淺談遼寧省應(yīng)急測繪保障快速出圖系統(tǒng)建設(shè)

許芳明

（遼寧省自然資源資料檔案中心，遼寧沈陽 110034）

遼寧是受自然災(zāi)害影響較為頻繁的地區(qū)之一，環(huán)境污染、水旱洪澇、氣象災(zāi)害、公共安全等各種自然災(zāi)害和公共事件時有發(fā)生。政府及各應(yīng)急部門需要利用地理信息來直觀形象的表達(dá)和記錄災(zāi)害與突發(fā)事件的地理位置和時空分布情況，以便快速準(zhǔn)確開展應(yīng)急預(yù)測預(yù)警、指揮決策、人員安置以及災(zāi)后重建等工作。因此，建設(shè)遼寧省應(yīng)急測繪保障快速出圖系統(tǒng)既是整合地理信息數(shù)據(jù)資源、完善應(yīng)急測繪保障體系，加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)對突發(fā)事件能力的迫切需要，也是全面貫徹落實黨和國家對測繪地理信息應(yīng)急保障工作指示精神的有力抓手。

一、建設(shè)目標(biāo)

根據(jù)應(yīng)急測繪保障快速出圖工作的實際需求，基于地理信息快速制圖技術(shù)，研究構(gòu)建應(yīng)急地圖制圖模型；優(yōu)化快速出圖技術(shù)流程；實現(xiàn)基于基礎(chǔ)測繪成果和應(yīng)急專題成果的快速出圖；實現(xiàn)應(yīng)急信息的快速處理；實現(xiàn)應(yīng)急出圖數(shù)字化、自動化、流程化；提高應(yīng)對自然災(zāi)害和公共事件快速制作指揮用圖的工作效率。為我省測繪應(yīng)急保障工作的實時數(shù)據(jù)處理、綜合評價分析、整體防災(zāi)減災(zāi)和災(zāi)后快速重建等工作提供科學(xué)的決策依據(jù)和高效、準(zhǔn)確的地理信息保障服務(wù)。

二、建設(shè)任務(wù)

1.硬件環(huán)境建設(shè)

與其他地理信息系統(tǒng)不同，應(yīng)急測繪保障快速出圖系統(tǒng)的硬件性能是決定系統(tǒng)運行效率的重要因素之一，直接決定快速出圖的快慢。因此硬件設(shè)備的選型非常重要。硬件環(huán)境基于內(nèi)部局域網(wǎng)建設(shè)，分別由圖形工作站、繪圖儀、打印機(jī)、掃描儀等設(shè)備組成。

2.軟件體系建設(shè)

（1）數(shù)據(jù)處理、整合與建庫

系統(tǒng)建庫的主要數(shù)據(jù)源為我省歷年基礎(chǔ)測繪任務(wù)生產(chǎn)的1:1萬比例尺3D數(shù)據(jù)，國家1:5萬、1:25萬比例尺3D數(shù)據(jù)以及各市的城區(qū)圖、政區(qū)圖等專題地圖數(shù)據(jù)。

按照技術(shù)規(guī)范，重點整合遼寧省行政區(qū)劃范圍內(nèi)的1:1萬、1:5萬、1:25萬比例尺3D數(shù)據(jù)，建立應(yīng)急基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，以滿足應(yīng)急地理信息快速制圖需求，并集成遼寧省各種比例尺的地圖制圖數(shù)據(jù)以及各市縣區(qū)的城區(qū)圖、政區(qū)圖等專題地圖數(shù)據(jù)，建立文件庫，滿足應(yīng)急測繪保障服務(wù)對已有數(shù)據(jù)的快速輸出需求。

（2）軟件研發(fā)

根據(jù)應(yīng)急測繪保障快速出圖工作的實際需求，研發(fā)“遼寧省應(yīng)急測繪保障快速出圖系統(tǒng)”。開發(fā)數(shù)據(jù)處理、模版選擇、范圍定義、圖廓整飾、地圖編輯、專題標(biāo)注、制圖輸出等功能模塊，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)圖幅和任意圖幅范圍的矢量圖、影像圖、暈渲圖等多種格式數(shù)據(jù)的疊加制圖需求。

（3）系統(tǒng)集成與測試

通過將軟件系統(tǒng)與建成的數(shù)據(jù)庫部署到硬件環(huán)境中，進(jìn)行完整全面的系統(tǒng)測試，確保系統(tǒng)符合業(yè)務(wù)需求、功能需求、性能需求等約束條件。

3.體制機(jī)制建設(shè)

