王永安 劉順喜 李峰 劉讓國(guó)

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，河北石家莊 050081）

基于B/S的土地產(chǎn)品共享系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王永安 劉順喜 李峰 劉讓國(guó)

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，河北石家莊 050081）

面向土地資源數(shù)據(jù)使用所面臨的共享需求，綜合使用ArcGis Api for Flex、GeoServer和WebService方法，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)B/S架構(gòu)的土地資源數(shù)據(jù)產(chǎn)品共享系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了土地資源數(shù)據(jù)產(chǎn)品的在線(xiàn)查詢(xún)?yōu)g覽，數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)需求的提交及需求狀態(tài)的監(jiān)控，并可下載需求對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)產(chǎn)品的在線(xiàn)共享，提高了土地?cái)?shù)據(jù)資源的信息化程度和土地資源管理部門(mén)及相關(guān)業(yè)務(wù)人員的工作效率。

土地變更調(diào)查產(chǎn)品 數(shù)據(jù)共享B/S架構(gòu) ArcGis Api for Flex WebService

1 引言

土地是國(guó)家的根本物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，土地利用變更調(diào)查是以縣為單位查清村和農(nóng)、林、牧和漁場(chǎng)等以外的土地權(quán)屬及其數(shù)量、分布和利用狀況所進(jìn)行的科學(xué)調(diào)查[2]，是土地調(diào)查的重要內(nèi)容，是土地有效利用和土地管理工作的基礎(chǔ)[3]。土地利用變更調(diào)查結(jié)果產(chǎn)品是反應(yīng)土地利用現(xiàn)狀的重要國(guó)土資源數(shù)據(jù)，且當(dāng)前對(duì)國(guó)土資源數(shù)據(jù)共享的要求愈加迫切[4]，建立一個(gè)土地變更調(diào)查產(chǎn)品共享系統(tǒng)，在不同用戶(hù)和部門(mén)之間高效共享數(shù)據(jù)產(chǎn)品，提高數(shù)據(jù)使用效率，指導(dǎo)土地合理規(guī)劃，具有重要意義。

基于B/S架構(gòu)的土地變更調(diào)查產(chǎn)品共享系統(tǒng)，具有發(fā)布速度快、更新維護(hù)方便和數(shù)據(jù)共享程度高等特點(diǎn)[5]。本系統(tǒng)以國(guó)家高分專(zhuān)項(xiàng)國(guó)土資源應(yīng)用示范系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用Flash Builder4.7開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，針對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和主要功能實(shí)現(xiàn)等展開(kāi)論述，通過(guò)對(duì)土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)產(chǎn)品共享服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)土地?cái)?shù)據(jù)產(chǎn)品的查詢(xún)?yōu)g覽及產(chǎn)品生產(chǎn)需求的提交，對(duì)于實(shí)現(xiàn)土地資源共享和高效利用具有重要意義。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于面向服務(wù)的體系架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）的設(shè)計(jì)原則，將本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為3層架構(gòu)，從下到上依次為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層如圖1所示。存儲(chǔ)用戶(hù)及權(quán)限信息，控制用戶(hù)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)存放的數(shù)據(jù)主要為空間數(shù)據(jù)，使用空間數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)描述信息及其地理位置信息；需求業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)用戶(hù)提交的需求及狀態(tài)信息；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)存放統(tǒng)計(jì)條件和統(tǒng)計(jì)模型，以及基于統(tǒng)計(jì)模型和統(tǒng)計(jì)條件對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的結(jié)果數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)圖等，數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

2.1.1 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要用于正射影像、動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)成果（宏觀遙感監(jiān)測(cè)信息提取成果和新增建設(shè)用地提取成果）、變更調(diào)查成果（遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理成果和內(nèi)業(yè)核查成果）、高分?jǐn)?shù)據(jù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)和地名數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，分別采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)非空間數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，不同類(lèi)型數(shù)據(jù)通過(guò)唯一標(biāo)識(shí)的字段進(jìn)行關(guān)聯(lián)[6]。

