基于B/S架構的廣東省海島保護管理信息平臺建設

劉綺姮關月芝李可欣陳海萍譚斌陳驅

(1.國家海洋局南海信息中心 廣州 510310;2.自然資源部海洋環境探測技術與應用重點實驗室 廣州 510300;3.廣東藍圖信息技術有限公司 廣州 510665)

0 引言

廣東省是海洋大省,自然條件優越,海島資源豐富,累計擁有海島1 963個[1],海島數量居全國第三位。廣東省海島開發利用程度較高,海島已成為全省海洋經濟發展和社會發展的重要依托,科學開發利用和保護管理海島的影響深遠且意義重大。

《廣東省海島保護規劃(2011—2020 年)》[2]將提供多種形式的海島信息服務和海島信息產品,實現海島監視監測系統業務化運行作為重點工作目標,要求建設海島數據平臺和海島管理平臺,完成廣東省海島綜合管理決策支持信息系統。廣東省已對海島開展多次專項調查和常規調查,整理完成海島地名普查、海島統計、海島保護規劃、領海基點、無居民海島開發利用情況和海島整治修復項目等數據,開展海島保護管理信息化工作具備一定的數據積累。然而一方面,由于海島本身的地理環境限制,獲取海島及其周邊海域的自然環境和社會經濟等信息較為困難;另一方面,海島保護管理工作不斷提出新需求[3],但海島數據體系仍不完善,海島數據分散,信息產品單一,信息分析、融合和集成處理能力不足,都為海島保護管理信息化帶來阻礙。因此,提升海島基礎數據管理、業務應用和信息共享水平,整合海島現有信息資源并實現互聯互通,提高海島信息化管理水平[4],成為廣東省海島保護管理和信息化建設的重要課題。

1 平臺建設思路

1.1 建設目標

依據海島保護管理和信息化建設的有關標準,以加強海島保護管理、促進海洋經濟發展以及推進海洋資源的合理開發利用為基本著力點,整合海島歷史詳情調查、基礎地理信息和社會經濟規劃等數據,構建全省統一的海島保護管理信息平臺,為廣東省海島保護管理和海島開發利用提供技術支撐和保障,進一步提升廣東省海島保護管理的現代化信息水平和綜合能力。此外,通過挖掘現有海島信息數據的應用潛力,全面摸清廣東省海島數據詳情、基本特征、管理現狀以及存在的典型和突出問題,利用信息化手段提高海島保護管理質量,保障海島生態安全,促進海島可持續發展[5]。

1.2 建設內容

平臺建設內容包括數據建庫和平臺開發2 個部分。

(1)數據建庫:通過多維度數據采集、數據檢查分析和數據填報等方式,整合獲取廣東省海島地名普查數據、海島監視監測填報數據、海島整治修復項目數據、生態島礁工程項目數據、海島規劃成果數據、領海基點數據、違法用島數據、法前開發利用數據、海島基礎底圖和海島遙感影像等多源異構海島管理數據,經數據轉換、數據清洗、歷史數據優化和數據融合等處理[6],根據統一的建庫標準入庫并實現綜合管控。

(2)平臺開發:引入平臺服務門戶和“一張圖”集成展示技術,建立集時空數據和屬性信息數據于一體的海島保護管理信息平臺,建設信息服務門戶、“一張圖”可視化、海島地名管理、重點海島管理和后臺管理等模塊,進一步提升廣東省海島綜合數據管理應用和信息共享水平。

2 平臺設計

2.1 總體架構

根據廣東省海島保護管理的實際業務需求,采用B/S架構模式,依托現代信息技術手段,以數據庫中的歷史和現勢自然資源環境信息、專題調查數據以及行政管理資料等多源異構海島信息為基礎,建立集海島屬性數據、空間和時間數據以及多比例數據于一體的區域性海島保護管理信息平臺,實現海島資源的可視化和標準化管控,為海島保護管理、開發利用和整治修復等工作提供決策支撐。平臺總體架構如圖1所示。

圖1 廣東省海島保護管理信息平臺總體架構

平臺分為基礎設施層、數據管理層、服務支撐層和應用層[7]。①基礎設施層主要借助無人機、視頻監控、浮標和遙感等手段,獲取與海島保護管理相關的空間信息、屬性信息和多媒體信息等,搭建“空、地、海”海島數據采集體系,為平臺運行提供基礎軟、硬件環境;②數據管理層包括數據處理和數據庫建設,通過多平臺和多層次采集的海量多源異構海島數據在此進行歸集、清洗、優化和融合等標準化處理,基于數據庫管理技術和海島數據的特點,建設海島保護管理綜合數據庫,實現對入庫數據的分類管理和有效管控,為應用層的相關信息展示和服務提供數據基礎;③服務支撐層包括GIS應用支撐、數據交換與共享以及平臺維護3個部分,主要提供GIS地圖管理、空間分析、數據同步、數據共享、權限控制和安全認證等服務,對平臺各類應用進行運維管理和安全保障;④應用層是基于數據管理層和服務支撐層而構建的海島業務應用平臺,面向各類用戶提供信息服務、“一張圖”和海島管理等應用,實現海島資源的信息查詢、疊加展示和綜合分析,為海島保護管理工作提供決策支撐[8]。

