省级虚拟智能测绘档案库房管理系统建设研究

廖晓斌 麦格

摘要：随着我国科技和经济的快速发展，国家级、省级测绘项目的推进，测绘成果正在以前所未有的速度涌入省级测绘档案馆。技术的发展使得地理信息数据更新的频率越来越高。因此，需要使用新兴技术加强测绘地理信息业务档案管理、推进测绘地理信息档案信息化建设、切实提高档案管理能力和利用效率。本文详细分析了Web3D智能虚拟技术的特点和优势，以及其在测绘档案库房中的结合应用方案。

关键词：测绘档案 智能库房  Web3D  RFID

一、建设背景及存在问题

根据国家测绘地信局、国家档案局联合制定印发的《测绘地理信息业务档案管理规定》，这个规定为加强新时期的测绘地理信息业务档案管理工作提供了指导，提供了基本框架和政策保障我国今后的测绘地理信息业务档案管理。档案馆发展历史早已证明，推动档案馆事业发展的一个因素是制度，另一个重要因素是运用新技术、新手段、新设备，将新技术融合到档案管理的各个过程中。测绘档案馆信息化建设当然离不开相关最新技术的支持，不使用新技术，测绘档案馆信息化建设就无从谈起，只能原地踏步，无法实现科学的管理、人性化的应用。

虚拟现实技术本身具有富交互性、高沉浸性、三维可视化等诸多特点，可以模拟用户对库房内的设备操作，库房巡查，通过与智能设备结合可以实现由虚到实的转换，实现自动化，极大提高工作效率，这契合了当前的测绘资料档案馆战略布局。档案馆已经建成了具有档案管理、查询、分发、利用、统计等功能的信息化系统。但这些都是成果或者档案卷内层面的管理，而在库房管理方面并没有成熟的信息化系统来管理，库房管理又是一个不可缺失的环节档案通过组卷完进入库房，或者纸质地形图打印后放到密集架之后，系统没有记录实体档案盒放在了哪个档案室、哪个密集架，通过现有的管理系统只能查询到实体档案是否存在，实体档案的目录信息，如档号、题名等，但是无法查到存放在哪个库房哪个柜架哪个档案节，是否已经被借出，从而影响了测绘档案资料的保管、提供和利用。另外，档案上架调整、库房统计、档案移交等具有复杂流程的多方面工作，主要还是通过管理人员手工操作来完成，效率低下并且工序繁琐。比如在档案调整调架时，需要管理员进入到库房中去查看，通过对档案柜、密集架的一一排查，找到具有足够空闲空间的档案节，然后再将档案迁移进去，需要预先估算出剩余空间可以放置的档案盒数量。所以建设一个不需要进入库房也可以直观反应和管理库房的各个细节的信息化系统，可以统计库房的各项指标，规划库房空间，查询密集架的利用率，在页面上可以进行档案上架、调整、查档、查看电子原文等操作。并且可以模拟进行库房的巡查工作，并与现有的档案管理系统紧密结合起来、数据共享成为一体化管理平台。

省级测绘档案馆主要负责大地成果、4D成果、航片卫片成果、数据库成果、测绘档案的管理与提供利用。近年来随着测绘地理信息采集方式的多样化，比如：无人机、高分卫星遥感、国家级及省级测绘项目的快速推进，比如地理国情监测项目、智慧城市项目。省级测绘档案馆积累了大量的航片卫片数据，以及大比例尺，比如1：2000及以上的4D成果数据。而且这些成果和档案数据的增速是越来越快，急需对这些档案进行更加有效的科学的存储管理和提供便捷的对外利用服务。

二、测绘档案管理新模式

Web3D技术是实现网页中虚拟现实的一种最新技术，通过网络在浏览器里流畅地展示3D场景和模型，实现人机交互。Web3D技术使得客户可以不用安装任何专业的3D软件客户端或者浏览器插件，直接使用支持WebGL的主流浏览器即可以直接访问和使用系统。随着虚拟现实技術的发展，Web3D技术已经非常成熟了，Web3D技术的成熟加上它与智能设备的对接，对于测绘档案管理部门来说带来了如下的新的管理模式。

1.虚拟可交互性，三维系统内的所有设备、档案柜、密级架都是可交互的，所有模型按照实际的尺寸制作，档案盒存放方式和位置均按照真实情况进行普查和入库。与专业档案系统无缝衔接，在档案管理时可以进行上架、下架、调整等操作，实现真正可用可维护。通过在系统内漫游，可以制定漫游的巡查路线进行自动巡查。对于纸质地形图，在模型表面使用不同的颜色区分库存状态，并将库存动态实时标到背脊上。

2.通过虚拟系统可以全面立体的管理温度、湿度、监控设备等。可以直观的在系统中看到整个场馆实时的三维温度云图，湿度云图，点击任一监控设备可以查看当前监控的画面，当传感器数据偏离正常值时，使用系统功能可以操作智能设备以调节某区域的温度或改善通风状况等。

