基于元數據系統的圖幅管理系統開發研究

張沖

摘 要：文章分析了圖幅管理在我院地理信息數據生產管理活動中的必要性，在元數據系統的基礎上建立圖幅管理與統計系統，可及時掌握對我院各類地理信息產品生產環節、生命狀態。明確了系統設計原則和功能需求分析，提出了系統構建所需要解決的關鍵技術。

關鍵詞：圖幅管理 元數據 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 研究背景及現狀

上海市測繪院承擔著全市范圍內的地理信息采集、存儲和維護等工作，目前的地理信息數據生產管理活動中，基礎地形、管線、紅線、影像等數據的基本作業單元都采用了1∶500、1∶1000或1∶2000的標準分幅圖框，其他類型數據如三維數據、地理國情普查數據等則作業單元各不一樣。隨著上海市城鎮化管理建設的進行，地理信息數據數量不斷增加，大比例尺作業單元覆蓋區域越來越多，同時各比例尺作業單元更新頻率越來越快[1]。另一方面，用戶對地理信息數據的獲取方式提出了更高的需求：希望通過網絡對地理信息數據進行分發，并且通過計算機系統對信息進行周期性匯總和統計。隨著我院地理信息數據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品生產環節、生命狀態能實時掌握和統計分析的系統已經成為院內相關部門迫切的需求。

2 圖幅管理與統計系統設計

2.1 需求分析

圖幅信息管理是測繪單位規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據管理系統”（簡稱“元數據管理系統”）是唯一一個基于圖幅的基礎測繪生產管理系統。但由于基礎測繪業務包括基礎地形、管線、紅線的生產并沒有完全納入到了元數據管理系統中，在實際工作當中，作業任務無法保證及時傳達、且出現錯誤可能性較大。“圖幅管理與統計系統”是一個基于基礎測繪元數據信息的應用系統，實現圖幅的流程化審批、聯動管理和動態統計等功能。

2.2 總體設計

系統總體設計主要包括系統主要技術框架、系統流程設計、業務管理模塊、圖幅狀態查看模塊、圖幅統計分析模塊及數據庫設計等模塊。其中，業務管理模塊和圖幅狀態查看是在院內數據生產相關規定和流程的基礎上設計完成，便于以后逐步納入院內數據生產范疇。

2.3 數據結構

系統數據庫以元數據為基礎，經提取、加工生成，包括業務信息數據（BUSINESS）及其歷史數據（BUSINESS_HISTORY）、圖幅狀態數據（MAIN）及其圖幅歷史詳細數據（MAIN_HISTORY）和擴幅確認刪除數據（FRAMECONFIRM）。其中，業務管理數據采集于用戶填寫和操作所反饋的相關數據；圖幅狀態數據是從元數據管理系統中讀取判斷相應表和字段，從而獲取相關數據。

3 系統關鍵技術實現

3.1 建立與元數據管理系統交互的線上業務管理機制

系統依托用戶需求，借鑒目前院內基礎地形在元數據管理系統中的管理方法，對我院現有的基礎測繪業務包括基礎地形、管線和紅線的生產業務進行可深入的研究和調研，確定了業務管理機制；并根據用戶權限進行分組，賦予圖幅管理與統計系統用戶的不同權限。

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

Oracle是以高級結構化查詢語言為基礎的大型關系數據庫，是目前最流行的數據庫之一。從跨平臺、效率以及穩定性等方面來比較，Oracle都有很長足的優勢[3]。圖幅管理與統計系統及其元數據管理系統都是采用Oracle作為數據庫管理器，為滿足系統數據庫與元數據庫業務和圖幅數據保持一致，系統包含業務管理數據同步和圖幅狀態同步兩部分。

業務管理數據同步是用戶在系統中進行新業務的創建并且業務周期完成后，系統將業務信息數據傳入元數據庫中；同時，元數據庫將新業務中涉及的作業圖幅返回給圖幅管理與統計系統，避免出現系統數據庫與元數據庫圖幅數據的不一致，造成數據紊亂。圖幅狀態同步則是系統每天讀取元數據庫中有狀態改變的圖幅并記錄圖幅狀態的變化，保持系統數據庫與元數據庫的圖幅狀態數據一致性和可靠性。

3.2 多數據集圖幅狀態的關系及流程的梳理

可通過系統直觀地了解到圖幅狀態，形成圖幅管理與統計系統的系統特色。系統根據院內圖幅業務實際情況，基礎地形和管線通過讀取元數據庫記錄圖幅的作業任務時間節點，紅線通過遍歷文件目錄，把圖幅狀態加以細分，分為生產狀態和可用狀態。其中，生產狀態包括作業開始、作業結束、已質檢、已歸檔、已入庫、MDO已提取和DWG已提取，可用狀態包括不可用、可用和可用待刪除。

目前，基礎地形和管線數據分MDO和DWG兩種數據集，且走元數據系統；紅線只有DWG一種數據集，通過文件夾方式管理。系統通過細分圖幅狀態，基礎地形和管線MDO數據已提取后，同時在元數據系統中開啟MDO圖框并在系統中標記MDO狀態為可用；基礎地形、管線和紅線DWG數據已提取后，同時在元數據系統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，并在系統中標記DWG狀態為可用。用戶可以更加便捷地了解圖幅數據動態，避免數據不一致，如出現高速打印數據匹配紊亂的情況。

查看圖幅狀態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。經測試反饋，使用較為方便合理。

3.3 圖幅管理工作流機制的建立

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

將業務管理工作分別定義為創建業務、業務審查、業務修改、業務撤銷、業務提交和信息同步6種任務，并在每一任務定義相關參與者、全局變量、轉移條件等，按照一定規則和過程來執行這些任務并對其進行監控。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的空間數據庫建設

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

3.5 圖幅動態統計

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

4 結語

隨著當今社會信息化的快速發展，辦公自動化成為一種發展趨勢。目前，系統形成了完善的業務管理流程并建立了標準數據庫，用戶在圖幅管理與統計系統中對業務的管理實現全部線上操作。高效準確的業務管理能有效地消除信息滯后，使各部門基于統一的數據和服務實現信息化的整合，實現無紙化辦公，提高作業效率，減少紙質作業單的流轉，如重復下單、作業圖幅重復等問題。

系統在元數據系統對圖幅狀態分類的基礎上，將圖幅狀態分為生產狀態和可用狀態。通過細化分類圖幅狀態，系統能全方位為有需求的部門提供準確、規范、完善的圖幅狀態信息， 實現不同數據集不同比例尺的圖框聯動更新，為高速打印系統提供準確的配套數據，也為院內圖幅管理提供最基本的高質量的圖幅狀態查詢服務，實現圖幅狀態數據的專業化與規范化管理。

系統建立了完善的基于圖幅的數據庫，用戶根據各自需求制定統計條件通過圖幅管理與統計系統得到該條件下的專題地圖和統計結果，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[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開發[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.利用ArcGIS構建地形圖分幅空間數據庫[J].測繪科學，2008，33（3）：207-209.