測繪檔案管理系統設計及關鍵技術研究

張軍 高潔純

（1.江西省地質局地理信息工程大隊，江西 南昌 330001；2.江西華昌企業發展有限責任公司，江西 南昌 330108）

1 引言

測繪檔案資料是國家經濟建設、國防建設和科學研究的重要資料，為政府部門和各行各業進行生產、規劃、設計提供了重要依據和參考[1]。近年來，隨著我國經濟建設的快速發展，對測繪地理信息檔案資料的需求日益增長，對檔案服務質量的要求也越來越高。測繪檔案資料管理是一項細致復雜的工作，如何科學管理、充分利用這些檔案資源，為生產、管理部門提供快捷、便利的服務是當前急需解決的問題。過去，測繪檔案管理采用手工記賬或電子文件記賬的手段，已不能有效地對檔案進行科學管理、分發與服務，而通用的數字檔案管理技術又無法適用專業化較強的測繪檔案管理。為此，建立有效的測繪檔案信息化管理方式，對實現信息化測繪體系，推動測繪地理信息產業的健康發展具有重要意義。

2 系統設計

2.1 系統總體架構

測繪檔案管理信息化是對現有的測繪成果資料檔案進行整理，建立測繪成果檔案資源信息數據庫，設計和開發測繪檔案資源信息管理系統，實現測繪檔案安全管理及高效、便捷的查詢和分發服務[2]。

系統采用C/S 模式下數據庫管理架構進行設計，各功能模塊都建立在數據管理基礎上，所有各模塊連接、交互都是通過數據庫表結構之間的關鍵字或索引數據建立鏈接。系統采用Microsoft SQL Server 建立屬性數據庫，ARCSDE 建立空間數據庫，考慮GIS 作為數據管理系統共用平臺，本系統采用四層體系架構，如圖1 所示。

圖1 系統總體架構

（1）用戶層：指的是用戶主體，包括數據使用者及各級管理部門、相關團體等，具體的服務對象由系統建設者決定。

（2）應用服務層：包括業務層、應用層、管理層，以GIS 作為數據管理系統的信息平臺，由各個數據管理子系統錄入歸檔數據，將這些原始數據以規定的格式返回，再對數據進行分類、抽取、挖掘和融合等處理，在數據存儲的同時，將不同的信息按照規范的協議發布給相應的應用子系統，同時提供多種靜態和動態信息查詢接口，滿足這些外部系統的需求。

（3）數據層：基礎數據的存儲即服務器端，提供平臺和各子系統之間的信息接口。

（4）基礎設施層：基礎設施層為數據的采集、錄入、存儲提供了軟硬件支撐環境，包括操作系統、網絡、存儲和庫房。

2.2 數據庫設計

測繪成果檔案資源信息數據庫總體上分為基礎地理信息框架數據庫和成果資料檔案數據庫。

（1）基礎地理信息框架數據庫

基礎地理信息框架數據庫存放各種空間數據、基礎測繪計劃生產數據及其他各類相關數據，是不同時期、不同年代各種測繪成果數據的集合[3]。因此，基礎地理信息框架數據庫建設既要考慮到現勢數據的存儲管理，也要考慮后續工程建設中的歷史數據庫管理和地形圖產品分發服務。根據這一思想，數據庫從邏輯和物理上分為三個子數據庫，即基礎地理信息框架數據子庫、歷史子庫和產品子庫。根據數據庫建設特點和現有技術情況，歷史數據庫采用分版劃代法來建立。同時為了克服分版劃代法的不足，解決存儲數據量大和各版本之間聯系不緊密的問題，在歷史數據庫中只存儲更新過的數據，沒有更新的數據不存儲，并且歷史數據庫和現勢庫結構完全一致。為了避免更新次數增多導致歷史庫版本過多的問題，采用只建立一個歷史數據庫，通過在矢量數據的要素集和柵格數據的編碼且命名中加年代來區分版本。

