基于“一張圖”的日照港地理信息共享平臺建設

陳許霞，季民，寧方志，盧志偉

（山東科技大學測繪科學與工程學院，山東青島 266590）

基于“一張圖”的日照港地理信息共享平臺建設

陳許霞*，季民，寧方志，盧志偉

（山東科技大學測繪科學與工程學院，山東青島 266590）

港區土地資源作為日照港業務運行的載體，合理進行貨物布局，提高土地利用率，對港口經濟發展具有十分重要的影響。以日照港高分辨率衛星遙感影像數據以及土地利用現狀信息為基礎，疊加水系、設備、工礦設施等主要港口要素，從地理要素分類和編碼標準的制定、專題地圖制作、地理信息共享服務展示和庫管軟件開發四方面實現港口資源監管“一張圖”共享平臺的建設。

地理信息；“一張圖”；港口；更新維護

1　引 言

日照港是伴隨著我國改革開放誕生、成長起來的新興沿海港口，經過多年的發展，目前已擁有眾多子公司，每個子公司針對自身的業務開發了相應的應用系統。這些應用系統雖然很好解決了各個公司自身業務運行問題，但由于缺乏統一的規范和設計，構建出的系統平臺形式多種多樣，造成日照港各個公司部門信息管理五花八門，不便于全局指揮、預測分析及展示，而且平臺間信息互動困難，制約了港口信息共享。

自從我國國土資源部提出了國土資源“一張圖”的管理方式，即土地管理方式從傳統的人工管理模式轉向了計算機化管理，許多城市相繼進行“一張圖”工程建設［1］，取得較好的效果，為日照港地理信息共享平臺的建設提供了寶貴的經驗。

基于“一張圖”進行信息管理可以向指揮人員實時展現真實分布的日照港基礎地理信息、堆場資源信息、視頻信息、港口泊位信息等，增強各單位之間地理信息數據資源的流動性，提升數據共享和綜合利用水平［2］，大幅度提升日照港集團地理信息公共服務能力，提高集團規劃、建設和管理的數字化水平和信息化水平，為日照港社會經濟發展服務。

2　日照港地理信息共享平臺整體設計

2.1平臺框架結構設計

系統建設的目的是通過整合日照港基礎空間地理信息，建立一個服務于日照港口的信息資源綜合管理及共享平臺，為各部門的分散數據提供一個統一的標準，實現跨部門、跨平臺的空間信息共享與交互，從而推動日照港集團信息化建設和經濟發展。整個系統分為數據層、應用服務層、客戶層以及技術支撐層。

數據層:在研究制定日照港地理信息編碼規則的基礎上，對日照港口20多平方千米范圍內的高分辨率衛星遙感影像圖、1∶500的CAD地形圖、矢量數據（海圖數據、道路數據）以及各類業務運行數據進行整理，通過數據格式轉換以及坐標轉換實現數據疊加建立港口專題圖的制作。

應用服務層:即日照港地理信息共享平臺所要展現的內容，將制作好的港口專題要素圖通過ArcGIS 10.2發布為可用的服務，展示在系統界面上，實現用戶與數據的交互，實現專題圖服務、業務運行數據（車輛信息、船舶信息）查看、數據更新維護等。

用戶管理層:即用戶界面層。由于港口信息具有保密性，需要對平臺的各類安全信息進行有效的管理。通過設置用戶管理層進行用戶的添加和刪除以及用戶的權限設置。同時為了權限管理的方便，系統允許設定不同的角色，通過角色管理，靈活管理權限的授予和收回。

技術支撐層:平臺基于Microsoft Visual Studio 2013開發環境，運用.NET中的C#語言進行二次開發。利用ArcGIS 10.2進行服務的發布，使用空間數據庫引擎（SDE）連接Oracle數據庫，從而對對數據庫中的數據進行提取和存儲。“一張圖”總體構架如圖1所示。

2.2平臺主要功能設計

（1）信息資源可視化展現

“一張圖”的建設首先是進行專題地圖的建設，即根據數據信息進行數據統一、圖層劃分，符號制作以及地圖渲染，從而掌握信息之間的有機聯系。

制作好的港區專題地圖不僅能夠顯示基礎地理數據（包括居民地、水系境界等），還能通過渲染突出顯示港區內專題要素（主要是港區內土地利用狀況、道路、泊位信息、設備等），從而摒棄以往使用紙質圖件造成的數據查詢、瀏覽、編輯、更新以及傳送的不便，使港口信息管理人員能夠快速的了解港區內的各類資源信息，為科學規劃以及優化利用有限土地提供依據［3］。

