基于數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)測繪成果管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

田玉山,樊文有,程衛(wèi)恒

(1.中國地質(zhì)大學信息工程學院,湖北武漢 430074;2.教育部地理信息系統(tǒng)軟件及其應用研究中心,湖北武漢 430074)

基于數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)測繪成果管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

田玉山1,樊文有1,程衛(wèi)恒2

(1.中國地質(zhì)大學信息工程學院,湖北武漢 430074;2.教育部地理信息系統(tǒng)軟件及其應用研究中心,湖北武漢 430074)

由于現(xiàn)代社會對測繪成果的更新速度快、使用頻率高,傳統(tǒng)測繪成果管理技術(shù)已難以滿足需要。基于MapGIS K9數(shù)據(jù)中心平臺設(shè)計的測繪成果管理系統(tǒng),采用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、中間件技術(shù)等,可實現(xiàn)多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成管理,滿足現(xiàn)代測繪成果管理的需要。

數(shù)據(jù)中心;測繪成果管理;中間件;數(shù)據(jù)倉庫;多元異構(gòu)

一、引 言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展,社會對空間信息的采集、動態(tài)更新的速度要求越來越快,各行各業(yè)對測繪產(chǎn)品成果的依賴性日趨增強,許多測繪后期工作需要建立 GIS數(shù)據(jù)庫并對測繪成果進行管理。

測繪成果管理是一項復雜的工程,它所涉及的范圍包括基礎(chǔ)測繪成果和非基礎(chǔ)測繪成果。得益于第二次全國土地調(diào)查,基礎(chǔ)測繪工作出現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展,這對基礎(chǔ)測繪成果的管理和應用提出了更高、更新的要求。由于測繪成果不能通過同一種方式采集獲得,相互之間存在格式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面的諸多差異,因此迫切需要一種對數(shù)據(jù)具有超強兼容性的測繪成果管理系統(tǒng)。筆者設(shè)計開發(fā)的測繪成果管理系統(tǒng)以MapGIS K9數(shù)據(jù)中心為平臺,借助于數(shù)據(jù)中心的異構(gòu)數(shù)據(jù)中間件技術(shù),實現(xiàn)了異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成管理,避免了需要為不同格式數(shù)據(jù)編寫相應轉(zhuǎn)換工具的麻煩,同時維護了數(shù)據(jù)分布和獨立性的原則,方便了數(shù)據(jù)的維護與管理。

二、系統(tǒng)設(shè)計思想

1.系統(tǒng)目標

測繪成果管理系統(tǒng)是針對現(xiàn)有的測繪成果類型多樣,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜,不同測繪軟件生產(chǎn)的測繪成果相互不通用等現(xiàn)實問題進行設(shè)計開發(fā)的,其最終設(shè)計目標是:綜合先進的 GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),以數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ),GIS異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)為核心,以中間件技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)等作為技術(shù)支撐,實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和層次化管理;結(jié)合搭建式、插件式開發(fā)模式,實現(xiàn)測繪成果的多維可視化,方便用戶對測繪成果進行查詢、檢索、更新等操作。

2.平臺選擇

鑒于測繪成果龐大復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),特殊的空間地理特征,選擇武漢中地數(shù)碼公司開發(fā)的MapGIS K9數(shù)據(jù)中心平臺作為測繪成果管理系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)平臺。數(shù)據(jù)中心是一款搭建平臺,提供了一系列完整語義的地理數(shù)據(jù)處理功能,實現(xiàn)了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和層次化管理[2]。以數(shù)據(jù)中心為平臺進行系統(tǒng)的開發(fā),數(shù)據(jù)的多源異構(gòu)性問題交由數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一處理,系統(tǒng)只對整合后的數(shù)據(jù)、資料進行管理,這樣不僅解決了測繪成果通用性難的問題,同時大大降低了二次開發(fā)的難度,使測繪成果管理系統(tǒng)變得易于實現(xiàn)。

3.系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

依據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求,采用主流商用數(shù)據(jù)庫Microsoft SQL Server存儲海量測繪成果數(shù)據(jù),利用MapGIS空間數(shù)據(jù)引擎應用模式實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的管理。

