湖北省測繪成果分發與管理系統設計及實現

張 莉 耿 晴 詹 偉 涂 康

（湖北省測繪成果檔案館,湖北 武漢 430070）

1 研究背景

2021年1月1日起正式施行的《中華人民共和國檔案法》（2020年修訂版）中特別增加了“檔案信息化建設”專章，對電子檔案的合法要件、地位、作用、安全管理要求和信息化系統建設等方面做出了明確規定。2019年發布的《自然資源部信息化建設總體方案》明確將“建設測繪地理信息業務檔案信息化管理和服務系統”納入“提升基礎地理信息保障服務能力”的工作任務中。《湖北省數字政府建設總體規劃（2020—2022年）》中也將檔案信息化納入了數字政府信息化建設的總體規劃。2021年5月，《湖北省基礎測繪“十四五”規劃》提出測繪成果資料檔案管理與服務保障能力建設，實現館藏檔案和庫房智能化管理，全方位提升湖北省自然資源資料檔案及服務保障能力。針對新時期測繪成果分發與管理工作的特點，筆者對湖北省測繪成果檔案信息化管理與分發系統進行設計并實現。

2 國內外測繪成果管理系統現狀

2.1 國內測繪成果管理系統現狀

測繪成果管理系統利用信息化手段對測繪地理信息檔案進行管理和應用，使測繪成果資料檔案科學化、規范化，提升了測繪成果服務水平，提高了測繪應急保障能力。

2020年國家基礎地理信息中心設計實現了國家測繪檔案業務管理系統[1]，構建了可持續測繪檔案業務平臺，實現了線上線下兼容式檔案數據管理。與此同時，省市級測繪成果檔案管理系統也應用“互聯網+”技術，對現有系統進行了升級改造。江蘇省測繪資料檔案館設計并實現了江蘇省測繪地理信息檔案管理系統[2]，系統基于測繪地理信息檔案數據庫，設計搭建了五個子系統，實現了測繪地理信息檔案業務的制度化、流程化和信息化管理。山東省國土測繪院在建設山東省測繪檔案管理服務系統的基礎上[3]，理清了省級測繪成果檔案的業務流程，研究了協同管理、匯交管控等關鍵技術，實現了省級測繪成果檔案一站式服務。遼寧省測繪檔案信息管理系統[4]利用GIS技術將測繪成果檔案的屬性信息與空間信息對應，實現了測繪成果檔案的信息化、網絡化、標準化管理。長春市測繪院設計實現了長春市測繪檔案綜合管理系統[5]，采用B/S架構模式，將系統分為前臺Web展現、后臺數據庫服務、后臺管理三大部分，使系統能夠滿足檔案資料方便、高效信息化管理的需要。

2.2 國外測繪成果管理系統現狀

國外測繪系統大多是特定場景、用途和區域下的測繪信息管理系統，或是針對行業介紹某項測繪數據庫管理技術，如自然災害測繪管理系統、植被參數測繪系統、水資源測繪管理系統和旅游區測繪系統等。

Damjanovi·Tina等（2012）以門戶網站的形式引入水資源管理專題地圖系統[6]，創建廣泛的專題地圖列表，為水資源的管理提供便利。Teresa Guard等（2018）針對城市中的噪聲污染，提出一種基于智能手機中噪聲污染測繪系統的參與式感知模型[7]，并建立圣埃倫娜省的環境測繪管理系統模型。D.Di Martire等（2017）在推動PST-A過程中，基于工程地質方法的SAR干涉測量數據集成，提出PST-A-3這一用于意大利全國范圍的滑坡測繪和風險管理系統[8]。疊加地質滑坡圖和衛星遙感數據兩種產品，量化了根據兩種檢測方法報告的事件之間的重合度，最終獲得了更新的滑坡清單圖。MoonGie Kim等（2008）設計和開發了使用多傳感器用于高速公路維護和管理的移動測繪系統[9]，改變了傳統的測量方法和工作費時費力的特點，實現了低成本和高效的道路維護過程。

3 測繪成果信息的內容

如圖1所示，湖北省測繪成果檔案館用于分發提供的地理信息資源成果分為基礎測繪成果與地理國情普查（監測）數據，基礎測繪成果包含4D產品、大地成果（包含三角點、水準點、GNSS測量控制點等）與航攝遙感數據，地理國情普查（監測）數據包含國情普查數據、國情監測數據與國情監測整景正射影像（DOM）數據。

圖1 地理信息資源成果內容

3.1 測繪成果分發工作內容

為滿足用戶的數據需求，測繪成果分發工作需要遵循規范的業務流程，需要完成用戶登記、領導審批、檢索需求數據、簽訂數據保密協議、數據提取、數據發送等主要工序和內容。系統成果分發模塊主要實現分發登記、生成單據的二維碼、單據打印、單據掃描件上傳、協議打印以及根據數據清單內容自動輸出成果數據到指定路徑，自動完成數據完整性的檢驗等功能。