為配合系統(tǒng)建設(shè)，確保應(yīng)急測繪保障任務(wù)的順利進(jìn)行，提高應(yīng)急測繪保障響應(yīng)速度和服務(wù)水平，系統(tǒng)管理部門需成立應(yīng)急測繪保障工作領(lǐng)導(dǎo)小組，制定保障服務(wù)工作規(guī)范。同時，結(jié)合系統(tǒng)建設(shè)對應(yīng)急測繪保障相關(guān)流程進(jìn)行優(yōu)化，編制遼寧省應(yīng)急制圖相關(guān)技術(shù)規(guī)范，最終形成一套較為成熟的應(yīng)急測繪保障體制機(jī)制。

三、總體設(shè)計

1.總體框架

遼寧省應(yīng)急測繪保障快速出圖系統(tǒng)由基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、組件層、業(yè)務(wù)層四個層級組成，并以規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和制度與機(jī)制保障確保系統(tǒng)建設(shè)順利進(jìn)行（圖1）。

（1）基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層由系統(tǒng)運行必須的軟件與硬件環(huán)境組成，基礎(chǔ)設(shè)施層包含制圖和輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)與安全等硬件設(shè)備，以及操作系統(tǒng)、業(yè)務(wù)軟件、支撐軟件等軟件環(huán)境。軟硬件環(huán)境一般部署在機(jī)房或獨立的環(huán)境中，為計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及各種應(yīng)用服務(wù)提供穩(wěn)定可靠的運行基礎(chǔ)，是系統(tǒng)建設(shè)的一項重要內(nèi)容。

（2）數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是以建庫方式管理不同類型、不同用途的地理信息數(shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的完整性與安全性，以便系統(tǒng)調(diào)用，數(shù)據(jù)層主要包含基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、制圖模板數(shù)據(jù)、與目錄數(shù)據(jù)等內(nèi)容。

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫主要存儲和管理由基礎(chǔ)測繪生產(chǎn)的3D數(shù)據(jù)。數(shù)字線劃圖（DLG）是應(yīng)急保障制圖的基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)，按照應(yīng)急保障制圖的工作需求，進(jìn)行要素層篩選、模型模式重構(gòu)后形成數(shù)據(jù)服務(wù)，以滿足應(yīng)急保障制圖對快速、簡潔、主題突出的地圖產(chǎn)品的特殊需求；數(shù)字正射影像（DOM）主要作為應(yīng)急保障專題地圖的底圖數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過提供影像底圖，滿足應(yīng)急制圖對可視化地圖產(chǎn)品的需求；數(shù)字高程模型（DEM）作為應(yīng)急保障專題制圖的地形數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過將數(shù)字高程模型生成三維暈渲圖，滿足應(yīng)急保障專題制圖對地形地貌等可視化高程信息的需求。

制圖模板數(shù)據(jù)包含應(yīng)急保障制圖所需的符號字體數(shù)據(jù)、模板數(shù)據(jù)、規(guī)則數(shù)據(jù)。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)基本情況及應(yīng)急保障制圖的需求，對不同的應(yīng)急保障制圖產(chǎn)品制定統(tǒng)一的地圖命名規(guī)則，根據(jù)制圖圖紙大小，對圖名的位置、字體和字號等進(jìn)行規(guī)范。制圖數(shù)據(jù)的定義主要依據(jù)國家基本比例尺地圖圖式，并根據(jù)不同的應(yīng)急事件類型，去掉一些不相關(guān)的要素，突出表示與應(yīng)急工作相關(guān)的要素。

圖1 總體框架圖

元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)目錄是對數(shù)據(jù)庫中包含的各類數(shù)據(jù)的描述以及數(shù)據(jù)目錄組織結(jié)構(gòu)的說明性信息。

（3）組件層

組件層采用面向?qū)ο蟮慕M件開發(fā)技術(shù)，使系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò)展性。組件層由面向不同功能的開發(fā)組件組成，包括數(shù)據(jù)處理、模版選擇、范圍定義、圖廓整飾、地圖編輯、專題標(biāo)注、系統(tǒng)配置、制圖輸出等功能組件。合理的組件劃分，有利于減少軟件的耦合度，是軟件質(zhì)量的保證。

（4）業(yè)務(wù)層

業(yè)務(wù)層是指使用組件層提供的組件，基于制圖流程，設(shè)計應(yīng)急專題制圖功能架構(gòu)，優(yōu)化基礎(chǔ)測繪成果快速制圖技術(shù)流程，構(gòu)建出滿足應(yīng)急保障快速制圖服務(wù)要求的系統(tǒng)。基于組件層的開發(fā)模式，既能保證開發(fā)速度又能保證系統(tǒng)質(zhì)量。

