基于GIS的海域评估信息管理系统设计与开发

卞盼盼，徐威杰，付丹丹，管明雷，周 立

（1.中国矿业大学，江苏 徐州 221116；2.淮海工学院，江苏 连云港 222005）

基于GIS的海域评估信息管理系统设计与开发

卞盼盼1，徐威杰1，付丹丹1，管明雷2，周 立2

（1.中国矿业大学，江苏 徐州 221116；2.淮海工学院，江苏 连云港 222005）

为提高海域使用率和综合管理效率，满足海域评估需求，高效管理海域评估信息，设计了一种数据分布式存储的基于GIS的海域评估信息管理系统。该系统以Visual Studio 2012为开发环境，采用C#编程语言，利用MapGIS K9和SQL Server数据库进行开发，设计了地图浏览、双向查询、鹰眼导航、表单制作、数据查询和空间分析等功能，实现了海域使用权价值评估信息的标准化和可视化，为海域使用权价值评估提供了决策支持，对海洋可持续发展具有重要意义。

GIS；MapGIS K9；海域使用权；信息管理

海洋被称为蓝色国土，蕴藏着丰富的资源，随着陆地资源的逐渐短缺和海洋科技的飞速发展，人们对海洋有了更深层次的认识，对其开发也达到了前所未有的高度[1]。然而，在海洋开发过程中出现了无序、无度、无偿使用和盲目圈占等问题，且未确权用海较多，使得海域资源未能被充分高效地利用，因此实行海域有偿使用势在必行。科学的海域使用权价值评估是制定海域使用金征收标准的依据[2]；设计开发海域评估信息管理系统，能为海域使用权价值评估提供科学的数据支持。

海域使用权价值评估数据具有多源异构且海量的特点，数据分散、不易管理是其瓶颈，因此需建立易于查询更新、可进行数据统计和分析的海域评估信息管理系统[3-6]。本文利用MapGIS K9理论和技术设计开发了基于GIS的海域评估信息管理系统，为海域评估管理部门提供了科学的决策支持。

1 需求分析

1.1 系统功能需求

根据海域使用权价值评估信息的管理方式，结合实际工作需求，建设综合管理空间数据和文档调查数据的系统应具备以下功能：

1）基础应用功能。在地图和图层上进行一系列基本操作，包括地图显示和坐标展示功能。地图显示功能实现对地图的放大、缩小、漫游和还原，是系统所有功能的基础。该功能将空间信息以图形的形式直观地展示给用户，用户可自由调整视角，方便查看。

2）空间查询功能。用户可通过该功能查询感兴趣海域的基本属性、海域等级等信息。

3）统计分析功能。根据文档调查数据统计结果对海域进行综合分析和有效评估。

4）系统管理功能。为了保证管理系统的有效性和安全性，需要根据用户角色（系统管理员、数据录入员、数据审核员等）的不同，分别管理其权限及详细信息[7]。

1.2 系统性能需求

为了有利于系统的扩展，建立一个高性能、高稳定性的系统应满足的需求有：

1）安全性。系统数据库内存储了大量地图数据和文档调查数据，因此对系统安全性的要求很高，系统管理员需定期对存储于数据库的数据进行复制保存，做好备份工作；系统操作环境对病毒等非法入侵应具有良好的抵抗能力。

