基于数据中心的基础测绘成果管理系统的设计与实现

2011-09-19田玉山樊文有程卫恒

测绘通报 2011年2期

关键词：数据仓库异构数据中心

田玉山,樊文有,程卫恒

(1.中国地质大学信息工程学院,湖北武汉 430074;2.教育部地理信息系统软件及其应用研究中心,湖北武汉 430074)

基于数据中心的基础测绘成果管理系统的设计与实现

田玉山1,樊文有1,程卫恒2

(1.中国地质大学信息工程学院,湖北武汉 430074;2.教育部地理信息系统软件及其应用研究中心,湖北武汉 430074)

由于现代社会对测绘成果的更新速度快、使用频率高,传统测绘成果管理技术已难以满足需要。基于MapGIS K9数据中心平台设计的测绘成果管理系统,采用数据仓库技术、中间件技术等,可实现多元异构数据的集成管理,满足现代测绘成果管理的需要。

数据中心;测绘成果管理;中间件;数据仓库;多元异构

一、引言

随着经济的发展,社会对空间信息的采集、动态更新的速度要求越来越快,各行各业对测绘产品成果的依赖性日趋增强,许多测绘后期工作需要建立 GIS数据库并对测绘成果进行管理。

测绘成果管理是一项复杂的工程,它所涉及的范围包括基础测绘成果和非基础测绘成果。得益于第二次全国土地调查,基础测绘工作出现了飞跃式的发展,这对基础测绘成果的管理和应用提出了更高、更新的要求。由于测绘成果不能通过同一种方式采集获得,相互之间存在格式、数据结构等方面的诸多差异,因此迫切需要一种对数据具有超强兼容性的测绘成果管理系统。笔者设计开发的测绘成果管理系统以MapGIS K9数据中心为平台,借助于数据中心的异构数据中间件技术,实现了异构数据的集成管理,避免了需要为不同格式数据编写相应转换工具的麻烦,同时维护了数据分布和独立性的原则,方便了数据的维护与管理。

二、系统设计思想

1.系统目标

测绘成果管理系统是针对现有的测绘成果类型多样,数据结构复杂,不同测绘软件生产的测绘成果相互不通用等现实问题进行设计开发的,其最终设计目标是:综合先进的 GIS技术和数据库技术,以数据库技术为基础,GIS异构数据集成技术为核心,以中间件技术、数据仓库技术等作为技术支撑,实现多源异构数据的统一和层次化管理;结合搭建式、插件式开发模式,实现测绘成果的多维可视化,方便用户对测绘成果进行查询、检索、更新等操作。

2.平台选择

鉴于测绘成果庞大复杂的数据结构,特殊的空间地理特征,选择武汉中地数码公司开发的MapGIS K9数据中心平台作为测绘成果管理系统开发的基础平台。数据中心是一款搭建平台,提供了一系列完整语义的地理数据处理功能,实现了多源异构数据的统一和层次化管理[2]。以数据中心为平台进行系统的开发,数据的多源异构性问题交由数据中心统一处理,系统只对整合后的数据、资料进行管理,这样不仅解决了测绘成果通用性难的问题,同时大大降低了二次开发的难度,使测绘成果管理系统变得易于实现。

3.系统的体系结构设计

依据系统的设计要求,采用主流商用数据库Microsoft SQL Server存储海量测绘成果数据,利用MapGIS空间数据引擎应用模式实现对数据的管理。

系统采用数据中心通用的四层体系结构设计。底层为仓库管理层,包括构件仓库和数据仓库,其中构件仓库用来管理和维护用户开发的插件资源和功能资源,数据仓库用来访问各种数据资源;第二层为功能插件层,集成了系统必须的各种功能资源和插件资源;第三层为框架层,包括数据中心框架和测绘成果管理系统;第四层为表示层,即系统的 U I部分,负责用户与系统的交互。其结构如图 1所示。

图 1 系统体系结构图

三、系统功能设计

系统功能主要分为以下几大模块。

1.用户管理模块

用户管理模块主要指用户的登录管理和权限管理。用户管理模块遵循“用户-角色”管理模式,首先建立系统管理员身份,再通过系统管理员添加多个角色权限,每个角色授予不同的登录和操作权限,对于不同等级的用户,分别赋予不同的角色。这样不仅保证了系统的安全性,同时灵活的配置方式也使得用户权限便于管理。

