浅谈辽宁省应急测绘保障数据库建设

白 冰

（辽宁省自然资源事务服务中心，辽宁 沈阳 110034）

0.引言

当前，正处在经济发展、改革开放与社会转型的关键时期，各种各样的自然灾害和突发事件，给应急测绘工作提出了新要求，带来了新任务，所以需要加强应急测绘能力建设，提供完善的应急测绘服务保障。因此，国家测绘主管部门组织实施了国家应急测绘保障能力建设项目，辽宁省资源共享节点被确定为国家应急测绘保障能力建设项目节点之一，其中应急测绘保障数据库建设是资源共享节点建设的重要内容。

1.目标和内容

辽宁省应急测绘保障数据库建设是利用数据库、地理信息系统、虚拟化和并行计算等技术，完成地理信息应急各类成果数据的对象化建模与集成建库，并在建成数据库基础上构建数据库管理与应用服务系统[1]，在局域内网环境下，实现应急数据管理、数据预处理、成果应用服务、数据服务、安全运维管理等方面的功能。

2.总体架构

按照国家应急测绘保障相关规范性文件的要求，结合辽宁省实际情况，辽宁省应急测绘保障数据库采用基础设施层、数据资源层、服务平台层和业务应用层四层架构模式[2]，总体架构（如图1所示）：

图1 系统总体架构图

架构在确保实用性的同时，采用了先进的GIS数据库技术、数据存储方案、数据管理方案、软件开发解决方案和网络集成方案，能满足数据库海量数据管理，时态数据管理、统计分析、变化监测的需要，引入了数据库集群、云计算、并行计算等技术，可以满足大数据快速查询和统计分析的要求。

3.应急测绘保障数据库管理系统

辽宁省应急测绘保障数据库管理系统在开发设计时特别关注了系统的开放性和可扩展性，在数据组织、存储空间和管理软件等方面都要求具备对需求变化的适应能力，以适应数据库系统集成与更新数据的不断扩展加入。系统采用面向服务的设计与云计算应用架构，方便统计分析模型扩充加入、调用，使系统具备良好的可扩展性和运行效率。开放性设计也便于系统以后与地理信息公共服务平台衔接，促进地理信息资源共建共享。

3.1 系统构成

辽宁省应急测绘保障数据库管理系统由数据处理、数据管理、成果应用、数据服务、运维管理和移动端应用6个模块组成（如表1所示）：

表1 模块划分

3.2 系统功能

3.2.1 数据处理工具

通过对数据进行预处理，包括入库前整理、格式转换、投影转换、定义空间参考、数据拼接、数据裁剪、属性项编辑、分层提取等操作，使成果数据在目录组织、属性结构、表达形式等与数据模型保持一致，方便数据顺利入库。

3.2.2 数据管理子系统

系统主要实现应急数据库中不同历史阶段数据的统一管理、现时数据的更新及管理、不同类型数据之间的转换。同时，系统提供了支持将数据库内满足需求的数据按照行政区划单元、规则格网或自定义范围的输出。为了实现数据的共享，系统也提供了发布成果生成等功能。

3.2.3 成果应用子系统

系统包含四个模块：专题图制图、统计分析、应急标绘、数据分发（如图2～图5所示）：

图2 专题图制图模板

图5 数据分发

专题图快速制图是测绘保障的一个重要应用，由于图件的特点有需求时间急、图件样式多、涉及区域广等特点，传统制图方法已经无法满足测绘应急保障对专题图的需求，因此需要一套以应急测绘数据库为核心的一体化制图的方法和流程，快速批量生产出符合应急专题制图要求的系统[3]。专题图制图解决的最大问题就是基于模板批量快速出图，包括分级图、饼状图、柱状图、热点图、插值图、政区图、标准分幅图等。

统计分析功能是基于应急数据库，充分利用收集到的专题资料，基于不同的行政区划单元或区域范围，对各种指标进行统计分析。

应急标绘模块用于制作应急预案并标绘。它实现了方案/预案的制作，同时还提供有方案/预案的协同、方案/预案的保存、历史方案/预案的查看等功能。

数据分发模块主要是对应急电子地图、专题图、专题文档等进行提取下载。

图3 统计分析

图4 应急标绘

3.2.4 数据服务子系统

数据服务子系统以地图服务的形式向用户展示应急数据和应急专题成果。系统采用当前最为流行的HTML5技术，完全使用JavaScript语言开发，前端采用jQuery和Bootstrap等成熟框架，后台使用NodeJs开发文件分发服务[4]。通过ArcGIS Server 10.4将应急专题以动态服务、要素服务、切片服务等形式发布成地图服务后，在前端使用最新的Arcgis JavaScript API对地图服务进行渲染展现并提供丰富的查询及分析功能。

