基于GIS的海域評估信息管理系統設計與開發

卞盼盼，徐威杰，付丹丹，管明雷，周 立

（1.中國礦業大學，江蘇 徐州 221116；2.淮海工學院，江蘇 連云港 222005）

基于GIS的海域評估信息管理系統設計與開發

卞盼盼1，徐威杰1，付丹丹1，管明雷2，周 立2

（1.中國礦業大學，江蘇 徐州 221116；2.淮海工學院，江蘇 連云港 222005）

為提高海域使用率和綜合管理效率，滿足海域評估需求，高效管理海域評估信息，設計了一種數據分布式存儲的基于GIS的海域評估信息管理系統。該系統以Visual Studio 2012為開發環境，采用C#編程語言，利用MapGIS K9和SQL Server數據庫進行開發，設計了地圖瀏覽、雙向查詢、鷹眼導航、表單制作、數據查詢和空間分析等功能，實現了海域使用權價值評估信息的標準化和可視化，為海域使用權價值評估提供了決策支持，對海洋可持續發展具有重要意義。

GIS；MapGIS K9；海域使用權；信息管理

海洋被稱為藍色國土，蘊藏著豐富的資源，隨著陸地資源的逐漸短缺和海洋科技的飛速發展，人們對海洋有了更深層次的認識，對其開發也達到了前所未有的高度[1]。然而，在海洋開發過程中出現了無序、無度、無償使用和盲目圈占等問題，且未確權用海較多，使得海域資源未能被充分高效地利用，因此實行海域有償使用勢在必行。科學的海域使用權價值評估是制定海域使用金征收標準的依據[2]；設計開發海域評估信息管理系統，能為海域使用權價值評估提供科學的數據支持。

海域使用權價值評估數據具有多源異構且海量的特點，數據分散、不易管理是其瓶頸，因此需建立易于查詢更新、可進行數據統計和分析的海域評估信息管理系統[3-6]。本文利用MapGIS K9理論和技術設計開發了基于GIS的海域評估信息管理系統，為海域評估管理部門提供了科學的決策支持。

1 需求分析

1.1 系統功能需求

根據海域使用權價值評估信息的管理方式，結合實際工作需求，建設綜合管理空間數據和文檔調查數據的系統應具備以下功能：

1）基礎應用功能。在地圖和圖層上進行一系列基本操作，包括地圖顯示和坐標展示功能。地圖顯示功能實現對地圖的放大、縮小、漫游和還原，是系統所有功能的基礎。該功能將空間信息以圖形的形式直觀地展示給用戶，用戶可自由調整視角，方便查看。

2）空間查詢功能。用戶可通過該功能查詢感興趣海域的基本屬性、海域等級等信息。

3）統計分析功能。根據文檔調查數據統計結果對海域進行綜合分析和有效評估。

4）系統管理功能。為了保證管理系統的有效性和安全性，需要根據用戶角色（系統管理員、數據錄入員、數據審核員等）的不同，分別管理其權限及詳細信息[7]。

1.2 系統性能需求

為了有利于系統的擴展，建立一個高性能、高穩定性的系統應滿足的需求有：

1）安全性。系統數據庫內存儲了大量地圖數據和文檔調查數據，因此對系統安全性的要求很高，系統管理員需定期對存儲于數據庫的數據進行復制保存，做好備份工作；系統操作環境對病毒等非法入侵應具有良好的抵抗能力。

2）可擴展性。系統應具有可擴展性，緊跟技術發展步伐，以滿足用戶日益增長的需求。

3）實用性。根據海域使用權價值評估實際需求，結合用戶使用習慣，建設一個便于管理、易于操作的信息管理系統。

2 數據分析與建庫

2.1 數據分析

系統采用的數據主要包括空間數據和文檔調查數據兩大類。空間數據包括外業采集的廣西省、江蘇省、遼寧省的用海定級圖，中國省級行政區劃基礎地理數據，以及各省用海定級圖經數字化和分類處理得到的港口航運用海定級圖、旅游娛樂用海定級圖、填海造地用海定級圖和養殖用海定級圖。文檔調查數據包括遼寧省6個市21個區縣的海域使用現狀調查表，其內容主要包含海域資源市場化配置、海域使用權、海域使用金征收現狀、海域使用金抽樣、海域使用權制度實施后對社會經濟發展的貢獻情況、海域使用論證、海域使用權價值評估機構和人員情況、海域使用權價值評估需求、海域有償使用意見征詢、生態系統服務功能價值支付意愿、典型生態系統和樣點海域使用權價值調查等。調查范圍包括海洋管理部門、市場化配置單位、用海企業等機構；調查表信息主要包括管理部門、郵政編碼、通訊地址、海域面積、灘涂面積、淤泥質岸線、基巖岸線、砂質岸線、人工岸線等統計信息和表單數據。

2.2 數據庫設計

空間數據存儲于MapGIS K9資源管理器中，空間數據庫主要由描述海域使用權價值評估信息的矢量圖層數據構成。根據遼寧省、江蘇省、廣西省用海類型的不同，將其劃分為若干個用海定級圖圖層，每個圖層由相應的圖元數據組成。數據入庫過程中需保持圖層數據的坐標系與基礎地理數據庫一致，數據庫目錄圖層命名規范統一。表1為以遼寧省填海造地用海定級圖為例的海域評估信息管理系統空間數據庫設計，由于篇幅有限展示部分設計內容。