2.技術(shù)流程

根據(jù)應(yīng)急專題制圖的業(yè)務(wù)需求，在規(guī)范、快速、流程化的制圖需求基礎(chǔ)上，快速出圖系統(tǒng)的技術(shù)實施路線設(shè)計遵循了直觀明了、簡潔實用、操作方便的設(shè)計原則，采用細(xì)粒度，流程自動化，一鍵式的設(shè)計方法，系統(tǒng)的技術(shù)實施路線（圖2）。

圖2 技術(shù)實施路線圖

3.部署模式

快速出圖系統(tǒng)基于內(nèi)網(wǎng)軟硬件環(huán)境部署（圖3）。

圖3 部署模式圖

四、系統(tǒng)功能設(shè)計

根據(jù)以往自然災(zāi)害和突發(fā)事件處理對快速高效的應(yīng)急測繪保障服務(wù)的需求和應(yīng)急保障業(yè)務(wù)流程，遼寧省應(yīng)急測繪保障快速出圖系統(tǒng)需要開發(fā)數(shù)據(jù)處理、模版選擇、范圍定義、圖廓整飾、地圖編輯、制圖輸出、文檔管理、地圖數(shù)據(jù)瀏覽與查詢、圖層管理等功能。實現(xiàn)專題圖制作的模板化、智能化與快捷化，滿足基礎(chǔ)測繪成果及應(yīng)急專題信息的分布式管理與快速的查詢、調(diào)用、轉(zhuǎn)換、地圖整飾與快速輸出等功能要求。

1.數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理功能用于整合遼寧省行政區(qū)域范圍內(nèi)多尺度的基礎(chǔ)測繪3D數(shù)據(jù)，具體功能包括投影轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)提取、合并、更新等功能，形成應(yīng)急基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，支撐數(shù)據(jù)制圖功能。

2.地圖編輯

地圖編輯功能包括地圖頁面放大、縮小、平移、識別、測距、測面、全圖、前一視圖及后一視圖；坐標(biāo)定位、行政區(qū)定位；框選范圍、調(diào)整范圍及導(dǎo)入制圖范圍文件等功能。

3.模版選擇

模板選擇功能是將制圖規(guī)則集成到模板中，以便在制圖系統(tǒng)中進(jìn)行可視化定義與選擇。系統(tǒng)提供包括1:1萬、1:5萬、1:10萬和1:25萬四種比例尺的全要素地形圖、政區(qū)圖、交通圖、三維暈眩圖和遙感影像圖五類制圖模板的定義與選擇功能。

4.范圍定義

范圍定義功能主要包括制圖區(qū)域定位、地圖圖名、制圖區(qū)域范圍、比例尺、紙張大小等模式的定義、制圖范圍編輯、標(biāo)準(zhǔn)圖幅范圍計算等操作。范圍定義功能采用區(qū)域大小自動計算技術(shù)，實現(xiàn)了由制圖范圍、比例尺、紙張大小三個參數(shù)兩兩組合，自動計算制圖范圍的功能，實現(xiàn)通過設(shè)置地圖范圍和比例尺大小確定制圖范圍；設(shè)置地圖范圍和紙張大小確定制圖范圍；設(shè)置地圖紙張大小和比例尺大小確定紙張范圍。

5.圖廓整飾

通過選擇的制圖模版及定義的制圖范圍，自動創(chuàng)建應(yīng)急地圖文檔，實例化圖廓整飾要素，包含結(jié)合表生成、圖幅網(wǎng)格生成、圖廓生成、圖名修改及比例尺調(diào)整等內(nèi)容。

6.專題標(biāo)注

應(yīng)急地圖的專題標(biāo)注功能提供專題要素標(biāo)注、箭頭標(biāo)繪、箭頭樣式選擇、經(jīng)緯網(wǎng)創(chuàng)建、批量修改注記字體大小、地圖專題設(shè)色和符號角度計算等功能。

7.系統(tǒng)配置

系統(tǒng)配置功能可以靈活配置系統(tǒng)中的一些重要的參數(shù)數(shù)據(jù) ，如系統(tǒng)默認(rèn)紙張大小以及特定紙張大小下的制圖范圍、比例尺及頁邊距等。

8.圖輸出

制圖輸出功能提供輸出多種格式的地圖文檔，可以存儲在硬盤中；也可以連接繪圖儀直接打印輸出。

五、結(jié)語

通過遼寧省測繪應(yīng)急保障快速出圖系統(tǒng)的建設(shè)，使全省在應(yīng)急測繪保障工作中做到快速響應(yīng)保障需求、快速分析資料情況、快速制作專題地圖、快速輸出送達(dá)現(xiàn)場、快速提供保障服務(wù)，快速為省級領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)辦公、調(diào)研、視察、決策編制輸出專題領(lǐng)導(dǎo)辦公用圖，有效提高應(yīng)急測繪保障工作效率與服務(wù)水平。