测绘应急数据管理平台的设计与实现

耿丽丽，甘 泉，杨 雪，张 伟

(四川省基础地理信息中心，四川成都610041)

一、引 言

近年来，我国因地震、地质、旱涝、海洋等自然灾害给人民的生命和财产安全造成了巨大的损失，自然灾害已经成为影响我国经济发展和社会安全的重要因素，依靠科技进步，提高我国防灾减灾的综合能力已成为当务之急［1］。

测绘应急数据在应对各种自然灾害时起了不可或缺的作用，为灾害的灾情研判、决策部署、应急救援、灾情评估等提供了强有力的数据支撑。因此，应急数据的高效管理在防灾减灾工作中占有十分重要的地位。

测绘应急数据具有多源多时态的特点，数据更新快、时效性及对比性强。目前，应急数据的管理主要采用档案的人工管理方式，而没有一个专门的管理平台，信息的查询、浏览、更新等非常不便，从而导致灾害防治及空间分析达不到及时、准确的目标。

本文基于对测绘应急数据存储与管理技术的研究，采用ArcGIS Server作为基础平台，研究开发了测绘应急数据管理平台。

二、系统设计

1.总体架构设计

测绘应急数据管理平台采用B/S结构搭建，系统总体架构分为3层，分别是数据层、应用层和服务层，如图1所示。数据层提供数据的管理服务，包括测绘应急数据库、应急数据目录数据库，以及为测绘应急影像数据构建的影像镶嵌数据集，作为应急数据管理平台的数据基础。应用层是实现系统功能的基础层，包括ArcGIS Engine应用组件、ArcGIS服务软件、FTP文件管理软件等，为应急数据管理平台提供数据处理、分析、服务发布、文件库存储等功能实现的软件平台。服务层实现了测绘应急数据管理平台的所有功能，包括目录数据查询、实体数据查看、多期影像对比、数据提取分发等，并实现与用户的动态交互。

图1 测绘应急数据管理平台总体架构

2.数据库设计

平台数据库的设计遵循可靠性、可扩展性、可维护性等原则［2］。平台数据库分为测绘应急数据库、应急数据的目录数据库及系统数据库3部分，如图2所示。

(1)测绘应急数据库

测绘应急数据库主要包含基础地理信息标准分幅影像数据和测绘应急保障事件中获取的分区应急影像数据、DEM地形数据，以及包括境界、道路、水系、地名点数据等的矢量数据。测绘应急数据采用FTP文件数据库的方式进行管理，文件数据库以文件夹的形式存放在服务器端，客户端通过FTP协议访问数据库服务器，管理和提取文件数据。

图2 数据库结构

(2)目录数据库

为便于对测绘应急数据库中分幅、分区的数据进行查询，需建立应急数据的目录数据，即数据分布图和查询索引表。目录数据库分为现势库和历史库，现势库中存放现势性最强的数据，历史库中存放被更新数据的目录数据。目录数据库表结构包括文件名、数据类型、数据子类、比例尺、分辨率、数据格式、入库时间、存放位置等关键字段，能够进行全面的数据查询检索，为用户提供整体、高效的浏览查询服务。

(3)系统数据库

系统数据库包括用户信息、日志信息、文件索引、数据提取分发信息、地名信息等。系统数据库由一系列关系表组成，存储在SQL Server数据库中，记录系统操作及数据查询、检索、提取、分发的相关信息。

3.系统功能设计

系统主要包括系统管理、服务发布、地图操作、目录查询、数据显示、数据服务6大模块，如图3所示。

图3 系统功能设计

三、系统实现

ArcGIS Server提供了丰富的GIS功能，是一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用的平台。系统采用Visual Studio 2010作为集成开发环境，以ArcGIS Server10.1作为开发平台，数据库选用SQL Server2008。

1.系统管理模块

该模块主要包括用户管理和日志管理。用户管理功能实现用户的添加、删除，以及用户信息、密码和权限等的修改;日志管理功能实现查询和删除用户登录、数据下载及数据分发的日志信息。

2.服务发布模块

该模块主要包括基础地理信息数据服务、应急数据服务及多期对比数据服务的发布，系统通过创建影像镶嵌数据集发布数据服务。

3.地图操作模块

该模块主要包括矢量和影像数据加载、地图缩放漫游、属性查询、数据选择、前后视图、全图显示、底图转换等操作。

4.目录查询模块

该模块主要包括目录数据的查询、浏览、分析功能。系统实现勾选加载需要查看的数据，并可将多种类型数据叠加显示;实现按行政区划、地名点、经纬度坐标等进行空间查询;用户还可以根据自己的需求绘制点线多边形进行查询;同时还实现按属性查询功能，如按分辨率查询、按图名图号查询、按数据生产时间查询等。

查询后用户可以查看所查询数据的空间分布情况和筛选条件信息，并且在查询结果的基础上可再作查询结果的分析，如按分辨率、数据生产时间等进行分类总结数据情况。

目录数据查询浏览界面如图4所示。

图4 目录数据查询浏览

5.数据显示模块

该模块主要包括元数据、影像实体数据和多期对比数据的展示。

1)元数据查看实现所选择的每幅数据元数据的逐一查看功能。

2)实体数据查看通过镶嵌数据集实现，系统通过发布影像镶嵌数据集服务为用户提供查看实体数据的功能;系统对地图控件显示范围进行控制，实现仅对当前图幅范围内数据的查看功能。如图5所示。

图5 实体数据查看

3)对于某一区域有多个时间段的影像，系统提供查询和对比分析功能，用户可以通过查询具有多期影像的数据，同时调用多期影像查看变化情况。如图6所示。

图6 3期影像对比

6.数据服务模块

该模块主要包括数据选取、数据下载和数据分发。数据按类型进行选取后才能下载和分发，分发的数据主要有矢量数据、影像数据和DEM数据。矢量数据按照用户给定的范围及选择的要素进行裁切、分类提取;影像数据和DEM数据根据范围选择相应图幅进行下载分发。如图7所示。

图7 数据下载分发

四、结束语

测绘应急数据管理平台充分利用了网络地理信息技术及数据库技术，实现了测绘应急数据的任意查询、浏览、对比分析及快速提取等功能，为加强应急数据的管理，以及提升科学减灾水平、辅助应急救援指挥、评估灾情等提供了辅助决策和技术支持。

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