供利用服務，有利于城建檔案現有價值的發揮和潛在價值的挖掘，促進城建檔案的科學化管理。

目前，城建檔案主要是在紙質資料錄入等初級程序上實現電子化，只有在城建檔案管理全過程和提供利用服務時不斷融入新的信息技術，并且與城建檔案數據庫資源建設相互協調發展，才能適應新的城建檔案利用形勢，為城建活動提供更大的經濟效益。

二、開發優勢

1.政策法規支持。2013 年底，時任國家檔案局局長的楊冬權在全國檔案局（館）長工作會議上提出，要用改革的精神積極探索創新基層檔案資源管理模式。這對于眾多位于基層的城建檔案學者及工作者積極創新城建檔案管理和利用模式具有深遠影響。2016 年，《全國檔案事業發展“十三五”規劃綱要》提出，要優先推動與民生服務相關檔案數據的利用，大力支持特色檔案數據庫的建設，創新信息服務技術與檔案數據庫建設的融合方式，拓寬Web 端檔案利用服務的渠道。城建檔案作為基建檔案的子系統，是重要的國家檔案資源，加強基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫建設，可為新的城建檔案提供利用途徑，是加快國家城建檔案事業發展的有效方式。

2.存在實際需求。近年來，國家檔案事業和政府事業愈加重視城建檔案數據庫的建設，城建檔案與各城市及社會總體的后期發展密不可分，城建檔案涵蓋范圍較廣，包括城市勘測和城市規劃檔案、城市建設管理檔案、市政工程檔案和公用設施檔案、交通運輸工程（鐵路、公路、水運、航空）檔案、工業建筑工程（工廠、礦山、電站）檔案、民用建筑工程檔案以及園林綠化檔案、環境保護檔案、人防工程檔案等類型[5]。城建檔案是城市基本建設事業的真實記錄和直接反映，為各城市的建筑物設計、改造等工作和日常維護工作提供了詳盡的圖文材料。同時，城建檔案也是各級城建檔案館藏的重要組成部分，開發基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫可以在前端控制環節使各城建檔案室專兼職人員做好城建檔案管理的基礎工作，進而有助于各級城建檔案館管理、利用工作的開展。

3.支撐技術成熟?？臻g信息服務、數字化和多媒體等技術的成熟，為建立基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫提供了有力的技術支持。該數據庫的建設技術可有效地實現城建檔案信息與其實物載體的分離，為通過互聯網提供城建檔案信息資源的一體化服務奠定基礎。

開發基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫的核心技術主要為WebGIS 和Laravel。WebGIS 客戶端采用Web 瀏覽器（IE、FireFox、Chrome 等），而服務器可采用B/S 結構——多主機、多數據庫進行分布式部署并通過網絡互連。而Laravel 是一套PHP Web 開發框架，該技術充分運用PHP 面向對象的特性和軟件工程的思想，采用組件式開發，用于提供簡潔但可讀性強的代碼?；赪ebGIS 的網絡應用模式與特點，Laravel 可將基礎城市地標的地理信息數據和城建專題檔案數據有效結合在一起，產生一種新的服務形態，可極大地提升地理信息系統的應用能力和檔案管理系統的利用水平。

此外，云存儲、數據轉錄加工、數據挖掘、數據加密、數據傳輸、數據共享、數據自動處理等檔案數據庫建設技術不斷得到完善，且與檔案管理系統軟硬件環境兼容，都從技術層面為基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫開發提供支撐。

三、現狀及問題

1.知識產權責權不明。在各建設單位向同級城建檔案部門移交城建檔案時，知識產權可能會隨之發生變化。目前尚沒有明確政策法規規定——在向城建檔案館移交城建檔案時知識產權是否必須變更到各級城建檔案館；如果必須變更城建檔案知識產權，那么應該全部變更還是部分變更；變更城建檔案知識產權后，原知識產權所有者是否不再擁有任何查看、使用和修改權限等諸多問題，都沒有作出明確規定。

2.管理主體職能沖突。各建設單位向同級城建檔案館移交城建檔案后，城建檔案由單一管理主體變為多元主體共同管理。在已移交的城建檔案管理和利用過程中，可能會發生管理職能重疊的情況，比如，在鑒定某份城建檔案保存期限時，二者的意見相左就會造成其管理過程不能順利開展，但是城建檔案館等相關部門并沒有頒發具體的有關城建檔案管理主體職能沖突時的解決方案等正式條文規定。