2.1.2 服務(wù)層

服務(wù)層提供系統(tǒng)所需的各種支撐服務(wù)，主要包括地圖服務(wù)、地名服務(wù)、用戶(hù)服務(wù)、業(yè)務(wù)服務(wù)和軌道計(jì)算服務(wù)等。其中地圖服務(wù)采用開(kāi)源的地圖服務(wù)器GeoServer發(fā)布符合OGC標(biāo)準(zhǔn)的地圖服務(wù)[7]，用戶(hù)之間可以更容易迅速地共享空間地理信息[8]，其他服務(wù)均采用WebService的方式，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的封裝，提供各種業(yè)務(wù)操作的后臺(tái)實(shí)現(xiàn)。

2.1.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層采用Flash Builder 4.7開(kāi)發(fā)工具和ArcGis Api for Flex開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的各項(xiàng)功能。主要分兩部分：基礎(chǔ)應(yīng)用和專(zhuān)業(yè)應(yīng)用。其中基礎(chǔ)應(yīng)用部分包括基礎(chǔ)地圖操作（加載顯示地圖、地圖放大、縮小和漫游）、圖層控制和地名查詢(xún)定位等，是與業(yè)務(wù)應(yīng)用無(wú)關(guān)的基礎(chǔ)功能，是可重用的基礎(chǔ)組件。專(zhuān)業(yè)應(yīng)用部分包括元數(shù)據(jù)查詢(xún)?yōu)g覽、需求提交及狀態(tài)查詢(xún)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)等，是與土地變更調(diào)查密切相關(guān)的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用組件，可選擇集成到系統(tǒng)中。其中，元數(shù)據(jù)查詢(xún)?yōu)g覽既可以通過(guò)若干常用條件進(jìn)行簡(jiǎn)單查詢(xún)，也可以組合全部要素進(jìn)行復(fù)雜查詢(xún)，查詢(xún)結(jié)果列表顯示并在地圖上顯示其空間地理信息；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)按指定條件對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行查詢(xún)統(tǒng)計(jì)，并在地圖上以柱狀圖的方式顯示。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系圖

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 ArcGis Api For Flex

ArcGis Api for Flex是ESRI公司2008年新推出的WebGis客戶(hù)端開(kāi)發(fā)包，用于富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序RIA(Rich Internet Application)的開(kāi)發(fā)，它將代碼編譯成swf文件，通過(guò)Flash Player插件在瀏覽器中運(yùn)行，具有跨平臺(tái)、速度快和用戶(hù)體驗(yàn)好的優(yōu)點(diǎn)[9]。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)將界面設(shè)計(jì)與業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)分開(kāi)，前端使用ArcGis Api for Flex，采用Flex語(yǔ)言進(jìn)行界面開(kāi)發(fā)?；贔lex Viewer開(kāi)發(fā)框架開(kāi)發(fā)并添加自定義的業(yè)務(wù)功能組件，這種方式能有效實(shí)現(xiàn)功能模塊之間的松耦合，同時(shí)縮短開(kāi)發(fā)周期。業(yè)務(wù)功能組件通過(guò)繼承BaseWidget類(lèi)，自定義業(yè)務(wù)界面，調(diào)用后臺(tái)WebService實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)操作，并在前端顯示業(yè)務(wù)操作結(jié)果。后臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)以.NET Framework為基礎(chǔ)，采用C#進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并將服務(wù)在IIS中發(fā)布，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程分工明確且高效。

3.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

土地變更調(diào)查產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括高分標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、正射影像數(shù)據(jù)、宏觀監(jiān)測(cè)信息提取成果、新增建設(shè)用地提取成果、遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理成果、內(nèi)業(yè)核查結(jié)果、縣級(jí)年度基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)和遙感影像本底數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)等。其中用戶(hù)信息庫(kù)

