供地数据管理系统设计与实现

供地数据管理系统设计与实现

摘要:随着信息化办公时代的到来,国土自然资源的信息化管理成为一种必然要求,加快国土资源信息化建设,提高管理效率与水平成为普遍共识。国土资源挂牌出让供地一直是政府部门比较关心的事情,及时准确的供地信息和供地进展,为相关部门掌握供地情况,辅助工作决策。该系统通过在线方式管理维护供地数据,解决传统管理方式空间图形数据上图慢、过程繁琐等问题。同时结合百度地图提供的地理信息相关服务,使国土资源供地属性数据与空间图形数据相结合,使用Android系统移动终端进行数据展示,实现数据的实时便捷更新,确保数据现实性,为部门决策提供现实依据。

关键词:供地数据;空间图形;地理信息;自然资源

0引言

近年来,我国在科学技术领域不断取得新突破,人工智能、物联网、云计算、大数据等新技术得到了很大的发展与应用。全国互联网应用基本普及,信息化办公渗入到各行各业,提高了社会生产力,改变了社会生产关系。加快国土自然资源管理信息化,提高国土资源管理效率和水平、强化国土资源监管,推进国土资源管理方式转变,已成为各级国土资源管理部门的共识。作为国土资源信息载体的国土资源数据,在国土资源各项管理工作中起核心支撑作用,是国土资源信息化的一项核心内容[1]。国土自然资源相关业务和地理信息联系非常紧密,大多都涉及空间数据信息,随着地理信息系统(GIS)的发展与国土信息化建设的不断深入,地图服务被广泛应用到国土资源业务的各个领域。随之带来地理信息事业的蓬勃发展,地理信息公共平台在各地区完成建设,为地图服务应用提供环境支撑[2]。在互联网环境中,使用较多的地图服务API及开发SDK有百度地图、高德地图、天地图等多种地图服务,其中百度地图用户居多。百度地图提供地图浏览、地图查询、实时定位、坐标转换等功能,同时提供功能完备的Android开发工具包与开发示例说明,功能强大且容易上手[3]。该系统主要解决自然资源供地数据的快速上图及展示问题,通过在线数据更新维护,智能手机、平板电脑等移动终端的快速便捷查看,完成自然资源供地数据从坐标转换、数据更新到移动端展示的完整工作流程,为相关业务部门提供实时数据支撑,辅助办公决策。

1系统构架设计

系统总体构架分为支撑层、数据层、服务层和应用层4个逻辑层。(1)支撑层:系统的最底层和基础层,系统运行的软硬件环境,包括网络设备、服务器、操作系统等。(2)数据层:服务器端存储的国土资源供地数据,以文件形式存储的ArcGIS的shp格式数据。(3)服务层:百度地图提供互联网端的相关地理信息服务和通过NewMapServer的WFS服务,通过服务接口可以查询、修改服务源数据内容。(4)应用层:与用户的交互层,包括移动端APP展示系统,B/S结构的Web数据管理维护系统和百度坐标转换工具。整个系统运行形成一个串行流程,分为百度坐标转换、数据上传更新、数据移动端展示3个部分。流程中每个部分所涉及到的数据格式都是无缝对接的,无需额外处理。比如输入勘测完成供地图形数据的拐点坐标文件至百度坐标转换工具,工具输出Web数据管理维护系统所需的JSON格式字符串,通过WFS服务完成数据服务器端的存储更新,更新后的供地数据详细信息通过移动端APP软件实时浏览查看。

2相关技术

2.1开发环境

系统开发使用Java语言,Eclipse作为集成开发环境(IDE)。Eclipse是著名的跨平台的自由集成开发环境,最初主要用来作Java语言应用开发,现今通过安装不同的插件,可以支持不同的计算机语言。系统的数据管理维护部分采用B/S结构,使用Eclipse结合struts2、Tomcat工具完成桌面端Web数据维护系统的开发工作[4]。Struts2是一个基于MVC设计模式的Web应用框架,它本质上相当于一个servlet,在MVC设计模式中,Struts2作为控制器来建立模型与视图的数据交互。Tomcat服务器是一个免费的开放源代码的Web应用服务器,属于轻量级应用服务器,在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,是开发和调试JSP程序的首选,Web应用简单快捷。系统的数据展示部分基于移动端设备完成an-droid开发,Eclipse中安装ADT(androiddevelopertools)插件,结合AndroidSDK进行Android应用软件代码编写开发工作[5]。AndroidSDK是被用于为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等建立应用软件的开发工具的集合,提供了An-droidAPI库和开发工具构建、测试和调试应用程序。下载免安装AndroidSDK工具包,使用SDKManager管理工具下载配置AndroidSDK开发版本进行开发。

2.2百度地图

系统基于百度地图获取地理信息服务功能,百度地图开放平台拥有六大基础地图服务开放能力:定位、影像、出行、轨迹、数据、分析,并将六大服务能力免费开放给开发者使用。开发者注册账号后认证成为开发者,根据应用类型创建应用,选择需要的功能,创建获取密钥进行开发。

