劉綺姮關(guān)月芝李可欣陳海萍譚斌陳驅(qū)

(1.國家海洋局南海信息中心 廣州 510310;2.自然資源部海洋環(huán)境探測技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣州 510300;3.廣東藍(lán)圖信息技術(shù)有限公司 廣州 510665)

0 引言

廣東省是海洋大省,自然條件優(yōu)越,海島資源豐富,累計(jì)擁有海島1 963個[1],海島數(shù)量居全國第三位。廣東省海島開發(fā)利用程度較高,海島已成為全省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會發(fā)展的重要依托,科學(xué)開發(fā)利用和保護(hù)管理海島的影響深遠(yuǎn)且意義重大。

《廣東省海島保護(hù)規(guī)劃(2011—2020 年)》[2]將提供多種形式的海島信息服務(wù)和海島信息產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)海島監(jiān)視監(jiān)測系統(tǒng)業(yè)務(wù)化運(yùn)行作為重點(diǎn)工作目標(biāo),要求建設(shè)海島數(shù)據(jù)平臺和海島管理平臺,完成廣東省海島綜合管理決策支持信息系統(tǒng)。廣東省已對海島開展多次專項(xiàng)調(diào)查和常規(guī)調(diào)查,整理完成海島地名普查、海島統(tǒng)計(jì)、海島保護(hù)規(guī)劃、領(lǐng)海基點(diǎn)、無居民海島開發(fā)利用情況和海島整治修復(fù)項(xiàng)目等數(shù)據(jù),開展海島保護(hù)管理信息化工作具備一定的數(shù)據(jù)積累。然而一方面,由于海島本身的地理環(huán)境限制,獲取海島及其周邊海域的自然環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)等信息較為困難;另一方面,海島保護(hù)管理工作不斷提出新需求[3],但海島數(shù)據(jù)體系仍不完善,海島數(shù)據(jù)分散,信息產(chǎn)品單一,信息分析、融合和集成處理能力不足,都為海島保護(hù)管理信息化帶來阻礙。因此,提升海島基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用和信息共享水平,整合海島現(xiàn)有信息資源并實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,提高海島信息化管理水平[4],成為廣東省海島保護(hù)管理和信息化建設(shè)的重要課題。

1 平臺建設(shè)思路

1.1 建設(shè)目標(biāo)

依據(jù)海島保護(hù)管理和信息化建設(shè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以加強(qiáng)海島保護(hù)管理、促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及推進(jìn)海洋資源的合理開發(fā)利用為基本著力點(diǎn),整合海島歷史詳情調(diào)查、基礎(chǔ)地理信息和社會經(jīng)濟(jì)規(guī)劃等數(shù)據(jù),構(gòu)建全省統(tǒng)一的海島保護(hù)管理信息平臺,為廣東省海島保護(hù)管理和海島開發(fā)利用提供技術(shù)支撐和保障,進(jìn)一步提升廣東省海島保護(hù)管理的現(xiàn)代化信息水平和綜合能力。此外,通過挖掘現(xiàn)有海島信息數(shù)據(jù)的應(yīng)用潛力,全面摸清廣東省海島數(shù)據(jù)詳情、基本特征、管理現(xiàn)狀以及存在的典型和突出問題,利用信息化手段提高海島保護(hù)管理質(zhì)量,保障海島生態(tài)安全,促進(jìn)海島可持續(xù)發(fā)展[5]。

1.2 建設(shè)內(nèi)容

平臺建設(shè)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)建庫和平臺開發(fā)2 個部分。

(1)數(shù)據(jù)建庫:通過多維度數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)檢查分析和數(shù)據(jù)填報等方式,整合獲取廣東省海島地名普查數(shù)據(jù)、海島監(jiān)視監(jiān)測填報數(shù)據(jù)、海島整治修復(fù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)、生態(tài)島礁工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)、海島規(guī)劃成果數(shù)據(jù)、領(lǐng)?；c(diǎn)數(shù)據(jù)、違法用島數(shù)據(jù)、法前開發(fā)利用數(shù)據(jù)、海島基礎(chǔ)底圖和海島遙感影像等多源異構(gòu)海島管理數(shù)據(jù),經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)清洗、歷史數(shù)據(jù)優(yōu)化和數(shù)據(jù)融合等處理[6],根據(jù)統(tǒng)一的建庫標(biāo)準(zhǔn)入庫并實(shí)現(xiàn)綜合管控。

(2)平臺開發(fā):引入平臺服務(wù)門戶和“一張圖”集成展示技術(shù),建立集時空數(shù)據(jù)和屬性信息數(shù)據(jù)于一體的海島保護(hù)管理信息平臺,建設(shè)信息服務(wù)門戶、“一張圖”可視化、海島地名管理、重點(diǎn)海島管理和后臺管理等模塊,進(jìn)一步提升廣東省海島綜合數(shù)據(jù)管理應(yīng)用和信息共享水平。

2 平臺設(shè)計(jì)

2.1 總體架構(gòu)

