基于B/S的土地产品共享系统设计与实现

王永安 刘顺喜 李峰 刘让国

（中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄 050081）

基于B/S的土地产品共享系统设计与实现

王永安 刘顺喜 李峰 刘让国

（中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄 050081）

面向土地资源数据使用所面临的共享需求，综合使用ArcGis Api for Flex、GeoServer和WebService方法，设计实现了一个B/S架构的土地资源数据产品共享系统。该系统实现了土地资源数据产品的在线查询浏览，数据产品生产需求的提交及需求状态的监控，并可下载需求对应的数据产品，实现了数据产品的在线共享，提高了土地数据资源的信息化程度和土地资源管理部门及相关业务人员的工作效率。

土地变更调查产品 数据共享B/S架构 ArcGis Api for Flex WebService

1 引言

土地是国家的根本物质基础[1]，土地利用变更调查是以县为单位查清村和农、林、牧和渔场等以外的土地权属及其数量、分布和利用状况所进行的科学调查[2]，是土地调查的重要内容，是土地有效利用和土地管理工作的基础[3]。土地利用变更调查结果产品是反应土地利用现状的重要国土资源数据，且当前对国土资源数据共享的要求愈加迫切[4]，建立一个土地变更调查产品共享系统，在不同用户和部门之间高效共享数据产品，提高数据使用效率，指导土地合理规划，具有重要意义。

基于B/S架构的土地变更调查产品共享系统，具有发布速度快、更新维护方便和数据共享程度高等特点[5]。本系统以国家高分专项国土资源应用示范系统提供的数据为基础，采用Flash Builder4.7开发实现，针对系统架构、数据库建设和主要功能实现等展开论述，通过对土地利用变更调查数据产品共享服务系统的设计与开发，实现土地数据产品的查询浏览及产品生产需求的提交，对于实现土地资源共享和高效利用具有重要意义。

2 系统设计

2.1 架构设计

基于面向服务的体系架构（Service-Oriented Architecture，SOA）的设计原则，将本系统设计为3层架构，从下到上依次为数据层、服务层和应用层如图1所示。存储用户及权限信息，控制用户对基础数据库和业务数据库的操作；基础数据库存放的数据主要为空间数据，使用空间数据库存储数据描述信息及其地理位置信息；需求业务数据库存储用户提交的需求及状态信息；统计数据库存放统计条件和统计模型，以及基于统计模型和统计条件对基础数据和业务数据进行统计的结果数据和统计图等，数据库关系如图2所示。

图1 系统总体架构图

2.1.1 数据层

数据层主要用于正射影像、动态遥感监测成果（宏观遥感监测信息提取成果和新增建设用地提取成果）、变更调查成果（遥感监测数据处理成果和内业核查成果）、高分数据、业务应用数据和地名数据等数据的存储管理，分别采用关系数据库和空间数据库存储非空间数据和空间数据，不同类型数据通过唯一标识的字段进行关联[6]。

2.1.2 服务层

服务层提供系统所需的各种支撑服务，主要包括地图服务、地名服务、用户服务、业务服务和轨道计算服务等。其中地图服务采用开源的地图服务器GeoServer发布符合OGC标准的地图服务[7]，用户之间可以更容易迅速地共享空间地理信息[8]，其他服务均采用WebService的方式，通过对数据库操作的封装，提供各种业务操作的后台实现。

2.1.3 应用层

应用层采用Flash Builder 4.7开发工具和ArcGis Api for Flex开发，实现系统所需的各项功能。主要分两部分：基础应用和专业应用。其中基础应用部分包括基础地图操作（加载显示地图、地图放大、缩小和漫游）、图层控制和地名查询定位等，是与业务应用无关的基础功能，是可重用的基础组件。专业应用部分包括元数据查询浏览、需求提交及状态查询和业务数据查询统计等，是与土地变更调查密切相关的专业应用组件，可选择集成到系统中。其中，元数据查询浏览既可以通过若干常用条件进行简单查询，也可以组合全部要素进行复杂查询，查询结果列表显示并在地图上显示其空间地理信息；业务数据查询统计实现按指定条件对数据产品进行查询统计，并在地图上以柱状图的方式显示。

图2 数据库关系图

3 关键技术

3.1 ArcGis Api For Flex

ArcGis Api for Flex是ESRI公司2008年新推出的WebGis客户端开发包，用于富互联网应用程序RIA(Rich Internet Application)的开发，它将代码编译成swf文件，通过Flash Player插件在浏览器中运行，具有跨平台、速度快和用户体验好的优点[9]。

系统设计将界面设计与业务逻辑设计分开，前端使用ArcGis Api for Flex，采用Flex语言进行界面开发。基于Flex Viewer开发框架开发并添加自定义的业务功能组件，这种方式能有效实现功能模块之间的松耦合，同时缩短开发周期。业务功能组件通过继承BaseWidget类，自定义业务界面，调用后台WebService实现业务数据操作，并在前端显示业务操作结果。后台业务逻辑设计以.NET Framework为基础，采用C#进行开发，并将服务在IIS中发布，整个设计过程分工明确且高效。

3.2 数据统计模型

2.2 数据库设计

土地变更调查产品数据库主要包括高分标准数据、正射影像数据、宏观监测信息提取成果、新增建设用地提取成果、遥感监测数据处理成果、内业核查结果、县级年度基础矢量数据、行政区划数据和遥感影像本底数据等基础数据库，用户信息数据库，业务需求数据库，统计数据库等。其中用户信息库