3.原始資料保護不當。近年來，城建檔案的保管和利用工作得到重視，但是很多城市建成時間較早或經過多次拆分合并重組。以武漢市為例，武漢市是1949 年由三個原本獨立的城市武昌、漢口和漢陽合并而成的，合并前經過抗日戰爭等歷史因素導致其城建實體及檔案資料保存不當，因此武漢市在合并前后均存在一定數量的城建檔案原始資料收集不全面、價值鑒定不當而銷毀、保存條件不適宜而損毀等諸多問題，這對于建設基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫的資源建設層面造成一定困難。簡單來說，用戶想要查詢、獲取或利用較早時間的城建檔案比較晚時間的城建檔案要困難得多。

四、數據庫建設

要實現基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫的初步開發，首先要基本構建與當代城建檔案事業發展體系相適應的技術架構，并且在該數據庫經多次測試可服務于使用主體后，不斷強化WebGIS 技術與城建檔案管理系統融合后的應用能力。

1.數據來源。基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫中，空間數據和非空間數據為主要數據來源?？臻g數據主要包括城建檔案中的建筑物數據、構筑物數據、地上地下管線、地標地形數據、城市規劃數據等基礎矢量數據以及遙感影像數據，該部分數據可通過ArcGIS SDE工具存儲于Oracle 數據庫中；而非空間數據即城建檔案信息數據，包括市政工程、工農業及民用建筑、公用設施等實體檔案的掃描件（TXT、JPG 和PDF 等格式）、光盤、視頻等電子數據。

2.數據庫架構。基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫架構采用分層設計思想，運用GIS 技術理論與實踐相結合共同開發該數據庫?；赪ebGIS 技術的城建檔案數據庫架構分為數據層、軟件層和應用層：數據層采用基于關系型數據庫類型數據源與基于文件的數據源兩種并行模式，作為各類空間數據的數據源，分別通過SuperMap 的SDB、SDX+數據引擎來優化存儲空間和調用數據；軟件層主要實現具體的應用邏輯算法構成，由實現地圖操作的功能模塊、SuperMap Objects 及抽象出的一些公共類構成；應用層則根據具體功能需求，實現城建檔案信息的可視化、交互式查詢、統計及分析等操作，其操作結果通常以文字、圖表（包括統計圖表和專題地圖）、圖像等多種形式展現。

圖1 基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫架構

3.功能實現。

（1）強化城建檔案數據庫基本功能。WebGIS 技術具有強大的制圖功能，在前期工作中把城市地形圖通過矢量化設備或軟件輸入到計算機中作為背景圖，然后載入如地上地下管線圖、工程竣工圖、規劃圖等各種數字化后的矢量圖，在背景圖上將各矢量圖層進行疊加并分層顯示，形成城市建設綜合現狀圖。依托WebGIS 技術，該數據庫還可提取城建檔案相關信息的統計數據并根據需要輸出，并可實時追蹤數據庫中城市建設工程變化并及時修改，實時、準確地展現城建檔案空間信息。

以昆明市城建檔案館現保存的云南大學城建檔案為例，利用WebGIS 軟件對云南大學建筑物、構筑物、地上地下管線及周邊道路等基礎空間數據進行數字化，得到云南大學數字地圖，然后對相應建筑物賦予非空間屬性信息（檔案號、總卷數、名稱、地址、設計單位、現使用單位等）。通過基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫中的矢量地圖，使用者可在線上對具體城建檔案進行顯示屬性信息，放大（縮?。⒙?、測量工具以及實景圖與地形圖相互轉換等操作。

（2）提高城建檔案空間索引效率。WebGIS 技術在城建檔案數據庫中的主要功能之一，是有效地檢索某一城建檔案空間數據以及快速響應多用戶在線查詢等利用需求，準確直觀地為城市規劃、設計、施工、竣工、使用維修單位及決策機構提供所需城建檔案信息資源和空間數據。在查找某一城建檔案時，利用WebGIS 技術可通過可視化設備或軟件直接顯示出該城市（區域）的城市建設現狀圖，當用戶選中該城市（區域）的具體建筑時，用戶系統可從數據庫中直接檢索出該建筑的檔案信息。