2）可扩展性。系统应具有可扩展性，紧跟技术发展步伐，以满足用户日益增长的需求。

3）实用性。根据海域使用权价值评估实际需求，结合用户使用习惯，建设一个便于管理、易于操作的信息管理系统。

2 数据分析与建库

2.1 数据分析

系统采用的数据主要包括空间数据和文档调查数据两大类。空间数据包括外业采集的广西省、江苏省、辽宁省的用海定级图，中国省级行政区划基础地理数据，以及各省用海定级图经数字化和分类处理得到的港口航运用海定级图、旅游娱乐用海定级图、填海造地用海定级图和养殖用海定级图。文档调查数据包括辽宁省6个市21个区县的海域使用现状调查表，其内容主要包含海域资源市场化配置、海域使用权、海域使用金征收现状、海域使用金抽样、海域使用权制度实施后对社会经济发展的贡献情况、海域使用论证、海域使用权价值评估机构和人员情况、海域使用权价值评估需求、海域有偿使用意见征询、生态系统服务功能价值支付意愿、典型生态系统和样点海域使用权价值调查等。调查范围包括海洋管理部门、市场化配置单位、用海企业等机构；调查表信息主要包括管理部门、邮政编码、通讯地址、海域面积、滩涂面积、淤泥质岸线、基岩岸线、砂质岸线、人工岸线等统计信息和表单数据。

2.2 数据库设计

空间数据存储于MapGIS K9资源管理器中，空间数据库主要由描述海域使用权价值评估信息的矢量图层数据构成。根据辽宁省、江苏省、广西省用海类型的不同，将其划分为若干个用海定级图图层，每个图层由相应的图元数据组成。数据入库过程中需保持图层数据的坐标系与基础地理数据库一致，数据库目录图层命名规范统一。表1为以辽宁省填海造地用海定级图为例的海域评估信息管理系统空间数据库设计，由于篇幅有限展示部分设计内容。

表1 系统空间数据库设计

文档调查数据存储于关系数据库管理系统SQL Server中，通过外业调查和整理以Word表格形式存储，经内业数据分析，以市、区县城市为唯一标识码对调查内容进行分类并入库，数据类型精度根据列名内容准确设计；用户登录信息入库主要包括姓名、用户编号、用户性别、所属部门、手机号、登录密码等基本信息（见表2～4）。

表2 海域使用权价值评估需求调查表设计

表3 海域资源市场化配置情况调查表设计

表4 海域使用权招标、拍卖、挂牌情况调查表设计

3 系统体系结构与功能设计

3.1 系统体系结构设计

系统设计遵循安全性、可扩展性、实用性和先进性原则，根据海洋数据的特点，逻辑上将系统分为基础设施层、数据层、服务层和应用层，如图1所示。

图1 海域评估信息管理系统体系结构

1）基础设施层为系统提供所需的环境设施、存储资源、软件资源以及安全设备，是整个系统体系的基础。

2）基于海洋数据海量性的特点，数据层采用分布式部署的方式，空间数据与文档调查数据分别存储于MapGIS K9和SQL Server数据库中，减小了海量数据对系统的运行压力，提升了用户体验[8]。

3）服务层是整个系统业务部分的支撑平台，是系统功能和数据的结合部分，具有良好的可扩展性，包括系统地图服务、数据服务中间件、应用服务中间件和GIS 功能服务。

4）应用层是用户通过前端显示平台与后台服务器进行交互操作的场所，系统的应用层直接面向客户，是整个系统的业务逻辑核心[9-11]。

3.2 系统功能设计

海域评估信息管理系统以MapGIS K9为基础平台，运用面向对象的数据库系统，建立了集中国省级行政区划基础数据、用海定级专业数据、属性数据、文档调查数据等不同层次结构的多源、异构、海量数据于一体的海域使用权价值评估数据中心，实现了海域使用权价值评估数据的集群管理。系统的功能模块包括数据管理模块、基础操作模块、浏览查询模块和统计分析模块，具体功能如图2所示。

图2 海域评估信息管理系统设计

数据管理模块可实现数据的增加、删除、修改等操作，对海域使用权价值评估信息调查表进行统计入库，根据所在省、市、区县和表名等查询条件进行表单查询及统计分析。基础操作模块可实现图层数据的平移、缩放、复位等操作，还可实现鹰眼导航及距离、角度、面积量测等功能；同时系统支持数据的输入及图层输出基本功能。浏览查询模块可实现地图的图层浏览和属性查询等功能，还可实现图属联动，并高亮显示。统计分析模块可根据所在地区及表名实现海域面积、滩涂面积、淤泥质岸线、基岩岸线、砂质岸线和人工岸线的统计。

