关于辽宁省应急测绘资源共享节点建设的探讨

侯佳宝

（沈阳市勘察测绘研究院有限公司，辽宁沈阳 110004）

辽宁省应急测绘资源共享节点主要由应急测绘资源数据库、应急数据资源公共平台、应急数据资源共享系统与应急测绘资源数据快速交换系统组成。其中，应急测绘基础地理信息数据库基于天地图母库构建，应急数据资源公共平台基于天地图内网版建设，其主要功能是为应急数据资源共享系统提供应急测绘基础地理信息数据服务；应急数据资源数据共享系统主要提供应急专题数据、应急电子地图与应急事件数据的在线共享和服务，应急测绘资源数据快速交换系统用于事中数据的快速交换（图1）。

一、功能定位和目标

作为国家应急测绘资源共享平台的重要组成部分，辽宁省资源共享节点建设包括三个方面：一是应急资源基础数据库的建设，通过整合基础测绘数据、国情普查数据、部门共享数据等测绘应急相关数据形成统一的辽宁省省级应急资源基础数据库；二是数据交换系统建设，以P2P连接形式，实现国家、省级、各部门应急资源数据的高速传输交换；三是应急资源数据共享系统，对应急资源进行数据发布，实现基于数据服务的应急资源共享。

辽宁省应急测绘资源共享节点的主要功能包括：

（1）应急数据资源的汇聚与高效管理

实现省级应急测绘基础地理信息数据、应急电子地图数据与应急事件数据，各委办厅局共享的应急专题数据资源的汇聚与高效管理。

（2）应急测绘数据资源的快速查询、检索与服务

在建立统一的应急测绘数据资源目录的基础上，实现辽宁省省应急测绘数据资源的快速元数据查询检索，提供栅格与矢量瓦片、影像数据、数据文件、空间分析等地理信息网络服务。

图1 辽宁省应急资源共享节点系统架构图

（3）为应急测绘保障工作提供数据的快速交换

实现辽宁省共享节点与国家主节点间应急资源数据的快速传输，半小时内可完成20G大小的单个数据文件传输，为确保12小时内提供第一批现场应急测绘成果提供保障。

二、构建应急测绘资源共享节点服务体系

在数据库管理系统与共享系统站点服务聚合功能的基础上，实现省节点间和与国家主节点数据服务的共享。其中包括了基于数据文件的共享：支持站点的文件快速上传、下载以及相应的权限管理；基于OGC标准的网络互操作服务：支持OGC标准的WMS,WTMS,WFS（矢量瓦片）,UTF-Grid属性查询服务；应急数据资源目录服务：支持OGC标准的CSW服务；三维模型切片缓存服务以及应急共享数据库中数据的可视化服务等内容。

1.数据文件服务

（1）基于TCP协议的文件传输。支持HTTP,FTP,SFTP等方式的数据传输。其中HTTP方式主要用于上传下载小文件；FTP,SFTP主要用于上传下载大文件。支持断点续传。如果数据同时在多个可以访问的数据节点上存有备份，系统自动选择负载小的服务器进行下载。

（2）基于UDP协议的文件传输。相对于TCP,UDP协议具有传输效率高、速度快等优势，但是由于UDP是面向无连接、不可靠的传输协议，所以需要考虑丢包和后发先至的问题。共享服务功能上为保证数据传输的可靠性，需在数据传输底层对数据包进行传输序列的管理，按照数据包的顺序接收并存储，确认接收端数据包的有效性。

（3）基于P2P模式的文件传输。为提高站点间大数据量文件的共享传输效率，采用对等网络P2P请求技术，实现不同计算机之间，不经过中继设备直接交换数据的P2P文件传输。通过在发送端处建立套接字（Socket）链接，并绑定固定端口来监听接收端传输文件的请求，建立计算机之间的文件传输通讯。

2.影像数据服务

应急数据资源共享系统支持各类OGC标准的网络互操作服务功能，实现对各类空间数据的快速服务发布，具备以下功能。

（1）服务操作

系统可对各种影像数据快速发布WMS/WMTS协议服务，并支持请求服务的元数据（GetCapabilities）、请求底图图像（GetMap/GetTile）的基本操作。

