王永安 劉順喜 李峰 劉讓國

（中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北石家莊 050081）

基于B/S的土地產(chǎn)品共享系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

王永安 劉順喜 李峰 劉讓國

（中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北石家莊 050081）

面向土地資源數(shù)據(jù)使用所面臨的共享需求，綜合使用ArcGis Api for Flex、GeoServer和WebService方法，設(shè)計實現(xiàn)了一個B/S架構(gòu)的土地資源數(shù)據(jù)產(chǎn)品共享系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了土地資源數(shù)據(jù)產(chǎn)品的在線查詢?yōu)g覽，數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)需求的提交及需求狀態(tài)的監(jiān)控，并可下載需求對應(yīng)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)產(chǎn)品的在線共享，提高了土地數(shù)據(jù)資源的信息化程度和土地資源管理部門及相關(guān)業(yè)務(wù)人員的工作效率。

土地變更調(diào)查產(chǎn)品 數(shù)據(jù)共享B/S架構(gòu) ArcGis Api for Flex WebService

1 引言

土地是國家的根本物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，土地利用變更調(diào)查是以縣為單位查清村和農(nóng)、林、牧和漁場等以外的土地權(quán)屬及其數(shù)量、分布和利用狀況所進行的科學(xué)調(diào)查[2]，是土地調(diào)查的重要內(nèi)容，是土地有效利用和土地管理工作的基礎(chǔ)[3]。土地利用變更調(diào)查結(jié)果產(chǎn)品是反應(yīng)土地利用現(xiàn)狀的重要國土資源數(shù)據(jù)，且當(dāng)前對國土資源數(shù)據(jù)共享的要求愈加迫切[4]，建立一個土地變更調(diào)查產(chǎn)品共享系統(tǒng)，在不同用戶和部門之間高效共享數(shù)據(jù)產(chǎn)品，提高數(shù)據(jù)使用效率，指導(dǎo)土地合理規(guī)劃，具有重要意義。

基于B/S架構(gòu)的土地變更調(diào)查產(chǎn)品共享系統(tǒng)，具有發(fā)布速度快、更新維護方便和數(shù)據(jù)共享程度高等特點[5]。本系統(tǒng)以國家高分專項國土資源應(yīng)用示范系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用Flash Builder4.7開發(fā)實現(xiàn)，針對系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)和主要功能實現(xiàn)等展開論述，通過對土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)產(chǎn)品共享服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，實現(xiàn)土地數(shù)據(jù)產(chǎn)品的查詢?yōu)g覽及產(chǎn)品生產(chǎn)需求的提交，對于實現(xiàn)土地資源共享和高效利用具有重要意義。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 架構(gòu)設(shè)計

基于面向服務(wù)的體系架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）的設(shè)計原則，將本系統(tǒng)設(shè)計為3層架構(gòu)，從下到上依次為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層如圖1所示。存儲用戶及權(quán)限信息，控制用戶對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的操作；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫存放的數(shù)據(jù)主要為空間數(shù)據(jù)，使用空間數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)描述信息及其地理位置信息；需求業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫存儲用戶提交的需求及狀態(tài)信息；統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫存放統(tǒng)計條件和統(tǒng)計模型，以及基于統(tǒng)計模型和統(tǒng)計條件對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計的結(jié)果數(shù)據(jù)和統(tǒng)計圖等，數(shù)據(jù)庫關(guān)系如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

2.1.1 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要用于正射影像、動態(tài)遙感監(jiān)測成果（宏觀遙感監(jiān)測信息提取成果和新增建設(shè)用地提取成果）、變更調(diào)查成果（遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)處理成果和內(nèi)業(yè)核查成果）、高分?jǐn)?shù)據(jù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)和地名數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的存儲管理，分別采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫存儲非空間數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，不同類型數(shù)據(jù)通過唯一標(biāo)識的字段進行關(guān)聯(lián)[6]。

2.1.2 服務(wù)層

服務(wù)層提供系統(tǒng)所需的各種支撐服務(wù)，主要包括地圖服務(wù)、地名服務(wù)、用戶服務(wù)、業(yè)務(wù)服務(wù)和軌道計算服務(wù)等。其中地圖服務(wù)采用開源的地圖服務(wù)器GeoServer發(fā)布符合OGC標(biāo)準(zhǔn)的地圖服務(wù)[7]，用戶之間可以更容易迅速地共享空間地理信息[8]，其他服務(wù)均采用WebService的方式，通過對數(shù)據(jù)庫操作的封裝，提供各種業(yè)務(wù)操作的后臺實現(xiàn)。