2.3数据处理

数据处理分为存量数据和增量数据2个部分进行处理。存量数据是系统应用的数据基础,一次性处理较多,使用ArcMap软件和开发的百度坐标转换工具相结合进行处理。百度地图坐标系是一种加密坐标系,从真实坐标经过了2次坐标转换。转换后的坐标可以与百度地图相匹配,但是位置和真实数据是有偏移的,并且这种偏移是不可逆非线性的。通过调用百度地图Web服务接口可将真实坐标转换成百度地图坐标,但是这种转换仅支持点对点之间的转换[8]。因此,对于线、面的坐标转换,首先需要将转换对象转换成点,完成坐标系之间的转换后,再将对象恢复。由于该系统使用的国土资源供地数据属性表结构单一且数据量很小,因此并没有专门设计数据库来管理数据,而是以存量数据为基础,通过WFS(WebFeaturesServer)服务代替数据存储功能。服务的可以使用ArcGis软件自带功能,也可以通过其他软件进行数据服务的。该系统将整理好的shp格式数据通过部署的Newmap服务平台Featureserver服务。

3系统功能实现

3.1坐标转换

所有的电子地图、导航设备,都需要加入国家保密插件,测绘完成的真实坐标数据需要经过国家测绘局按照特殊的算法进行加密偏移处理,将真实的坐标加密成虚假的坐标,才能出版和。这个处理过程是不可逆非线性变换,而加密后的坐标也常被人称为火星坐标系统(GCJ-02)。百度坐标系(BD09)用大地坐标经纬度表示,是在火星坐标系统基础之上,再加上百度自身的加偏算法形成的一套坐标系统,相当于在原始坐标之上进行了2次加密偏移处理[10-11]。因此,测绘真实坐标如果想在百度地图上进行叠加显示,必须首先将真实坐标转换成百度坐标。国土资源供地数据外业测量成果都是平面坐标,单位是米,而百度地图是大地坐标,单位是度。因此转换工具需要首先将供地数据进行平面坐标进行高斯反算,获得WGS84的大地坐标,得到经纬度,然后调用百度Web服务API接口进行百度坐标的转换工作[12]。坐标转换工具完成点对点之间的坐标换算,输出JSON格式坐标字符串,直接作为Web数据管理维护工具的坐标输入。

3.2WEB数据维护

基于B/S结构的桌面端Web数据维护系统部署、操作简单,通过与WFS服务交互进行数据管理,主要完成数据的条件查询、数据新增、修改、删除等基本功能。NewMapServer的WFS服务包括feature、query、insert、delete等操作,通过向服务发送http请求,完成操作。请求中的每个参数变量完成不同的请求条件设置,比如请求图层名称、范围、返回结果的格式、个数等信息。请求发出返回后,根据请求的设置格式解析返回数据,获取供地数据的属性及图形拐点坐标,利用百度API提供的JavaScript类,构建百度地图覆盖物对象,叠加到百度地图进行地图显示。

3.3移动端展示

移动端展示系统主要包括自然资源供地数据的属性说明及统计、空间数据的地图展示等功能,基于Android系统开发,并可在线进行版本更新,方便安装部署。移动互联网继承了固定互联网的很多技术,移动终端成为移动互联网发展的重点之一,通过无线网络技术上网接入互联网的终端设备,既方便随身携带,又为软件运行和内容服务提供了广阔的舞台,并在位置信息、漫游信息以及业务创新模式等方面进行了拓展。依托移动互联网技术,展示系统为自然资源供地数据的实时查看提供了一种捷径。系统根据供地建设状态、供地年份、土地用途等进行统计,并以柱状图、列表等形式进行分类展示,统计结果一目了然。跟踪具体某一宗地,查看属性说明并且可以进一步进行地图定位,将宗地空间图形叠加到百度地图进行显示,被叠加的百度地图底图可以在矢量地图和影像地图之间进行切换(图6)。

4结语

移动GIS结合了地图浏览、地图查询、实时定位、视频浏览等多媒体功能,同时与其他移动信息相互集成,进一步提高了信息获取、分析、决策的效率,实现了移动数字化生活办公的全覆盖[15]。目前,由于坐标转换等原因,将类似百度地图等互联网地图资源应用到自然资源国土业务还比较少。该文为国土资源供地数据与百度地图的结合使用提供了一种实践方法,将互联网电子地图服务应用到自然资源业务处理工作中,通过应用程序的开发,结合移动端设备的使用,提供方便快捷的地理信息服务。该系统解决传统工作方式上图慢、过程繁琐等问题,为相关部门提供实时供地数据的动态信息,辅助工作决策,为自然资源供地数据信息管理与应用提供了一个便捷工具,具有较好的实用价值。然而,该实践也存在一些不足,需要下一步进行探索完善。由于数据量较少且表结构单一,数据以文件形式存储,通过WFS服务方式进行数据交互。但对于数据量大、存在多种表结构相关联的情况,通过WFS服务方式可能不能解决问题。因此,服务器端数据库的设计使用将是该文下一步需要探索解决的问题。

作者:皮青山 范新成 季鹏 单位:临沂市国土资源局测绘院