昌都市地理国情服务应用示范平台设计与实现

吴 蕾，王铁军，俞锋华

（1.国家测绘地理信息局 重庆测绘院，重庆 401120）

昌都市地理国情服务应用示范平台设计与实现

吴 蕾1，王铁军1，俞锋华1

（1.国家测绘地理信息局 重庆测绘院，重庆 401120）

以西藏自治区昌都市第一次地理国情普查数据成果为依托，针对地理国情普查信息化服务应用领域，设计昌都市地理国情普查信息化服务应用示范平台的总体架构和功能，研究多源异构空间数据整合、服务聚合、服务器集群和多节点服务架构等关键技术，实现了昌都市地理国情普查成果数据以及服务的多样化展示，为地理国情普查信息化服务提供应用示范平台。

地理国情普查；信息化服务；多源异构空间数据整合

如何有效管理地理国情普查数据，使地理国情普查生产的大量地理空间数据更好地服务于国家和社会是迫切需要解决的问题之一。本文依据实用性、先进性、易使用性的原则，设计昌都市地理国情普查信息化服务应用示范平台的架构，研究多源异构空间数据整合、服务聚合、服务器集群和多节点服务架构等关键技术，实现了地理国情普查成果数据以及服务的多样化展示，充分体现昌都市地理国情的现状，有效地为昌都市政府各行业部门提供了决策支持，同时为全国地理国情普查成果的信息化服务提供应用示范[1-5]。

1 平台设计

1.1 平台总体架构

昌都市地理国情普查信息化服务应用示范平台集成GIS、数据库、网络等技术，采用浏览器/服务器技术（B/S）结构，从数据存储、服务发布与展示应用等方面进行系统设计。平台主要由数据层、服务层、业务逻辑层和应用表现层4层组成，如图1所示。

数据层数据基于昌都市第一次地理国情普查成果数据整合处理而成，包括地理空间信息基础数据、地理国情统计分析成果数据以及系统管理相关数据3大类。其中地理空间信息基础数据包括昌都市地形地貌数据、影像数据、遥感影像解译样本数据、地表覆盖数据、地理国情要素数据、专题数据等。数据层所有数据由Oracle数据管理工具集中管理，其中空间数据采用GeoDatabase格式，通过ArcSDE进行存储和管理，属性及业务数据采用关系型数据库进行存储和管理。

服务层包括昌都市矢量服务、影像服务、晕渲服务、地表覆盖服务、地理国情专题要素服务等二维地理信息服务、三维场景服务以及数据库操作服务等。基于数据层地理空间基础数据，通过多源异构空间数据整合、电子地图配图等操作，由ArcGIS Server发布形成二维地理信息服务；基于地形地貌数据以及遥感影像数据，利用Skyline系列软件制作三维场景，由IIS发布形成三维场景服务；利用Java语言，开发非空间数据库操作服务，实现服务综合管理以及地理国情统计分析成果展示等功能。

图1 平台总体架构

业务逻辑层介于数据服务层和应用表现层之间，用于响应前端用户的各种操作请求。平台基于MyEclipse+SSH技术框架，采用ArcGIS JavaScript API调用各类二维地理信息服务，提供地图浏览、查询、搜索定位等功能；利用Skyline Explorer插件的API实现三维场景展示功能；利用图表插件实现统计成果数据的多样化展示。

应用表现层为操作平台的接口，实现对平台各功能的展示，该层的表现形式主要为以网页形式组织起来的地图、表格、图表、图片和文字等。

1.2 功能设计

针对昌都市地理国情普查数据特点，结合平台需求，主要从7个方面进行功能设计：基本服务展示、地理国情统计成果展示、遥感解译样本展示、综合查询定位、服务综合管理、区县直通、系统管理，如图2所示。

图2 平台功能设计

2 关键技术

2.1 多源异构空间数据整合

分析研究了昌都市第一次地理国情普查成果、历史矢量数据及相关专题数据在空间、时间、属性等方面存在的相互关系，建立多源分类要素的图层级转换模型和分要素属性级的属性结构重构模型，按照数据源、数据图层、属性结构的顺序，建立多维度数据转换关系，构建要素空间运算关系式，形成昌都市多源异构空间数据整合模型。基于该模型，利用FME（feature manipulate engine，空间数据转换处理系统）编写数据整合处理工具，应用于昌都市电子地图矢量框架数据的提取整合，有效提升数据处理速度。

