云南省第三次全国国土调查综合管理系统的设计与研发

张 明,邱云峰,黄彦锋,郭 飞

(1.云南省测绘产品检测站，云南 昆明 650034；2.昆明信飞科技有限公司，云南 昆明 650216)

0 引 言

2017年10月16日，国务院发布了《关于开展第三次全国土地调查的通知》(国发〔2017〕48号)，明确指出国土调查是一项重大的国情国力调查，是查实查清国土资源的重要手段。第三次全国土地调查(以下简称“三调”)工作任务艰巨，是一项系统工程，调查作业、项目监理、成果质检和各级自然资源管理部门在“三调”工作中都承担着重要的角色。但在传统的管理模式下，调查、监理、质检没有便捷渠道及时上报自己的工作情况，各级管理部门也不能通过便捷渠道及时了解、掌握、辖区内的“三调”工作信息，极易造成各单位(部门)之间的信息不对称，给管理部门工作带来了较多困难，同时也给全省“三调”工作的顺利开展埋下了隐患。如何将网络信息技术、GIS技术与“三调”管理工作进行融合，快速有效地处理、反馈“三调”工作中相关工作问题，加强项目质量管理，使整个“三调”工作实现信息化管理成为了“三调”亟待解决的问题[1-2]。本文将重点介绍云南省“三调”综合管理系统的设计思路和实现方法。

1 系统设计

1.1 系统构架

云南省“三调”查质检服务系统采用B/S模式架构，服务器端部署在阿里云西南信息节点的Windows Server操作系统上，以PostgreSQL 10作为数据库，采用微软的ASP.NET组件进行开发，前端采用HTML5+CSS3+JavaScript组合技术，通信采用国密SM2算法进行加密，系统总体架构如图1所示。

图1 系统架构图 Fig.1 System architecture diagram

1.2 业务工作流程

系统依据用户职责与身份的不同，主要完成以下业务逻辑：调查单位完善项目信息并每周提交调查进度周报和项目调查工作报告，当调查成果具备质检条件时，向监理单位或者省级质检单位提交成果质检申请；监理单位每周提交监理进度周报和项目监理工作报告，并处理调查单位提交的成果质检申请；省级质检单位每周提交质检进度周报和项目质检工作报告，并处理调查单位提交的成果质检申请；质检牵头单位每周提交项目工作报告，并查阅各省级质检单位的工作情况；县级“三调”办每周提交项目工作报告，并查阅行政区内的调查、监理、质检工作情况；市级“三调”办每周提交项目工作报告，并查阅行政区内的调查、监理、质检工作情况；省级“三调”办每周提交项目工作报告，并查阅全省的“三调”项目调查、监理、质检工作情况。省级“三调”办具备对质检牵头单位、省级质检单位、监理单位、调查单位、县级“三调”办、市级“三调”办发布通知公告的权利。业务工作流程如图2所示，系统功能设计框架如图3所示。

图2 业务工作流程图 Fig.2 Business work flow chart

图3 功能框架Fig.3 Functional framework

2 关键技术研究

2.1 天地图API的改造与调用

天地图JavaScript API 4.0是一套符合HTML 5.0规范的应用程序接口，以HTML 5.0的形式提供各种地图服务和数据，如地图展示、标注、定位等[3-4]。为开发者提供了调用天地图在线地理信息服务的通道，包括创建地图、调用地图、POI搜索以及在地图上添加覆盖物等，可帮助开发者在网站中构建功能丰富、交互性强的地图应用。但同时本系统需要统计分析用户汇总的各类填报信息，并以地理范围作为参考宏观查看各项数据完成情况，对网络连通性和按区域分级展示要求较高，如果进度、质量发生问题必须第一时间作出有效处理。因此，针对以上问题，如何保障高速有效的地图展示和快速刷新是本系统需要解决的主要问题之一。

本系统主要采用CORS跨源资源分享(Cross-Origin Resource Sharing)跨域算法进行资源多线程访问来加速天地图调用。跨源资源分享是W3C标准，其核心思想是通过HTTP头部进行浏览器和服务器之间的沟通交流，是跨源AJAX请求的根本解决方法。相比JSONP只能发GET请求，CORS允许任何类型的请求。整个CORS通信过程，都是浏览器自动完成，不需要用户参与。对于开发者来说，CORS通信与同源的AJAX通信没有差别，代码完全一样。浏览器一旦发现AJAX请求跨源，就会自动添加一些附加的头信息，有时还会多出一次附加的请求，但用户不会有感觉。

2.2 国密通信加密

已上升到国家安全的战略地位的信息安全，数据安全是重要组成部分。要保障数据的传输安全，加密算法是核心问题。然而，长期以来，安全要求等级高的行业都是沿用3DES、SHA-1、RSA等国际通用的密码算法体系和标准，容易造成信息泄露与数据库暴库[5-7]。因此如何选择加密算法，使三调综合管理系统的自主性和安全性得到提升变得尤为重要。

