吳 蕾，王鐵軍，俞鋒華

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶 401120）

昌都市地理國情服務(wù)應(yīng)用示范平臺設(shè)計與實現(xiàn)

吳 蕾1，王鐵軍1，俞鋒華1

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶 401120）

以西藏自治區(qū)昌都市第一次地理國情普查數(shù)據(jù)成果為依托，針對地理國情普查信息化服務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域，設(shè)計昌都市地理國情普查信息化服務(wù)應(yīng)用示范平臺的總體架構(gòu)和功能，研究多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)整合、服務(wù)聚合、服務(wù)器集群和多節(jié)點服務(wù)架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了昌都市地理國情普查成果數(shù)據(jù)以及服務(wù)的多樣化展示，為地理國情普查信息化服務(wù)提供應(yīng)用示范平臺。

地理國情普查；信息化服務(wù)；多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)整合

如何有效管理地理國情普查數(shù)據(jù)，使地理國情普查生產(chǎn)的大量地理空間數(shù)據(jù)更好地服務(wù)于國家和社會是迫切需要解決的問題之一。本文依據(jù)實用性、先進性、易使用性的原則，設(shè)計昌都市地理國情普查信息化服務(wù)應(yīng)用示范平臺的架構(gòu)，研究多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)整合、服務(wù)聚合、服務(wù)器集群和多節(jié)點服務(wù)架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了地理國情普查成果數(shù)據(jù)以及服務(wù)的多樣化展示，充分體現(xiàn)昌都市地理國情的現(xiàn)狀，有效地為昌都市政府各行業(yè)部門提供了決策支持，同時為全國地理國情普查成果的信息化服務(wù)提供應(yīng)用示范[1-5]。

1 平臺設(shè)計

1.1 平臺總體架構(gòu)

昌都市地理國情普查信息化服務(wù)應(yīng)用示范平臺集成GIS、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，采用瀏覽器/服務(wù)器技術(shù)（B/S）結(jié)構(gòu)，從數(shù)據(jù)存儲、服務(wù)發(fā)布與展示應(yīng)用等方面進行系統(tǒng)設(shè)計。平臺主要由數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯層和應(yīng)用表現(xiàn)層4層組成，如圖1所示。

數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)基于昌都市第一次地理國情普查成果數(shù)據(jù)整合處理而成，包括地理空間信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、地理國情統(tǒng)計分析成果數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)管理相關(guān)數(shù)據(jù)3大類。其中地理空間信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括昌都市地形地貌數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、遙感影像解譯樣本數(shù)據(jù)、地表覆蓋數(shù)據(jù)、地理國情要素數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)層所有數(shù)據(jù)由Oracle數(shù)據(jù)管理工具集中管理，其中空間數(shù)據(jù)采用GeoDatabase格式，通過ArcSDE進行存儲和管理，屬性及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進行存儲和管理。

服務(wù)層包括昌都市矢量服務(wù)、影像服務(wù)、暈渲服務(wù)、地表覆蓋服務(wù)、地理國情專題要素服務(wù)等二維地理信息服務(wù)、三維場景服務(wù)以及數(shù)據(jù)庫操作服務(wù)等?；跀?shù)據(jù)層地理空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)整合、電子地圖配圖等操作，由ArcGIS Server發(fā)布形成二維地理信息服務(wù)；基于地形地貌數(shù)據(jù)以及遙感影像數(shù)據(jù)，利用Skyline系列軟件制作三維場景，由IIS發(fā)布形成三維場景服務(wù)；利用Java語言，開發(fā)非空間數(shù)據(jù)庫操作服務(wù)，實現(xiàn)服務(wù)綜合管理以及地理國情統(tǒng)計分析成果展示等功能。

圖1 平臺總體架構(gòu)

業(yè)務(wù)邏輯層介于數(shù)據(jù)服務(wù)層和應(yīng)用表現(xiàn)層之間，用于響應(yīng)前端用戶的各種操作請求。平臺基于MyEclipse+SSH技術(shù)框架，采用ArcGIS JavaScript API調(diào)用各類二維地理信息服務(wù)，提供地圖瀏覽、查詢、搜索定位等功能；利用Skyline Explorer插件的API實現(xiàn)三維場景展示功能；利用圖表插件實現(xiàn)統(tǒng)計成果數(shù)據(jù)的多樣化展示。

應(yīng)用表現(xiàn)層為操作平臺的接口，實現(xiàn)對平臺各功能的展示，該層的表現(xiàn)形式主要為以網(wǎng)頁形式組織起來的地圖、表格、圖表、圖片和文字等。

1.2 功能設(shè)計

針對昌都市地理國情普查數(shù)據(jù)特點，結(jié)合平臺需求，主要從7個方面進行功能設(shè)計：基本服務(wù)展示、地理國情統(tǒng)計成果展示、遙感解譯樣本展示、綜合查詢定位、服務(wù)綜合管理、區(qū)縣直通、系統(tǒng)管理，如圖2所示。

圖2 平臺功能設(shè)計

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)整合

分析研究了昌都市第一次地理國情普查成果、歷史矢量數(shù)據(jù)及相關(guān)專題數(shù)據(jù)在空間、時間、屬性等方面存在的相互關(guān)系，建立多源分類要素的圖層級轉(zhuǎn)換模型和分要素屬性級的屬性結(jié)構(gòu)重構(gòu)模型，按照數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)圖層、屬性結(jié)構(gòu)的順序，建立多維度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系，構(gòu)建要素空間運算關(guān)系式，形成昌都市多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)整合模型?；谠撃Ｐ?，利用FME（feature manipulate engine，空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)）編寫數(shù)據(jù)整合處理工具，應(yīng)用于昌都市電子地圖矢量框架數(shù)據(jù)的提取整合，有效提升數(shù)據(jù)處理速度。

