浅谈辽宁省应急测绘保障快速出图系统建设

2021-05-20许芳明

辽宁自然资源 2021年4期

许芳明

（辽宁省自然资源资料档案中心，辽宁沈阳 110034）

辽宁是受自然灾害影响较为频繁的地区之一，环境污染、水旱洪涝、气象灾害、公共安全等各种自然灾害和公共事件时有发生。政府及各应急部门需要利用地理信息来直观形象的表达和记录灾害与突发事件的地理位置和时空分布情况，以便快速准确开展应急预测预警、指挥决策、人员安置以及灾后重建等工作。因此，建设辽宁省应急测绘保障快速出图系统既是整合地理信息数据资源、完善应急测绘保障体系，加强防灾减灾和应对突发事件能力的迫切需要，也是全面贯彻落实党和国家对测绘地理信息应急保障工作指示精神的有力抓手。

一、建设目标

根据应急测绘保障快速出图工作的实际需求，基于地理信息快速制图技术，研究构建应急地图制图模型；优化快速出图技术流程；实现基于基础测绘成果和应急专题成果的快速出图；实现应急信息的快速处理；实现应急出图数字化、自动化、流程化；提高应对自然灾害和公共事件快速制作指挥用图的工作效率。为我省测绘应急保障工作的实时数据处理、综合评价分析、整体防灾减灾和灾后快速重建等工作提供科学的决策依据和高效、准确的地理信息保障服务。

二、建设任务

1.硬件环境建设

与其他地理信息系统不同，应急测绘保障快速出图系统的硬件性能是决定系统运行效率的重要因素之一，直接决定快速出图的快慢。因此硬件设备的选型非常重要。硬件环境基于内部局域网建设，分别由图形工作站、绘图仪、打印机、扫描仪等设备组成。

2.软件体系建设

（1）数据处理、整合与建库

系统建库的主要数据源为我省历年基础测绘任务生产的1:1万比例尺3D数据，国家1:5万、1:25万比例尺3D数据以及各市的城区图、政区图等专题地图数据。

按照技术规范，重点整合辽宁省行政区划范围内的1:1万、1:5万、1:25万比例尺3D数据，建立应急基础地理信息数据库，以满足应急地理信息快速制图需求，并集成辽宁省各种比例尺的地图制图数据以及各市县区的城区图、政区图等专题地图数据，建立文件库，满足应急测绘保障服务对已有数据的快速输出需求。

（2）软件研发

根据应急测绘保障快速出图工作的实际需求，研发“辽宁省应急测绘保障快速出图系统”。开发数据处理、模版选择、范围定义、图廓整饰、地图编辑、专题标注、制图输出等功能模块，实现标准图幅和任意图幅范围的矢量图、影像图、晕渲图等多种格式数据的叠加制图需求。

（3）系统集成与测试

通过将软件系统与建成的数据库部署到硬件环境中，进行完整全面的系统测试，确保系统符合业务需求、功能需求、性能需求等约束条件。

3.体制机制建设

为配合系统建设，确保应急测绘保障任务的顺利进行，提高应急测绘保障响应速度和服务水平，系统管理部门需成立应急测绘保障工作领导小组，制定保障服务工作规范。同时，结合系统建设对应急测绘保障相关流程进行优化，编制辽宁省应急制图相关技术规范，最终形成一套较为成熟的应急测绘保障体制机制。

三、总体设计

1.总体框架

辽宁省应急测绘保障快速出图系统由基础设施层、数据层、组件层、业务层四个层级组成，并以规范与技术标准和制度与机制保障确保系统建设顺利进行（图1）。

（1）基础设施层

基础设施层由系统运行必须的软件与硬件环境组成，基础设施层包含制图和输出设备、网络与安全等硬件设备，以及操作系统、业务软件、支撑软件等软件环境。软硬件环境一般部署在机房或独立的环境中，为计算机、网络以及各种应用服务提供稳定可靠的运行基础，是系统建设的一项重要内容。

（2）数据层

数据层是以建库方式管理不同类型、不同用途的地理信息数据与专题数据，确保数据的完整性与安全性，以便系统调用，数据层主要包含基础地理信息数据、制图模板数据、与目录数据等内容。