（2）成果資料檔案數據庫

成果資料檔案數據庫包括空間數據庫、測繪成果資料檔案題錄數據庫和測繪成果資料檔案實體數據庫?？臻g數據庫由背景數據、結合表和全國結合表構成；測繪成果資料檔案題錄數據庫由各類題錄信息表、用戶登記表、歸口單位登記表、用圖單位表、各種比例尺地形圖登記表等多個表組成；測繪成果資料檔案實體數據庫則存儲各種實體數據集。

2.3 系統功能設計

測繪資料檔案日常的管理可概括為“進”、“管”、“出”，由此，系統功能根據測繪資料檔案管理業務一體化的原則進行設計。根據測繪檔案具有地理屬性的特點，經過分析處理，基于ArcGIS 軟件，利用GIS技術將測繪檔案屬性信息與空間信息相掛接，實現測繪檔案按圖形空間定位檢索和管理，實現測繪檔案的信息化、網絡化、標準化管理。

同時，采用Microsoft SQL Server 數據庫作為系統屬性數據庫，對測繪檔案的屬性進行管理，完成數據的錄入、修改、刪除等工作，實現辦公系統局域網管理，減少系統管理員的工作量；提供各種報表的輸出功能，方便使用和管理；提供用戶多級別查詢，提高工作效率；采用用戶多級權限設置，保障數據的安全性和保密性；對服務器上的檔案進行顯示、編輯、查詢、圖形分析、數據輸出等操作，使用戶能夠直觀地對檔案進行操作，系統功能模塊如圖2 所示。

圖2 系統功能模塊

（1）檔案匯交

提供大批量資料檔案數據的數據庫入口，可以通過此模塊進行介質資料和電子資料的數據入庫、庫內維護，再借助立卷歸檔功能將資料庫中的數據依照建檔規則進行批量自動化的歸檔。

（2）檔案管理

系統可以實現數字化檔案的入庫、瀏覽、下載，案卷級著錄、案件級著錄、專題著錄、各種著錄表導入等；檔案日常業務管理，如接收、借用、銷毀登記等；計算機編目組卷、歸檔管理；檔案查詢統計，報表輸出；檔案的存儲備份管理等。建立數字成果與元數據、采集系統、有關技術文檔等的關聯，將生產數字成果的成圖環境、設計等信息隨同數據一起保管和調用，用戶可以快速查詢元數據、瀏覽數據實體或快視圖，調閱技術文檔等。檢索時可以查詢目錄信息、相關文檔、技術規定，通過關鍵字自動從存儲設備中調用。

（3）檔案分發

該模塊主要實現測繪資料的發布、查詢，并結合Microsoft SQL server 全文檢索技術，快速、高效地查詢到用戶所需數據，并將提取的數據轉換為用戶要求的特定格式、投影和坐標系統，實現與專業上GIS制圖軟件集成，依據生產的數字產品對產品庫進行維護更新，在此基礎上將查詢結果加入訂單，實現訂單的生成，用于對測繪資料檔案的分發利用。利用檢索中心所保存的訂單信息，結合辦公自動化流程控制技術，實現對測繪資料檔案的分發、借閱、銷毀流程的監控，并實現對相應清單的打印輸出等功能。

（4）系統管理

主要進行系統用戶管理、功能角色和數據角色分配、權限分配、日志管理、圖層方案創建和分配、數據字典、文件數據源和空間數據源的設定等。實現元數據項管理、元資料類型建模、資料類型建模、數據類型建模、元檔案類型建模、檔案類型建模、資料和檔案的編目管理。此外，還支持虛擬庫房創建、庫房配置和維護，分類庫管理、立卷規則等，并對數字庫房實現可視化管理，如增加、刪除、調整及查詢等。