根據(jù)廣東省海島保護(hù)管理的實(shí)際業(yè)務(wù)需求,采用B/S架構(gòu)模式,依托現(xiàn)代信息技術(shù)手段,以數(shù)據(jù)庫中的歷史和現(xiàn)勢自然資源環(huán)境信息、專題調(diào)查數(shù)據(jù)以及行政管理資料等多源異構(gòu)海島信息為基礎(chǔ),建立集海島屬性數(shù)據(jù)、空間和時間數(shù)據(jù)以及多比例數(shù)據(jù)于一體的區(qū)域性海島保護(hù)管理信息平臺,實(shí)現(xiàn)海島資源的可視化和標(biāo)準(zhǔn)化管控,為海島保護(hù)管理、開發(fā)利用和整治修復(fù)等工作提供決策支撐。平臺總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 廣東省海島保護(hù)管理信息平臺總體架構(gòu)

平臺分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)管理層、服務(wù)支撐層和應(yīng)用層[7]。①基礎(chǔ)設(shè)施層主要借助無人機(jī)、視頻監(jiān)控、浮標(biāo)和遙感等手段,獲取與海島保護(hù)管理相關(guān)的空間信息、屬性信息和多媒體信息等,搭建“空、地、海”海島數(shù)據(jù)采集體系,為平臺運(yùn)行提供基礎(chǔ)軟、硬件環(huán)境;②數(shù)據(jù)管理層包括數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫建設(shè),通過多平臺和多層次采集的海量多源異構(gòu)海島數(shù)據(jù)在此進(jìn)行歸集、清洗、優(yōu)化和融合等標(biāo)準(zhǔn)化處理,基于數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)和海島數(shù)據(jù)的特點(diǎn),建設(shè)海島保護(hù)管理綜合數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)對入庫數(shù)據(jù)的分類管理和有效管控,為應(yīng)用層的相關(guān)信息展示和服務(wù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ);③服務(wù)支撐層包括GIS應(yīng)用支撐、數(shù)據(jù)交換與共享以及平臺維護(hù)3個部分,主要提供GIS地圖管理、空間分析、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)共享、權(quán)限控制和安全認(rèn)證等服務(wù),對平臺各類應(yīng)用進(jìn)行運(yùn)維管理和安全保障;④應(yīng)用層是基于數(shù)據(jù)管理層和服務(wù)支撐層而構(gòu)建的海島業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺,面向各類用戶提供信息服務(wù)、“一張圖”和海島管理等應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)海島資源的信息查詢、疊加展示和綜合分析,為海島保護(hù)管理工作提供決策支撐[8]。

平臺的服務(wù)對象主要包括海島管理部門、其他涉海部門、科學(xué)研究機(jī)構(gòu)和社會公眾,為各類用戶提供海島信息服務(wù)。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

海島數(shù)據(jù)是廣東省海島保護(hù)管理信息平臺的核心組成部分。由于海島及其周邊海域涉及多類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),須在現(xiàn)代化信息技術(shù)的支撐下,對不同類型和不同專業(yè)的海量海島數(shù)據(jù)進(jìn)行重組合并和提取轉(zhuǎn)換等操作,將加工好的數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)入庫,并利用空間數(shù)據(jù)庫引擎對數(shù)據(jù)進(jìn)行分層和分類管理。建成后的數(shù)據(jù)庫除支持本平臺的應(yīng)用外,還充分考慮未來海島業(yè)務(wù)應(yīng)用的擴(kuò)展需求。數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)

分類建庫有助于數(shù)據(jù)的更新、維護(hù)和檢索。根據(jù)數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特性,將平臺數(shù)據(jù)庫分為海島地名庫、重點(diǎn)海島管理庫、遙感監(jiān)測庫和平臺管理庫,各數(shù)據(jù)庫之間既相互獨(dú)立又互相關(guān)聯(lián)。①海島地名庫是海島保護(hù)管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,包括有居民海島和無居民海島兩大類數(shù)據(jù)。②重點(diǎn)海島管理庫是整個數(shù)據(jù)庫的核心,涉及多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),主要包括海島開發(fā)利用數(shù)據(jù)、海島整治修復(fù)數(shù)據(jù)、海島規(guī)劃數(shù)據(jù)和違法用島數(shù)據(jù)。③遙感監(jiān)測庫包括基礎(chǔ)底圖、遙感影像和正射處理數(shù)據(jù)?；A(chǔ)底圖為“一張圖”可視化提供基礎(chǔ)地理信息支持;遙感影像包括衛(wèi)星遙感影像和無人機(jī)遙感影像,為海島保護(hù)管理提供不同精度的遙感影像數(shù)據(jù)成果;正射處理數(shù)據(jù)主要包括有居民海島的歷史正射影像數(shù)據(jù)和部分海島的現(xiàn)勢正射影像數(shù)據(jù)。④平臺管理庫是平臺運(yùn)行的基礎(chǔ)保障,包括用戶管理、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)交換和系統(tǒng)日志等信息。