系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)中心通用的四層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計。底層為倉庫管理層,包括構(gòu)件倉庫和數(shù)據(jù)倉庫,其中構(gòu)件倉庫用來管理和維護用戶開發(fā)的插件資源和功能資源,數(shù)據(jù)倉庫用來訪問各種數(shù)據(jù)資源;第二層為功能插件層,集成了系統(tǒng)必須的各種功能資源和插件資源;第三層為框架層,包括數(shù)據(jù)中心框架和測繪成果管理系統(tǒng);第四層為表示層,即系統(tǒng)的 U I部分,負責用戶與系統(tǒng)的交互。其結(jié)構(gòu)如圖 1所示。

圖 1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

三、系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)功能主要分為以下幾大模塊。

1.用戶管理模塊

用戶管理模塊主要指用戶的登錄管理和權(quán)限管理。用戶管理模塊遵循“用戶-角色”管理模式,首先建立系統(tǒng)管理員身份,再通過系統(tǒng)管理員添加多個角色權(quán)限,每個角色授予不同的登錄和操作權(quán)限,對于不同等級的用戶,分別賦予不同的角色。這樣不僅保證了系統(tǒng)的安全性,同時靈活的配置方式也使得用戶權(quán)限便于管理。

2.圖幅管理模塊

圖幅管理模塊負責測繪成果中各種圖幅的管理歸檔。圖幅管理具有查詢、瀏覽功能等空間分析功能,包括鷹眼導航、縮放、漫游、全圖、全屏等多種GIS地圖瀏覽功能以及地圖量算功能,用戶可通過這些功能瀏覽圖件數(shù)據(jù)。

3.檔案管理模塊

檔案管理主要指測繪項目檔案管理和測繪成果檔案管理。測繪項目檔案主要指項目合同、工程資料和工程圖紙等;測繪成果檔案包括各類報告、成果表、點之記等[4]。檔案以二進制形式存入數(shù)據(jù)庫,在表中添加屬性字段,記錄圖件數(shù)據(jù)信息,以屬性的形式將圖件數(shù)據(jù)與檔案數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。實現(xiàn)在進行圖幅管理時,能夠根據(jù)圖幅調(diào)出相應檔案;在進行檔案管理時,可以根據(jù)檔案調(diào)出相關(guān)圖幅。

4.信息發(fā)布模塊

信息發(fā)布模塊主要配合成果管理系統(tǒng)對于可以公開的測繪成果信息,通過系統(tǒng)的網(wǎng)站,面向用戶發(fā)布。模塊不涉及空間數(shù)據(jù)的分析與管理。模塊面向所有用戶提供在線查詢系統(tǒng)所擁有的成果信息功能,用戶通過向系統(tǒng)管理員申請獲得相關(guān)成果資料的下載權(quán)限。

5.輸入輸出模塊

輸入輸出模塊主要負責對測繪成果的讀取、顯示、打印等。在測繪成果管理系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)輸入功能主要是指幾個圖形化界面,用來引導數(shù)據(jù)錄入的進行,并可以對錄入后的數(shù)據(jù)進行存儲、分析和輸出。具體的數(shù)據(jù)管理交由MapGIS K9的數(shù)據(jù)中心進行。

6.系統(tǒng)維護模塊

系統(tǒng)維護包括登錄日志、操作日志和數(shù)據(jù)庫備份。

系統(tǒng)維護模塊是除用戶登錄模塊之外系統(tǒng)的又一安全管理模塊。該模塊會將用戶登錄和操作的時間、內(nèi)容寫入數(shù)據(jù)庫,當系統(tǒng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或功能癱瘓時,可以通過表記錄快速地定位問題的原因,確定解決方案。同時當系統(tǒng)需要更新維護時,可以對數(shù)據(jù)庫進行備份,防止數(shù)據(jù)丟失。

圖 2為測繪成果管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程圖。其中方形框表示實體對象,圓形框表示處理方案,箭頭指向表示數(shù)據(jù)的流向。

