卞盼盼，徐威杰，付丹丹，管明雷，周 立

（1.中國礦業(yè)大學，江蘇 徐州 221116；2.淮海工學院，江蘇 連云港 222005）

基于GIS的海域評估信息管理系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

卞盼盼1，徐威杰1，付丹丹1，管明雷2，周 立2

（1.中國礦業(yè)大學，江蘇 徐州 221116；2.淮海工學院，江蘇 連云港 222005）

為提高海域使用率和綜合管理效率，滿足海域評估需求，高效管理海域評估信息，設(shè)計了一種數(shù)據(jù)分布式存儲的基于GIS的海域評估信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以Visual Studio 2012為開發(fā)環(huán)境，采用C#編程語言，利用MapGIS K9和SQL Server數(shù)據(jù)庫進行開發(fā)，設(shè)計了地圖瀏覽、雙向查詢、鷹眼導航、表單制作、數(shù)據(jù)查詢和空間分析等功能，實現(xiàn)了海域使用權(quán)價值評估信息的標準化和可視化，為海域使用權(quán)價值評估提供了決策支持，對海洋可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

GIS；MapGIS K9；海域使用權(quán)；信息管理

海洋被稱為藍色國土，蘊藏著豐富的資源，隨著陸地資源的逐漸短缺和海洋科技的飛速發(fā)展，人們對海洋有了更深層次的認識，對其開發(fā)也達到了前所未有的高度[1]。然而，在海洋開發(fā)過程中出現(xiàn)了無序、無度、無償使用和盲目圈占等問題，且未確權(quán)用海較多，使得海域資源未能被充分高效地利用，因此實行海域有償使用勢在必行?？茖W的海域使用權(quán)價值評估是制定海域使用金征收標準的依據(jù)[2]；設(shè)計開發(fā)海域評估信息管理系統(tǒng)，能為海域使用權(quán)價值評估提供科學的數(shù)據(jù)支持。

海域使用權(quán)價值評估數(shù)據(jù)具有多源異構(gòu)且海量的特點，數(shù)據(jù)分散、不易管理是其瓶頸，因此需建立易于查詢更新、可進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析的海域評估信息管理系統(tǒng)[3-6]。本文利用MapGIS K9理論和技術(shù)設(shè)計開發(fā)了基于GIS的海域評估信息管理系統(tǒng)，為海域評估管理部門提供了科學的決策支持。

1 需求分析

1.1 系統(tǒng)功能需求

根據(jù)海域使用權(quán)價值評估信息的管理方式，結(jié)合實際工作需求，建設(shè)綜合管理空間數(shù)據(jù)和文檔調(diào)查數(shù)據(jù)的系統(tǒng)應具備以下功能：

1）基礎(chǔ)應用功能。在地圖和圖層上進行一系列基本操作，包括地圖顯示和坐標展示功能。地圖顯示功能實現(xiàn)對地圖的放大、縮小、漫游和還原，是系統(tǒng)所有功能的基礎(chǔ)。該功能將空間信息以圖形的形式直觀地展示給用戶，用戶可自由調(diào)整視角，方便查看。

2）空間查詢功能。用戶可通過該功能查詢感興趣海域的基本屬性、海域等級等信息。

3）統(tǒng)計分析功能。根據(jù)文檔調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果對海域進行綜合分析和有效評估。

4）系統(tǒng)管理功能。為了保證管理系統(tǒng)的有效性和安全性，需要根據(jù)用戶角色（系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)錄入員、數(shù)據(jù)審核員等）的不同，分別管理其權(quán)限及詳細信息[7]。

1.2 系統(tǒng)性能需求

為了有利于系統(tǒng)的擴展，建立一個高性能、高穩(wěn)定性的系統(tǒng)應滿足的需求有：

1）安全性。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲了大量地圖數(shù)據(jù)和文檔調(diào)查數(shù)據(jù)，因此對系統(tǒng)安全性的要求很高，系統(tǒng)管理員需定期對存儲于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行復制保存，做好備份工作；系統(tǒng)操作環(huán)境對病毒等非法入侵應具有良好的抵抗能力。

