黃 興

（1. 麗水市國(guó)土勘察測(cè)繪規(guī)劃院，浙江 麗水323000）

為了更好地實(shí)現(xiàn)國(guó)土信息動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)違規(guī)用地、搞清資源狀況、摸清資源家底，國(guó)土部提出了國(guó)土一張圖的概念，即遙感圖像、土地利用現(xiàn)狀、基本農(nóng)田、遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、土地變更調(diào)查以及基礎(chǔ)地理信息等多源信息集成，與國(guó)土資源的計(jì)劃、審批、供應(yīng)、補(bǔ)充、開(kāi)發(fā)、執(zhí)法等行政監(jiān)管系統(tǒng)疊加，共同構(gòu)建統(tǒng)一的國(guó)土資源信息綜合監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源開(kāi)發(fā)利用的“天上看、網(wǎng)上管、地上查”，從而實(shí)現(xiàn)資源動(dòng)態(tài)監(jiān)管的目標(biāo)。麗水市已有獨(dú)立的地籍信息系統(tǒng)、檔案系統(tǒng)、土地監(jiān)察管理系統(tǒng)、土地利用系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化（OA）等，同時(shí)本市作為全國(guó)低丘緩坡試點(diǎn)地區(qū)，正在開(kāi)發(fā)建設(shè)低丘緩坡荒灘等未利用地在線監(jiān)管系統(tǒng)。如何更好地將已有系統(tǒng)和新開(kāi)發(fā)系統(tǒng)融入“一張圖”的大家庭中，是系統(tǒng)建設(shè)共享服務(wù)的更高要求。

1 設(shè)計(jì)架構(gòu)

基于國(guó)土一張圖理念，充分利用已有成果設(shè)計(jì)了國(guó)土“一張圖”解決方案，總體框架設(shè)計(jì)如圖1，由“四層兩系”組成，其中四層包括運(yùn)行環(huán)境層、核心數(shù)據(jù)庫(kù)層、綜合信息管理與共享應(yīng)用層、國(guó)土各類主題應(yīng)用層，“兩系”分別由配套的政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系、組織運(yùn)行體系等運(yùn)行機(jī)制構(gòu)成。

運(yùn)行環(huán)境層：包括市縣國(guó)土數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)硬件環(huán)境（服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)施等）、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（政務(wù)網(wǎng)、涉密網(wǎng)、公眾網(wǎng)）、支撐“一張圖”解決方案和國(guó)土業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)軟件（操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、GIS平臺(tái)）。

核心數(shù)據(jù)庫(kù)層：“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫(kù)和核心數(shù)據(jù)文件。充分利用已有的數(shù)據(jù)，通過(guò)整合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，形成核心數(shù)據(jù)庫(kù)。核心數(shù)據(jù)庫(kù)包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、土地資源數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)、地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)、低丘緩坡數(shù)據(jù)、其他專題數(shù)據(jù)、目錄元數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)維數(shù)據(jù)；核心數(shù)據(jù)文件包括歷年影像數(shù)據(jù)。其中，地理信息空間數(shù)據(jù)主要包括基礎(chǔ)地理框架數(shù)據(jù)等，土地資源數(shù)據(jù)主要包括土地調(diào)查數(shù)據(jù)、土地利用規(guī)劃和基本農(nóng)田數(shù)據(jù)等，礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)主要包括礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量調(diào)查數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)、礦產(chǎn)地質(zhì)、礦產(chǎn)資源規(guī)劃、探礦權(quán)登記和采礦權(quán)登記等，地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)主要包括地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、礦山環(huán)境管理、地質(zhì)勘查規(guī)劃、地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃和礦山環(huán)境保護(hù)與治理規(guī)劃等，低丘緩坡數(shù)據(jù)包括工作方案審批情況、規(guī)劃情況、實(shí)施方案及實(shí)施進(jìn)展情況等數(shù)據(jù)，其他專題數(shù)據(jù)主要是指檔案文卷等?！耙粡垐D”核心數(shù)據(jù)庫(kù)與國(guó)土資源管理相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)掛接，為“一張圖”提供基礎(chǔ)信息來(lái)源。

綜合信息管理和共享應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)核心數(shù)據(jù)庫(kù)管理，包括相關(guān)核心數(shù)據(jù)資源的交換即數(shù)據(jù)的檢查、入庫(kù)、更新和輸出，將應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)與核心數(shù)據(jù)庫(kù)建立掛接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換和加載，將原先C/S模式或獨(dú)立模塊發(fā)布成服務(wù)接口，通過(guò)成果共享服務(wù)系統(tǒng)發(fā)布“一張圖”資源，管理國(guó)土“一張圖”的目錄與元數(shù)據(jù)以及各類資源服務(wù)的監(jiān)控和權(quán)限管理。