（3）優化城建檔案綜合分析結果。利用WebGIS 提供的空間分析技術，實現以地理區域、道路名稱、地名地址等基本信息對城建檔案數據庫信息的綜合提取、統計與分析。例如，在城市建設中常見的道路擴建問題，就可利用WebGIS 的緩沖區分析功能，分析可能涉及到的建筑物，通過屬性值和文檔數據庫檢索出涉及到的建筑物的檔案信息。通過WebGIS 的緩沖區分析模塊，還可進一步實現對選定區域中的工程建筑進行歷史回溯，并借助城建檔案數據庫中的聲像檔案信息再現城市（區域）歷史面貌與變遷。

五、數據庫發展策略

1.完善政策法規保障。國家及各省、市城建檔案館應制定頒發加強城建檔案數據庫建設的相關意見并規定該類數據庫應實現的具體功能和具體結構，同時應建立基建檔案數據庫的相關標準。在遵循國家信息化建設和檔案管理法規的基礎上，按照國家檔案建設及相關行業的技術標準，嚴格規定城建檔案數據庫建設所需軟硬件的兼容性、數據庫中文檔著錄格式、信息標引標準及方法以及元數據、網絡技術、數據庫收集、存儲、共享、更新以及安全防護等技術標準，進而建立一套符合我國國情的具有實踐價值的城建檔案數據庫建設標準體系，為今后建設各類城建檔案子系統數據庫提供有效參考。

另外，在知識產權方面，各城建檔案館應頒發具體條文規定，及時登記、修改城建檔案知識產權變更信息，明晰城建檔案知識產權原所有者和現所屬機構的權利和義務。

2.明確多元主體職能。在各部門城建檔案移交城建檔案館之后，應對各管理主體的具體職能實行具體劃分，可實行分級權限法。在城建檔案線上管理和利用過程中，制定嚴格的管理和利用流程，某一具體流程只能由單一主體決定，以提高Web 端城建檔案數據庫管理的標準化和規范化，以構建多種層次的協同管理機制。

3.加強資源整合力度。各城市基本建設檔案信息資源是建設基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫的主要非空間數據來源，將相關信息資源及時協同共享是保證基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫建庫質量的有效手段。現階段，隨著城市建設工作的飛速發展，城建檔案管理工作也越來越受到重視。然而，仍有一定數量的城建檔案原始資料未能及時采集、整理和移交城建檔案館，各城市間、各城建檔案館間甚至建設單位與城建檔案館之間都存在城建檔案資源獨享和利用滯后的問題。要解決上述問題，不僅要加強城市管理者以及城建檔案館專兼職人員對城建檔案全程管理思想的重視程度，定期講授專業知識，不斷明確城建檔案重要性與價值，還需加強對城建檔案館專兼職人員的培訓力度。同時，城建檔案館要加大對未及時上交城建檔案的懲治力度。對于建設單位擁有絕對權限的城建檔案資源，城建檔案館可采取購買、借閱、復印等多種方式加強基于WebGIS技術的城建檔案數據庫中此類電子資源的整合力度。

4.強化安全管理措施。城建檔案普遍具有機密性和特殊性，不論是在各城建部門內、城建檔案館內，還是在移交過程中，都有必要加強其信息安全防護措施。各地方城建檔案部門可將城建檔案劃分為不同密級，然后再根據其密級在Web 端設置相應的訪問權限——即只有指定身份的用戶經驗證許可后方可管理和利用該城建檔案信息。此外，還須采用必要的監控手段、邏輯隔離手段、物理隔離手段等方式，積極預防電腦病毒和網絡黑客對數據庫內的城建檔案電子資源造成損毀和竊取。

5.創新推廣開發成果。在基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫與城建檔案信息系統不斷兼容和穩定運行的前提下，可進一步將該數據庫應用于移動網絡終端（如APP 等形式）的城建檔案信息系統的開發，促進以空間信息服務技術為核心的城建檔案事業發展進入新階段。

基于WebGIS 技術的城建檔案數據庫建設，可以簡化使用主體管理和利用城建檔案的流程，實現城建檔案數字資源共享的同時，也能夠促進城建檔案的科學化管理及國家城建檔案事業的發展。且目前具備國家政策法規支持、存在現實需求及支撐技術成熟等開發條件，有利于提高城建檔案的利用效率，創新城建檔案提供服務形式。但也存在知識產權責權不明、管理主體職能沖突、原始資料保護不當等現實問題，需要進一步完善政策法規，明確多元主體職能，提高Web 端城建檔案數據庫管理的標準化和規范化，加強資源整合力度，強化安全管理措施，通過創新推廣開發成果，讓城建檔案事業發展進入新階段。