3.与智能密集架、RFID技术相结合，实现自动出入库、库房自动盘点、自动报警等。传统的方式管理员查找实体档案时，先要找到该类型档案对应的密集架，再根据档号或者图幅号对比每个密集架上的标志，确定密集架之后，打开密集架，在密集架的每一个档案节中进行遍历。如果档案在存放时没有按照档号的规律放在对应的格子里或者放错了格子，查找起来就会变得异常的困难，可能需要把整个档案馆翻一遍才能找到。但是在结合RFID技术之后，给每个档案盒贴上标签后，并采用智能密集架，这样实现了档案实体、智能密集架、智能库房的联动，在系统中查询到某一档案可以直接在系统中打开密集架装具，档案查阅利用更加方便。某一档案的准确位置也通过RFID很精确的定位，即使放错位置查找起来也没有任何困难。同时在盘点档案时，如果对每份文件都加了RFID，由于RFID可以防遮盖，在文件被遮盖的情况下也能读取到文件信息，这样无需要打开档案盒即可以对库房的所有文件进行盘点和统计，这在之前的传统档案管理的盘点中是无法想象的，传统的盘点需要将每个盒子打开进行清点，工作量可想而知。

这样一来，档案目录数据库和RFID是自动关联的。自动盘点和监控带来了高效的档案管理。

4.实现虚拟场馆与地图中成果的双向定位，通过在测绘成果服务提供利用系统中查询到的成果可以一键定位到它对应档案所在的库房位置。反之在虚拟档案馆内与成果档案交互时也可以一键定位该成果所在的地理位置。

三、测绘虚拟智能档案馆系统技术架构

1.系统前端技术

系统架构总体采用B/S架构，采用前后端完全分离的架构实现，前后端分离是业界的标准使用方式，前后端分离带来很多好处，包括：方便系统升级、微服务转型、分布式部署、为多端化服务打下很好的基础。前端采用纯JS、Html5技术、三维方面采用Three.js开源控件进行开发。对于一般的数据交互前端通过ajax请求通过nginx+tomcat的方式，nginx主要用于代理转发，静态资源文件访问，tomcat则是动态资源服务提供。一般的请求前端html页面通过ajax调用后端的restuful api接口并使用json数据进行交互。对于温控、湿控数据的实时传送使用websocket协议与后端实时通讯，后端采用netty框架提供服务与智能设备相结合，将温度场、湿度场在虚拟档案馆中实时展示。对温度、湿度超标进行告警提示。

2.系统后端服务

系统服务采用SOA治理，包括服务注册、发现、协调等主要过程，第三代的服务治理目标是逐渐消除人工治理，实现服务的自治。本系统的后端服务模块分为：智能设备通讯模块、虚拟库房模块、统计服务模块、后台管理模块、对外服务模块。

智能设备通讯模块提供与智能设备交互、读取智能设备数据的接口。比如获取温控器温度、打开智能密集架等。

虚拟库房模块提供虚拟库房内模型、模型位置信息、普查数据信息等的获取接口。

统计服务模块提供与库房统计、库存统计、利用空间统计、设备统计、温湿度统计等接口。

后台管理模块提供档案的上架、下架、调整、模型的导入、模型设置等基础接口。

对外服务接口为对外暴露的接口，可以提供给其他的业务系统调取数据使用。该接口主要用于对接专业的档案系统，需严格进行权限的控制，原则上不能暴露涉密数据。

3.数据层访问

系统数据库访问层使用持久层框架（ORM）-MyBatis和durid连接池技术。 MyBatis是一款優秀的持久层框架，它是一个灵活的orm框架，即支持其他orm框架的实体映射，也支持自定义复杂sql语句（如各种统计），无需手写任何的JDBC代码。

在应用系统中系统响应速度的快慢很大因素取决于数据库响应的速度。在应用程序建立数据库连接是耗时和耗资源的，数据库的并发连接数都是有限的，在大型的应用中，可能会有上万的并发请求，如果为每个请求都分配一个数据库连接，数据库响应会非常慢，甚至直接崩溃。提高服务器性能，减少系统的响应时间，应该使用连接池技术。druid连接池技术是由阿里巴巴开发，在大型电商项目中经受实际的检验的成熟开源连接池，在系统启动时预先缓存多个数据库连接对象到连接池中，可以对数据库的访问进行监控，同时也可以设置防火墙，可以满足我们测绘虚拟智能档案馆建设的技术性先进要求。

四、结语

本文仅仅讨论了web3D、虚拟现实技术、智能设备在测绘档案馆中的结合应用，以及系统架构的层次划分。对于测绘档案和测绘成果的海量数据的存储管理可以考虑使用云计算架构来解决，对于涉密的档案和成果数据，需搭建私有云平台进行管理，在数据库层面使用分库分表来对超大表进行拆分和扩展，如果建设一个面向公众的成果利用系统可以在应用服务器层面使用微服务架构以及分布式部署、负载均衡来提升系统的吞吐量和访问效率。有待今后更深入和系统的研究，此处仅抛砖引玉。