主題應(yīng)用層：將原先獨(dú)立的系統(tǒng)融入“一張圖”的大家庭，利用“一張圖”發(fā)布的資源，結(jié)合所涉及的各類國(guó)土業(yè)務(wù)，搭建業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)。例如，利用“一張圖”資源，建立“一張圖”監(jiān)管分析決策系統(tǒng)，進(jìn)行國(guó)土資源的監(jiān)管，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，為國(guó)土資源相關(guān)決策提供數(shù)據(jù)和信息支持。通過(guò)“一張圖”綜合信息管理和共享應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，對(duì)外提供基于“一張圖”的國(guó)土資源信息共享，使各業(yè)務(wù)系統(tǒng)都可以基于相同的資源進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。

運(yùn)行機(jī)制：國(guó)土“一張圖”的建設(shè)離不開(kāi)相關(guān)政策、管理制度支持，需建立日常數(shù)據(jù)采集、更新、發(fā)布、應(yīng)用制度和機(jī)制，將“以圖管地、以圖管礦、以圖管災(zāi)”的理念，深入貫徹到日常工作中。

圖1 國(guó)土“一張圖”解決方案總體框架

整個(gè)國(guó)土業(yè)務(wù)可以采用SOA面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)架構(gòu)，形成一個(gè)高內(nèi)聚松耦合的系統(tǒng)，各個(gè)功能點(diǎn)可以靈活組裝。底層的GIS Web服務(wù)器可以選擇符合OGC規(guī) 范 的ArcGIS Server、GeoServer、ERDAS Apollo等GISWeb服務(wù)器。各主流GISWeb服務(wù)器優(yōu)缺點(diǎn)如表1，可根據(jù)項(xiàng)目需求靈活選擇。

表1 GIS Web服務(wù)器優(yōu)缺點(diǎn)比較

元數(shù)據(jù)目錄服務(wù)可以選擇符合OGC規(guī)范的開(kāi)源軟件。GeoNetwork是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的分布式空間信息管理平臺(tái)，設(shè)計(jì)用于訪問(wèn)具有空間特征的數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖產(chǎn)品以及各種來(lái)源的元數(shù)據(jù)，從而促進(jìn)基于因特網(wǎng)的空間信息交換與共享，可實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)的增、刪、改和自動(dòng)收割。三維部分可以采用商用軟件Skyline或開(kāi)源軟件World Wind。國(guó)土一張圖系統(tǒng)界面如圖2。

圖2 國(guó)土一張圖系統(tǒng)界面（審圖號(hào)：浙S（2012）002號(hào)）

2 關(guān)鍵技術(shù)

國(guó)土一張圖是基于統(tǒng)一的地理坐標(biāo)系、空間連續(xù)的全市國(guó)土信息集合，可以疊合顯示、分析和檢索，時(shí)間上具備動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，能夠及時(shí)發(fā)布審批信息以及基礎(chǔ)地理信息，全面反映最新的國(guó)土信息。其關(guān)鍵技術(shù)主要包括多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合技術(shù)、資源檢索技術(shù)、資源目錄服務(wù)技術(shù)、電子地圖緩存技術(shù)、地理空間數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)的歷史管理技術(shù)。

2.1 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合技術(shù)

一張圖工程的核心數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)來(lái)源各異，需要按照統(tǒng)一的規(guī)則集成、提取、轉(zhuǎn)換、加載，提升數(shù)據(jù)的價(jià)值，完成業(yè)務(wù)系統(tǒng)向核心數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)化，是核心數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的重要步驟。可以采用Web Service方式或數(shù)據(jù)調(diào)用接口的方式為“一張圖”核心數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)，對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，使管理層的數(shù)據(jù)可“沉淀”在專業(yè)層進(jìn)行瀏覽和分析。

2.2 資源檢索技術(shù)

對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)，全文檢索效率是一個(gè)大問(wèn)題?？刹捎瞄_(kāi)源的Apache Lucene技術(shù)解決這一問(wèn)題。Apache Lucene是一個(gè)可以容納各種結(jié)構(gòu)的文本檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，因此可將所有空間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地建立同樣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的文本索引。Apache Lucene并沒(méi)有提供空間索引，須將ApacheLucene與Oracle Spatial進(jìn)行結(jié)合。Oracle Spatial在一個(gè)表中可以容納點(diǎn)、線、面3種幾何對(duì)象，將所有的空間數(shù)據(jù)的幾何字段全部存入一張表中。只需在這一個(gè)表中即可檢索到所有的空間數(shù)據(jù)，大大提高了檢索效率。