圖1　系統總體構架圖

信息資源展示界面能夠對加載的地圖進行放大、縮小、平移、全圖顯示以及進行要素的屬性查詢；能夠進行矢量地圖和影像圖的疊加展示并且可以通過查詢圖層屬性表定位查詢要素；能夠打開，關閉以及調整圖層順序；可以通過捕捉地圖上的點進行距離及面積的量算；可以通過連接數據庫動態刷新當前車輛、船舶的位置信息以及垛位中貨物的現狀信息；同時系統提供調用視頻信息的接口，接入實時監控數據，實現港區360°實時安保監控并在地圖上顯示。

（2）數據的更新維護

為了保證數據的現勢性，需要建立港區“一張圖”動態更新維護機制。數據更新包括定期數據更新和日常更新兩部分，以便能夠全面準確及時的保證數據的現勢性。

定期數據更新主要是定期獲取遙感影像，對于集團和重點地區每年覆蓋一次，地形圖更新不超過3年。

為了避免入庫數據的標準不統一，造成格式多種多樣從而影響數據質量以及增加數據入庫的工作量，在定期更新數據庫之前，需要按照提前制定的地圖分層方式及編碼標準進行數據正確性和完整性檢查。檢查無誤后，將數據導入日照港空間數據庫［1］。

日常數據更新是對港區小范圍、小規模數據的更新，更新的數據包括堆場、道路、磅房、設備、攝像頭等。例如港區內某個位置添加攝像頭，利用數據庫管理軟件編輯功能中的添加數據進行攝像頭的添加。

（3）應用系統的安全管理

管理平臺設置了用戶管理功能以保證港口信息的安全性，該功能將根據平臺使用者不同，將用戶分為三類類:領導人員、港口信息管理人員和不同公司及部門使用人員。根據系統使用用戶的不同，用戶權限也不同。

港口信息管理人員使用權限最高，可以任意查看內部信息，系統投入使用后負責數據的更新維護，同時可以根據需要進行訪問用戶的添加和刪除。

日照港區各部門分管不同的業務，不同部門需求不同，系統的使用權限也不同。不同部門人員使用用戶名和密碼登錄系統后，系統會顯示該人員能夠查看的信息，從而進行相應的業務操作。例如，日照港三公司人員通過密碼登錄時，系統只顯示基礎信息以及三公司業務范圍內的信息。

公司領導可以查看所有的數據信息，從而從全局進行監管、分析與決策。

3　關鍵技術

3.1標準體系的建設

港區“一張圖”匯集了不同種類格式的數據，不僅包括數字、文字和文檔等屬性信息，而且還包括大量的空間圖形信息，具有數據海量、全覆蓋、空間性強、動態變化、類型和結構復雜等特點［4］，為了避免平臺開發數據共享困難，依據統一的數據格式和分類編碼、地理空間定位基準以及命名規則等制定［5］了一套完善的數據標準。針對港區內基礎數據以及專題數據將地圖要素分為七大類，分別是:道路、居民地、水系、土地利用狀況、管線、設備和，通過對這些要素類的命名格式和代碼進行統一，確保平臺共享程度唯一，提高了數據成果的利用性。

要素命名采用該要素大類首字母簡稱+'_'+要素分層拼音首字母簡稱+要素類型的規則，根據不同要素設置不同的屬性，并確定屬性字段類型和字段長度。如表1為碼頭要素數據庫設計。

要素名稱及編碼沿用與國家標準、行業標準相容的分類與名稱［6］，將數據要素分為大類、中類和小類，分類代碼采用六位數字層次碼組成。大類即上述七類要素，分別以01、11、21、31、41、51、61作為專業代碼，空位以0補齊；依據《全國土地利用分類與編碼細析》以及《地形圖圖式》進行中類和小類的劃分，代碼在大類基礎上以01、02等開始，空位以0補齊。中類和小類在設計時要留足夠的空位碼，以便將來數據擴充時能夠滿足擴充需求。如表2為部分要素編碼表。

碼頭要素數據庫設計 表1

部分要素編碼表　表2

3.2地圖內容的建設

地圖是信息平臺建設的核心，通過地圖可視化原理將港區情況以電子地圖的形式可視化顯示。將港區信息分為基礎地理信息（道路、設備設施、土地利用現狀、水系、居民地等）、各類管線數據（供電、自來水、石油、通訊等11類）以及海圖數據等主要地理信息。通過設定圖層的先后順序，分層設色顯示，地圖符號以及注記幾方面從而使得地圖美觀大方。