2.1.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層采用Flash Builder 4.7開發(fā)工具和ArcGis Api for Flex開發(fā)，實現(xiàn)系統(tǒng)所需的各項功能。主要分兩部分：基礎(chǔ)應(yīng)用和專業(yè)應(yīng)用。其中基礎(chǔ)應(yīng)用部分包括基礎(chǔ)地圖操作（加載顯示地圖、地圖放大、縮小和漫游）、圖層控制和地名查詢定位等，是與業(yè)務(wù)應(yīng)用無關(guān)的基礎(chǔ)功能，是可重用的基礎(chǔ)組件。專業(yè)應(yīng)用部分包括元數(shù)據(jù)查詢?yōu)g覽、需求提交及狀態(tài)查詢和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計等，是與土地變更調(diào)查密切相關(guān)的專業(yè)應(yīng)用組件，可選擇集成到系統(tǒng)中。其中，元數(shù)據(jù)查詢?yōu)g覽既可以通過若干常用條件進行簡單查詢，也可以組合全部要素進行復(fù)雜查詢，查詢結(jié)果列表顯示并在地圖上顯示其空間地理信息；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計實現(xiàn)按指定條件對數(shù)據(jù)產(chǎn)品進行查詢統(tǒng)計，并在地圖上以柱狀圖的方式顯示。

圖2 數(shù)據(jù)庫關(guān)系圖

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 ArcGis Api For Flex

ArcGis Api for Flex是ESRI公司2008年新推出的WebGis客戶端開發(fā)包，用于富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序RIA(Rich Internet Application)的開發(fā)，它將代碼編譯成swf文件，通過Flash Player插件在瀏覽器中運行，具有跨平臺、速度快和用戶體驗好的優(yōu)點[9]。

系統(tǒng)設(shè)計將界面設(shè)計與業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計分開，前端使用ArcGis Api for Flex，采用Flex語言進行界面開發(fā)?；贔lex Viewer開發(fā)框架開發(fā)并添加自定義的業(yè)務(wù)功能組件，這種方式能有效實現(xiàn)功能模塊之間的松耦合，同時縮短開發(fā)周期。業(yè)務(wù)功能組件通過繼承BaseWidget類，自定義業(yè)務(wù)界面，調(diào)用后臺WebService實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)操作，并在前端顯示業(yè)務(wù)操作結(jié)果。后臺業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計以.NET Framework為基礎(chǔ)，采用C#進行開發(fā)，并將服務(wù)在IIS中發(fā)布，整個設(shè)計過程分工明確且高效。

3.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

土地變更調(diào)查產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫主要包括高分標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、正射影像數(shù)據(jù)、宏觀監(jiān)測信息提取成果、新增建設(shè)用地提取成果、遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)處理成果、內(nèi)業(yè)核查結(jié)果、縣級年度基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)和遙感影像本底數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，用戶信息數(shù)據(jù)庫，業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫等。其中用戶信息庫

數(shù)據(jù)統(tǒng)計負責(zé)完成高分?jǐn)?shù)據(jù)對行政區(qū)的覆蓋率統(tǒng)計、變更調(diào)查生產(chǎn)需求的完成情況統(tǒng)計和變更調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計（耕地、林地和新增建設(shè)用地）等。

土地變更調(diào)查以年度為單位以行政區(qū)為單元進行，查詢統(tǒng)計模型的構(gòu)建應(yīng)以行政區(qū)分級為基礎(chǔ)，結(jié)合時間要素進行，從時間過程和空間演變上實現(xiàn)對土地變更調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計和對比。本文以時間為一個基本維度，在行政區(qū)上采用分層分析法，建立與土地變更調(diào)查業(yè)務(wù)向適應(yīng)的查詢統(tǒng)計模型。選定一個年度的情況下，實現(xiàn)該年度條件上不同行政區(qū)的查詢統(tǒng)計及統(tǒng)計結(jié)果的橫向比對；選定一個行政區(qū)的情況下，實現(xiàn)該行政區(qū)在多個年度上的查詢統(tǒng)計及統(tǒng)計結(jié)果的縱向比對。

4 主要功能實現(xiàn)

4.1 元數(shù)據(jù)查詢?yōu)g覽

由于土地變更調(diào)查是以行政區(qū)為單位進行的土地調(diào)查，在進行高分?jǐn)?shù)據(jù)查詢時，地圖框選范圍查詢已不能滿足土地變更調(diào)查的業(yè)務(wù)需求。針對行政區(qū)這種不規(guī)則的地理范圍，采用空間范圍相交、包含和被包含相結(jié)合的方式，實現(xiàn)高分?jǐn)?shù)據(jù)的按行政區(qū)查詢。

在將數(shù)據(jù)對應(yīng)的瀏覽圖上圖顯示時，由于在WGS84坐標(biāo)下中高緯矩形范圍的顯示效果被拉伸，而ArcGis Flex Api自帶接口MapImagelayer的只接收矩形作為填充邊框，瀏覽圖在地圖上的貼圖效果不理想。因此，系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了一種快速幾何校正方法，根據(jù)元數(shù)據(jù)中四角點坐標(biāo)對圖像進行幾何校正，基于校正后圖像的四角點對圖像的4個頂角部分進行透明色補充，以校正后的圖像進行貼圖，實現(xiàn)瀏覽圖在地圖上的真實展現(xiàn)，使得用戶既能看到高分?jǐn)?shù)據(jù)的成像范圍，又能直觀的在地圖上看到這些高分?jǐn)?shù)據(jù)的成像效果，如圖3所示。