数据统计负责完成高分数据对行政区的覆盖率统计、变更调查生产需求的完成情况统计和变更调查结果统计（耕地、林地和新增建设用地）等。

土地变更调查以年度为单位以行政区为单元进行，查询统计模型的构建应以行政区分级为基础，结合时间要素进行，从时间过程和空间演变上实现对土地变更调查结果的统计和对比。本文以时间为一个基本维度，在行政区上采用分层分析法，建立与土地变更调查业务向适应的查询统计模型。选定一个年度的情况下，实现该年度条件上不同行政区的查询统计及统计结果的横向比对；选定一个行政区的情况下，实现该行政区在多个年度上的查询统计及统计结果的纵向比对。

4 主要功能实现

4.1 元数据查询浏览

由于土地变更调查是以行政区为单位进行的土地调查，在进行高分数据查询时，地图框选范围查询已不能满足土地变更调查的业务需求。针对行政区这种不规则的地理范围，采用空间范围相交、包含和被包含相结合的方式，实现高分数据的按行政区查询。

在将数据对应的浏览图上图显示时，由于在WGS84坐标下中高纬矩形范围的显示效果被拉伸，而ArcGis Flex Api自带接口MapImagelayer的只接收矩形作为填充边框，浏览图在地图上的贴图效果不理想。因此，系统设计实现了一种快速几何校正方法，根据元数据中四角点坐标对图像进行几何校正，基于校正后图像的四角点对图像的4个顶角部分进行透明色补充，以校正后的图像进行贴图，实现浏览图在地图上的真实展现，使得用户既能看到高分数据的成像范围，又能直观的在地图上看到这些高分数据的成像效果，如图3所示。

图3 元数据查询浏览

4.2 观测需求录入

由于土地变更调查的业务特性，在某行政区高分数据覆盖不满足要求的情况下，土地部门需要卫星对未覆盖区域进行拍照观测。由于卫星本身的轨道特性和相机覆盖特性，直接框选该区域提出观测需求，卫星成功规划的可能性很小。因此系统设计实现了自动的轨道计算服务，实现了根据当前时段的轨道根数计算星下点轨迹，并根据相机视角和侧摆范围，计算可成像范围，星下点轨迹和成像范围上图显示，使用户提出的观测需求更有针对性，规划成功的可能性更高，用户还可以查看未来一周内的卫星轨迹和成像范围，如图4所示。

图4 观测需求录入

4.3 查询统计

针对高分数据，主要统计高分数据对行政区的覆盖率，针对变更调查生产需求，主要统计该需求的完成情况，针对变更调查产品，主要统计年度行政区的变化情况。其中，高分数据查询统计时，需要计算高分数据对行政区的覆盖率，由于行政区是不规则区域，且高分数据存在多条，本系统设计实现了基于多边形顶点遍历的凸多边形求并算法，先对高分数据范围求并得到一个覆盖区域，并采用网格法将行政区划分为n×n的网格，计算网格中心坐标落在覆盖区域中的个数，得到高分数据对行政区的覆盖率。针对变更调查统计，编写一个统计结果类，如图5所示，用于记录行政区、年度及统计数据，结合Flex的Chart类和ArcGis Flex Api的InfoSymbol类，将查询结果以柱状图的方式在地图上展现，方便直观，通过编写统计结果类和图形样式设置文件，实现柱状图显示样式的自定义。

图5 查询统计

5 结束语

为解决当前土地资源数据利用所面临的问题，提高土地资源数据的共享度和利用率，本文基于B/S模式设计开发了符合SOA架构的土地变更调查产品共享系统，后台采用WebService对数据操作进行封装，有效实现与前端业务操作的松耦合；前台基于FlexViewer Widget模式，通过扩展其预置的模板进行自定义开发，方便功能扩展，同时提高了开发效率。本系统实现了对土地变更调查产品数据的在线查询浏览，观测需求、存档需求和产品生产需求的提交、需求状态的查询和数据查询统计，提高了数据产品的信息化管理水平。

[1]杨燕芹.基于WebGIS的土地资源数据管理的技术探讨[J].山西科技,2009(4):33-34.

[2]张兵良.基于GPS_GIS的土地利用变更调查数据采集系统研究[D].江苏:河海大学,2005:1-2.

[3]葛吉奇.地籍管理[M].西安:西安地图出版社,2002.

[4]李建成.基于组件GIS的国土资源管理信息系统的研究-以泉州市为例[J].地矿测绘,2009,25(2):15-16.

[5]芦康平.基于WebGIS的空间信息服务实现方法研究[D].西安:西安电子科技大学,2009:1-2.

[6]徐燕.基于ArcGIS Flex API的土地利用统计评价系统设计与实现[J].山东国土资源,2013,29(8):64-67.

[7]梁启靓.基于Geoserver的开源WebGIS开发与应用[D].西安:长安大学,2010:1-8.

[8]兰小玲.一种JavaServlet模式的WebGIS实现方法与性能优化研究[D].湖北:华中科技大学，2011:1-7

[9]包振虎.基于Flex API和ArcGIS Engine的雅砻江数字流域信息系统[J].测绘与空间地理信息，2014,37(11):68-71.

Design and Implement of Land Product Sharing System Based on B/S Architecture

WANG Yong-an,LIU Shun-xi LI Feng,LIU Rang-guo
(The 54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang Hebei 050081,China)

In order to meet the sharing requirements of land resource data use,this paper designs and implements a land resource data product sharing system based on B/S architecture by using ArcGis Api for Flex,GeoServer and WebService.This system can be used to query and browser the land resource data and products on line,and deliver data product production requirements and monitor requirement state,and download data products corresponding to requirements.This system can implement the online sharing of data and products,improve the informatization of land data resources and the efficiency of land resource management department and business personnel.

land change investigation product;data sharing;B/S architecture;ArcGis Api for Flex;WebService

TP311.52

A

1008-1739（2015）23-61-4

定稿日期：2015-11-12