新疆控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李 斌

（新疆維吾爾自治區(qū)測(cè)繪成果中心，新疆 烏魯木齊 830002）

0.引言

測(cè)量控制點(diǎn)是大地測(cè)量框架的具體體現(xiàn)也是測(cè)繪工作的起點(diǎn)和基礎(chǔ)，隨著社會(huì)的進(jìn)步、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及測(cè)繪手段的進(jìn)步，從建國(guó)初期至今我國(guó)先后使用過(guò)三個(gè)大地坐標(biāo)系統(tǒng)、兩個(gè)高程系統(tǒng)，因此也產(chǎn)生了數(shù)量龐大的測(cè)量控制點(diǎn)成果，在國(guó)家啟用2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系、測(cè)量手段及成果分發(fā)形式發(fā)生重大變化后，新疆維吾爾自治區(qū)測(cè)繪成果中心已有的測(cè)量控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)已不能滿足目前的需求，需要重新開(kāi)發(fā)一個(gè)滿足儲(chǔ)存成果多樣化、成果分發(fā)網(wǎng)絡(luò)化需求的測(cè)量控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)。本次開(kāi)發(fā)的測(cè)量控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了不同坐標(biāo)系、不同類(lèi)型、不同生產(chǎn)年代、不同單位生產(chǎn)的控制成果的一體化管理，并通過(guò)接口與新疆維吾爾自治區(qū)測(cè)繪成果中心已有資源目錄服務(wù)系統(tǒng)、測(cè)量標(biāo)志巡查系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)接。

1.系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用多層體系架構(gòu)，以網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)等軟硬件系統(tǒng)為支撐，以控制成果數(shù)據(jù)為核心，通過(guò)控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)服務(wù)等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制成果各類(lèi)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理以及服務(wù)。系統(tǒng)總體框架（如圖1 所示）：

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

業(yè)務(wù)層：控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，滿足成果資料建庫(kù)、數(shù)據(jù)分發(fā)和發(fā)布服務(wù)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表業(yè)務(wù)的流程及規(guī)范要求。

應(yīng)用層：系統(tǒng)功能上整體劃分三大類(lèi)：數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)服務(wù)以及系統(tǒng)管理，具體包括數(shù)據(jù)瀏覽與操作、成果檢索與查詢、成果建庫(kù)配置、控制成果資料檢查、控制成果資料入庫(kù)、控制成果資料更新、數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布、數(shù)據(jù)提取分發(fā)、控制成果分發(fā)統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)管理與維護(hù)等功能。

服務(wù)層：控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是測(cè)繪成果入庫(kù)、管理、服務(wù)環(huán)節(jié)中的一部分，其中數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布和數(shù)據(jù)分發(fā)功能均需要對(duì)接外部接口，數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布功能為其他需要數(shù)據(jù)服務(wù)的系統(tǒng)提供接口，數(shù)據(jù)分發(fā)功能則為其他需要控制成果數(shù)據(jù)的單位提供分發(fā)接口服務(wù)。

數(shù)據(jù)層：控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)管理的核心數(shù)據(jù)為控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，控制點(diǎn)數(shù)據(jù)包括三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、GNSS 點(diǎn)、重力點(diǎn)，同時(shí)系統(tǒng)展示各控制點(diǎn)所在水準(zhǔn)線路以及三角鎖網(wǎng)的矢量線層，另外為方便控制成果數(shù)據(jù)的查詢?yōu)g覽，系統(tǒng)通過(guò)服務(wù)，調(diào)用了基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。

支撐層：包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)等，所有控制成果數(shù)據(jù)需存儲(chǔ)于存儲(chǔ)設(shè)備, 并通過(guò)Oracle12c 進(jìn)行管理,ArcGIS Engine10.22 作為數(shù)據(jù)管理的驅(qū)動(dòng)，為整個(gè)系統(tǒng)提供軟、硬件保障，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

新疆控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)主要功能包括：數(shù)據(jù)瀏覽與查詢、數(shù)據(jù)建庫(kù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)配置，實(shí)現(xiàn)了控制成果數(shù)據(jù)的入庫(kù)更新、數(shù)據(jù)管理、查詢?yōu)g覽、數(shù)據(jù)發(fā)布、統(tǒng)計(jì)分析等功能，具體系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)（如圖2 所示）：

