美麗鄉(xiāng)村地理信息服務(wù)網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘? 要：該文以美麗鄉(xiāng)村地理信息為基礎(chǔ)，基于ArcGIS和Skyline平臺(tái)開發(fā)了廣義地質(zhì)數(shù)據(jù)的美麗鄉(xiāng)村地理信息服務(wù)軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以直接對(duì)接數(shù)字地理空間框架發(fā)布的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地上二維數(shù)據(jù)、三維地形地貌數(shù)據(jù)和地下地質(zhì)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫一張圖管理和空間分析，為鄉(xiāng)村規(guī)劃和旅游資源開發(fā)提供了信息化支撐。

關(guān)鍵詞：廣義地質(zhì)數(shù)據(jù);系統(tǒng)設(shè)計(jì);功能實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào) P208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）12-0133-3

Abstract：The paper develops the software of the beautiful Country GIS service network aimed at seneralized geological data.The system is secondary development depend on ArcGIS and Skyline software，and docks system of digital geo-spatial framework data.It realizes a common data base management and space analysis of two dimension，three dimensional data and Seneralized geological data，and provides informatization support to rural planning and tourist resources development.

Key words：Seneralized geological data;System design;Function implementation

黨的十九大報(bào)告中提出“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”的重大部署，其中建設(shè)生態(tài)宜居的美麗鄉(xiāng)村已成為各級(jí)政府的重要工作內(nèi)容之一。隨著該項(xiàng)工作的逐步深入，對(duì)基于位置服務(wù)為核心的地理信息技術(shù)需求也越來越迫切，美麗鄉(xiāng)村地理信息服務(wù)網(wǎng)已成為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重要技術(shù)手段[1-2]。

廣義地質(zhì)數(shù)據(jù)主要包括礦山公園、地質(zhì)公園、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)、農(nóng)業(yè)地質(zhì)、鉆孔數(shù)據(jù)等寶貴的地質(zhì)調(diào)查成果。如果單獨(dú)把其作為研究對(duì)象做成單一系統(tǒng)應(yīng)用，則存在缺少基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、成本重復(fù)投入和應(yīng)用范圍有限的不足。若把該類地質(zhì)數(shù)據(jù)經(jīng)處理和軟件功能開發(fā)后，使其成為美麗鄉(xiāng)村地理信息服務(wù)網(wǎng)的組成部分，則可以有效地實(shí)現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村服務(wù)網(wǎng)功能的完善，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)地上地下資料的統(tǒng)一共享發(fā)布使用。本文重點(diǎn)針對(duì)廣義地質(zhì)數(shù)據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行了研究，使其與美麗鄉(xiāng)村地理信息服務(wù)網(wǎng)進(jìn)行有效結(jié)合。

1 技術(shù)思路

通過地理信息技術(shù)手段，融合廣義地質(zhì)數(shù)據(jù)，把具有真實(shí)坐標(biāo)的現(xiàn)實(shí)世界還原到計(jì)算機(jī)中來，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+地理信息+美麗鄉(xiāng)村服務(wù)應(yīng)用”的建設(shè)模式。充分利用已有的“數(shù)字縣域地理空間框架”資源，采用共享服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)資源的互聯(lián)互通，同時(shí)對(duì)重點(diǎn)區(qū)域采用無人機(jī)傾斜攝影三維模型技術(shù)建立三維基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)[3]。軟件開發(fā)上采用主流的二維、三維GIS平臺(tái)作為系統(tǒng)二次開發(fā)的基礎(chǔ)平臺(tái)，加載廣義地質(zhì)專題數(shù)據(jù)管理功能，根據(jù)數(shù)據(jù)脫密程度的不同，分別在政務(wù)信息網(wǎng)、公眾網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布使用。

2 建設(shè)框架

系統(tǒng)采用以面向服務(wù)（SOA）體系架構(gòu)為主體的平臺(tái)總體架構(gòu)，基于對(duì)象/組件模型的分布式計(jì)算技術(shù)，遵從松耦合體系結(jié)構(gòu)，通過使用Web Services定義接口和組合不同的Web組件。美麗鄉(xiāng)村地理信息服務(wù)網(wǎng)由數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層以及運(yùn)行支撐環(huán)境構(gòu)成。各層邏輯上獨(dú)立，由用戶接口互聯(lián)，形成一個(gè)有機(jī)的整體，共框架見圖1所示。