“三调”综合管理系统主要采用国密SM2算法对信息系统的传输过程进行加密。SM2算法由国家密码管理局于2010年12月17日发布，是我国自主设计的公钥密码算法，基于更加安全先进的椭圆曲线密码机制，在国际标准的ECC椭圆曲线密码理论基础上进行自主研发设计，具备ECC算法的性能特点并实现优化改进。与传统RSA算法性能对比，SM2算法和RSA算法都属于公钥加密算法，但两者分别基于不同的数学理论基础。与RSA算法相比，SM2算法具有抗攻击性强、CPU 占用少、内容使用少、网络消耗低、加密速度快等特点。

3 主要功能实现

云南省“三调”综合管理系统采取一次性统一规范化设计，分步实施和建设的原则，确保系统建设规范化、标准化。“三调”综合管理系统基于B/S构架设计，采用MVC架构作为数据展示模块，使用ASP.NET、JavaSript语言进行程序开发，通过国密SM2加密算法进行数据通信加密，完成与PostgreSQL数据库的对接以及远程服务器数据调用。系统展示模块通过调用天地图API和后台数据库对“三调”系统的各种数据进行分析、读取，以满足不同的业务需求。用户界面UI设计方面，本系统着重按照操作性、界面色彩、界面平面版式、数据显示集中、主次分明等原则进行用户接口美工优化。

本系统的最终研发实现的主要功能有：1)项目管理；2)进度报告；3)成果检查；4)工作报告；5)统计分析；6)通讯录等。

3.1 项目管理

项目管理主要实现相关单位修改并完善本单位项目基本信息的功能。用户进入项目管理页面，可完善修改所负责项目的基本信息和项目主要技术人员等信息。同时，为了方便使用者填写信息，系统内置了国家统计局2017年的统计用区划代码和城乡划分代码，各用户可根据调查的实际情况自行选择。项目管理功能界面如图4所示。

3.2 进度报告

进度报告主要实现对本单位所负责的“三调”项目进度周报的上传、维护、检查、更新等功能。进度周报通过Web页面手工填写，并按乡镇或者调查区提交。调查单位提交进度周报后，系统自动计算出乡镇和调查区的调查进度，并根据进度与项目计划进行比较，判断项目进度是否正常。监理单位提交进度周报后，系统计算出乡镇和调查区监理进度。省级质检单位提交进度周报后，系统计算出乡镇和调查区的质检进度。界面效果如图5所示。

图5 进度报告功能界面Fig.5 Progress reporting function interface

3.3 成果检查

成果检查主要实现各单位成果检查提交申请的功能。成果自检简报通过Web页面手工填写提交，之后，对应的监理单位或省级质检单位会收到提醒信息，及时对提交的成果进行质检，并填写质检反馈意见。界面效果如图6所示。

图6 成果检查功能界面Fig.6 Results check function interface

3.4 工作报告

工作报告主要是实现单位通过Web页面提交项目工作报告的功能。为保障“三调”综合管理系统内信息的准确性，系统内置了时间节点限制功能，相关单位必须每周上报工作报告，如果超过相关时间节点限制，系统会自动对相关管理部分进行延期信息提示。工作报告以简报形式上报，主要包括工作推进情况、存在的问题及解决措施、下一步工作安排等内容。工作报告界面效果如图7所示。

图7 工作报告功能界面Fig. 7 Work report function interface

3.5 统计分析

统计分析可以帮助用户汇总统计填报信息，按行政区划宏观查看项目的生产、监理、质检进度完成情况。同时，根据权限的不同，系统能够自动分析相关权限内进度完成情况，并与其它同级别区域进行对比分析。统计分析界面效果如图8所示。

图8 统计分析功能界面AFig.8 Statistical analysis function Interface A

国家级成果核查是“三调”工作的重要组成部分，是保障全国国土调查成果真实准确的重要手段。为方便统计核查工作完成情况，使管理部门和核查负责单位能够有效、及时查看全省核查完成情况，软件还提供了核查统计分析对比功能。用户可通过该功能实时以时间序列按省内行政区划、负责单位等方式核查进度。同时，系统支持导出汇总明细功能，以方便相关部门进行统计报表。核查功能界面效果如图9所示。

图9 统计分析功能界面BFig.9 Statistical analysis function interface B

3.6 通讯录

通讯录主要实现调查单位、监理单位、质检单位和管理部门查看管理所负责项目的相关联系方式，是结合实时信息云化管理的应用。该应用能将用户填写于“三调”信息系统中的联系人信息同步到不同身份用户，同时系统还拥有短消息及通知报告等功能。界面效果如图10所示。

图10 通讯录功能界面Fig.10 Address book function interface

4 结 语

本文对“三调”工作中具有不同角色和功能的调查单位、监理单位、省级质检单位、监理牵头单位、质检牵头单位和管理部门的工作职责进行梳理分析，通过信息服务系统中工作业务流程的紧密衔接，设计和研发了云南省“三调”综合管理系统，为“三调”质量监管工作提供实时、全面、科学的服务支撑，实现了云南“三调”工作的信息化管理。

整个系统在研发过程中强调接口与模块间的松耦合性，确保被调用的子模块在程序接口不变化的情况下，可随时修改算法直接替换原方法模块；同时具有开发效率快、功能可扩展和易于部署、维护的优势，为系统升级与扩展打下了良好的基础。本文所提出的系统研发思路和方法，可为基础测绘、地理国情监测等相关领域管理工作提供借鉴，具有较好的参考应用价值。