2.1.1 數(shù)據(jù)瀏覽與查詢

數(shù)據(jù)瀏覽與查詢功能是該系統(tǒng)的基本功能，包括控制點(diǎn)數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)的瀏覽、圖形與屬性數(shù)據(jù)的搜索查詢、數(shù)據(jù)圖層的基本管理。

基本瀏覽工具：系統(tǒng)支持基本的放大、縮小、漫游、平移、全圖顯示、面積量算、坐標(biāo)定位等基本功能。

圖層管理：用戶通過(guò)圖層管理功能可設(shè)置系統(tǒng)顯示的圖層、屬性并對(duì)圖層標(biāo)注的屬性進(jìn)行配置。

成果檢索與查詢：系統(tǒng)提供控制成果數(shù)據(jù)檢索、查詢及拾取功能，能夠?qū)崿F(xiàn)控制成果從圖形到屬性、從屬性到圖形的查詢。支持通過(guò)輸入查詢條件查詢屬性數(shù)據(jù)，也支持按空間范圍（如點(diǎn)查詢、繪制范圍查詢、導(dǎo)入范圍查詢等）、行政區(qū)、坐標(biāo)（包括地理坐標(biāo)和直角坐標(biāo)，地理坐標(biāo)分為度或度分秒）、各種比例尺圖號(hào)、控制成果名稱(chēng)等單一條件、組合條件、模糊條件檢索。

2.1.2 數(shù)據(jù)建庫(kù)

數(shù)據(jù)更新入庫(kù)：系統(tǒng)支持控制成果資料單個(gè)或批量入庫(kù)，并可對(duì)已入庫(kù)控制成果進(jìn)行編輯更新及歷史數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成控制成果資料入庫(kù)報(bào)告。為了提高數(shù)據(jù)的入庫(kù)質(zhì)量及效率，系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了入庫(kù)數(shù)據(jù)檢查、預(yù)處理、字段匹配等功能。

歷史數(shù)據(jù)查詢：同一數(shù)據(jù)入庫(kù)2 次以上，系統(tǒng)會(huì)記錄該數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)情況，并提供歷史數(shù)據(jù)查詢。

2.1.3 數(shù)據(jù)服務(wù)

數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布：數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布將控制成果數(shù)據(jù)目錄注冊(cè)到新疆維吾爾自治區(qū)測(cè)繪成果中心已有的資源目錄管理系統(tǒng)中，通過(guò)資源目錄管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)外發(fā)布。

數(shù)據(jù)提取分發(fā)：與新疆維吾爾自治區(qū)測(cè)繪成果中心已有數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，為客戶提供控制成果提取服務(wù)。數(shù)據(jù)提取采用提取任務(wù)單模式管理。

2.1.4 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析功能包括對(duì)控制點(diǎn)成果數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)以及對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)的統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以圖和表的形式表現(xiàn)并可導(dǎo)出。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

成果數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：成果數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)是對(duì)控制點(diǎn)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行的分類(lèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，是對(duì)原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)對(duì)象主要是控制點(diǎn)個(gè)數(shù)。

數(shù)據(jù)服務(wù)統(tǒng)計(jì)：數(shù)據(jù)服務(wù)統(tǒng)計(jì)是對(duì)控制點(diǎn)成果數(shù)據(jù)的發(fā)布和分發(fā)數(shù)量進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)對(duì)象分別為客戶和分發(fā)數(shù)量。

控制點(diǎn)使用情況統(tǒng)計(jì)：控制點(diǎn)使用情況是基于控制點(diǎn)名的統(tǒng)計(jì)，可統(tǒng)計(jì)各點(diǎn)名的已分發(fā)數(shù)量（即使用頻度），以及各點(diǎn)名的使用單位情況，控制點(diǎn)使用頻度可設(shè)置時(shí)間范圍。

