基于Walk Service平台的无锡城市空间数据管理系统设计与实现

顾 杰

(无锡市征地服务中心，江苏 无锡 214023)

0 引 言

随着无锡经济持续快速发展与城市化水平不断提高，土地利用强度增强，城市地上地下空间开发利用得到了大发展。城市高层建筑的“上天入地”推进了城市空间的立体开发，城市地铁建设的快速发展带动了城市地下空间资源的大规模开发利用。地铁建设推进了城市定向、有序的发展，并带动地铁沿线房地产业的发展和地下商业交通的开发利用[1]。在此背景下，土地概念从平面向立体转变，土地利用从平面利用向立体利用推进，因而土地测量数据库也需要从平面向立体分层推进。无锡市《城市地下空间建设用地管理办法》出台后，国有土地使用权分层设置越来越复杂，迫切需要通过建立“无锡城市空间数据管理系统”对空间数据进行管理。“无锡城市地上地下空间立体数据管理系统研究”课题被江苏省国土资源厅列为2017年度科技计划项目。

1 系统设计目标

紧紧围绕拓展建设用地空间，推进节约集约用地，推进产业升级和结构调整，促进经济增长方式转变，推动城乡统筹和城镇化发展，建设资源节约型和环境友好型社会的需要，以保障城市地上地下空间开发健康、规范、有序、稳步进行为总目标，创新城市地上地下空间建设用地开发数据管理关键技术，构建城市地上地下空间立体数据管理、信息共享与服务集成平台，实现空间数据管理、查询、调用业务系统一体化[2]。

2 系统架构

2.1 系统总体功能分析

“无锡城市空间数据管理系统”遵循“国土资源云”总体框架，智慧国土共享平台以数据库为基本框架，基于SOA思想，面向国土资源、政务数据和社会化服务应用，实现各类数据采集、整合、汇交、更新、管理、交换、共享、利用等，通过智慧国土平台实现决策指挥、共享服务和智慧应用3大服务功能(图1)。

图1 “国土资源云”总体框架

系统集成了测绘、CAD和GIS 3个领域实用技术，充分融合现代科技成果，在数据组织方式、数据加工深度和数据表现方式等方面更加适合城市发展实际和智慧测绘应用需求。

2.2 开发平台环境

Walk体系是面向对象、基于网络和数据库的，空间数据具有图形和属性一体化的特点。其采用工作空间和层来组织和管理数据，数据库存储数据，按实体概念描述现实世界，用地物表示现实世界中的实体，因此，系统采用Walk Service平台支持服务架构[3]，并基于Walk Service平台进行二次开发。开发环境为Microsoft Visual Studio 2010，语言采用C++，数据库采用Access、 SQLite、SQL Server、Oracle等。

2.3 多层架构设计

整个平台由数据层、系统层和业务层组成，其总体框架如图2所示。

图2 平台总体框架图

(1)数据资源层

数据资源层分为空间数据库和业务属性数据库。空间数据库由国土资源图形空间数据库、基础地理信息数据文件数据库和外部交换数据构成。业务属性数据库包括国土资源业务数据和其他业务数据。

(2)系统层

系统层主要包含数据更新利用、质量控制、数据加工和数据采集等功能。

(3)业务应用层

“无锡城市空间数据管理系统”覆盖了信息化测绘的诸多功能，包括：数据基础、地形测量、数字地模、制图制表、数据建库、数据分析、数据质检，特别是与今后不动产信息系统相衔接，构成了信息化测绘软件的标准[4]。

2.4 业务架构

“无锡城市空间数据管理系统”提供空间数据采集、编辑、检查、浏览、查询、分析和制图等测绘与GIS核心功能，支持基础地理信息数据的维护、更新入库、数据质检、输出分发和应用[5](图3)。

图3 业务架构环境图

(1)数据基础：工作空间分层模板控技术、基于OGC模型GDAL/OGR数据动态加载、全球投影和地方坐标系、影像金字塔。

(2)专业测量：图根测量、全站仪、GNSS、测距仪、电子平板、在线影像底图、地图编辑。

(3)数字地模：等高线、TIN/DEM、断面、土石方计算。

(4)制图制表：标准图式、国家地形图系列制图、专题图集编制、GDT/Excel制表。

(5)数据建库：GIS数据建模、拓扑/网络构造、多层要素叠加、图属一体化编辑。

(6)数据分析：空间分析、DEM分析、地理编码、地图建模。

(7)数据质检：一键式统检、测量及接边检查、拓扑/剖分检查、图属一致性检查。

3 网络架构

硬件物理架构提供各类数据和应用计算服务的核心计算区域，包括高性能计算区(共享平台服务区)和云计算服务区(应用服务区)，同时辅助有集中存储区和测试编译区。硬件系统部署设计如图4所示。

图4 服务体系架构图

整个硬件系统物理架构采用云计算基础架构，实现虚拟化和聚合硬件资源。基础架构服务可全面虚拟化服务器、存储设备和网络资源，聚合这些资源，并基于业务优先级将资源准确地按需分配给应用程序[1]。

4 结 语

“无锡城市空间数据管理系统”作为智慧无锡时空云平台项目的重要组成部分，以直观表达的全覆盖精细地理信息和时空地理信息为基础，面向广泛应用环境按需提供地理信息、物联网节点定位和功能软件服务，具有开放性、继承性、安全性、智能化、重点性等特点。

本文主要总结了系统开发的设计、功能分析和架构实现的总体技术路线，通过技术创新、制度创新和管理创新，以需求为导向、以信息技术促管理、以应用促发展，积极应用和推广信息技术，对提升城市内部和城市间的创新能力、推动产业升级和结构调整以及城市可持续发展将有着重要意义。