基于Walk Service平臺的無錫城市空間數據管理系統設計與實現

顧 杰

(無錫市征地服務中心，江蘇 無錫 214023)

0 引 言

隨著無錫經濟持續快速發展與城市化水平不斷提高，土地利用強度增強，城市地上地下空間開發利用得到了大發展。城市高層建筑的“上天入地”推進了城市空間的立體開發，城市地鐵建設的快速發展帶動了城市地下空間資源的大規模開發利用。地鐵建設推進了城市定向、有序的發展，并帶動地鐵沿線房地產業的發展和地下商業交通的開發利用[1]。在此背景下，土地概念從平面向立體轉變，土地利用從平面利用向立體利用推進，因而土地測量數據庫也需要從平面向立體分層推進。無錫市《城市地下空間建設用地管理辦法》出臺后，國有土地使用權分層設置越來越復雜，迫切需要通過建立“無錫城市空間數據管理系統”對空間數據進行管理。“無錫城市地上地下空間立體數據管理系統研究”課題被江蘇省國土資源廳列為2017年度科技計劃項目。

1 系統設計目標

緊緊圍繞拓展建設用地空間，推進節約集約用地，推進產業升級和結構調整，促進經濟增長方式轉變，推動城鄉統籌和城鎮化發展，建設資源節約型和環境友好型社會的需要，以保障城市地上地下空間開發健康、規范、有序、穩步進行為總目標，創新城市地上地下空間建設用地開發數據管理關鍵技術，構建城市地上地下空間立體數據管理、信息共享與服務集成平臺，實現空間數據管理、查詢、調用業務系統一體化[2]。

2 系統架構

2.1 系統總體功能分析

“無錫城市空間數據管理系統”遵循“國土資源云”總體框架，智慧國土共享平臺以數據庫為基本框架，基于SOA思想，面向國土資源、政務數據和社會化服務應用，實現各類數據采集、整合、匯交、更新、管理、交換、共享、利用等，通過智慧國土平臺實現決策指揮、共享服務和智慧應用3大服務功能(圖1)。

圖1 “國土資源云”總體框架

系統集成了測繪、CAD和GIS 3個領域實用技術，充分融合現代科技成果，在數據組織方式、數據加工深度和數據表現方式等方面更加適合城市發展實際和智慧測繪應用需求。

2.2 開發平臺環境

Walk體系是面向對象、基于網絡和數據庫的，空間數據具有圖形和屬性一體化的特點。其采用工作空間和層來組織和管理數據，數據庫存儲數據，按實體概念描述現實世界，用地物表示現實世界中的實體，因此，系統采用Walk Service平臺支持服務架構[3]，并基于Walk Service平臺進行二次開發。開發環境為Microsoft Visual Studio 2010，語言采用C++，數據庫采用Access、 SQLite、SQL Server、Oracle等。

2.3 多層架構設計

整個平臺由數據層、系統層和業務層組成，其總體框架如圖2所示。

圖2 平臺總體框架圖

(1)數據資源層

數據資源層分為空間數據庫和業務屬性數據庫。空間數據庫由國土資源圖形空間數據庫、基礎地理信息數據文件數據庫和外部交換數據構成。業務屬性數據庫包括國土資源業務數據和其他業務數據。

(2)系統層

系統層主要包含數據更新利用、質量控制、數據加工和數據采集等功能。

(3)業務應用層

“無錫城市空間數據管理系統”覆蓋了信息化測繪的諸多功能，包括：數據基礎、地形測量、數字地模、制圖制表、數據建庫、數據分析、數據質檢，特別是與今后不動產信息系統相銜接，構成了信息化測繪軟件的標準[4]。

2.4 業務架構

“無錫城市空間數據管理系統”提供空間數據采集、編輯、檢查、瀏覽、查詢、分析和制圖等測繪與GIS核心功能，支持基礎地理信息數據的維護、更新入庫、數據質檢、輸出分發和應用[5](圖3)。

圖3 業務架構環境圖

(1)數據基礎：工作空間分層模板控技術、基于OGC模型GDAL/OGR數據動態加載、全球投影和地方坐標系、影像金字塔。

(2)專業測量：圖根測量、全站儀、GNSS、測距儀、電子平板、在線影像底圖、地圖編輯。

(3)數字地模：等高線、TIN/DEM、斷面、土石方計算。

(4)制圖制表：標準圖式、國家地形圖系列制圖、專題圖集編制、GDT/Excel制表。

(5)數據建庫：GIS數據建模、拓撲/網絡構造、多層要素疊加、圖屬一體化編輯。

(6)數據分析：空間分析、DEM分析、地理編碼、地圖建模。

(7)數據質檢：一鍵式統檢、測量及接邊檢查、拓撲/剖分檢查、圖屬一致性檢查。

3 網絡架構

硬件物理架構提供各類數據和應用計算服務的核心計算區域，包括高性能計算區(共享平臺服務區)和云計算服務區(應用服務區)，同時輔助有集中存儲區和測試編譯區。硬件系統部署設計如圖4所示。

圖4 服務體系架構圖

整個硬件系統物理架構采用云計算基礎架構，實現虛擬化和聚合硬件資源。基礎架構服務可全面虛擬化服務器、存儲設備和網絡資源，聚合這些資源，并基于業務優先級將資源準確地按需分配給應用程序[1]。

4 結 語

“無錫城市空間數據管理系統”作為智慧無錫時空云平臺項目的重要組成部分，以直觀表達的全覆蓋精細地理信息和時空地理信息為基礎，面向廣泛應用環境按需提供地理信息、物聯網節點定位和功能軟件服務，具有開放性、繼承性、安全性、智能化、重點性等特點。

本文主要總結了系統開發的設計、功能分析和架構實現的總體技術路線，通過技術創新、制度創新和管理創新，以需求為導向、以信息技術促管理、以應用促發展，積極應用和推廣信息技術，對提升城市內部和城市間的創新能力、推動產業升級和結構調整以及城市可持續發展將有著重要意義。