2.1.5 系統(tǒng)管理

利用系統(tǒng)管理與維護(hù)功能，可對(duì)用戶、權(quán)限和系統(tǒng)訪問(wèn)日志進(jìn)行管理，用戶的任何操作都將被記錄成系統(tǒng)日志，以供查閱。

用戶管理：提供用戶的增、刪、改功能，并支持面向不同的用戶分配不同的功能權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限。

角色管理：系統(tǒng)可以配置不同的角色，不同角色可以有不同的功能和數(shù)據(jù)權(quán)限，如管理員，可獲得最高的功能和數(shù)據(jù)權(quán)限。角色權(quán)限管理提供增、刪、改功能。

日志管理：提供了系統(tǒng)操作日志的瀏覽、查詢和導(dǎo)出，可設(shè)置日志自動(dòng)清除時(shí)間段。

2.1.6 系統(tǒng)配置

數(shù)據(jù)庫(kù)配置：對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)連接參數(shù)進(jìn)行配置，并將配置文件存儲(chǔ)在系統(tǒng)配置文件中。

目錄管理：目錄管理包括元數(shù)據(jù)項(xiàng)管理、資料類(lèi)型建模、構(gòu)建目錄三個(gè)子功能，主要是對(duì)控制點(diǎn)成果展示、存儲(chǔ)目錄樹(shù)的配置，包括目錄節(jié)點(diǎn)以及文件類(lèi)型和字段屬性的配置。為保證新疆控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)與新疆維吾爾自治區(qū)測(cè)繪成果中心已有資源目錄服務(wù)系統(tǒng)的對(duì)接，新疆控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)的目錄管理與資源目錄管理系統(tǒng)的形式相同，目錄級(jí)別分為三級(jí)，每個(gè)目錄級(jí)別均能支持基本的增、刪、改、批量分組、分組管理等功能。

2.2 系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)

控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)有3 個(gè)主要的外部接口，接口設(shè)計(jì)（如圖3 所示）：

圖3 控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)圖

數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布接口：系統(tǒng)基于已入庫(kù)的控制成果數(shù)據(jù)配置控制成果顯示方案，并能夠按照符號(hào)化顯示方案以傳統(tǒng)瓦片地圖或矢量瓦片地圖的形式發(fā)布，以標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)的方式提供給其他系統(tǒng)調(diào)用。

數(shù)據(jù)提取分發(fā)接口：系統(tǒng)根據(jù)需求將選定的控制成果數(shù)據(jù)添加到提取單中，并根據(jù)需要將提取單導(dǎo)出或打印。外部接口方主要是數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)系統(tǒng)或外部數(shù)據(jù)需求單位。

數(shù)據(jù)接口：系統(tǒng)根據(jù)需求將控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)及屬性字段按需求進(jìn)行導(dǎo)出并與新疆維吾爾自治區(qū)測(cè)繪成果中心已有測(cè)量標(biāo)志巡查系統(tǒng)對(duì)接。

3.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)思想

在控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的普遍性和數(shù)據(jù)的多樣性、準(zhǔn)確性，還需充分利用已有成熟的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和應(yīng)用解決方案，堅(jiān)持實(shí)用性、先進(jìn)性、擴(kuò)充性的設(shè)計(jì)原則，力求建立一個(gè)開(kāi)放、靈活的控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)，保證建成的數(shù)據(jù)庫(kù)能很好地提供控制成果的管理與應(yīng)用服務(wù)[1]。