2）可擴展性。系統(tǒng)應具有可擴展性，緊跟技術(shù)發(fā)展步伐，以滿足用戶日益增長的需求。

3）實用性。根據(jù)海域使用權(quán)價值評估實際需求，結(jié)合用戶使用習慣，建設(shè)一個便于管理、易于操作的信息管理系統(tǒng)。

2 數(shù)據(jù)分析與建庫

2.1 數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)主要包括空間數(shù)據(jù)和文檔調(diào)查數(shù)據(jù)兩大類?？臻g數(shù)據(jù)包括外業(yè)采集的廣西省、江蘇省、遼寧省的用海定級圖，中國省級行政區(qū)劃基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，以及各省用海定級圖經(jīng)數(shù)字化和分類處理得到的港口航運用海定級圖、旅游娛樂用海定級圖、填海造地用海定級圖和養(yǎng)殖用海定級圖。文檔調(diào)查數(shù)據(jù)包括遼寧省6個市21個區(qū)縣的海域使用現(xiàn)狀調(diào)查表，其內(nèi)容主要包含海域資源市場化配置、海域使用權(quán)、海域使用金征收現(xiàn)狀、海域使用金抽樣、海域使用權(quán)制度實施后對社會經(jīng)濟發(fā)展的貢獻情況、海域使用論證、海域使用權(quán)價值評估機構(gòu)和人員情況、海域使用權(quán)價值評估需求、海域有償使用意見征詢、生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值支付意愿、典型生態(tài)系統(tǒng)和樣點海域使用權(quán)價值調(diào)查等。調(diào)查范圍包括海洋管理部門、市場化配置單位、用海企業(yè)等機構(gòu)；調(diào)查表信息主要包括管理部門、郵政編碼、通訊地址、海域面積、灘涂面積、淤泥質(zhì)岸線、基巖岸線、砂質(zhì)岸線、人工岸線等統(tǒng)計信息和表單數(shù)據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

空間數(shù)據(jù)存儲于MapGIS K9資源管理器中，空間數(shù)據(jù)庫主要由描述海域使用權(quán)價值評估信息的矢量圖層數(shù)據(jù)構(gòu)成。根據(jù)遼寧省、江蘇省、廣西省用海類型的不同，將其劃分為若干個用海定級圖圖層，每個圖層由相應的圖元數(shù)據(jù)組成。數(shù)據(jù)入庫過程中需保持圖層數(shù)據(jù)的坐標系與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫一致，數(shù)據(jù)庫目錄圖層命名規(guī)范統(tǒng)一。表1為以遼寧省填海造地用海定級圖為例的海域評估信息管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計，由于篇幅有限展示部分設(shè)計內(nèi)容。

表1 系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計

文檔調(diào)查數(shù)據(jù)存儲于關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQL Server中，通過外業(yè)調(diào)查和整理以Word表格形式存儲，經(jīng)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析，以市、區(qū)縣城市為唯一標識碼對調(diào)查內(nèi)容進行分類并入庫，數(shù)據(jù)類型精度根據(jù)列名內(nèi)容準確設(shè)計；用戶登錄信息入庫主要包括姓名、用戶編號、用戶性別、所屬部門、手機號、登錄密碼等基本信息（見表2～4）。

表2 海域使用權(quán)價值評估需求調(diào)查表設(shè)計

表3 海域資源市場化配置情況調(diào)查表設(shè)計

表4 海域使用權(quán)招標、拍賣、掛牌情況調(diào)查表設(shè)計

3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計

3.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計遵循安全性、可擴展性、實用性和先進性原則，根據(jù)海洋數(shù)據(jù)的特點，邏輯上將系統(tǒng)分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、服務層和應用層，如圖1所示。

圖1 海域評估信息管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

1）基礎(chǔ)設(shè)施層為系統(tǒng)提供所需的環(huán)境設(shè)施、存儲資源、軟件資源以及安全設(shè)備，是整個系統(tǒng)體系的基礎(chǔ)。

2）基于海洋數(shù)據(jù)海量性的特點，數(shù)據(jù)層采用分布式部署的方式，空間數(shù)據(jù)與文檔調(diào)查數(shù)據(jù)分別存儲于MapGIS K9和SQL Server數(shù)據(jù)庫中，減小了海量數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的運行壓力，提升了用戶體驗[8]。

3）服務層是整個系統(tǒng)業(yè)務部分的支撐平臺，是系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)的結(jié)合部分，具有良好的可擴展性，包括系統(tǒng)地圖服務、數(shù)據(jù)服務中間件、應用服務中間件和GIS 功能服務。

4）應用層是用戶通過前端顯示平臺與后臺服務器進行交互操作的場所，系統(tǒng)的應用層直接面向客戶，是整個系統(tǒng)的業(yè)務邏輯核心[9-11]。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

海域評估信息管理系統(tǒng)以MapGIS K9為基礎(chǔ)平臺，運用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，建立了集中國省級行政區(qū)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、用海定級專業(yè)數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、文檔調(diào)查數(shù)據(jù)等不同層次結(jié)構(gòu)的多源、異構(gòu)、海量數(shù)據(jù)于一體的海域使用權(quán)價值評估數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)了海域使用權(quán)價值評估數(shù)據(jù)的集群管理。系統(tǒng)的功能模塊包括數(shù)據(jù)管理模塊、基礎(chǔ)操作模塊、瀏覽查詢模塊和統(tǒng)計分析模塊，具體功能如圖2所示。

