天津城投集團(tuán)土地置業(yè)GIS管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳永軍，王燕午，馮濤，王建國(guó)，關(guān)昆

(天津市測(cè)繪院，天津 300381)

1 引言

天津城市基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“城投集團(tuán)”)系國(guó)有獨(dú)資公司，由天津市政府于2004年直接批準(zhǔn)成立。主要業(yè)務(wù)職能是圍繞“城市路橋、軌道交通、環(huán)境水務(wù)、城市綜合開發(fā)”四大業(yè)務(wù)板塊，專司重大城市基礎(chǔ)設(shè)施的融資、投資、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理職責(zé)［1～2］。城投集團(tuán)下屬十幾個(gè)子公司，其中有11個(gè)子公司的業(yè)務(wù)涉及城市綜合開發(fā)業(yè)務(wù)，主要從事土地整理、房地產(chǎn)開發(fā)、項(xiàng)目管理、資金預(yù)算、收益與投入的平衡等方面的業(yè)務(wù)。

城投集團(tuán)傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理方法是將大量的項(xiàng)目月報(bào)信息保存在Excel中，由子公司工作人員通過(guò)QQ等聊天工具將報(bào)表數(shù)據(jù)上傳給集團(tuán)土地置業(yè)部的相關(guān)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢核，最后以表格或柱狀圖等方式展示。這種方式需要集團(tuán)與子公司之間進(jìn)行頻繁的電話溝通，甚至需要雙方人員的來(lái)往，造成了數(shù)據(jù)在時(shí)效性、準(zhǔn)確性得不到保證。事實(shí)上，城投集團(tuán)的綜合開發(fā)業(yè)務(wù)是和地理空間位置有關(guān)的，但是集團(tuán)本部及各子公司掌握的基礎(chǔ)地理信息資源有限、更新較慢，并且這些信息資源缺乏共享，造成業(yè)務(wù)上各自為戰(zhàn)，資源浪費(fèi)。另外，集團(tuán)在土地整理和房地產(chǎn)置業(yè)管理過(guò)程中缺乏系統(tǒng)性流程監(jiān)管，效率較低。各公司日常統(tǒng)計(jì)報(bào)表及專項(xiàng)數(shù)據(jù)整理分析過(guò)程中存在大量重復(fù)性工作，且容易出錯(cuò)。為了清楚地體現(xiàn)數(shù)據(jù)中的地理元素特性及其之間的拓?fù)潢P(guān)系，提高管理水平與工作效率，本文在RIA(富客戶端，Rich Internet Application)模式下，以海量數(shù)據(jù)GIS特有的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)展示、分析、存儲(chǔ)和管理的功能，同時(shí)結(jié)合新興Silverlight技術(shù)，開發(fā)實(shí)現(xiàn)了“城投集團(tuán)土地置業(yè)GIS管理平臺(tái)”，在一定程度上改善了集團(tuán)的上述情況。

2 選擇基于RIA結(jié)構(gòu)模式的Web技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合的原因

2.1 使用Web技術(shù)的必要性

城投集團(tuán)下屬的子公司分布于天津市各行政區(qū)，只有采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，才能避免工作人員頻繁往返于集團(tuán)與子公司之間，互聯(lián)網(wǎng)化辦公解決了工作人員必須集中到一起才能正常開展業(yè)務(wù)的難題。

因?yàn)槌峭都瘓F(tuán)日常業(yè)務(wù)的開展依賴于各類基礎(chǔ)地理信息資源，只有采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，才能及時(shí)更新各類資源，實(shí)現(xiàn)子公司之間信息共享。

2.2 使用GIS技術(shù)的必要性

城投集團(tuán)日常業(yè)務(wù)不僅涉及各類地理信息資源，如地形信息、土地利用現(xiàn)狀信息、規(guī)劃路網(wǎng)信息、城鎮(zhèn)地籍信息，還有各類專題信息，如控制性詳細(xì)規(guī)劃、項(xiàng)目地塊圖、高速公路等，為了有效使用和管理這些信息資源，必須采用GIS技術(shù)。