2.2 服務(wù)聚合

昌都市地理國情普查信息服務(wù)資源種類繁多，數(shù)據(jù)量龐大，為降低硬件資源的損耗并提高用戶體驗，提出服務(wù)聚合的解決方案[6]。服務(wù)聚合具體流程如圖3所示。

圖3 服務(wù)聚合技術(shù)流程

昌都市地理國情普查信息化服務(wù)應(yīng)用示范平臺采用該服務(wù)聚合技術(shù)實現(xiàn)了昌都市不同類型的地理國情信息服務(wù)的聚合展示，減少了服務(wù)器的負載壓力，提高了用戶體驗，同時為地理信息服務(wù)的快速更新與維護提供了便利。

2.3 服務(wù)器集群和多節(jié)點服務(wù)架構(gòu)

地理國情普查數(shù)據(jù)的復(fù)雜性、多樣性導(dǎo)致地理國情普查數(shù)據(jù)服務(wù)類型的多樣性，同時考慮到服務(wù)調(diào)用時硬件資源的負載壓力，對ArcGIS for Server平臺的服務(wù)器集群和多節(jié)點服務(wù)器架構(gòu)技術(shù)進行研究，提供一套服務(wù)器集群和多節(jié)點服務(wù)架構(gòu)解決方案[7]，以保證GIS服務(wù)提供的穩(wěn)定性。其架構(gòu)模型如圖4所示。

圖4 服務(wù)器集群與多節(jié)點服務(wù)模型架構(gòu)圖

該方案主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、文件服務(wù)器、ArcGIS服務(wù)器集群、Web服務(wù)器以及客戶端組成。在數(shù)據(jù)庫、文件服務(wù)器上安裝Web應(yīng)用服務(wù)器（Tomcat 7.0）、數(shù)據(jù)庫管理軟件（Oracle 11g）以及空間數(shù)據(jù)庫管理軟件（ArcSDE 10.1），ArcGIS服務(wù)器集群服務(wù)器上安裝ArcGIS Server 10.1，客戶端上安裝Web瀏覽器。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

基于地理國情普查多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)整合關(guān)鍵技術(shù)、服務(wù)聚合關(guān)鍵技術(shù)、服務(wù)器集群和多節(jié)點服務(wù)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)的研究成果，搭建了昌都市地理國情普查信息化服務(wù)應(yīng)用示范平臺，實現(xiàn)常規(guī)地圖操作及查詢、地理國情統(tǒng)計成果展示、遙感解譯樣本展示、綜合查詢定位、基本服務(wù)展示、服務(wù)管理與系統(tǒng)管理等，為地理國情普查成果的社會化應(yīng)用提供了示范平臺。平臺主界面如圖5所示。

平臺服務(wù)端:基于平臺電子地圖框架數(shù)據(jù)庫制作各類電子地圖，利用ArcGIS Server 10.1軟件發(fā)布了矢量、影像、暈渲、地表覆蓋、地理國情專題要素等地圖服務(wù)，利用Java語言，開發(fā)了統(tǒng)計分析成果展示、服務(wù)綜合管理、系統(tǒng)管理等功能相關(guān)的數(shù)據(jù)庫操作服務(wù)。

圖5 昌都市地理國情普查信息化服務(wù)應(yīng)用示范平臺

平臺客戶端：基于ArcGIS JavaScript API開發(fā)各類地圖服務(wù)的展示功能，并采用服務(wù)聚合技術(shù)實現(xiàn)昌都市不同類型的地理國情信息服務(wù)的聚合展示，利用JavaScript圖表插件實現(xiàn)了昌都市地理國情普查統(tǒng)計成果數(shù)據(jù)的多樣化展示。

4 結(jié) 語

昌都市地理國情普查信息化服務(wù)應(yīng)用示范平臺實現(xiàn)了對地理國情普查成果的服務(wù)發(fā)布與社會化應(yīng)用，可以滿足各類地理國情普查信息化服務(wù)的應(yīng)用及普查成果展示等需求。該平臺架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)已廣泛應(yīng)用于重慶測繪院多個項目中，驗證了平臺的實用性，可以將其推廣應(yīng)用到全國各省市地理國情普查信息化服務(wù)中。

[1]國務(wù)院第一次全國地理國情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室. 第一次全國地理國情普查培訓(xùn)教材之五:地理國情普查數(shù)據(jù)庫建庫技術(shù)方法[M].北京:測繪出版社，2015

[2]GDPJ 01-2013 地理國情普查內(nèi)容與指標[S].

[3]徐紅巖,王榮輝.第一次地理國情普查成果及其應(yīng)用分析[J].江西測繪,2014(4):62-64

[4]吳瓊.淺談地理國情普查成果的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息2015(10):106-108

[5]周遠波,雷德容.測繪部門在監(jiān)測地理國情中的地位和作用[N].中國測繪報,2013-12-05(3)

[6]曹建成,王凱,王乃生. “天地圖”服務(wù)聚合技術(shù)研究[J].測繪與空間地理信息,2013(3):77-79

[7]ESRI中國 (北京 )有限公司.ArcGIS 10.1 for Server 部署方案[EB/OL].https://wenku.baidu.com/view/da22231c2e3f5727a5e96261.html. 2014-06-06 ／ 2016-06-09

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B

1672-4623（2017）12-0015-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.12.005

2017-07-31。

吳蕾，碩士，工程師，主要從事GIS開發(fā)應(yīng)用研究。