2.1 運(yùn)行支撐層 它是運(yùn)行的軟、硬件環(huán)境及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和安全保障體系等內(nèi)容，是整個(gè)平臺(tái)的支撐與保障。該支撐環(huán)境可以依托各個(gè)縣已建設(shè)投入使用的數(shù)字地理空間框架的基礎(chǔ)網(wǎng)、政務(wù)信息網(wǎng)和公眾網(wǎng)的軟硬件環(huán)境設(shè)備。

2.2 數(shù)據(jù)層 它是系統(tǒng)運(yùn)行的“血液”，也是開展相關(guān)應(yīng)用的基礎(chǔ)，采用Oracle對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)，支持海量數(shù)據(jù)管理，主要包括：對(duì)接數(shù)字地理空間框架政務(wù)信息網(wǎng)和公眾網(wǎng)發(fā)布的二維基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)、地質(zhì)公園數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫、礦山公園數(shù)據(jù)庫、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布數(shù)據(jù)庫、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)360度全景數(shù)據(jù)庫進(jìn)行“一張圖”大數(shù)據(jù)管理。

2.3 服務(wù)層 選擇穩(wěn)定可靠成熟的主流GIS平臺(tái)，采用SOA技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，采用面向?qū)ο?、組件和插件技術(shù)，具備良好的可擴(kuò)展性。

2.4 應(yīng)用層 構(gòu)筑多層次的服務(wù)體系是平臺(tái)核心功能的外在體現(xiàn)，是與其他專業(yè)系統(tǒng)溝通、對(duì)接、集成的主要途徑。根據(jù)數(shù)據(jù)用戶的不同，設(shè)計(jì)針對(duì)不同用戶特點(diǎn)的應(yīng)用客戶端。

3 系統(tǒng)開發(fā)

系統(tǒng)二維、三維圖形平臺(tái)分別采用ArcGIS10.2和Skyline Gate 6.6.1為基礎(chǔ)進(jìn)行二次開發(fā)[4-5]，數(shù)據(jù)庫采用Oracle11g R2，開發(fā)平臺(tái)為Visual Studio 2012，發(fā)布環(huán)境為IIS7.5，開發(fā)操作系統(tǒng)為Windows7 64位旗艦版。

3.1 數(shù)據(jù)管理平臺(tái) 數(shù)據(jù)管理平臺(tái)部署于C/S端，為數(shù)據(jù)管理人員使用，是對(duì)新農(nóng)村建設(shè)涉及的基礎(chǔ)層地理信息數(shù)據(jù)、傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)和廣義地質(zhì)專題層數(shù)據(jù)的管理[6]。包括數(shù)據(jù)的入庫、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)等功能，同時(shí)有效地與數(shù)字地理空間框架數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)接[7]。地圖操作包括二維或三維地圖的放大、縮小、平移、全圖、鷹眼等基本操作;實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶權(quán)限顯示不同的圖層列表樹，以及對(duì)各個(gè)不同的圖層數(shù)據(jù)控制;實(shí)現(xiàn)空間坐標(biāo)定位、屬性查詢、書簽管理、興趣點(diǎn)管理等功能;實(shí)現(xiàn)二維或三維環(huán)境下的長度測量、面積測量、行政區(qū)導(dǎo)航、圖件輸出、數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。同時(shí)支持支持將現(xiàn)狀、歷史空間數(shù)據(jù)導(dǎo)出為ArcGIS的Shapefile、PeronalGeodatabase（Access）、FileGeodatabase和AutoCAD格式的數(shù)據(jù)文件。

3.2 數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái) 數(shù)據(jù)管理平臺(tái)部署于B/S端，服務(wù)與政府管理部門和公眾。根據(jù)數(shù)據(jù)脫密情況不同，分別部署與政府信息網(wǎng)和公眾網(wǎng)，提供瀏覽、查詢和空間分析服務(wù)。功能主要包括：數(shù)據(jù)更新入庫，支持單個(gè)和批量數(shù)據(jù)入庫，提供增量和全量兩種更新方式;數(shù)據(jù)編輯，提供空間數(shù)據(jù)的圖形修改和屬性數(shù)據(jù)的屬性修改功能;數(shù)據(jù)查詢，提供基于空間查詢和基于屬性查詢的方式;空間分析，支持點(diǎn)選擇、框選擇、行政區(qū)選擇、加載外部數(shù)據(jù)范圍和不同數(shù)據(jù)庫之間進(jìn)行空間分析;數(shù)據(jù)輸出，支持地圖制圖輸出、統(tǒng)計(jì)圖表數(shù)據(jù)、截圖輸出。主要管理數(shù)據(jù)如下：