平臺的服務對象主要包括海島管理部門、其他涉海部門、科學研究機構和社會公眾,為各類用戶提供海島信息服務。

2.2 數據庫設計

海島數據是廣東省海島保護管理信息平臺的核心組成部分。由于海島及其周邊海域涉及多類業務數據,須在現代化信息技術的支撐下,對不同類型和不同專業的海量海島數據進行重組合并和提取轉換等操作,將加工好的數據按照統一標準入庫,并利用空間數據庫引擎對數據進行分層和分類管理。建成后的數據庫除支持本平臺的應用外,還充分考慮未來海島業務應用的擴展需求。數據庫的體系結構如圖2所示。

圖2 數據庫體系結構

分類建庫有助于數據的更新、維護和檢索。根據數據來源和數據結構特性,將平臺數據庫分為海島地名庫、重點海島管理庫、遙感監測庫和平臺管理庫,各數據庫之間既相互獨立又互相關聯。①海島地名庫是海島保護管理基礎數據庫,包括有居民海島和無居民海島兩大類數據。②重點海島管理庫是整個數據庫的核心,涉及多種業務數據,主要包括海島開發利用數據、海島整治修復數據、海島規劃數據和違法用島數據。③遙感監測庫包括基礎底圖、遙感影像和正射處理數據。基礎底圖為“一張圖”可視化提供基礎地理信息支持;遙感影像包括衛星遙感影像和無人機遙感影像,為海島保護管理提供不同精度的遙感影像數據成果;正射處理數據主要包括有居民海島的歷史正射影像數據和部分海島的現勢正射影像數據。④平臺管理庫是平臺運行的基礎保障,包括用戶管理、權限管理、數據交換和系統日志等信息。

3 平臺功能

廣東省海島保護管理信息平臺基于B/S 架構開發,編程語言采用Java,數據庫采用Oracle 12c數據庫系統,地理信息系統采用ArcGIS和Skyline平臺,空間數據庫引擎采用ArcSDE,圖表設計和展現采用用戶體驗較好的FLEX 和HTML 5技術。平臺主要功能模塊包括信息服務門戶、“一張圖”可視化、海島地名管理、重點海島管理和平臺后臺管理(圖3)。

圖3 廣東省海島保護管理信息平臺的功能模塊結構

3.1 信息服務門戶

信息服務門戶以海島保護管理信息服務為中心,對相關信息進行有序組織分類,提供包括海島旅游、海島養殖、海島交通運輸、海島工程、海島權益和海島防災減災等多類海島信息綜合匯聚和子平臺切換的統一入口,在門戶首頁展示海島地圖、海島專題和海島統計等信息,并通過快速訪問通道提高海島信息獲取的便捷性和時效性。信息服務門戶模塊包括應用全景導航和多源信息集聚等功能。

3.2 “一張圖”可視化

“一張圖”可視化以大陸岸線和遙感影像等為基礎底圖,對廣東省海島及其周邊海域的空間數據、屬性數據和圖形對象等進行多數據信息疊加展示,避免用戶在比對數據時因不斷切換數據圖層而帶來不便,大幅提升平臺信息查詢效率,增加使用友好度。同時,針對海量多源異構的海島數據,采用數據轉換、清洗加工、數據存儲和可視化交互分析等技術,基于瀏覽器顯示實現海島時空數據查詢、圖形化關聯分析和數據統計等功能,豐富可視化組件,促進對海島保護管理的時空分布、規律變化和結構布局的認識與研究,為科學調控和精準推進海島保護管理以及深入貫徹落實海島治理修復方針提供整體支持[9]。“一張圖”可視化模塊包括高效地圖管理、綜合展示服務和匯總分析等功能。

3.3 海島地名管理

海島地名管理以滿足廣東省海島地名普查數據成果管理業務需求為核心[10],提供對海島地理實體及其名稱、位置、圖件和照片等信息的錄入編輯和邏輯判斷,支持對海島地名普查數據進行空間和屬性查詢,以多樣化圖表展現并與地圖形成關聯,以跳轉和代理的形式完成海島地名管理成果的下載和保存。海島地名管理模塊包括信息錄入、成果管理和地圖關聯等功能。

3.4 重點海島管理

重點海島管理針對海島的開發利用、整治修復和規劃建設以及領海基點和違法用島等多項業務數據,實現對重點海島管理數據的填寫和提交,并支持填報數據的自動校驗。以海島為基本單位,可查詢已完成數據填報并審核通過的海島管理信息,可設置海島屬性條件和空間條件,實現對重點海島管理情況的統計分析。重點海島管理模塊包括信息填報、查詢查看和統計分析等功能。

3.5 平臺后臺管理

平臺后臺管理模塊包括用戶管理、權限管理和平臺日志等功能[11],確保廣東省海島保護管理信息平臺能夠順暢、快速和無障礙地實現各項功能。

4 結語

在海島數據管理的基礎上,建設廣東省海島綜合管理決策支持信息系統是廣東省海島信息化工作的重點任務。本研究運用標準數據庫建設、GIS地圖管理和“一張圖”集成展示技術[12],以海島自然資源環境信息、專題調查數據和行政管理資料等多源異構海島信息為基礎,開發區域性海島保護管理信息平臺,實現對海島資源的可視化、信息化和標準化管控,為廣東省海島的保護管理和開發利用提供有效的決策支持。