河北省第二次土地调查省市级数据库及管理系统建设总体方案(初稿).doc

苍穹版权所有苍穹版权所有 四级文件 四级文件 XXX 文件文件 KQ QR 00XX XXX X XX 版版 保密保密 内部通用内部通用 对外提供对外提供 北京苍穹数码测绘有限公司北京苍穹数码测绘有限公司 河北省第二次土地调查省市级数据库及河北省第二次土地调查省市级数据库及 管理系统建设总体方案管理系统建设总体方案 河北省第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案河北省第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 目录目录 第 2 页 目目 录录 1 1 项目概况 项目概况 1 1 1 1 项目背景 1 1 1 2 建设目标 1 1 1 3 建设任务及内容 1 1 1 3 1 建设省市级土地调查数据库 2 1 3 2 省市级数据库管理系统的总体设计 3 1 4 建设原则 4 4 1 5 建设依据 5 5 2 2 系统建设需求及数据存储策略 系统建设需求及数据存储策略 5 5 2 1 系统建设总体需求 5 5 2 1 1 海量空间数据的快速组织管理 5 2 1 2 快速稳定的数据入库 更新与维护机制 6 2 1 3 强大的数据查询统计分析能力 6 2 1 4 全方位数据安全保障以及快速数据分发与服务 6 2 1 5 多形式多尺度的动态成果展现模式 7 2 2 数据存储策略 7 7 2 2 1 成果数据情况说明 7 2 2 2 针对于微观 宏观需求的数据存储策略 7 2 2 3 数据存储逻辑关系 8 2 2 4 不同尺度数据要求 8 2 2 5 数据入库与存储方式 9 2 3 系统部署方式要求 9 9 2 4 用户分析 1010 2 4 1 用户范围 10 2 4 2 用户数量 11 2 5 系统建设性能指标要求 1111 2 5 1 总体性能方面 11 2 5 2 具体性能指标方案 11 3 3 技术路线 技术路线 1212 3 1 总体技术路线 1212 3 2 系统总体框架 1313 3 2 1 C S 体系 13 3 2 1 1 系统工作模式 13 3 2 1 2 ArcSDE 体系结构 14 3 2 2 B S 体系 14 3 2 2 1 网站架构 14 河北省第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案河北省第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 目录目录 第 3 页 3 2 2 2 网站的功能模块 15 3 3 系统存储环境及安全设计 1616 3 3 1 存储环境设计 16 3 3 2 数据库安全设计 17 3 3 2 1 网络安全方案 17 3 3 2 2 服务器安全方案 18 3 3 2 3 数据安全方案 18 3 3 2 4 帐户安全方案 18 3 3 2 5 数据库备份恢复方案 18 3 4 省市级数据库管理平台 1919 3 4 1 数据处理 19 3 4 2 数据应用 20 3 4 3 数据汇交 21 3 4 4 系统管理 22 3 5 关键技术 2323 4 4 系统总体功能结构 系统总体功能结构 2525 4 1 数据处理 2525 4 1 1 数据的转换与入库 25 4 1 2 数据的编辑与处理 25 4 1 3 地图综合 25 4 1 4 元数据管理 27 4 1 5 数据备份 27 4 1 6 数据更新 27 4 2 数据应用 2727 4 2 1 动态数据浏览 27 4 2 2 动态的数据查询与统计 28 4 2 3 静态的海量空间数据浏览 查询与编辑 29 4 2 4 数据分析 29 4 2 4 1 土地利用结构分析 29 4 2 4 2 年度变化分析 29 4 2 4 3 缓冲区分析 29 4 2 4 4 拓扑叠加分析 29 4 2 4 5 临近分析 29 4 2 4 6 数据抽取 29 4 2 4 7 自定义裁剪 30 4 2 4 8 计算统计分析功能 30 4 2 4 9 变更分析功能 30 4 2 4 10 数据库维护功能 30 河北省第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案河北省第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 目录目录 第 4 页 4 2 5 制图与输出 30 4 2 6 数据分发 31 4 3 系统管理 3131 4 3 1 系统监控 31 4 3 2 数据字典设置 32 4 3 3 日志管理 32 4 3 4 用户与数据权限管理 32 4 3 5 系统其它管理与维护 32 4 3 6 系统设置 32 4 4 数据汇交 3232 4 4 1 数据整合 33 4 4 1 1 数据整合流程图 33 4 4 1 2 数据整合原则 33 4 4 1 3 数据汇总更新 34 5 5 主要成果 主要成果 3434 5 1 数据成果 3434 5 2 软件成果 3434 5 3 硬件成果 