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)負(fù)責(zé)完成高分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)行政區(qū)的覆蓋率統(tǒng)計(jì)、變更調(diào)查生產(chǎn)需求的完成情況統(tǒng)計(jì)和變更調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)（耕地、林地和新增建設(shè)用地）等。

土地變更調(diào)查以年度為單位以行政區(qū)為單元進(jìn)行，查詢(xún)統(tǒng)計(jì)模型的構(gòu)建應(yīng)以行政區(qū)分級(jí)為基礎(chǔ)，結(jié)合時(shí)間要素進(jìn)行，從時(shí)間過(guò)程和空間演變上實(shí)現(xiàn)對(duì)土地變更調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和對(duì)比。本文以時(shí)間為一個(gè)基本維度，在行政區(qū)上采用分層分析法，建立與土地變更調(diào)查業(yè)務(wù)向適應(yīng)的查詢(xún)統(tǒng)計(jì)模型。選定一個(gè)年度的情況下，實(shí)現(xiàn)該年度條件上不同行政區(qū)的查詢(xún)統(tǒng)計(jì)及統(tǒng)計(jì)結(jié)果的橫向比對(duì)；選定一個(gè)行政區(qū)的情況下，實(shí)現(xiàn)該行政區(qū)在多個(gè)年度上的查詢(xún)統(tǒng)計(jì)及統(tǒng)計(jì)結(jié)果的縱向比對(duì)。

4 主要功能實(shí)現(xiàn)

4.1 元數(shù)據(jù)查詢(xún)?yōu)g覽

由于土地變更調(diào)查是以行政區(qū)為單位進(jìn)行的土地調(diào)查，在進(jìn)行高分?jǐn)?shù)據(jù)查詢(xún)時(shí)，地圖框選范圍查詢(xún)已不能滿(mǎn)足土地變更調(diào)查的業(yè)務(wù)需求。針對(duì)行政區(qū)這種不規(guī)則的地理范圍，采用空間范圍相交、包含和被包含相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)高分?jǐn)?shù)據(jù)的按行政區(qū)查詢(xún)。

在將數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的瀏覽圖上圖顯示時(shí)，由于在WGS84坐標(biāo)下中高緯矩形范圍的顯示效果被拉伸，而ArcGis Flex Api自帶接口MapImagelayer的只接收矩形作為填充邊框，瀏覽圖在地圖上的貼圖效果不理想。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種快速幾何校正方法，根據(jù)元數(shù)據(jù)中四角點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)圖像進(jìn)行幾何校正，基于校正后圖像的四角點(diǎn)對(duì)圖像的4個(gè)頂角部分進(jìn)行透明色補(bǔ)充，以校正后的圖像進(jìn)行貼圖，實(shí)現(xiàn)瀏覽圖在地圖上的真實(shí)展現(xiàn)，使得用戶(hù)既能看到高分?jǐn)?shù)據(jù)的成像范圍，又能直觀的在地圖上看到這些高分?jǐn)?shù)據(jù)的成像效果，如圖3所示。

圖3 元數(shù)據(jù)查詢(xún)?yōu)g覽

4.2 觀測(cè)需求錄入

由于土地變更調(diào)查的業(yè)務(wù)特性，在某行政區(qū)高分?jǐn)?shù)據(jù)覆蓋不滿(mǎn)足要求的情況下，土地部門(mén)需要衛(wèi)星對(duì)未覆蓋區(qū)域進(jìn)行拍照觀測(cè)。由于衛(wèi)星本身的軌道特性和相機(jī)覆蓋特性，直接框選該區(qū)域提出觀測(cè)需求，衛(wèi)星成功規(guī)劃的可能性很小。因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的軌道計(jì)算服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)當(dāng)前時(shí)段的軌道根數(shù)計(jì)算星下點(diǎn)軌跡，并根據(jù)相機(jī)視角和側(cè)擺范圍，計(jì)算可成像范圍，星下點(diǎn)軌跡和成像范圍上圖顯示，使用戶(hù)提出的觀測(cè)需求更有針對(duì)性，規(guī)劃成功的可能性更高，用戶(hù)還可以查看未來(lái)一周內(nèi)的衛(wèi)星軌跡和成像范圍，如圖4所示。

