魏佳楠 吳 勇，2* 林華劍 龔祎壟 宋 昀 傅俊豪

1(福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 福建 福州 350007)2(福建省陸地災(zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)估工程技術(shù)研究中心 福建 福州 350007)3(福建師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院 福建 福州 350117)

0 引 言

近年來(lái)，“一張圖”工程已成為國(guó)土資源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，它主要利用GIS技術(shù)將多種信息有機(jī)地綜合到一個(gè)地圖界面上，并提供這些信息的交互查詢和相應(yīng)的空間分析[1]。其根本目的是充分發(fā)揮已有基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的作用[2]，對(duì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享使用具有重要意義?！耙粡垐D”系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于水文水資源[3]、林地[4]、煤礦地測(cè)[5]等領(lǐng)域。2018年國(guó)務(wù)院機(jī)構(gòu)改革方案提出，不再保留國(guó)土資源部，組建自然資源部。新組建的自然資源部整合了原國(guó)土資源部、原國(guó)家海洋局、原國(guó)家測(cè)繪地理信息局、國(guó)家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部、農(nóng)業(yè)部和原國(guó)家林業(yè)局的相關(guān)職責(zé)，對(duì)自然資源數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)高效的信息化建設(shè)就顯得尤為重要。為了將更多的資源數(shù)據(jù)與部門內(nèi)工作流程對(duì)接，構(gòu)建滿足自然資源管理新時(shí)代、新形勢(shì)下新要求的“一張圖”系統(tǒng)的需求應(yīng)運(yùn)而生?！耙粡垐D”系統(tǒng)不但應(yīng)具備更合理的空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)機(jī)制，還應(yīng)更加關(guān)注數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全管理問(wèn)題。

目前，已有學(xué)者在“一張圖”系統(tǒng)建設(shè)中的權(quán)限管理和日志管理方面展開(kāi)研究。在權(quán)限管理方面，張娜娜[6]采用基于角色的訪問(wèn)控制技術(shù)(RBAC)，實(shí)現(xiàn)基于角色的權(quán)限管理；任建剛等[7]設(shè)計(jì)的系統(tǒng)提供權(quán)限、角色的設(shè)置和管理，實(shí)現(xiàn)各類型數(shù)據(jù)的同步管理。在日志管理方面，吳慶雙等[8]設(shè)計(jì)的日志管理模塊用于記錄用戶的登錄信息，僅系統(tǒng)管理員具有查看日志信息、刪除用戶日志和導(dǎo)出用戶信息等功能的權(quán)限；許等平等[9]結(jié)合日志審計(jì)系統(tǒng)，通過(guò)日志記錄對(duì)事故進(jìn)行追根溯源。目前權(quán)限管理的多數(shù)研究集中在角色和系統(tǒng)功能權(quán)限的關(guān)系，較少涉及角色和空間數(shù)據(jù)權(quán)限的關(guān)系，進(jìn)一步將角色、系統(tǒng)功能和空間數(shù)據(jù)權(quán)限的關(guān)系有機(jī)結(jié)合的研究更為缺乏。在日志管理方面，記錄用戶在系統(tǒng)中的功能操作是多數(shù)系統(tǒng)的關(guān)注內(nèi)容，而較少涉及對(duì)服務(wù)端空間數(shù)據(jù)訪問(wèn)的記錄，不利于日志審計(jì)和系統(tǒng)故障排查工作的開(kāi)展。

針對(duì)上述問(wèn)題，根據(jù)龍海市自然資源局的需求，本文結(jié)合Angular、Node.js、Koa2和Redis等開(kāi)源框架，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于WebGIS的自然資源“一張圖”管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成與共享，提供數(shù)據(jù)查詢、輔助審核、統(tǒng)計(jì)分析、制圖、數(shù)據(jù)更新和系統(tǒng)管理等功能。更為重要的是，系統(tǒng)具有對(duì)服務(wù)端空間數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訪問(wèn)機(jī)制，具備統(tǒng)一管理角色權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限和功能權(quán)限的能力，并能將用戶使用系統(tǒng)的操作和對(duì)服務(wù)端空間數(shù)據(jù)的訪問(wèn)統(tǒng)一記錄在日志中，為龍海市自然資源局內(nèi)數(shù)據(jù)共享和高效管理提供支持。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 相關(guān)技術(shù)