2.3 基于RIA結(jié)構(gòu)模式的必要性

正如文獻(xiàn)［3］中所論述的一樣，雖然，Web技術(shù)在GIS中的應(yīng)用主要存在4種結(jié)構(gòu)模式:主機(jī)終端模式、C/S結(jié)構(gòu)模式、B/S結(jié)構(gòu)模式以及基于RIA的結(jié)構(gòu)模式，但是基于RIA的結(jié)構(gòu)模式具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。在日益強(qiáng)調(diào)“用戶體驗(yàn)”的今天，傳統(tǒng)的Web應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)有些力不從心了，尤其是在地圖應(yīng)用、多媒體等方面［4］，基于RIA結(jié)構(gòu)模式的Web技術(shù)，不但具有瀏覽器/服務(wù)器(B/S)結(jié)構(gòu)，而且可維護(hù)性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)、開發(fā)成本低，同時(shí)結(jié)合 Java Applet，F(xiàn)lash，AJAX等技術(shù)，使系統(tǒng)擁有豐富的圖形界面及強(qiáng)大的人機(jī)交互能力［5～8］。

Silverlight作為RIA開發(fā)技術(shù)的一種，是微軟大力推出的Web前端應(yīng)用程序開發(fā)解決方案，是一個(gè)跨瀏覽器、跨平臺(tái)的插件，能夠設(shè)計(jì)、開發(fā)和發(fā)布有多媒體體驗(yàn)和富交互的網(wǎng)絡(luò)交互程序，具有很有的優(yōu)良特性［9～12］。Silverlight與其他 RIA 技術(shù)相比，在開發(fā)語(yǔ)言、多媒體支持、混搭(Mesh－up)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力、前端代碼上具有明顯的優(yōu)勢(shì)［13］，所以，選擇Silverlight技術(shù)與Web技術(shù)結(jié)合，成為城投集團(tuán)土地置業(yè)GIS管理平臺(tái)開發(fā)的技術(shù)選擇。

3 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文采用分層架構(gòu)的思想，設(shè)計(jì)基于Silverlight的土地置業(yè)GIS管理平臺(tái)，設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，可以分為數(shù)據(jù)資源層、數(shù)據(jù)訪問(wèn)層、邏輯功能層、UI表現(xiàn)層四級(jí)結(jié)構(gòu)。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

數(shù)據(jù)資源層存放的是本文所涉及的各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù);在數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，使用WCF技術(shù)和REST技術(shù)實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器端之間的通信，訪問(wèn)和操作數(shù)據(jù)資源;在功能邏輯層實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能;在表現(xiàn)層中，根據(jù)用戶認(rèn)可的原型系統(tǒng)，使用XAML設(shè)計(jì)用戶界面。

4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)需要遵循的范式是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，目前關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)有6種范式:第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、巴德斯科范式(BCNF)、第四范式(4NF)和第五范式(5NF，又稱完美范式)。這些范式呈遞次規(guī)范，越高的范式數(shù)據(jù)庫(kù)冗余越小。一般來(lái)說(shuō)，邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足第三范式，遵守這個(gè)規(guī)則的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生較少的列和更多的表，因而也就減少了數(shù)據(jù)冗余，在保證數(shù)據(jù)完整性和一致性的同時(shí)，避免插入和刪除異常。但在數(shù)據(jù)查詢的過(guò)程中卻不得不連接更多的表，造成查詢效率降低。

本文在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，努力將數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃理論和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，在盡可能滿足第三范式(3NF)的同時(shí)，保留了一定程度的冗余數(shù)據(jù)。冗余數(shù)據(jù)的本質(zhì)是用空間交換時(shí)間，在當(dāng)今硬件的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于軟件的發(fā)展，適當(dāng)?shù)娜哂嗍强梢越邮艿摹，F(xiàn)代軟件開發(fā)，實(shí)現(xiàn)同樣的功能，方法有很多，當(dāng)可以簡(jiǎn)化編程的復(fù)雜度，只需要用一條SQL語(yǔ)句就可以實(shí)現(xiàn)某一功能時(shí)，本文通過(guò)保留冗余數(shù)據(jù)來(lái)提高應(yīng)用程序的性能。

4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)

本文采用微軟公司的SQL Server 2008作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，項(xiàng)目的空間信息與屬性信息統(tǒng)一由關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)思想，城投集團(tuán)土地置業(yè)GIS管理平臺(tái)需要建立以下幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù):