2.图幅管理模块

图幅管理模块负责测绘成果中各种图幅的管理归档。图幅管理具有查询、浏览功能等空间分析功能,包括鹰眼导航、缩放、漫游、全图、全屏等多种GIS地图浏览功能以及地图量算功能,用户可通过这些功能浏览图件数据。

3.档案管理模块

档案管理主要指测绘项目档案管理和测绘成果档案管理。测绘项目档案主要指项目合同、工程资料和工程图纸等;测绘成果档案包括各类报告、成果表、点之记等[4]。档案以二进制形式存入数据库,在表中添加属性字段,记录图件数据信息,以属性的形式将图件数据与档案数据关联。实现在进行图幅管理时,能够根据图幅调出相应档案;在进行档案管理时,可以根据档案调出相关图幅。

4.信息发布模块

信息发布模块主要配合成果管理系统对于可以公开的测绘成果信息,通过系统的网站,面向用户发布。模块不涉及空间数据的分析与管理。模块面向所有用户提供在线查询系统所拥有的成果信息功能,用户通过向系统管理员申请获得相关成果资料的下载权限。

5.输入输出模块

输入输出模块主要负责对测绘成果的读取、显示、打印等。在测绘成果管理系统中,数据输入功能主要是指几个图形化界面,用来引导数据录入的进行,并可以对录入后的数据进行存储、分析和输出。具体的数据管理交由MapGIS K9的数据中心进行。

6.系统维护模块

系统维护包括登录日志、操作日志和数据库备份。

系统维护模块是除用户登录模块之外系统的又一安全管理模块。该模块会将用户登录和操作的时间、内容写入数据库,当系统出现数据丢失或功能瘫痪时,可以通过表记录快速地定位问题的原因,确定解决方案。同时当系统需要更新维护时,可以对数据库进行备份,防止数据丢失。

图 2为测绘成果管理系统数据处理流程图。其中方形框表示实体对象,圆形框表示处理方案,箭头指向表示数据的流向。

图 2 测绘成果管理系统数据处理流程图

四、系统实现的技术支撑

1.系统结构模式

测绘成果管理系统是基于数据中心采用 SOA的架构,采用 B/S、C/S混合模式。测绘成果管理部分为 C/S模式,主要供管理人员对数据进行维护管理,只部署在专门的数据管理部门。系统发布模块基于 B/S模式,部署在测绘成果管理部门,通过浏览器访问系统,查询测绘成果数据或相关的档案资料,供后期的下载使用。

2.系统实现的技术支撑

(1)中间件技术

数据中心的数据仓库对多源异构数据的管理,采用可以直接访问不同空间数据的中间件技术。中间件位于数据仓库(仓库管理层)和测绘成果管理平台(框架层)之间,向下协调各数据源系统,向上则为访问集成数据的应用提供统一数据模式。以MapGIS K9为平台的数据中心开发出直接存储空间数据文件、关系对象数据库和空间对象数据库的连接器。这种连接器集成了多种数据源驱动,以注册的方式嵌入到数据中心集成开发平台中,当请求某种数据源时,GIS中间件动态加载所请求的数据源驱动[1]。

(2)数据仓库技术

数据中心的数据仓库是对各类异构的数据源的有效集成,集成后按照不同主题进行了重组,并包含历史数据。数据仓库系统通过数据入库与维护、分布式数据挖掘、数据仓库的目录管理、异构数据集成管理等,按照一定的规则和规范实现在目录系统上对各类数据进行管理[1]。

3.系统主界面介绍

系统主界面如图 3所示。

五、结束语

GIS技术的迅猛发展、数字城市的逐渐普及、第二次全国土地调查形成的庞大复杂的测绘成果,这都对传统的测绘成果管理方式提出了严峻的挑战,也为新的管理方式的形成孕育了条件。本文介绍的基于MapGIS K9数据中心的测绘成果管理系统满足新的测绘成果管理需求,利用数据中心的数据仓库技术、中间件技术,实现了对多元异构数据的管理,插件式、搭建式开发模式使其集成了MapGIS K9平台的多项 GIS功能,满足了测绘成果管理的需要。