圖4 觀測(cè)需求錄入

4.3 查詢(xún)統(tǒng)計(jì)

針對(duì)高分?jǐn)?shù)據(jù)，主要統(tǒng)計(jì)高分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)行政區(qū)的覆蓋率，針對(duì)變更調(diào)查生產(chǎn)需求，主要統(tǒng)計(jì)該需求的完成情況，針對(duì)變更調(diào)查產(chǎn)品，主要統(tǒng)計(jì)年度行政區(qū)的變化情況。其中，高分?jǐn)?shù)據(jù)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)時(shí)，需要計(jì)算高分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)行政區(qū)的覆蓋率，由于行政區(qū)是不規(guī)則區(qū)域，且高分?jǐn)?shù)據(jù)存在多條，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于多邊形頂點(diǎn)遍歷的凸多邊形求并算法，先對(duì)高分?jǐn)?shù)據(jù)范圍求并得到一個(gè)覆蓋區(qū)域，并采用網(wǎng)格法將行政區(qū)劃分為n×n的網(wǎng)格，計(jì)算網(wǎng)格中心坐標(biāo)落在覆蓋區(qū)域中的個(gè)數(shù)，得到高分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)行政區(qū)的覆蓋率。針對(duì)變更調(diào)查統(tǒng)計(jì)，編寫(xiě)一個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果類(lèi)，如圖5所示，用于記錄行政區(qū)、年度及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合Flex的Chart類(lèi)和ArcGis Flex Api的InfoSymbol類(lèi)，將查詢(xún)結(jié)果以柱狀圖的方式在地圖上展現(xiàn)，方便直觀，通過(guò)編寫(xiě)統(tǒng)計(jì)結(jié)果類(lèi)和圖形樣式設(shè)置文件，實(shí)現(xiàn)柱狀圖顯示樣式的自定義。

圖5 查詢(xún)統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)束語(yǔ)

為解決當(dāng)前土地資源數(shù)據(jù)利用所面臨的問(wèn)題，提高土地資源數(shù)據(jù)的共享度和利用率，本文基于B/S模式設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了符合SOA架構(gòu)的土地變更調(diào)查產(chǎn)品共享系統(tǒng)，后臺(tái)采用WebService對(duì)數(shù)據(jù)操作進(jìn)行封裝，有效實(shí)現(xiàn)與前端業(yè)務(wù)操作的松耦合；前臺(tái)基于FlexViewer Widget模式，通過(guò)擴(kuò)展其預(yù)置的模板進(jìn)行自定義開(kāi)發(fā)，方便功能擴(kuò)展，同時(shí)提高了開(kāi)發(fā)效率。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)土地變更調(diào)查產(chǎn)品數(shù)據(jù)的在線(xiàn)查詢(xún)?yōu)g覽，觀測(cè)需求、存檔需求和產(chǎn)品生產(chǎn)需求的提交、需求狀態(tài)的查詢(xún)和數(shù)據(jù)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)，提高了數(shù)據(jù)產(chǎn)品的信息化管理水平。

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Design and Implement of Land Product Sharing System Based on B/S Architecture

WANG Yong-an,LIU Shun-xi LI Feng,LIU Rang-guo
(The 54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang Hebei 050081,China)

In order to meet the sharing requirements of land resource data use,this paper designs and implements a land resource data product sharing system based on B/S architecture by using ArcGis Api for Flex,GeoServer and WebService.This system can be used to query and browser the land resource data and products on line,and deliver data product production requirements and monitor requirement state,and download data products corresponding to requirements.This system can implement the online sharing of data and products,improve the informatization of land data resources and the efficiency of land resource management department and business personnel.

land change investigation product;data sharing;B/S architecture;ArcGis Api for Flex;WebService

TP311.52

A

1008-1739（2015）23-61-4

定稿日期：2015-11-12