3.2.1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù) 系統(tǒng)除了在對(duì)接數(shù)字地理空間框架發(fā)布的二維矢量、影像、地名地址等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了三維GIS平臺(tái)的二次開發(fā)，對(duì)傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。二維和三維平臺(tái)做了無縫銜接，所有數(shù)據(jù)在統(tǒng)一在GCS2000坐標(biāo)系、1985國家高程基準(zhǔn)框架進(jìn)行各項(xiàng)功能使用[7]。

3.2.2 地質(zhì)公園數(shù)據(jù) 地質(zhì)公園專題數(shù)據(jù)包括地質(zhì)圖數(shù)據(jù)、鉆孔柱狀圖數(shù)據(jù)、地質(zhì)遺跡空間位置范圍線和屬性數(shù)據(jù)、地質(zhì)遺跡景點(diǎn)360度全景數(shù)據(jù)、景觀資源保護(hù)區(qū)空間位置范圍線數(shù)據(jù)、規(guī)劃綱要空間位置數(shù)據(jù)等[8]。

3.2.3 礦山公園數(shù)據(jù) 礦山公園專題數(shù)據(jù)包括礦業(yè)遺跡、環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、植被分布等數(shù)據(jù)。

3.2.4 地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù) 地質(zhì)災(zāi)害專題數(shù)據(jù)包括地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)空間位置、屬性和360度全景數(shù)據(jù)，見圖2。

3.3 災(zāi)害水淹預(yù)警 通過選擇實(shí)驗(yàn)區(qū)，設(shè)置災(zāi)害預(yù)警模型參數(shù)，動(dòng)態(tài)模擬水淹三維效果，實(shí)現(xiàn)超標(biāo)區(qū)域預(yù)警。

3.4 景區(qū)監(jiān)控接口 景區(qū)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)預(yù)留監(jiān)控設(shè)備接入和展示接口，可通過系統(tǒng)調(diào)取景區(qū)監(jiān)控視頻;預(yù)留接入巡查設(shè)備接口，監(jiān)控巡查人員定位信息。

3.5 移動(dòng)端功能 以微信公眾號(hào)方式進(jìn)行管理，面向公眾服務(wù)。實(shí)現(xiàn)功能主要有以下2個(gè)方面：（1）資源展示方面：主要展示網(wǎng)頁端的信息，如美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、旅游資源、地質(zhì)公園、礦山公園、地質(zhì)災(zāi)害信息等，可以在微端進(jìn)行信息查詢和定位，以數(shù)字地理空間框架為底圖;（2）360全景數(shù)據(jù)瀏覽方面：可以實(shí)現(xiàn)主要旅游景點(diǎn)和地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的查詢并顯示360全景數(shù)據(jù)，以及景點(diǎn)的圖片、文字、視頻等信息。

3.6 系統(tǒng)管理 提供用戶管理、權(quán)限管理、日志管理、角色管理、菜單管理功能。

3.7 圖形接口開發(fā) 系統(tǒng)應(yīng)提供圖形數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改、定位接口，供Web端調(diào)用，其中增加、刪除、修改接口以GP服務(wù)的形式提供，定位接口以WebGIS形式提供（http地址），從而實(shí)現(xiàn)圖屬一體化聯(lián)動(dòng)管理和查詢展示。

4 特色創(chuàng)新

4.1 融合廣義地質(zhì)數(shù)據(jù) 在新農(nóng)村建設(shè)過程中，對(duì)于鄉(xiāng)村規(guī)劃和自然景觀旅游資源開發(fā)，都離不開地下看不見的地質(zhì)情況。系統(tǒng)把地質(zhì)資料與地表的地理信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合，形成一個(gè)“數(shù)據(jù)庫”，為鄉(xiāng)村發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的地上地下一體空間數(shù)據(jù)支撐。

4.2 引入傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù) 美麗鄉(xiāng)村的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)大多為二維矢量和影像數(shù)據(jù)，在已地形地貌以及南方植被覆蓋率較高時(shí)，不能很直觀表達(dá)真實(shí)世界狀態(tài)。傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)采集快、成本低以及表達(dá)直觀的優(yōu)勢。本次建立了三維GIS管理平臺(tái)，并把地質(zhì)資料數(shù)據(jù)很好與三維數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，不僅僅在展示、查詢層面，也可進(jìn)行空間分析、路徑設(shè)置等不同領(lǐng)域，同時(shí)降低了使用者專業(yè)技術(shù)門檻，有利于基層政府管理使用[9]。