WebGIS是傳統(tǒng)的GIS在網(wǎng)絡(luò)上的延伸和發(fā)展[10]，已應(yīng)用于堤防[11]、災(zāi)害評(píng)估[12]、地質(zhì)[13]等領(lǐng)域。本文系統(tǒng)基于WebGIS實(shí)現(xiàn)，利用ArcGIS Server進(jìn)行圖層的發(fā)布和管理，并將空間數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PostgreSQL數(shù)據(jù)庫(kù)中。前端采用ArcGIS API for JavaScript技術(shù)，結(jié)合Angular、Node.js、Koa2和Redis等開(kāi)源框架進(jìn)行系統(tǒng)的架構(gòu)與研發(fā)。本文使用的開(kāi)發(fā)框架可令系統(tǒng)具有良好的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性并能夠提升系統(tǒng)的性能。下面對(duì)涉及的技術(shù)做簡(jiǎn)要介紹。

Angular是一個(gè)用HTML和TypeScript構(gòu)建客戶端應(yīng)用的平臺(tái)與框架。它遵循基于組件的體系結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)組件都是獨(dú)立可重用的。Angular還具有雙向數(shù)據(jù)綁定的功能。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)使用Angular 6進(jìn)行前端Web頁(yè)面的構(gòu)建，使系統(tǒng)具有很好的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，組件化的構(gòu)建令開(kāi)發(fā)更加高效。

Node.js是基于JavaScript語(yǔ)言和Chrome V8引擎的運(yùn)行環(huán)境，采用模塊化管理[14]，具有單線程、非阻塞I/O(Input/Output)、事件驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)和輕量、可伸縮的優(yōu)勢(shì)。Koa2是基于Node.js平臺(tái)的下一代Web框架，可實(shí)現(xiàn)異步流程控制，免除重復(fù)繁瑣的回調(diào)函數(shù)嵌套。本文系統(tǒng)使用Koa2進(jìn)行后臺(tái)框架的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了路由分配、數(shù)據(jù)傳送等功能，利用Async、Await和Promise實(shí)現(xiàn)異步流程控制。同時(shí)，Koa2對(duì)系統(tǒng)日志的記錄具有良好的支持效果，提升了系統(tǒng)的性能。

Redis是一個(gè)高性能的Key-Value數(shù)據(jù)庫(kù)，支持多種類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的緩存。本文系統(tǒng)使用Redis將高頻訪問(wèn)的數(shù)據(jù)如功能、圖層、角色等信息進(jìn)行緩存，在系統(tǒng)登錄初始化時(shí)對(duì)用戶的權(quán)限進(jìn)行判斷并展示對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，提升了系統(tǒng)性能。

1.2 總體架構(gòu)

系統(tǒng)的構(gòu)建遵循相關(guān)規(guī)范和安全策略，總體架構(gòu)分為展示層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層和基礎(chǔ)設(shè)施層四部分，具體如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

(1) 展示層：直接面向用戶的使用，用戶將系統(tǒng)中不同功能的請(qǐng)求發(fā)送至業(yè)務(wù)層。通過(guò)Angular 6的組件化實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)具體UI界面的設(shè)計(jì)與交互，并通過(guò)UI組件請(qǐng)求業(yè)務(wù)層的服務(wù)，以完成展示層的功能。展示層具備數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)查詢、輔助審核、統(tǒng)計(jì)分析、制圖、數(shù)據(jù)更新、系統(tǒng)管理等功能。