3 系統實現及特點

3.1 系統實現

測繪檔案管理系統建設遵循“標準先行、分步實施”的原則進行數據整合、建庫、開發建設各應用功能，系統建設共分兩期建設來完成。一期建設主要實現檔案著錄、檔案目錄信息查詢檢索、檔案統計、檔案利用和檔案銷毀等基本功能，同時，實現系統與中心0A系統集成。二期建設主要實現原文顯示、在線瀏覽、檔案下載和基于天地圖的圖形查詢。目前該系統已基本全部建成，實現了對測繪檔案資料的“收、管、用”業務的整合，有效解決了測繪檔案管理方面的不足。

3.2 系統特點

（1）系統實用性強，業務功能實用，實現了測繪檔案“收、管、用”一體化流程管理。（2）操作簡單直觀，使用維護方便，強大的導入導出功能，減少了著錄工作量。（3）按角色和權限實行嚴格的訪問控制，系統與檔案信息數據運行安全可靠。（4）系統有數據備份策略，定時自動備份數據和文檔，具有較強的災難恢復能力。（5）涉及地理空間圖形的測繪檔案，均可以建立對應的圖形對象，利用圖形檢索技術可以方便地檢索到該范圍內的分類檔案。

4 系統建設關鍵技術

4.1 數據庫技術

測繪檔案資源信息數據庫采用屬性數據庫與空間數據庫分離設計的思路，空間數據引擎選用ArcSDE，空間數據庫采用Oracle，屬性數據庫直接采用Microsoft SQL Server 存儲，空間數據通過ArcSDE的空間數據庫中間件存入Oracle 11g 關系型數據庫，數據存儲模型采用GeoDatabase 模型。Oracle 11g 數據庫是專門設計用于網格計算的數據庫，在管理企業信息方面最為靈活和高效[4]。通過簡化的安裝、大幅減少的配置和管理需求、自動性能診斷和SQL 調整，顯著降低了管理IT 環境的成本。GeoDatabase 是建立在DBMS 之上的統一的、智能化的空間數據庫。GeoDatabase 可在商用關系型數據庫中存儲地理空間數據，所有數據一起存儲在商業DBMS 中，利用信息技術的發展集中管理，極大地簡化了支持和維護過程。

4.2 基于服務的數據提取技術

準確地從測繪檔案資源信息數據庫中提取用戶需要的成果資料檔案數據并記載提取的相關信息，是分發服務系統的一個關鍵技術環節。測繪檔案資源信息數據庫分發服務子系統采用webService 方式，提供發布鏈接、讀取數據庫以及下載FTP 文件的服務，并通過發布的服務從數據庫中讀取FTP 文件路徑，將文件數據下載到服務器端，同時計算下載的數據量，再把下載的相關信息寫數據庫。

4.3 基于圖形空間位置的索引技術

測繪資料檔案具有明顯的地理分布特征，因此基于圖形空間位置的測繪資料檔案管理、定位、檢索是必不可少的。系統建設中充分利用空間數據與屬性數據雙重索引關鍵技術，空間數據的索引主要使用Oracle spatial 發布的WFS 服務進行查詢，然后基于索引數據進行檢索。在檢索過程中，索引地圖起到索引和目次的作用，實現了測繪資料檔案數據庫與圖形雙向相通。索引地圖采用GeoGlobe 地圖服務的方式實現，有利于后期系統的擴展及更新維護。最終，系統實現了根據測繪資料檔案數據庫內容按地區或圖幅在地理底圖上標出測繪資料檔案的情況，并通過它在屏幕上用開窗定位方法檢索數據庫中的測繪資料檔案。

5 結束語

測繪檔案管理系統的建設既是密切貼合地理信息業務需求的產物，也是測繪檔案工作適應當前信息化潮流的必然之舉[5]。本文采用先進的空間數據庫為技術手段，建成了測繪檔案管理系統，實現了測繪檔案資料的信息化、電子化、網絡化和高效化管理，為電子檔案館的實施打下了堅實基礎。