4 系统开发与实现

4.1 系统开发环境

基于C/S模式架构，以MapGIS K9基础GIS框架为平台，通过VS2012开发环境，运用C#语言二次开发实现系统功能。

4.2 主要功能实现

系统主要功能包括海域评估基本信息查询、文档调查数据查询、评估分析等。其中海域评估基本信息查询实现了图属联动（图3），直观地展示了所查询海域的评估分值、周长、面积等属性信息。图3a为广西省用海定级图，黑色闪烁区域为广西省部分养殖用海定级图，与之对应的属性信息为图3b第31行属性信息，可知其海域使用权价值评估分值为72，周长为97 984.06 m，面积为166 436 955.54 m2。

图3 图属联动查看界面

地图浏览可使用鹰眼导航，鹰眼导航提供了缩略图和放大镜功能。缩略图功能实现地图缩略图的显示，同时支持地图缩放时的局部地图显示；放大镜功能实现对当前地图的放大显示，支持跟随鼠标局部放大显示。同时，系统还支持面积量测功能，如图4所示。

图4 面积量测功能实现界面

根据省、市、区县、表名等查询条件实现对文档调查数据的查询，查询信息与所选表名内容一致。图 5为对某市海域使用权抵押样点基本情况调查表（用海企业）的查询结果，因涉及重要信息，对查询结果做了处理。同时，统计查询得到该省海域面积为2 937 200 hm2、滩涂面积为112 990 hm2、淤泥质岸线为603.06 km、基岩岸线为452.02 km、砂质岸线为316.26 km、人工岸线为142.6 km。

图5 文档调查数据查询界面

系统基于地理空间信息和属性信息（如海域自然条件、区位条件、海域资源稀缺条件、毗邻土地条件、交通条件、污染、气候等影响因子），建立了海域定级评估分析模型，并对不同用海类型进行了评估分析，以辅助定级、评估及流转需要。

5 结 语

根据海域评估信息化管理需求，本文开发了基于GIS的海域评估信息管理系统及功能模块。通过野外作业和内业处理得到空间数据和文档调查数据，以Visual Studio 2012为开发环境，运用MapGIS K9和SQL Server数据库技术设计开发该系统。结果表明，系统的地图浏览及查询功能实现了海域使用权价值评估信息的标准化和可视化，属性查询和空间分析功能为海域使用权价值评估提供了数据支撑和决策支持。

[1]李德仁,王艳军,邵振峰.新地理信息时代的信息化测绘[J].武汉大学学报(信息科学版),2012,37(1):1-6

[2]蔡悦荫,赵全民,王伟伟.中国海域有偿使用制度实施现状及建议[J].海洋开发与管理,2012(11):9-13

[3]李亚宁,谭论,张宇龙,等.我国海域使用现状评价[J].海洋环境科学,2014,33(3):446-450

[4]刘长东,梁振林,任一平.GIS 支持下的青岛市海域管理信息系统[J].海洋环境科学,2009,28(6):760-763

[5]曹英志.海域资源配置方法研究[D].青岛:中国海洋大学,2014:41-43

[6]张彦彦,杨晖.海域管理空间基础数据库系统建设研究[J].海洋开发与管理,2009,26(11):13-15

[7]徐白玉,刘菁,程承旗.基于WebGIS的基站信息管理系统建设[J].地理信息世界,2016(4):95-100

[8]洪德法,卢文喜,李伟,等.三维虚拟校园系统的设计与实现[J].地理空间信息,2012,10(1):84-87

[9]王爽,林璐,岳永胜,等.基于ArcGIS的农村集体土地确权发证信息系统设计与实现[J].测绘与空间地理信息, 2016,39(9):121-123

[10]张军.地质公园虚拟旅游系统的设计与实现[D].开封:河南大学,2010:21-26

[11]Julia C B,Millspaugh A C. C#.NET程序设计[M].天宏工作室译.北京:清华大学出版社,2005:12-15

P208

B

1672-4623（2017）07-0065-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.07.020

卞盼盼，硕士研究生，研究方向为海洋测绘地理信息。

2016-11-02。

项目来源：国家海洋公益性行业科研专项资助项目（201105004）。