(2) 業(yè)務(wù)層：業(yè)務(wù)層利用Node.js、Koa2、Redis和ArcGIS Server進(jìn)行構(gòu)建，借助Redis將權(quán)限和使用頻率高的信息進(jìn)行緩存，并使用ArcGIS Server進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的發(fā)布和管理，為展示層提供服務(wù)。業(yè)務(wù)層構(gòu)成了系統(tǒng)架構(gòu)的核心部分，滿足數(shù)據(jù)資源共享的需求。業(yè)務(wù)層由通用業(yè)務(wù)、功能業(yè)務(wù)和ArcGIS Server服務(wù)三部分組成。通用業(yè)務(wù)包括數(shù)據(jù)訪問(wèn)業(yè)務(wù)、權(quán)限管理業(yè)務(wù)和日志管理業(yè)務(wù)。功能業(yè)務(wù)包括數(shù)據(jù)瀏覽業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)查詢業(yè)務(wù)、輔助審核業(yè)務(wù)、統(tǒng)計(jì)分析業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)更新業(yè)務(wù)等。Node.js和Koa2為通用業(yè)務(wù)和功能業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)。ArcGIS Server服務(wù)包括Map Service、Feature Service和Geoprocessing Service，為空間數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和分析提供基礎(chǔ)。

(3) 數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)支撐，包括地理空間數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)三類。數(shù)據(jù)庫(kù)使用PostgreSQL。數(shù)據(jù)層具有存儲(chǔ)、備份等功能，為系統(tǒng)功能的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

(4) 基礎(chǔ)設(shè)施層：包括計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等，是系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障。

本文系統(tǒng)具有“統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)、統(tǒng)一權(quán)限管理、統(tǒng)一日志管理”的優(yōu)勢(shì)，解決了權(quán)限管理不完善、日志記錄不完整的缺陷，在增加系統(tǒng)安全性的同時(shí)，也為系統(tǒng)日后的維護(hù)、擴(kuò)展提供便捷。統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)是統(tǒng)一權(quán)限管理和統(tǒng)一日志管理的基礎(chǔ)。下面分別對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)、權(quán)限管理和日志管理的運(yùn)行機(jī)制和過(guò)程進(jìn)行介紹。

(1) 統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)：將系統(tǒng)對(duì)空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)有機(jī)地結(jié)合，避免了對(duì)兩類數(shù)據(jù)的獨(dú)立訪問(wèn)，有利于對(duì)空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)訪問(wèn)和信息獲取的控制。Redis中緩存的數(shù)據(jù)包括功能、圖層、角色等信息。統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)過(guò)程如圖2所示。

圖2 統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)過(guò)程

對(duì)空間數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)時(shí)，由客戶端發(fā)送請(qǐng)求給Koa2服務(wù)器，Koa2服務(wù)器在Redis中對(duì)功能-圖層表、屬性信息表進(jìn)行查詢，如果有對(duì)應(yīng)的查詢結(jié)果，將結(jié)果返回客戶端，否則，在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行查詢。若對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，則在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，得到查詢結(jié)果后將信息記錄在Redis中并返回客戶端。若對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)和查詢，Koa2服務(wù)器將在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)圖層的服務(wù)地址進(jìn)行查詢，對(duì)查詢到的服務(wù)地址進(jìn)行解析，將圖層地址頭、地址路徑等信息進(jìn)行拼接組成完整的訪問(wèn)地址。Koa2將拼接后的地址返回給客戶端，客戶端攜帶此地址訪問(wèn)ArcGIS Server服務(wù)端并進(jìn)行查詢，查詢得到的信息返回客戶端。

(2) 統(tǒng)一權(quán)限管理：將角色、功能和圖層三者有機(jī)地建立起關(guān)系，方便對(duì)用戶的權(quán)限進(jìn)行控制，用戶僅可以使用權(quán)限內(nèi)對(duì)應(yīng)的功能和數(shù)據(jù)，提升了系統(tǒng)的安全性，為數(shù)據(jù)共享提供了權(quán)限支撐。Redis存儲(chǔ)的內(nèi)容包括與權(quán)限有關(guān)的信息。統(tǒng)一權(quán)限管理過(guò)程如圖3所示。

圖3 統(tǒng)一權(quán)限管理過(guò)程

實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一權(quán)限管理的具體方法是用戶登錄系統(tǒng)時(shí)，將請(qǐng)求發(fā)送到Koa2服務(wù)器，然后在Redis中進(jìn)行權(quán)限信息的查詢，若Redis中有對(duì)應(yīng)的信息，將獲得的查詢結(jié)果返回給客戶端進(jìn)行系統(tǒng)初始化，否則，在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行查詢，得到查詢結(jié)果后返回給客戶端并且存入Redis中。查詢得到的不同結(jié)果令不同用戶登錄后的系統(tǒng)展示不同的功能界面和圖層界面，即用戶在使用系統(tǒng)時(shí)的權(quán)限信息由登錄時(shí)的權(quán)限判斷進(jìn)行確定。