(1)地圖瓦片數(shù)據(jù)庫(kù):該庫(kù)是文件型數(shù)據(jù)庫(kù)，用以發(fā)布地圖服務(wù)。

(2)專題數(shù)據(jù)庫(kù):該庫(kù)是矢量型空間數(shù)據(jù)庫(kù)，使用SQL Server Spatial管理空間信息，保存用戶的專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括高速公路、地鐵、快速路、污水處理廠等。

(3)項(xiàng)目信息庫(kù):該庫(kù)是矢量型空間數(shù)據(jù)庫(kù)，管理平臺(tái)中涉及的土地整理、房地產(chǎn)置業(yè)項(xiàng)目，包括項(xiàng)目的基本信息、月報(bào)信息、年度計(jì)劃信息、統(tǒng)計(jì)信息等屬性信息以及空間位置信息。

(4)項(xiàng)目信息臨時(shí)庫(kù):該庫(kù)是矢量型空間數(shù)據(jù)庫(kù)，與項(xiàng)目信息庫(kù)相對(duì)應(yīng)。該庫(kù)保留了用戶對(duì)項(xiàng)目信息的操作(包括增加、刪除、修改)信息，只有有了該數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)才可以追溯項(xiàng)目的歷史記錄，比較修改前后的項(xiàng)目信息。

(5)項(xiàng)目歷史信息庫(kù):該庫(kù)是矢量型空間數(shù)據(jù)庫(kù)，該庫(kù)與項(xiàng)目信息庫(kù)相對(duì)應(yīng)。該庫(kù)負(fù)責(zé)管理修改審核通過(guò)后的項(xiàng)目信息。該庫(kù)與項(xiàng)目信息臨時(shí)庫(kù)結(jié)合，可以比較修改前后的項(xiàng)目信息。

(6)流程審核信息庫(kù):系統(tǒng)中項(xiàng)目的增加、刪除、重組、修改操作都需要經(jīng)過(guò)一系列的審核流程才能生效，流程審核信息庫(kù)負(fù)責(zé)管理審核流程中的審核信息。

(7)項(xiàng)目流程進(jìn)度信息庫(kù):土地整理、房地產(chǎn)置業(yè)項(xiàng)目從立項(xiàng)到結(jié)束需要向其他部門報(bào)批各種證件，為了有效監(jiān)督子公司項(xiàng)目的進(jìn)展情況，集團(tuán)要求子公司在特定的進(jìn)度時(shí)，向系統(tǒng)上傳一些要件和項(xiàng)目信息，保存在項(xiàng)目流程進(jìn)度信息庫(kù)中。

(8)用戶權(quán)限信息庫(kù):用戶權(quán)限信息庫(kù)負(fù)責(zé)管理用戶的基本信息、角色信息、權(quán)限信息、用戶與角色的對(duì)應(yīng)信息、角色與權(quán)限的對(duì)應(yīng)信息。

(9)政策法規(guī)庫(kù):保存土地整理、房地產(chǎn)置業(yè)相關(guān)的政策法規(guī)信息。

(10)BBS信息庫(kù):保存用戶討論、交流信息。

5 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

圖2 城投集團(tuán)土地置業(yè)GIS管理平臺(tái)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架如圖2所示。其中地理信息管理系統(tǒng)是以服務(wù)形式發(fā)布基礎(chǔ)的地形圖、航空影像圖等資源，為集團(tuán)及其子公司的日常工作提供基礎(chǔ)工作底圖，為集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)提供各種空間分析服務(wù)，輔助決策;業(yè)務(wù)信息管理系統(tǒng)是對(duì)土地整理、房地產(chǎn)置業(yè)項(xiàng)目信息進(jìn)行流程化管理，各子公司可以通過(guò)該系統(tǒng)增加、刪除項(xiàng)目，修改項(xiàng)目的基本信息和月報(bào)數(shù)據(jù);業(yè)務(wù)信息瀏覽系統(tǒng)是瀏覽、查詢項(xiàng)目的基本信息以及根據(jù)各類指標(biāo)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行匯總的信息;業(yè)務(wù)報(bào)表生成系統(tǒng)是結(jié)合集團(tuán)的日常業(yè)務(wù)，自動(dòng)對(duì)土地整理、房地產(chǎn)置業(yè)項(xiàng)目的月報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成固定格式或自定義格式的報(bào)表，為集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)提供輔助決策;政策法規(guī)管理系統(tǒng)提供土地整理、房地產(chǎn)置業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)的瀏覽、管理功能。土地交易統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)能夠從土地交易網(wǎng)站上自動(dòng)抓取交易信息，并保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，最后根據(jù)特定的統(tǒng)計(jì)因子，對(duì)土地交易信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告;房地產(chǎn)交易統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)能夠從房地產(chǎn)交易網(wǎng)站上自動(dòng)抓取交易信息，并保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，最后根據(jù)特定的統(tǒng)計(jì)因子，對(duì)房地產(chǎn)交易信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告;區(qū)域價(jià)格分析系統(tǒng)是通過(guò)將人口、經(jīng)濟(jì)、地理、城市規(guī)劃相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)模型，并將每年天津市土地交易情況作為影響因子，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中心城區(qū)土地(按居住、商服、綜合用地)價(jià)值的評(píng)估;BBS論壇為用戶提供了一個(gè)討論、交流的場(chǎng)所;用戶管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的用戶管理和權(quán)限管理。各子系統(tǒng)的主要功能模塊如表1所示。