2.3 資源目錄服務(wù)技術(shù)

資源目錄服務(wù)技術(shù)是將空間數(shù)據(jù)及服務(wù)的描述信息（空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)）進(jìn)行統(tǒng)一管理、維護(hù)、發(fā)布和檢索。資源目錄服務(wù)技術(shù)需定制空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)規(guī)范，開(kāi)發(fā)元數(shù)據(jù)查詢、插入、刪除、更新、收割接口，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)描述信息的搜集、分發(fā)、變化通知和發(fā)現(xiàn)。資源目錄服務(wù)是所有信息的匯總，并與各種信息源建立實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的消息聯(lián)動(dòng)，用戶在任何能夠連接資源目錄服務(wù)的位置都可以獲取所需要的信息。對(duì)于資源目錄的實(shí)現(xiàn)需要遵循OGC CSW 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（參考《GB21063.1目錄總體框架》、《GB21063.2目錄技術(shù)要求》、《GB21063.3目錄核心元數(shù)據(jù)》、《GB21063.4政務(wù)資源分類》、《GB21063.6技術(shù)管理要求》）。

2.4 電子地圖緩存技術(shù)

為提高平臺(tái)的并發(fā)查詢能力和響應(yīng)速度，平臺(tái)應(yīng)盡可能提供靜態(tài)化的緩存數(shù)據(jù)供客戶端訪問(wèn)。電子地圖數(shù)據(jù)可切割成瓦片進(jìn)行緩存（可參考《行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)電子地圖規(guī)范（送審稿）20110705》）。具體操作上可利用ArcGIS Server 10或自行開(kāi)發(fā)的相關(guān)應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.5 數(shù)據(jù)的歷史管理

對(duì)于需要進(jìn)行歷史管理的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分為現(xiàn)狀表和歷史表。新增現(xiàn)狀表中的記錄時(shí)，記錄初始錄入時(shí)間；變更或刪除現(xiàn)狀表中的記錄時(shí)，將相關(guān)信息記錄到歷史表中，并記錄變更時(shí)間。通過(guò)數(shù)據(jù)id、初始錄入時(shí)間和變更時(shí)間，不僅可以獲取單一數(shù)據(jù)的歷史記錄，而且可以獲取任一時(shí)間的數(shù)據(jù)狀態(tài)。對(duì)于矢量數(shù)據(jù)，利用兩個(gè)時(shí)間字段，在ArcGIS Server（ArcSDE）中可以支持矢量服務(wù)的歷史回溯。

將海量影像數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，采用統(tǒng)一的編碼和格式進(jìn)行影像數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，形成標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的影像數(shù)據(jù)庫(kù)，橫向上數(shù)據(jù)要形成邏輯上無(wú)縫整體，縱向上各種數(shù)據(jù)通過(guò)空間坐標(biāo)定位能夠相互疊加和套合。利用ERDAS Apollo或者ArcGIS Server對(duì)規(guī)范化后的影像數(shù)據(jù)入庫(kù)，并對(duì)外提供符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)。由于利用文件本身數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)來(lái)源的方式進(jìn)行管理，可以大大縮短影像數(shù)據(jù)的入庫(kù)時(shí)間。利用影像文件的元數(shù)據(jù)信息，如時(shí)間、行政區(qū)劃和圖幅號(hào)等，用戶可以快速發(fā)現(xiàn)和使用相關(guān)影像數(shù)據(jù)。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)麗水市國(guó)土資源“一張圖”建設(shè)，形成全市國(guó)土資源核心數(shù)據(jù)庫(kù)，全面、準(zhǔn)確地掌握全市土地、礦產(chǎn)、地質(zhì)、環(huán)境、水文、交通網(wǎng)絡(luò)、低丘緩坡等各類資源的數(shù)量、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和空間布局，準(zhǔn)確記錄資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程的各種信息，監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況，做到資源狀況“一覽無(wú)余”，改進(jìn)國(guó)土資源監(jiān)管方式，實(shí)現(xiàn)多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和集中展示，促進(jìn)國(guó)土資源管理業(yè)務(wù)網(wǎng)上運(yùn)行，完善國(guó)土資源全程監(jiān)管手段，提高監(jiān)管質(zhì)量和效率，逐步實(shí)現(xiàn)“以圖管地”、“以圖管礦”和“以圖防災(zāi)”，提升國(guó)土資源信息服務(wù)能力。

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