圖3 元數(shù)據(jù)查詢?yōu)g覽

4.2 觀測需求錄入

由于土地變更調(diào)查的業(yè)務(wù)特性，在某行政區(qū)高分?jǐn)?shù)據(jù)覆蓋不滿足要求的情況下，土地部門需要衛(wèi)星對未覆蓋區(qū)域進行拍照觀測。由于衛(wèi)星本身的軌道特性和相機覆蓋特性，直接框選該區(qū)域提出觀測需求，衛(wèi)星成功規(guī)劃的可能性很小。因此系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了自動的軌道計算服務(wù)，實現(xiàn)了根據(jù)當(dāng)前時段的軌道根數(shù)計算星下點軌跡，并根據(jù)相機視角和側(cè)擺范圍，計算可成像范圍，星下點軌跡和成像范圍上圖顯示，使用戶提出的觀測需求更有針對性，規(guī)劃成功的可能性更高，用戶還可以查看未來一周內(nèi)的衛(wèi)星軌跡和成像范圍，如圖4所示。

圖4 觀測需求錄入

4.3 查詢統(tǒng)計

針對高分?jǐn)?shù)據(jù)，主要統(tǒng)計高分?jǐn)?shù)據(jù)對行政區(qū)的覆蓋率，針對變更調(diào)查生產(chǎn)需求，主要統(tǒng)計該需求的完成情況，針對變更調(diào)查產(chǎn)品，主要統(tǒng)計年度行政區(qū)的變化情況。其中，高分?jǐn)?shù)據(jù)查詢統(tǒng)計時，需要計算高分?jǐn)?shù)據(jù)對行政區(qū)的覆蓋率，由于行政區(qū)是不規(guī)則區(qū)域，且高分?jǐn)?shù)據(jù)存在多條，本系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了基于多邊形頂點遍歷的凸多邊形求并算法，先對高分?jǐn)?shù)據(jù)范圍求并得到一個覆蓋區(qū)域，并采用網(wǎng)格法將行政區(qū)劃分為n×n的網(wǎng)格，計算網(wǎng)格中心坐標(biāo)落在覆蓋區(qū)域中的個數(shù)，得到高分?jǐn)?shù)據(jù)對行政區(qū)的覆蓋率。針對變更調(diào)查統(tǒng)計，編寫一個統(tǒng)計結(jié)果類，如圖5所示，用于記錄行政區(qū)、年度及統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合Flex的Chart類和ArcGis Flex Api的InfoSymbol類，將查詢結(jié)果以柱狀圖的方式在地圖上展現(xiàn)，方便直觀，通過編寫統(tǒng)計結(jié)果類和圖形樣式設(shè)置文件，實現(xiàn)柱狀圖顯示樣式的自定義。

圖5 查詢統(tǒng)計

5 結(jié)束語

為解決當(dāng)前土地資源數(shù)據(jù)利用所面臨的問題，提高土地資源數(shù)據(jù)的共享度和利用率，本文基于B/S模式設(shè)計開發(fā)了符合SOA架構(gòu)的土地變更調(diào)查產(chǎn)品共享系統(tǒng)，后臺采用WebService對數(shù)據(jù)操作進行封裝，有效實現(xiàn)與前端業(yè)務(wù)操作的松耦合；前臺基于FlexViewer Widget模式，通過擴展其預(yù)置的模板進行自定義開發(fā)，方便功能擴展，同時提高了開發(fā)效率。本系統(tǒng)實現(xiàn)了對土地變更調(diào)查產(chǎn)品數(shù)據(jù)的在線查詢?yōu)g覽，觀測需求、存檔需求和產(chǎn)品生產(chǎn)需求的提交、需求狀態(tài)的查詢和數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計，提高了數(shù)據(jù)產(chǎn)品的信息化管理水平。

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Design and Implement of Land Product Sharing System Based on B/S Architecture

WANG Yong-an,LIU Shun-xi LI Feng,LIU Rang-guo
(The 54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang Hebei 050081,China)

In order to meet the sharing requirements of land resource data use,this paper designs and implements a land resource data product sharing system based on B/S architecture by using ArcGis Api for Flex,GeoServer and WebService.This system can be used to query and browser the land resource data and products on line,and deliver data product production requirements and monitor requirement state,and download data products corresponding to requirements.This system can implement the online sharing of data and products,improve the informatization of land data resources and the efficiency of land resource management department and business personnel.

land change investigation product;data sharing;B/S architecture;ArcGis Api for Flex;WebService

TP311.52

A

1008-1739（2015）23-61-4

定稿日期：2015-11-12