2.2 服务聚合

昌都市地理国情普查信息服务资源种类繁多，数据量庞大，为降低硬件资源的损耗并提高用户体验，提出服务聚合的解决方案[6]。服务聚合具体流程如图3所示。

图3 服务聚合技术流程

昌都市地理国情普查信息化服务应用示范平台采用该服务聚合技术实现了昌都市不同类型的地理国情信息服务的聚合展示，减少了服务器的负载压力，提高了用户体验，同时为地理信息服务的快速更新与维护提供了便利。

2.3 服务器集群和多节点服务架构

地理国情普查数据的复杂性、多样性导致地理国情普查数据服务类型的多样性，同时考虑到服务调用时硬件资源的负载压力，对ArcGIS for Server平台的服务器集群和多节点服务器架构技术进行研究，提供一套服务器集群和多节点服务架构解决方案[7]，以保证GIS服务提供的稳定性。其架构模型如图4所示。

图4 服务器集群与多节点服务模型架构图

该方案主要由数据库服务器、文件服务器、ArcGIS服务器集群、Web服务器以及客户端组成。在数据库、文件服务器上安装Web应用服务器（Tomcat 7.0）、数据库管理软件（Oracle 11g）以及空间数据库管理软件（ArcSDE 10.1），ArcGIS服务器集群服务器上安装ArcGIS Server 10.1，客户端上安装Web浏览器。

3 系统实现

基于地理国情普查多源异构空间数据整合关键技术、服务聚合关键技术、服务器集群和多节点服务架构关键技术的研究成果，搭建了昌都市地理国情普查信息化服务应用示范平台，实现常规地图操作及查询、地理国情统计成果展示、遥感解译样本展示、综合查询定位、基本服务展示、服务管理与系统管理等，为地理国情普查成果的社会化应用提供了示范平台。平台主界面如图5所示。

平台服务端:基于平台电子地图框架数据库制作各类电子地图，利用ArcGIS Server 10.1软件发布了矢量、影像、晕渲、地表覆盖、地理国情专题要素等地图服务，利用Java语言，开发了统计分析成果展示、服务综合管理、系统管理等功能相关的数据库操作服务。

图5 昌都市地理国情普查信息化服务应用示范平台

平台客户端：基于ArcGIS JavaScript API开发各类地图服务的展示功能，并采用服务聚合技术实现昌都市不同类型的地理国情信息服务的聚合展示，利用JavaScript图表插件实现了昌都市地理国情普查统计成果数据的多样化展示。

4 结 语

昌都市地理国情普查信息化服务应用示范平台实现了对地理国情普查成果的服务发布与社会化应用，可以满足各类地理国情普查信息化服务的应用及普查成果展示等需求。该平台架构及其关键技术已广泛应用于重庆测绘院多个项目中，验证了平台的实用性，可以将其推广应用到全国各省市地理国情普查信息化服务中。

[1]国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室. 第一次全国地理国情普查培训教材之五:地理国情普查数据库建库技术方法[M].北京:测绘出版社，2015

[2]GDPJ 01-2013 地理国情普查内容与指标[S].

[3]徐红岩,王荣辉.第一次地理国情普查成果及其应用分析[J].江西测绘,2014(4):62-64

[4]吴琼.浅谈地理国情普查成果的应用[J].测绘与空间地理信息2015(10):106-108

[5]周远波,雷德容.测绘部门在监测地理国情中的地位和作用[N].中国测绘报,2013-12-05(3)

[6]曹建成,王凯,王乃生. “天地图”服务聚合技术研究[J].测绘与空间地理信息,2013(3):77-79

[7]ESRI中国 (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

P208

B

1672-4623（2017）12-0015-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.12.005

2017-07-31。

吴蕾，硕士，工程师，主要从事GIS开发应用研究。