3 平臺功能

廣東省海島保護(hù)管理信息平臺基于B/S 架構(gòu)開發(fā),編程語言采用Java,數(shù)據(jù)庫采用Oracle 12c數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),地理信息系統(tǒng)采用ArcGIS和Skyline平臺,空間數(shù)據(jù)庫引擎采用ArcSDE,圖表設(shè)計(jì)和展現(xiàn)采用用戶體驗(yàn)較好的FLEX 和HTML 5技術(shù)。平臺主要功能模塊包括信息服務(wù)門戶、“一張圖”可視化、海島地名管理、重點(diǎn)海島管理和平臺后臺管理(圖3)。

圖3 廣東省海島保護(hù)管理信息平臺的功能模塊結(jié)構(gòu)

3.1 信息服務(wù)門戶

信息服務(wù)門戶以海島保護(hù)管理信息服務(wù)為中心,對相關(guān)信息進(jìn)行有序組織分類,提供包括海島旅游、海島養(yǎng)殖、海島交通運(yùn)輸、海島工程、海島權(quán)益和海島防災(zāi)減災(zāi)等多類海島信息綜合匯聚和子平臺切換的統(tǒng)一入口,在門戶首頁展示海島地圖、海島專題和海島統(tǒng)計(jì)等信息,并通過快速訪問通道提高海島信息獲取的便捷性和時效性。信息服務(wù)門戶模塊包括應(yīng)用全景導(dǎo)航和多源信息集聚等功能。

3.2 “一張圖”可視化

“一張圖”可視化以大陸岸線和遙感影像等為基礎(chǔ)底圖,對廣東省海島及其周邊海域的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和圖形對象等進(jìn)行多數(shù)據(jù)信息疊加展示,避免用戶在比對數(shù)據(jù)時因不斷切換數(shù)據(jù)圖層而帶來不便,大幅提升平臺信息查詢效率,增加使用友好度。同時,針對海量多源異構(gòu)的海島數(shù)據(jù),采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、清洗加工、數(shù)據(jù)存儲和可視化交互分析等技術(shù),基于瀏覽器顯示實(shí)現(xiàn)海島時空數(shù)據(jù)查詢、圖形化關(guān)聯(lián)分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能,豐富可視化組件,促進(jìn)對海島保護(hù)管理的時空分布、規(guī)律變化和結(jié)構(gòu)布局的認(rèn)識與研究,為科學(xué)調(diào)控和精準(zhǔn)推進(jìn)海島保護(hù)管理以及深入貫徹落實(shí)海島治理修復(fù)方針提供整體支持[9]?！耙粡垐D”可視化模塊包括高效地圖管理、綜合展示服務(wù)和匯總分析等功能。

3.3 海島地名管理

海島地名管理以滿足廣東省海島地名普查數(shù)據(jù)成果管理業(yè)務(wù)需求為核心[10],提供對海島地理實(shí)體及其名稱、位置、圖件和照片等信息的錄入編輯和邏輯判斷,支持對海島地名普查數(shù)據(jù)進(jìn)行空間和屬性查詢,以多樣化圖表展現(xiàn)并與地圖形成關(guān)聯(lián),以跳轉(zhuǎn)和代理的形式完成海島地名管理成果的下載和保存。海島地名管理模塊包括信息錄入、成果管理和地圖關(guān)聯(lián)等功能。

3.4 重點(diǎn)海島管理

重點(diǎn)海島管理針對海島的開發(fā)利用、整治修復(fù)和規(guī)劃建設(shè)以及領(lǐng)?；c(diǎn)和違法用島等多項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)海島管理數(shù)據(jù)的填寫和提交,并支持填報數(shù)據(jù)的自動校驗(yàn)。以海島為基本單位,可查詢已完成數(shù)據(jù)填報并審核通過的海島管理信息,可設(shè)置海島屬性條件和空間條件,實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)海島管理情況的統(tǒng)計(jì)分析。重點(diǎn)海島管理模塊包括信息填報、查詢查看和統(tǒng)計(jì)分析等功能。

3.5 平臺后臺管理

平臺后臺管理模塊包括用戶管理、權(quán)限管理和平臺日志等功能[11],確保廣東省海島保護(hù)管理信息平臺能夠順暢、快速和無障礙地實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。

4 結(jié)語

在海島數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上,建設(shè)廣東省海島綜合管理決策支持信息系統(tǒng)是廣東省海島信息化工作的重點(diǎn)任務(wù)。本研究運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫建設(shè)、GIS地圖管理和“一張圖”集成展示技術(shù)[12],以海島自然資源環(huán)境信息、專題調(diào)查數(shù)據(jù)和行政管理資料等多源異構(gòu)海島信息為基礎(chǔ),開發(fā)區(qū)域性海島保護(hù)管理信息平臺,實(shí)現(xiàn)對海島資源的可視化、信息化和標(biāo)準(zhǔn)化管控,為廣東省海島的保護(hù)管理和開發(fā)利用提供有效的決策支持。