表1 系統空間數據庫設計

文檔調查數據存儲于關系數據庫管理系統SQL Server中，通過外業調查和整理以Word表格形式存儲，經內業數據分析，以市、區縣城市為唯一標識碼對調查內容進行分類并入庫，數據類型精度根據列名內容準確設計；用戶登錄信息入庫主要包括姓名、用戶編號、用戶性別、所屬部門、手機號、登錄密碼等基本信息（見表2～4）。

表2 海域使用權價值評估需求調查表設計

表3 海域資源市場化配置情況調查表設計

表4 海域使用權招標、拍賣、掛牌情況調查表設計

3 系統體系結構與功能設計

3.1 系統體系結構設計

系統設計遵循安全性、可擴展性、實用性和先進性原則，根據海洋數據的特點，邏輯上將系統分為基礎設施層、數據層、服務層和應用層，如圖1所示。

圖1 海域評估信息管理系統體系結構

1）基礎設施層為系統提供所需的環境設施、存儲資源、軟件資源以及安全設備，是整個系統體系的基礎。

2）基于海洋數據海量性的特點，數據層采用分布式部署的方式，空間數據與文檔調查數據分別存儲于MapGIS K9和SQL Server數據庫中，減小了海量數據對系統的運行壓力，提升了用戶體驗[8]。

3）服務層是整個系統業務部分的支撐平臺，是系統功能和數據的結合部分，具有良好的可擴展性，包括系統地圖服務、數據服務中間件、應用服務中間件和GIS 功能服務。

4）應用層是用戶通過前端顯示平臺與后臺服務器進行交互操作的場所，系統的應用層直接面向客戶，是整個系統的業務邏輯核心[9-11]。

3.2 系統功能設計

海域評估信息管理系統以MapGIS K9為基礎平臺，運用面向對象的數據庫系統，建立了集中國省級行政區劃基礎數據、用海定級專業數據、屬性數據、文檔調查數據等不同層次結構的多源、異構、海量數據于一體的海域使用權價值評估數據中心，實現了海域使用權價值評估數據的集群管理。系統的功能模塊包括數據管理模塊、基礎操作模塊、瀏覽查詢模塊和統計分析模塊，具體功能如圖2所示。

圖2 海域評估信息管理系統設計

數據管理模塊可實現數據的增加、刪除、修改等操作，對海域使用權價值評估信息調查表進行統計入庫，根據所在省、市、區縣和表名等查詢條件進行表單查詢及統計分析。基礎操作模塊可實現圖層數據的平移、縮放、復位等操作，還可實現鷹眼導航及距離、角度、面積量測等功能；同時系統支持數據的輸入及圖層輸出基本功能。瀏覽查詢模塊可實現地圖的圖層瀏覽和屬性查詢等功能，還可實現圖屬聯動，并高亮顯示。統計分析模塊可根據所在地區及表名實現海域面積、灘涂面積、淤泥質岸線、基巖岸線、砂質岸線和人工岸線的統計。

4 系統開發與實現

4.1 系統開發環境

基于C/S模式架構，以MapGIS K9基礎GIS框架為平臺，通過VS2012開發環境，運用C#語言二次開發實現系統功能。

4.2 主要功能實現

系統主要功能包括海域評估基本信息查詢、文檔調查數據查詢、評估分析等。其中海域評估基本信息查詢實現了圖屬聯動（圖3），直觀地展示了所查詢海域的評估分值、周長、面積等屬性信息。圖3a為廣西省用海定級圖，黑色閃爍區域為廣西省部分養殖用海定級圖，與之對應的屬性信息為圖3b第31行屬性信息，可知其海域使用權價值評估分值為72，周長為97 984.06 m，面積為166 436 955.54 m2。

圖3 圖屬聯動查看界面

地圖瀏覽可使用鷹眼導航，鷹眼導航提供了縮略圖和放大鏡功能。縮略圖功能實現地圖縮略圖的顯示，同時支持地圖縮放時的局部地圖顯示；放大鏡功能實現對當前地圖的放大顯示，支持跟隨鼠標局部放大顯示。同時，系統還支持面積量測功能，如圖4所示。

圖4 面積量測功能實現界面

根據省、市、區縣、表名等查詢條件實現對文檔調查數據的查詢，查詢信息與所選表名內容一致。圖 5為對某市海域使用權抵押樣點基本情況調查表（用海企業）的查詢結果，因涉及重要信息，對查詢結果做了處理。同時，統計查詢得到該省海域面積為2 937 200 hm2、灘涂面積為112 990 hm2、淤泥質岸線為603.06 km、基巖岸線為452.02 km、砂質岸線為316.26 km、人工岸線為142.6 km。

圖5 文檔調查數據查詢界面

系統基于地理空間信息和屬性信息（如海域自然條件、區位條件、海域資源稀缺條件、毗鄰土地條件、交通條件、污染、氣候等影響因子），建立了海域定級評估分析模型，并對不同用海類型進行了評估分析，以輔助定級、評估及流轉需要。

5 結 語

根據海域評估信息化管理需求，本文開發了基于GIS的海域評估信息管理系統及功能模塊。通過野外作業和內業處理得到空間數據和文檔調查數據，以Visual Studio 2012為開發環境，運用MapGIS K9和SQL Server數據庫技術設計開發該系統。結果表明，系統的地圖瀏覽及查詢功能實現了海域使用權價值評估信息的標準化和可視化，屬性查詢和空間分析功能為海域使用權價值評估提供了數據支撐和決策支持。

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P208

B

1672-4623（2017）07-0065-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.07.020

卞盼盼，碩士研究生，研究方向為海洋測繪地理信息。

2016-11-02。

項目來源：國家海洋公益性行業科研專項資助項目（201105004）。