地圖要素統一在ArcGIS中進行分組顯示，為了避免要素之間出現壓蓋現象，需要按照點層在上，線層在點層下面，面層在最下面的原則，借助圖層先后順序表達制作效果。同時為了分層顯示清晰，需要制定不同的比例尺，使地圖能夠隨著比例尺的變化，詳細程度以及顯示類別都隨之變化。

為了直觀的展示港區特定要素，使用ArcGIS提供的符號管理器設計了特定的要素符號。例如，使用不同的線符號表示不同類型的道路，不同的面符號代表不同的土地利用狀況。

地圖渲染即地圖色彩的設計，設計時基礎底圖可以模仿、參照自然景物的顏色，運用對比、協調、象征等來達到色彩所表示的實物效果［7］，專題要素不僅要使用與基礎要素相適應的顏色，而且還要飽和度表較高，以便于突出顯示。例如海洋要素采用藍色系，為了突出顯示等深線，采用深藍色表示；作為重點關注的船只采用黃色顯示。

專題地圖顯示效果如圖2所示:

圖2　專題地圖顯示效果

3.3專題要素實時動態顯示

港口專題要素有很多，需要實時動態顯示的要素包括當前車輛、船舶的位置信息以及垛位中貨物的現狀信息。其中當前車輛、船舶的位置通過RTK（Realtime kinematic）實時動態測量，將以經緯度的形式傳回，存儲在Oracle數據庫中。通過GIS技術編程實現圖層的生成。首先進入數據庫讀取車輛和船舶數據表，根據指定得字段獲得經緯度，之后生成動態圖層顯示在“一張圖”上，并且每10 s更新一次，實現對車輛和船舶的實時跟蹤。垛位數據讀取和顯示方法同上，只是更新速度比較慢。專題要素實時動態刷新為日照港區合理的制定堆場的作業計劃，港口船舶靠泊計劃，運輸車輛運輸計劃提供依據，從而提高港區經濟效益。實時動態圖層生成圖解模型如圖3所示。

圖3　圖層動態生成過程

動態生成顯示船舶位置及船舶相關信息結果如圖4所示:

圖4　船舶信息的動態顯示

4　結 論

港口資源管理專業性強，業務管理過程復雜，工作量很大。日照港港口資源“一張圖”的實現主要是把與港口有關的各類信息有機整合到一張地圖上，從而實現專題要素的查詢及空間分析指揮決策功能，簡化管理過程。隨著日照港地理信息共享平臺投入使用，更多的系統功能模塊還將進一步開發，為推動日照港集團信息化建設和信息產業發展服務。

［1］董士玲.國土資源“一張圖”系統設計與實現［D］.成都：電子科技大學，2012.

［2］胡軍勝.江西省交通運輸綜合地理信息平臺建設思考［J］.地理信息世界，2015，22（5）：76～81.

［3］郭強.國家級新區“一張圖”管地信息系統的設計與實現研究［D］.重慶：西南大學，2013.

［4］王成亮，張定強，倪宇智等.基于“一張圖”的金土工程建設模式探討［J］.地理信息世界，2013，20（2）：89～93.

［5］楊燕景.基于MapGIS的江西省國土資源“一張圖”建設的技術研究［D］.南昌：東華理工大學，2013.

［6］李瑞敏，陸化普，郭敏.城市道路基礎地理要素編碼方法研究［J］.公路工程，2009，34（5）：37～40.

［7］岑萍.防洪工程專題地圖的制作實踐與色彩設計［J］.水利水電工程設計，2014，33（4）：44～46+53.

Construction of Geo-Information Sharing and Serving Platform Based on a Sheet of Map

Chen Xuxia，Ji Min，Ning Fangzhi，Lu Zhiwei
（Geomatics College of Shandong University of Science and Technology，Qingdao 266590，China）

The land resources in port area as the main carrier of business operations of Rizhao Port，reasonable layout of goods to increase land use efficiency is very important to the development of port economy.Using high resolution satellite remote sensing data and land use status information，overlay water system，equipment，industrial and mining facilities. Then from classes and code of element，making thematic map，display geographic information and data base management system software development four aspects to realize construction of sharing platform.

geographic information；a Sheet of Map；port；updating maintenance

1672-8262（2016）04-41-04

P208.2

A

2016—03—17

陳許霞（1990—），女，碩士研究生，主要研究方向為地理信息系統理論研究。

國家自然科學基金項目（41471330）資助。