圖2 海域評估信息管理系統(tǒng)設(shè)計

數(shù)據(jù)管理模塊可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改等操作，對海域使用權(quán)價值評估信息調(diào)查表進行統(tǒng)計入庫，根據(jù)所在省、市、區(qū)縣和表名等查詢條件進行表單查詢及統(tǒng)計分析。基礎(chǔ)操作模塊可實現(xiàn)圖層數(shù)據(jù)的平移、縮放、復位等操作，還可實現(xiàn)鷹眼導航及距離、角度、面積量測等功能；同時系統(tǒng)支持數(shù)據(jù)的輸入及圖層輸出基本功能。瀏覽查詢模塊可實現(xiàn)地圖的圖層瀏覽和屬性查詢等功能，還可實現(xiàn)圖屬聯(lián)動，并高亮顯示。統(tǒng)計分析模塊可根據(jù)所在地區(qū)及表名實現(xiàn)海域面積、灘涂面積、淤泥質(zhì)岸線、基巖岸線、砂質(zhì)岸線和人工岸線的統(tǒng)計。

4 系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

基于C/S模式架構(gòu)，以MapGIS K9基礎(chǔ)GIS框架為平臺，通過VS2012開發(fā)環(huán)境，運用C#語言二次開發(fā)實現(xiàn)系統(tǒng)功能。

4.2 主要功能實現(xiàn)

系統(tǒng)主要功能包括海域評估基本信息查詢、文檔調(diào)查數(shù)據(jù)查詢、評估分析等。其中海域評估基本信息查詢實現(xiàn)了圖屬聯(lián)動（圖3），直觀地展示了所查詢海域的評估分值、周長、面積等屬性信息。圖3a為廣西省用海定級圖，黑色閃爍區(qū)域為廣西省部分養(yǎng)殖用海定級圖，與之對應的屬性信息為圖3b第31行屬性信息，可知其海域使用權(quán)價值評估分值為72，周長為97 984.06 m，面積為166 436 955.54 m2。

圖3 圖屬聯(lián)動查看界面

地圖瀏覽可使用鷹眼導航，鷹眼導航提供了縮略圖和放大鏡功能?？s略圖功能實現(xiàn)地圖縮略圖的顯示，同時支持地圖縮放時的局部地圖顯示；放大鏡功能實現(xiàn)對當前地圖的放大顯示，支持跟隨鼠標局部放大顯示。同時，系統(tǒng)還支持面積量測功能，如圖4所示。

圖4 面積量測功能實現(xiàn)界面

根據(jù)省、市、區(qū)縣、表名等查詢條件實現(xiàn)對文檔調(diào)查數(shù)據(jù)的查詢，查詢信息與所選表名內(nèi)容一致。圖 5為對某市海域使用權(quán)抵押樣點基本情況調(diào)查表（用海企業(yè)）的查詢結(jié)果，因涉及重要信息，對查詢結(jié)果做了處理。同時，統(tǒng)計查詢得到該省海域面積為2 937 200 hm2、灘涂面積為112 990 hm2、淤泥質(zhì)岸線為603.06 km、基巖岸線為452.02 km、砂質(zhì)岸線為316.26 km、人工岸線為142.6 km。

圖5 文檔調(diào)查數(shù)據(jù)查詢界面

系統(tǒng)基于地理空間信息和屬性信息（如海域自然條件、區(qū)位條件、海域資源稀缺條件、毗鄰土地條件、交通條件、污染、氣候等影響因子），建立了海域定級評估分析模型，并對不同用海類型進行了評估分析，以輔助定級、評估及流轉(zhuǎn)需要。

5 結(jié) 語

根據(jù)海域評估信息化管理需求，本文開發(fā)了基于GIS的海域評估信息管理系統(tǒng)及功能模塊。通過野外作業(yè)和內(nèi)業(yè)處理得到空間數(shù)據(jù)和文檔調(diào)查數(shù)據(jù)，以Visual Studio 2012為開發(fā)環(huán)境，運用MapGIS K9和SQL Server數(shù)據(jù)庫技術(shù)設(shè)計開發(fā)該系統(tǒng)。結(jié)果表明，系統(tǒng)的地圖瀏覽及查詢功能實現(xiàn)了海域使用權(quán)價值評估信息的標準化和可視化，屬性查詢和空間分析功能為海域使用權(quán)價值評估提供了數(shù)據(jù)支撐和決策支持。

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P208

B

1672-4623（2017）07-0065-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.07.020

卞盼盼，碩士研究生，研究方向為海洋測繪地理信息。

2016-11-02。

項目來源：國家海洋公益性行業(yè)科研專項資助項目（201105004）。