系統(tǒng)的主要功能模塊 表1

6 結(jié)語(yǔ)

RIA是未來(lái)Web應(yīng)用程序的發(fā)展方向［13］，而Silverlight作為RIA開發(fā)技術(shù)中的一種，它與WebGIS的結(jié)合應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視，已經(jīng)成為主流應(yīng)用之一。本文利用Silverlight技術(shù)與WebGIS技術(shù)開發(fā)實(shí)現(xiàn)的城投集團(tuán)土地置業(yè)GIS管理平臺(tái)，整合了集團(tuán)、子公司的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)了資源共享;在進(jìn)行重點(diǎn)項(xiàng)目專題研究時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供土地、房屋等相關(guān)數(shù)據(jù)和項(xiàng)目周邊現(xiàn)狀等信息作為領(lǐng)導(dǎo)決策的依據(jù);提高了日常業(yè)務(wù)的管理水平和工作效率，實(shí)現(xiàn)了信息化、流程化、規(guī)范化管理。城投集團(tuán)土地置業(yè)GIS管理平臺(tái)不僅滿足了城投集團(tuán)土地整理、房地產(chǎn)置業(yè)業(yè)務(wù)管理的基本要求，還提供了Web應(yīng)用程序豐富互動(dòng)的用戶體驗(yàn)。

［1］程德云.天津城投集團(tuán)城市綜合開發(fā)業(yè)務(wù)盈利模式的初探［J］.管理學(xué)家，2010(8):309.

［2］http://www.tj－chengtou.com/Groupoverview.asp［OL］.

［3］王青山，汶博.基于RIA的網(wǎng)絡(luò)GIS的發(fā)展與應(yīng)用［J］.測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2006，23(2):115 ～117.

［4］張智，趙紹兵，王凱等.基于RIA的WebGIS系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)研究［J］.測(cè)繪技術(shù)裝備，2009(4):6～8.

［5］DUHI Joshua.White paper:Rich Internet Applications［R］.2003.

［6］高強(qiáng)，童曉陽(yáng)，劉志剛等.基于AJAX的變電站嵌入式Web發(fā)布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32(9):57 ～60.

［7］敖麗敏，李林輝.基于AJAX的電力圖形系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007，31(9):47 ～51.

［8］張健，文愛(ài)軍.AJAX技術(shù)在國(guó)家電網(wǎng)公司招投標(biāo)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2007，31(S2):373～375.

［9］吳信才.基于Silverlight的WebGIS開發(fā)［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2011.

［10］崔欣.Silverlight技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2009，22(5):6194 ～6195.

［11］李愛(ài)民，劉晶，馬維綱.silverlight相關(guān)技術(shù)研究［J］.計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)研究，2009，19(6):117 ～120.

［12］李金朋，石吉寶，錢亞芳.RIA與REST服務(wù)相結(jié)合構(gòu)建WebGIS的研究——以成都市遙感影像管理系統(tǒng)為例［J］.勘察科學(xué)技術(shù)，2011(4):13～15.

［13］袁月，劉強(qiáng).基于Silverlight的工業(yè)經(jīng)濟(jì)地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.測(cè)繪，2011，34(6):274～277