(3) 統(tǒng)一日志管理：統(tǒng)一日志管理是在統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)日志不僅可以記錄用戶訪問(wèn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和使用系統(tǒng)功能等操作信息，而且能夠記錄訪問(wèn)的圖層服務(wù)的地址。統(tǒng)一日志管理過(guò)程如圖4所示。

圖4 統(tǒng)一日志管理過(guò)程

在統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)的基礎(chǔ)上，Koa2服務(wù)器可從Redis、數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取相應(yīng)信息。若對(duì)ArcGIS Server服務(wù)器進(jìn)行訪問(wèn)，在接收返回的空間數(shù)據(jù)時(shí)記錄地圖服務(wù)的地址。Koa2將獲取的用戶信息、時(shí)間、客戶端的IP地址等信息與系統(tǒng)操作信息整合成完整的日志記錄到日志表中，日志表存儲(chǔ)在PostgreSQL中。

統(tǒng)一日志管理避免了前端訪問(wèn)ArcGIS Server圖層服務(wù)卻無(wú)法被記錄的情況，能夠提高日志記錄的實(shí)時(shí)性、完整性和準(zhǔn)確性，有利于檢查錯(cuò)誤發(fā)生的原因，為保障數(shù)據(jù)的安全性提供基礎(chǔ)。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

數(shù)據(jù)資源在信息化建設(shè)中具有基礎(chǔ)性、支撐性、核心性的作用[15]。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，包括數(shù)據(jù)收集與整合以及數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。

2.1 數(shù)據(jù)收集與整合

數(shù)據(jù)收集來(lái)源于龍海市自然資源局各職能部門。根據(jù)數(shù)據(jù)類型劃分為地理空間數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)三類。地理空間數(shù)據(jù)包括土地?cái)?shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)等自然資源數(shù)據(jù)，如遙感影像圖、行政區(qū)劃圖、地災(zāi)點(diǎn)圖等；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括相關(guān)項(xiàng)目數(shù)據(jù)等；系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)包括角色數(shù)據(jù)、權(quán)限數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)等。

數(shù)據(jù)整合主要將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清理和規(guī)范化處理，并設(shè)置統(tǒng)一的空間參考和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系。將處理后的空間數(shù)據(jù)發(fā)布到ArcGIS Server服務(wù)端，服務(wù)形式包括WMTS、WMS、WFS等，通過(guò)訪問(wèn)圖層服務(wù)地址將數(shù)據(jù)對(duì)接入系統(tǒng)中。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)的分析和設(shè)計(jì)必須滿足用戶的具體要求[16]。為保障數(shù)據(jù)庫(kù)的可管理性和可維護(hù)性，提升系統(tǒng)的效率，在遵循數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立、數(shù)據(jù)冗余度低、數(shù)據(jù)庫(kù)命名規(guī)范等原則的情況下，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)展開(kāi)具體研究。

數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是從現(xiàn)實(shí)世界到虛擬世界過(guò)渡的過(guò)程。根據(jù)龍海市自然資源局內(nèi)不同科室及部門的職責(zé)，系統(tǒng)需為不同科室及部門提供不同的功能和使用圖層的權(quán)限。此外，圖層在組織形式上應(yīng)滿足靈活可變的需求，并支持不同的展示方式。在綜合考慮系統(tǒng)功能及其所涉及的各種實(shí)體以及實(shí)體之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體—聯(lián)系(E-R)模型，以展示各種數(shù)據(jù)及其之間的聯(lián)系。

數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的E-R圖為依據(jù)向關(guān)系模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本文系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)具有多類型和時(shí)空性的特點(diǎn)，故將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)分為空間數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)三部分?？臻g數(shù)據(jù)遵循相關(guān)空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)并基于概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中圖層與圖層的關(guān)系進(jìn)行組織。本文重點(diǎn)介紹與統(tǒng)一權(quán)限管理、統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)、統(tǒng)一日志管理相關(guān)的數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)。