圖 2 測繪成果管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程圖

四、系統(tǒng)實現(xiàn)的技術(shù)支撐

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式

測繪成果管理系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)中心采用 SOA的架構(gòu),采用 B/S、C/S混合模式。測繪成果管理部分為 C/S模式,主要供管理人員對數(shù)據(jù)進行維護管理,只部署在專門的數(shù)據(jù)管理部門。系統(tǒng)發(fā)布模塊基于 B/S模式,部署在測繪成果管理部門,通過瀏覽器訪問系統(tǒng),查詢測繪成果數(shù)據(jù)或相關(guān)的檔案資料,供后期的下載使用。

2.系統(tǒng)實現(xiàn)的技術(shù)支撐

(1)中間件技術(shù)

數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)倉庫對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的管理,采用可以直接訪問不同空間數(shù)據(jù)的中間件技術(shù)。中間件位于數(shù)據(jù)倉庫(倉庫管理層)和測繪成果管理平臺(框架層)之間,向下協(xié)調(diào)各數(shù)據(jù)源系統(tǒng),向上則為訪問集成數(shù)據(jù)的應用提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)模式。以MapGIS K9為平臺的數(shù)據(jù)中心開發(fā)出直接存儲空間數(shù)據(jù)文件、關(guān)系對象數(shù)據(jù)庫和空間對象數(shù)據(jù)庫的連接器。這種連接器集成了多種數(shù)據(jù)源驅(qū)動,以注冊的方式嵌入到數(shù)據(jù)中心集成開發(fā)平臺中,當請求某種數(shù)據(jù)源時,GIS中間件動態(tài)加載所請求的數(shù)據(jù)源驅(qū)動[1]。

(2)數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)

數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)倉庫是對各類異構(gòu)的數(shù)據(jù)源的有效集成,集成后按照不同主題進行了重組,并包含歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)入庫與維護、分布式數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)倉庫的目錄管理、異構(gòu)數(shù)據(jù)集成管理等,按照一定的規(guī)則和規(guī)范實現(xiàn)在目錄系統(tǒng)上對各類數(shù)據(jù)進行管理[1]。

3.系統(tǒng)主界面介紹

系統(tǒng)主界面如圖 3所示。

五、結(jié)束語

GIS技術(shù)的迅猛發(fā)展、數(shù)字城市的逐漸普及、第二次全國土地調(diào)查形成的龐大復雜的測繪成果,這都對傳統(tǒng)的測繪成果管理方式提出了嚴峻的挑戰(zhàn),也為新的管理方式的形成孕育了條件。本文介紹的基于MapGIS K9數(shù)據(jù)中心的測繪成果管理系統(tǒng)滿足新的測繪成果管理需求,利用數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、中間件技術(shù),實現(xiàn)了對多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的管理,插件式、搭建式開發(fā)模式使其集成了MapGIS K9平臺的多項 GIS功能,滿足了測繪成果管理的需要。

圖 3 系統(tǒng)主界面

[1]吳信才.數(shù)據(jù)中心集成開發(fā)平臺[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010:28-34.

[2]吳信才.數(shù)據(jù)中心集成開發(fā)技術(shù):新一代 GIS架構(gòu)技術(shù)與開發(fā)模式 [J].地球科學:中國地質(zhì)大學學報,2009,34(3):540-546.

[3]樊文有,謝婧,邵隆.MAPSUV數(shù)字測繪成果管理系統(tǒng)的設(shè)計[J].地球科學:中國地質(zhì)大學學報,2006,31(5):715-718.

[4]張芳,胡鳳喬.測繪成果管理系統(tǒng)的設(shè)計與應用[C]∥中國水力發(fā)電工程學會第四屆地質(zhì)及勘探專業(yè)委員會.第一次學術(shù)交流會文集.長沙:中國水力發(fā)電工程學會,2008.

Basic Surveying and Mapping Results Management System Based on Data Center:Design and I mplemention

T IAN Yushan,FAN Wenyou,CHENGWeiheng

0494-0911(2011)02-0070-03

P208

B

2010-12-23

田玉山 (1988—),男,山東菏澤人,碩士生,研究方向為大地測量與測量工程。