4.3 微信端應(yīng)用 系統(tǒng)在為政府服務(wù)的同時(shí)，可以把一些優(yōu)質(zhì)的旅游景觀（如地質(zhì)公園遺跡等）通過微信公眾號(hào)發(fā)布給公眾使用，公眾調(diào)用的是天地圖公眾網(wǎng)的電子地圖服務(wù)，旅游景點(diǎn)的位置進(jìn)行了標(biāo)注，可以進(jìn)行導(dǎo)航，同時(shí)對(duì)這些景點(diǎn)進(jìn)行360度全景數(shù)據(jù)和相關(guān)文字、圖片和視頻加載，方便公眾通過微信端對(duì)景點(diǎn)有所了解，對(duì)鄉(xiāng)村旅游資源開發(fā)起到促進(jìn)作用。

4.4 大數(shù)據(jù)融合技術(shù) 系統(tǒng)把矢量地形圖數(shù)據(jù)、正射影像數(shù)據(jù)，數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、傾斜攝影三維數(shù)據(jù)、廣義地質(zhì)專題數(shù)據(jù)進(jìn)行了具有坐標(biāo)系統(tǒng)一的融合管理，實(shí)現(xiàn)了相互疊加分析的空間大數(shù)據(jù)分析雛形，具備二三維一體化的“地理信息大數(shù)據(jù)中心”的建設(shè)基礎(chǔ)[10]。

5 結(jié)語

融合廣義地質(zhì)數(shù)據(jù)的美麗鄉(xiāng)村地理信息服務(wù)網(wǎng)建設(shè)模式已經(jīng)應(yīng)用在福建壽寧的美麗鄉(xiāng)村服務(wù)網(wǎng)建設(shè)中，在線運(yùn)行良好。該模式的建設(shè)可以使地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)、農(nóng)業(yè)地質(zhì)等廣義地質(zhì)資料從傳統(tǒng)的靜態(tài)管理模式向信息化服務(wù)共享邁進(jìn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃選擇、防災(zāi)減災(zāi)等政府決策時(shí)的數(shù)據(jù)科學(xué)輔助能力;同時(shí)，基于美麗鄉(xiāng)村服務(wù)網(wǎng)有助于開發(fā)地質(zhì)、礦山公園旅游資源，實(shí)現(xiàn)景區(qū)管理和對(duì)外宣傳的作用。

目前，廣義地質(zhì)專題數(shù)據(jù)與美麗鄉(xiāng)村地理信息服務(wù)網(wǎng)融合剛剛起步，今后可以逐漸把其他領(lǐng)域特色資源數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合，最終形成在美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中以地理信息服務(wù)網(wǎng)為紐帶的，各類數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、服務(wù)共享的地理數(shù)據(jù)資源池，為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)提供給信息化支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]劉翔，朱雪堅(jiān)，葉雪波，等.美麗鄉(xiāng)村地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測繪與空間地理信息，2016，39（5）：110-113.

[2]萬江，邢博聞，姜亮，等.關(guān)于閔行區(qū)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中加強(qiáng)“軟件建設(shè)”的幾點(diǎn)思考[J].上海農(nóng)業(yè)科技，2017，5：7-8.

[3]黃蹇，代成，張金海，等.傾斜攝影技術(shù)在公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用初探[J].公路，2018，3（3）：170-174.

[4]Stoter M J，Salzmann M.Towards a 3D Cadastre：Where Do Cadastral Needs and Technical Possibilities Meet[C].International Workshop on 3D Cadastres：Registration of Properties in Strata Delft，The Netherlands，2001

[5]郭仁忠，應(yīng)申.基于Skyline的農(nóng)村地籍調(diào)查信息三維演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測繪標(biāo)準(zhǔn)化，2016，32（4）：29-32.

[6]盛一楠，褚杰.利用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)制作實(shí)景三維模型在棚戶區(qū)改造中的應(yīng)用[J].測繪通報(bào)，2017，（S1）：117-118.

[7]張志文.淺析地理空間框架的推廣[J].測繪與空間地理信息，2016，39（3）：93-94.

[8]楊文森，陳潔，陸世東，等.湖北省礦政管理信息化系統(tǒng)（一張圖管礦）建設(shè)技術(shù)思路研究[J].資源環(huán)境與工程，2012，26（2）：173-175.

[9]劉梅姜.基于三維模型的農(nóng)村地籍及房屋調(diào)查工作技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)[J].天津城建大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，23（2）：139-142.

[10]唐文剛，錢程楊.基于生命周期理論的國土資源“一張圖”綜合監(jiān)管平臺(tái)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].現(xiàn)代測繪，2015，38（1）：20-22.

（責(zé)編：張宏民）