(1) 統(tǒng)一權(quán)限管理的關(guān)鍵是如何有效地結(jié)合角色、空間數(shù)據(jù)和系統(tǒng)功能三者之間的關(guān)系。統(tǒng)一權(quán)限管理涉及的數(shù)據(jù)表包括角色表、圖層表、功能表、角色-圖層表、圖層-功能表和角色-功能表。其中：角色表與角色-圖層表、角色-功能表分別為一對(duì)多的關(guān)系；圖層表與角色-圖層表、功能-圖層表分別為一對(duì)多的關(guān)系；功能表與功能-圖層表、角色-功能表分別為一對(duì)多的關(guān)系。通過(guò)6張表的相互關(guān)系建立視圖，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)角色、圖層和功能之間關(guān)系的管理。統(tǒng)一權(quán)限管理涉及的數(shù)據(jù)表關(guān)系如圖5所示。

圖5 統(tǒng)一權(quán)限管理相關(guān)數(shù)據(jù)表關(guān)系圖

(2) 統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)包括對(duì)空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。對(duì)空間數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)，主要利用圖層表、圖層字段表、功能-圖層表和圖層選用屬性字段表。本文系統(tǒng)對(duì)空間數(shù)據(jù)中屬性信息的查詢方式是在其對(duì)應(yīng)的ArcGIS Server服務(wù)中進(jìn)行查詢。通過(guò)圖層表獲得圖層服務(wù)地址，利用圖層字段表、功能-圖層表和圖層選用屬性字段表獲取不同功能對(duì)應(yīng)的屬性字段信息。訪問(wèn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)將涉及其他相關(guān)的系統(tǒng)管理表和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表。統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)涉及的數(shù)據(jù)表關(guān)系如圖6所示。

圖6 統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)相關(guān)數(shù)據(jù)表關(guān)系圖

(3) 統(tǒng)一日志管理涉及的數(shù)據(jù)表是在統(tǒng)一權(quán)限管理的6張數(shù)據(jù)表的基礎(chǔ)上，增加了用戶表和日志表。系統(tǒng)將用戶使用的功能以及訪問(wèn)的ArcGIS Server中圖層的服務(wù)地址記錄在日志表中。日志表的內(nèi)容包括用戶名、用戶工號(hào)、操作類型、IP地址和時(shí)間等信息。統(tǒng)一日志管理涉及的數(shù)據(jù)表關(guān)系如圖7所示。

圖7 統(tǒng)一日志管理相關(guān)數(shù)據(jù)表關(guān)系圖

數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)包括建立索引、視圖以及存儲(chǔ)過(guò)程。為了提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度，在數(shù)據(jù)表中的主碼、外碼上建立索引，并在數(shù)據(jù)表中使用頻率較高的字段上建立索引。為了有效地關(guān)聯(lián)角色、圖層、功能三者的關(guān)系，并簡(jiǎn)化對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，建立對(duì)應(yīng)的視圖。為了提高系統(tǒng)頁(yè)面初始化的速度，通過(guò)設(shè)計(jì)存儲(chǔ)過(guò)程獲取權(quán)限信息、功能展示等信息。

在完成數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)后，將收集與整合后的數(shù)據(jù)在檢查無(wú)誤后錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試后完成數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)由業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)和系統(tǒng)管理子系統(tǒng)構(gòu)成。業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)集成了各類自然資源數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀展示；系統(tǒng)管理子系統(tǒng)作為業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)，滿足不同職能部門對(duì)不同數(shù)據(jù)的多樣需求，可對(duì)用戶和系統(tǒng)進(jìn)行便捷的管理。

3.1 業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)

業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)的功能模塊包括數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)查詢、輔助審核、統(tǒng)計(jì)分析、制圖和數(shù)據(jù)更新功能模塊。業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)功能模塊介紹如表1所示。

表1 業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)功能模塊

3.2 系統(tǒng)管理子系統(tǒng)

系統(tǒng)管理子系統(tǒng)可根據(jù)需求實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置和管理，設(shè)置僅管理員具有使用權(quán)限。功能模塊包括用戶管理、角色管理、圖層配置、軟件功能配置、權(quán)限管理、日志管理、屬性表字段管理和服務(wù)器管理等功能。系統(tǒng)管理子系統(tǒng)功能模塊介紹如表2所示。