基础地理信息数据库主要存储和管理由基础测绘生产的3D数据。数字线划图（DLG）是应急保障制图的基础框架数据，按照应急保障制图的工作需求，进行要素层筛选、模型模式重构后形成数据服务，以满足应急保障制图对快速、简洁、主题突出的地图产品的特殊需求；数字正射影像（DOM）主要作为应急保障专题地图的底图数据，系统通过提供影像底图，满足应急制图对可视化地图产品的需求；数字高程模型（DEM）作为应急保障专题制图的地形数据，系统通过将数字高程模型生成三维晕渲图，满足应急保障专题制图对地形地貌等可视化高程信息的需求。

制图模板数据包含应急保障制图所需的符号字体数据、模板数据、规则数据。根据现有数据基本情况及应急保障制图的需求，对不同的应急保障制图产品制定统一的地图命名规则，根据制图图纸大小，对图名的位置、字体和字号等进行规范。制图数据的定义主要依据国家基本比例尺地图图式，并根据不同的应急事件类型，去掉一些不相关的要素，突出表示与应急工作相关的要素。

图1 总体框架图

元数据与数据目录是对数据库中包含的各类数据的描述以及数据目录组织结构的说明性信息。

（3）组件层

组件层采用面向对象的组件开发技术，使系统具备良好的可扩展性。组件层由面向不同功能的开发组件组成，包括数据处理、模版选择、范围定义、图廓整饰、地图编辑、专题标注、系统配置、制图输出等功能组件。合理的组件划分，有利于减少软件的耦合度，是软件质量的保证。

（4）业务层

业务层是指使用组件层提供的组件，基于制图流程，设计应急专题制图功能架构，优化基础测绘成果快速制图技术流程，构建出满足应急保障快速制图服务要求的系统。基于组件层的开发模式，既能保证开发速度又能保证系统质量。

2.技术流程

根据应急专题制图的业务需求，在规范、快速、流程化的制图需求基础上，快速出图系统的技术实施路线设计遵循了直观明了、简洁实用、操作方便的设计原则，采用细粒度，流程自动化，一键式的设计方法，系统的技术实施路线（图2）。

图2 技术实施路线图

3.部署模式

快速出图系统基于内网软硬件环境部署（图3）。

图3 部署模式图

四、系统功能设计

根据以往自然灾害和突发事件处理对快速高效的应急测绘保障服务的需求和应急保障业务流程，辽宁省应急测绘保障快速出图系统需要开发数据处理、模版选择、范围定义、图廓整饰、地图编辑、制图输出、文档管理、地图数据浏览与查询、图层管理等功能。实现专题图制作的模板化、智能化与快捷化，满足基础测绘成果及应急专题信息的分布式管理与快速的查询、调用、转换、地图整饰与快速输出等功能要求。

1.数据处理

数据处理功能用于整合辽宁省行政区域范围内多尺度的基础测绘3D数据，具体功能包括投影转换、数据提取、合并、更新等功能，形成应急基础地理信息数据库，支撑数据制图功能。

2.地图编辑

地图编辑功能包括地图页面放大、缩小、平移、识别、测距、测面、全图、前一视图及后一视图；坐标定位、行政区定位；框选范围、调整范围及导入制图范围文件等功能。

3.模版选择

模板选择功能是将制图规则集成到模板中，以便在制图系统中进行可视化定义与选择。系统提供包括1:1万、1:5万、1:10万和1:25万四种比例尺的全要素地形图、政区图、交通图、三维晕眩图和遥感影像图五类制图模板的定义与选择功能。

4.范围定义

范围定义功能主要包括制图区域定位、地图图名、制图区域范围、比例尺、纸张大小等模式的定义、制图范围编辑、标准图幅范围计算等操作。范围定义功能采用区域大小自动计算技术，实现了由制图范围、比例尺、纸张大小三个参数两两组合，自动计算制图范围的功能，实现通过设置地图范围和比例尺大小确定制图范围；设置地图范围和纸张大小确定制图范围；设置地图纸张大小和比例尺大小确定纸张范围。