（2）压缩文件流传输

为保证应急对数据服务的效率要求，系统支持ECWP影像流传输协议，实现将压缩数据以文件流的模式发送给客户端，通过分布式的解压环境提高数据传输效率。

（3）基于影像文件的服务发布

针对应急影像数据切片耗时较长的实际，系统支持基于影像文件的直接发布WMS/WMTS服务。系统通过对影像原始数据、多级金字塔文件的动态读取，在避免切片处理的情况下实时提供标准的WMS/WMTS服务。

（4）支持数据服务的动态投影

为避免各站点间数据服务空间参考不一致带来的额外数据处理耗时，应急数据资源共享服务系统发布的数据服务具备动态投影功能，可实现不同空间参考数据服务的实时叠加。

3.矢量数据服务

应急数据资源共享系统提供基于矢量数据服务，可通过Web访问返回的是带有几何和属性信息的实际要素，客户端可以将这些要素与属性用于任何类型的地理空间分析。

（1）WFS服务

应急数据资源共享系统发布的矢量数据服务能够发布兼容WFS1.1和WFS2.0规范的矢量数据服务。

（2）矢量切片数据服务

针对测绘应急保障中对空间数据的服务化需求仅靠栅格瓦片数据难以满足动态、在线制图的要求。随着GML的广泛应用，为矢量数据的高效传输和动态生成提供了有效的解决途径。矢量切片数据指的是以标准瓦片的空间范围对矢量数据集中的点、线、面等地理实体要素进行裁切提取，并以GML,Geojson等标记语言对其进行编码存储的数据服务。

4.空间分析服务

空间分析服务主要完成GIS系统中常见的一些分析功能以及应急测绘中的实用分析功能，包括：点的三维坐标查询、二维及三维的距离与面积计算分析、缓冲区分析、淹没分析等。

（1）空间量算分析

空间量算分析功能包括了二维面积计算与三维面积、体积的计算。

①投影面积计算

先把不规则图形划分为若干规则图形，然后根据规则图形计算面积的公式计算出各个面积并求和，即得出总的投影面积。计算投影面积不用考虑高程值（Z值），只需在一个二维平面上计算即可。

②表面积量算

利用模拟地形的规则栅格网，对其进行表面积计算。栅格网按对角线划分为两个三角形，然后分别对两个三角形求其面积，再把所有由规则格网分成的三角形面积求和，即得到由规则格网构成的地形的表面积。

③体积量算

针对地形数据结构的不同分为规则格网和不规则三角网两部分。规则格网中的体积由四棱柱（无特征的格网）与三棱柱体积进行累加得到。

（2）缓冲区分析

缓冲区分析是指以点、线、面实体为基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，进行分析而得到所需结果，以便为某项分析或决策提供依据。其中包括点缓冲区、线缓冲区、面缓冲区。根据应急测绘保障中三维地形数据获取的实际情况，仅考虑受淹区的高程与给定水位的高程情况，而不用考虑淹没区的连通问题，即凡是高程值低于给定水位的点，皆计入淹没区。实现较为简单的无源淹没算法。因其不用考虑淹没斑块间的连通问题，故所有低于或等于预测水位高程的像元都将计入缓冲区，经累加形成淹没区范围。

三、结束语

通过建立辽宁省应急测绘资源共享节点体系，横向可实现与国家应急测绘体系相连通，纵向与多部门应急资源管理系统相连接，可以有效地解决了信息数据掌握在不同分管部门之间沟通不畅、位置不清、无法快速分类使用的难题。同时，也可以大幅度节省社会资源的投入，实现共建共享的目标。该体系的建立，可以有效提升应急快速响应时间，最重要的是可实现在辽宁省应对突发救援中，国家通过该系统可快速推送地方应急救灾急需的最新时效的多尺度、多类型数据，为应急指挥救灾节省宝贵时间。