3.2 控制點(diǎn)數(shù)據(jù)分析

新疆已有控制點(diǎn)數(shù)據(jù)按類(lèi)型分主要包括三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、GNSS 點(diǎn)三類(lèi)，按坐標(biāo)系及高程基準(zhǔn)可分為1954 年北京坐標(biāo)系、1980 西安坐標(biāo)系、2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系、1956 黃海高程系和1985 國(guó)家高程基準(zhǔn)控制成果[2]，目前除館藏85 一期、二期水準(zhǔn)成果2833 個(gè)及1954 年北京坐標(biāo)系、1980 西安坐標(biāo)系三角點(diǎn)成果9529 個(gè)，還有國(guó)家天文大地網(wǎng)與高精度GPS2000 網(wǎng)聯(lián)合平差項(xiàng)目獲得的三角點(diǎn)成果5679 個(gè)；全國(guó)三等三角網(wǎng)、四等三角網(wǎng)在2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系下平差項(xiàng)目獲得的三角點(diǎn)7387 個(gè)，國(guó)家現(xiàn)代基準(zhǔn)體系基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一期項(xiàng)目獲得的一等水準(zhǔn)3308 個(gè)、GNSS 點(diǎn)405 個(gè)，國(guó)家現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)維持與服務(wù)項(xiàng)目獲得的二等水準(zhǔn)點(diǎn)741 個(gè)，新疆現(xiàn)代大地控制網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目獲得的二等水準(zhǔn)點(diǎn)1169 個(gè)、B 級(jí)GNSS 點(diǎn)250，新疆基礎(chǔ)測(cè)繪GPS 點(diǎn)2000 坐標(biāo)系改算項(xiàng)目獲得的原C 級(jí)GPS 點(diǎn)2375 個(gè)。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)物理及邏輯設(shè)計(jì)

新疆控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)采用ArcGIS 與oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)直連的方式來(lái)進(jìn)行控制成果數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理。控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)包含空間數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)4 類(lèi)控制成果數(shù)據(jù)以及所在的水準(zhǔn)線路以及鎖網(wǎng)的矢量線圖層，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)功能依賴(lài)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，如編目數(shù)據(jù)、功能數(shù)據(jù)等[3]。控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)（如圖4 所示）：

圖4 控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)圖

空間數(shù)據(jù)主要包括：控制點(diǎn)成果數(shù)據(jù)及水準(zhǔn)路線和鎖網(wǎng)數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要包括：用戶權(quán)限數(shù)據(jù)（記錄用戶、角色、功能權(quán)限信息），編目數(shù)據(jù)（記錄控制成果在內(nèi)的編目信息、元數(shù)據(jù)信息、目錄組織信息），功能數(shù)據(jù)（記錄控制成果數(shù)據(jù)查詢、提取、統(tǒng)計(jì)分析信息），日志數(shù)據(jù)（記錄系統(tǒng)操作的日志信息），其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)（存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行需要的其他數(shù)據(jù)信息，以保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行）。

3.4 數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的工作內(nèi)容，其中，三角點(diǎn)數(shù)據(jù)表、水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)表、GNSS 點(diǎn)數(shù)據(jù)表、重力點(diǎn)數(shù)據(jù)表更是新疆控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)鍵表，它不僅是控制點(diǎn)導(dǎo)入導(dǎo)出的參照也決定了數(shù)據(jù)的查詢與展示效率，因此在表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)我們?cè)谶@幾個(gè)表中添加了所屬類(lèi)別字段，將表字段分為公共、成果、屬性、標(biāo)志現(xiàn)狀、其他5 個(gè)類(lèi)型，這樣不僅便于對(duì)屬性字段進(jìn)行分類(lèi)管理也提升了控制點(diǎn)屬性展示界面的美觀度，其中公共、成果、屬性、標(biāo)志現(xiàn)狀、其他類(lèi)字段均為表格形式體現(xiàn)，點(diǎn)之記則單獨(dú)打開(kāi)文檔，內(nèi)容為點(diǎn)之記信息及相關(guān)圖片。水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表主要屬性（如表1 所示）：

表1 水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)屬性表

4.結(jié)束語(yǔ)

新疆控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了不同坐標(biāo)系、不同類(lèi)型、不同生產(chǎn)年代、不同單位生產(chǎn)的控制成果的一體化、動(dòng)態(tài)管理，并通過(guò)接口與新疆維吾爾自治區(qū)測(cè)繪成果中心已有資源目錄服務(wù)系統(tǒng)及測(cè)量標(biāo)志巡查系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)接。新疆控制成果數(shù)據(jù)庫(kù)是我單位信息化服務(wù)體系建設(shè)的重要組成部分，它的建成不僅豐富了資源目錄服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)種類(lèi)，也將極大提高我單位的信息化服務(wù)能力與水平。