表2 系統(tǒng)管理子系統(tǒng)功能模塊

續(xù)表2

下面就“統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)、統(tǒng)一權(quán)限管理、統(tǒng)一日志管理”設(shè)計(jì)模式下涉及的圖層配置、權(quán)限管理、日志管理功能模塊進(jìn)行介紹。

(1) 圖層配置：圖層配置功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)ArcGIS Server圖層服務(wù)地址的修改，以完成圖層的替換。功能界面左側(cè)是圖層樹(shù)，可進(jìn)行增加、刪除、修改圖層分類等操作，圖層分類和圖層對(duì)應(yīng)的信息顯示在右側(cè)信息欄中。圖層信息包括圖層名稱、圖層描述、時(shí)間、ArcGIS Server地址以及選擇是否為影像圖。圖層配置功能界面如圖8所示。

圖8 圖層配置功能界面

(2) 權(quán)限管理：權(quán)限管理功能將角色、圖層和功能三者的管理有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)角色的不同進(jìn)行圖層權(quán)限和功能權(quán)限的配置，角色僅可使用權(quán)限管理中勾選的功能和圖層。使用權(quán)限管理功能能方便管理不同角色與功能和圖層的關(guān)系。權(quán)限管理功能界面如圖9所示。

圖9 權(quán)限管理功能界面

通過(guò)權(quán)限管理的設(shè)置，不同角色具備不同的權(quán)限。例如管理員具有業(yè)務(wù)查詢和定位查詢這兩項(xiàng)功能的使用權(quán)限，而設(shè)置用戶“信息中心”不具有使用這兩項(xiàng)功能的權(quán)限，則“信息中心”登錄后系統(tǒng)界面中對(duì)應(yīng)的功能顯示為灰色且不可選擇。管理員具有使用2.5維電子地圖、地名地址的權(quán)限，設(shè)置用戶“信息中心”不具有使用這些圖層的權(quán)限，其界面右側(cè)圖層列表中則不顯示這些圖層。不同權(quán)限下功能和圖層差異對(duì)比如圖10所示。

圖10 不同權(quán)限下功能和圖層差異對(duì)比

(3) 日志管理：日志管理功能記錄了用戶在系統(tǒng)中的各種操作。日志管理具有查詢、導(dǎo)出和日志統(tǒng)計(jì)的功能，不僅可以記錄功能使用，涉及到圖層訪問(wèn)時(shí)，還能夠記錄具體訪問(wèn)的圖層服務(wù)地址，有助于系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)的問(wèn)題排查。日志統(tǒng)計(jì)功能使地圖服務(wù)訪問(wèn)以及功能訪問(wèn)的頻度直觀可見(jiàn)，有利于確定使用頻率較高的功能和圖層，為今后功能完善提供參考。日志管理功能界面如圖11所示。

圖11 日志管理功能界面

4 結(jié) 語(yǔ)

本文結(jié)合先進(jìn)的開(kāi)源框架，實(shí)現(xiàn)了基于WebGIS的龍海市自然資源“一張圖”管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)具有“統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)、統(tǒng)一權(quán)限管理、統(tǒng)一日志管理”的優(yōu)勢(shì)，為數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和獲取提供便捷，有利于檢查系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤的原因，提升了系統(tǒng)的安全性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

本文系統(tǒng)將自然資源空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相結(jié)合，針對(duì)龍海市自然資源局各職能部門設(shè)計(jì)了不同的功能，在數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析、輔助審核、制圖和數(shù)據(jù)可視化展示等方面具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)使用本文系統(tǒng)，龍海市自然資源局各職能部門可快速準(zhǔn)確地掌握該地區(qū)土地、礦產(chǎn)、地質(zhì)災(zāi)害等各類自然資源的布局和具體信息，有效提高了工作人員的辦公效率，提升了數(shù)據(jù)共享程度，達(dá)到了增強(qiáng)自然資源數(shù)據(jù)管理水平的效果。本文構(gòu)建的系統(tǒng)同時(shí)可為其他領(lǐng)域的“一張圖”系統(tǒng)的建設(shè)提供有效的借鑒和參考。