3.2.5 移动端应用子系统

移动端应用提供了全面翔实的辽宁省电子地图，包括矢量地图、影像地图、晕渲地图，提供辽宁省服务区分析，并支持省内路线查询、最近设施查找等，主要由功能栏和地图显示区两部分组成。

3.2.6 运维管理子系统

运维管理子系统实现了对应急测绘数据库7×24小时不间断地监控。包括系统登录、系统退出、系统首页、修改个人信息、修改密码、监控报警通知等。主要完成服务平台的用户、角色、权限、存储等统一身份认证及授权分布管理。

4.应急测绘保障数据建库

应急保障数据往往具有海量、多尺度、多类型的特点，辽宁省应急测绘保障数据库采用基于PostgreSQL+ArcSDE10.4的Geodatabase模型进行逻辑设计，使用ST_GEOMETRY类型字段存储GIS的空间数据，所有数据统一在CGCS2000国家大地坐标系。从存储角度划分，数据库中的数据分为矢量数据、栅格数据、文档数据等几种形式。矢量数据按数据集和要素类组织，栅格数据按栅格数据集和镶嵌数据集组织，文档数据以文件形式组织。

为了提高数据存储和访问的效率，将不同种类数据分开存储。针对不同数据划分不同表空间，使用多个物理设备分区可提高数据访问效率、性能和稳定性。将数据和索引分开存储，将空间数据索引和属性数据索引分开存储，提高数据检索与浏览效率。

辽宁省应急测绘保障数据库总体逻辑结构（如图6所示）：

图6 辽宁省应急测绘保障数据库总体逻辑结构图

4.1 数据建库流程

辽宁省应急测绘保障数据建库过程包括数据检查处理、数据入库、数据库运行环境构建、数据库检查与测试等过程。

为确保应急测绘保障数据顺利入库，需要对各种类型的成果数据进行入库前检查和处理。检查采用人工和软件结合的方式，其中主要采用软件进行批量检查，部分内容采用人工进行辅助检查，对成果数据的拓扑、结构、一致性、空间参考等进行百分之百检查。

从各个专业部门或互联网上收集过来的专题数据种类繁多、格式多样，为了保证这些专题数据发挥效用，需要进行规范化处理。对于不同的专题数据采用不同的处理技术流程，主要包括矢量数据处理、纸质图件处理、文本资料处理。

为了高效存储和管理应急成果数据，系统基于PostgreSQL和ArcGIS Server建立辽宁省应急测绘保障数据库存储文件和表空间、设定数据存储分区、初始化数据表。经检查处理后的各种成果数据，包括地形数据、影像数据、“天地图·辽宁”数据、基础测绘数据、地理国情数据、行业专题数据等。将其快速导入到数据库系统存储区后再上传到数据库中。成果数据入库包括创建数据库结构、数据导入、数据入库、异常分析处理和性能优化等过程。

辽宁省应急测绘保障数据库组织（如图7所示）：

图7 辽宁省应急测绘保障数据库组织

4.2 应急测绘保障数据库内容

本文只介绍目前辽宁省应急测绘保障数据库中的应急数据内容，每类数据的具体制作流程和方法，不同省份、不同地方的数据情况不同，可在实际研究中加以确定。

辽宁省应急测绘保障数据库的数据包括“天地图·辽宁”数据、地理国情监测数据、基础测绘数据、应急专题数据、应急电子地图数据、地形地貌数据、遥感影像数据等。从数据库管理角度，数据库中还包括元数据、相关技术文档、法规条例、历史数据、系统管理数据等。

其中地形地貌数据库、遥感影像数据库的存储路径为NAS存储空间。其他数据库的存储路径为FreeNAS存储空间配置到本机的存储。应急数据库的数据内容及数据量（如表2所示）：

表2 应急数据库内容及数据量

可以看出：辽宁省应急测绘保障数据具有数据种类多样、多尺度、数据量巨大等特点。为了高效存储和管理，采用了要素数据集存储矢量数据，镶嵌数据集结合元数据表存储栅格数据。

5.结束语

应急测绘的科学性、综合性需整合各部门和社会各方面的信息资源，基于统一的地理空间框架实现各种应急指挥信息的空间定位、可视化显示、综合查询分析，并实现辅助决策，其基础是建立应急数据资源及共享能力。应急测绘保障数据库是应急数据资源最重要的内容之一，应急数据又是应急数据库建设的基础[5]，因此建立相对完善的应急数据技术指标体系，加大行业专题资料收集力度，完善应急专题数据的权威性和现势性，将是在统一的地理空间框架基础上实现各种应急保障、科学决策和指挥、组织和处理应急事件的关键。