3.2 測繪成果檔案管理工作內容

測繪成果是測繪生產的過程及最終產品，有多種類型，主要包括文檔、影像、圖件、數據、軟件代碼、施工日志、設計方案、數據庫等。測繪成果檔案管理工作的基本任務是數據保管，通過妥善保管，才能確保各類成果的可用性。隨著行業需求和應用范圍的擴大，測繪成果數據的使用量在不斷增大，測繪成果檔案管理已不再是簡單的保管工作了，還拓展到數據整理、完整性檢查、基本屬性關聯、快速查詢、可視化展示、格式轉換、保密審查、正確分發等。

4 測繪成果分發與管理系統的主要難點

4.1 兼容性

系統要求較高的兼容性，目的有以下三點：

（1）保證原分發系統的歷史數據庫可以遷移至新建的檔案信息化管理與分發系統中。

（2）保證測繪數據、遙感數據和地理信息數據在各種形式下的保存、管理、分發以及高效率轉換。

（3）系統應滿足行業標準，兼容主流技術并能夠便捷升級新技術。設計上充分考慮系統的擴展和開放性，必須能方便地實現其他信息的擴展。

4.2 數據種類多

如前所述，地理信息資源成果數據種類多，有多種不同形式、格式和特點的數據，在數據管理和可視化的時候，需要系統做好相應的技術準備。

4.3 人員角色多

按用戶對象信息使用和管理操作權限的不同，本系統用戶主要分為業務審批員、檔案服務員、普通用戶、系統管理員、安全管理員和安全審計員等用戶角色。按照具體工作業務需求，同一業務人員可以同時兼任多個角色。系統用戶角色多，人員權限關系復雜，系統業務庫的設計難度較大。

4.4 保密要求高

為確保系統和信息的安全，本系統需建立完善的身份認證、日志記錄和數據庫備份等安全機制，用戶只有獲得授權后才能夠訪問相應的服務。同時，系統也能夠實現不同的用戶配置不同的角色。在密碼方面，需要對接國產密碼數字證書系統以提供利用國產密碼加密方式。

5 技術設計及實現

5.1 技術流程圖

按照信息化系統建設標準要求，總體技術架構如圖2所示。

圖2 技術流程圖

（1）項目準備：成立項目小組，進行人員組織及分工安排，并制定項目工作計劃。

（2）需求分析：做好業務需求分析、數據流需求分析、用戶分析、網絡環境分析和安全保密需求分析等。

（3）資料分析：對成果分發系統資料情況進行摸底，形成資料清單，為數據庫設計和業務功能設計提供基礎支撐。

（4）系統建設：按照核心流程設計、數據庫設計、系統開發、系統測試、試運行及培訓等步驟完成系統開發工作。

（5）項目成果驗收及歸檔：包括資料整理、數據組織和整理、項目驗收以及成果歸檔等工作。

5.2 關鍵技術

系統使用了基于微服務架構的應用發布與管理技術和基于GDAL的測繪地理信息計算技術。

5.2.1 基于微服務架構的應用發布與管理技術

傳統的SOA（面向服務的架構）存在子系統間耦合度高、部署煩瑣、開發靈活性不足、穩定性差等問題，為了提高系統穩定性、開發靈活性及部署和運維的便捷性，系統引入了微服務架構的應用發布與管理技術，通過建設應用中心，圍繞單一業務場景構建微應用。平臺應用微服務化可實現平臺業務解耦，使得單個微服務更容易開發、理解和維護。每個微服務可以由單獨的開發團隊完成，且完成開發后通過容器化環境進行獨立部署，使得每個微服務應用能夠更便捷地支持服務擴展。

5.2.2 基于GDAL的測繪地理信息計算

GDAL（Geospatial Data Abstraction Library）是一個在X/MIT許可協議下的開源柵格空間數據轉換庫。系統采用GDAL/OGR對入庫的測繪地理數據進行空間信息計算，對包含空間數據的檔案記錄進行空間信息矢量化處理，通過GDAL/OGR對數據的處理與解析，還原空間信息的幾何結構，便于結合WebGIS進行地理空間展示，為測繪類檔案查詢檢索提供了更加豐富的展現形式。同時，把檔案數據與地理空間信息有機結合，做到測繪成果的空間可視化，將檔案與地理空間特征同時反饋給系統使用者，可達到查詢效果的優化展示。

5.2.3 系統實現

系統的實現參照軟件工程的開發流程實施，經過項目啟動階段、需求分析階段、技術設計階段、系統開發階段、系統測試及試運行階段、項目驗收階段六個階段順利完成。如圖3為系統登錄界面，圖4為系統主界面。

圖3 系統登錄界面

圖4 系統主界面

6 結語

本研究通過對湖北省測繪成果分發與管理系統的設計及開發，制定了一套滿足信息化管理要求的測繪成果管理標準，形成了一個包括柵格數據、矢量數據和空間網格數據的GDAL庫，搭建了涵蓋檔案管理、檔案查詢和檔案分發等核心環節的應用系統，從而實現了成果查詢、成果分發、統計分析、數據管理和系統管理功能一體化，全面提升了省級測繪成果分發和管理服務水平。