3535 5 4 文档成果 3535 6 6 成果展望 成果展望 3535 6 1 数据库管理系统的实用性 3535 6 2 应用展望 3636 7 7 硬件存储设施配置 硬件存储设施配置 4040 7 1 存储系统的设计 4141 7 2 备份系统的设计 4343 7 3 归档系统的设计 4545 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 1 河北省第二次土地调查省市级数据库河北省第二次土地调查省市级数据库 及管理系统建设总体方案及管理系统建设总体方案 1 1 项目概况项目概况 第二次全国土地调查 以下简称 二次调查 省市级数据库及管理系统建设是我省二次调 查工作的一项重要内容 为保证河北省第二次土地调查省市级数据库及管理系统建设工作的顺 利开展 特制定本方案 1 11 1 建设背景建设背景 本项目建设主要目标是开发第二次全国土地调查省级数据库管理系统 实现对第二次全 省土地调查成果数据的集中存储与管理 为国土资源宏观规划和管理决策快速提供准确 详实 的土地调查成果数据 满足省对县级土地调查数据管理和应用的迫切需求 本系统的主要建设任务包括 按照第二次全国土地调查相关规范要求和第二次全国土地调查省 级数据库建设要求 严格遵守软件开发有关标准和程序 开展系统需求分析 系统设计 软件 开发 测试运行 系统部署等工作 建立具有数据输入输出 数据编辑与处理 数据查询 统 计分析汇总 更新交换 数据汇交等功能的第二次全国土地调查省级数据库管理系统 满足省 级土地调查数据管理和更新的日常应用需求 1 21 2 建设目标建设目标 第二次土地调查省市级数据库管理信息系统是为实现省市级二次调查数据库的管理而开发 的系统 该系统通过把提交的投影坐标数据转换为经纬度 统一存放 实现了省 市级数据的 综合管理 实现全省第二次土地调查成果的集中管理 为国土资源宏观规划和管理决策快速提供准确 详实的土地调查成果数据 满足省级对县级土地调查数据管理和应用的迫切需求 建成长效的数据上报和快速更新机制 保持土地调查数据库的现势性 实现省 市 县三级土地调查数据库的互联互通和同步更新 建立完善的土地调查基础数据库 建立快速浏览 查询与编辑机制 高效地服务于国土资 源管理 建立互享平台 整合基础信息 给相关部门和社会大众提供数据服务 有效实现空间信息 资源共享 1 31 3 建设建设任务及内容任务及内容 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 2 1 3 11 3 1 建设省市级土地调查数据库建设省市级土地调查数据库 建设第二次全国土地调查省级数据库管理系统 实现全省对第二次全国土地调查成果的 集中管理 为国土资源宏观规划和管理决策快速提供准确 详实的土地调查成果数据 满足全 省对县级土地调查数据管理和应用的迫切需求 第二次全国土地调查省级数据库管理系统建设任务主要包括 按照第二次全国土地调查相 关规范要求和第二次全国土地调查省级数据库建设要求 严格遵守软件开发有关标准和程序 开展系统需求分析 系统设计 软件开发 测试运行 系统部署等工作 建立具有数据输入输 出 数据编辑与处理 数据查询 统计分析汇总 更新交换 数据汇交等功能的第二次全国土 地调查省级数据库管理系统 满足省级土地调查数据管理和更新的日常应用需求 1 3 1 11 3 1 1 省市级数据库内容省市级数据库内容 数据源内容 数据源内容 土地利用矢量数据 数字正射影像图 DOM 数据 坡度图数据 元数据 其他相关数据 数学基础数学基础 坐标系 采用 1980 年西安坐标系 高程基准 采用 1985 国家高程基准 地图投影 采用 高斯 克吕格投影 分带方式 按 3 分带 分幅和编号 采用国家基本比例尺地形图的分幅和编号 具体见 国家基本比 例尺地形图分幅和编号 GB T13989 数据量的估算数据量的估算 数据量初期达到 1 5TB 备份数据量约 3TB 考虑今后备份不能影响业务使用 还将利用虚拟磁带库技术进行虚拟存 储 数据格式数据格式 现有土地利用数据是以县为单位由 KQGIS 管理的 SQL SERVER 库数据 可导出成 KQGIS 内部格式数据 空间数据标准交换格式 VCT 数据 Shape File 数据 MDB 数 据等 其中后三种数据为通用格式数据 可直接调用 DOM 数据为以单幅图存放的基于文件的 GeoTIFF 数据 1 3 1 21 3 1 2 省市级数据库数据的存储模式省市级数据库数据的存储模式 省市级系统的数据存储模式不外乎两种 一种是采用一个表空间形式 将一个省的数据存 在一张表中 另一种就是采用多个表空间的形式 将不同的县级数据存在独立的表中 由多个 表空间形成省级库 根据我们的经验 采用第一种方式更适合省级库 统一采用大地坐标 B L 的形式存储于一张表中 这样最大的好处是由于大地坐标的唯一性而不受跨带的影响 读出则按代号不同实时转化为平面坐标 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 3 1 3 21 3 2 省市级数据库管理系统的总体设计省市级数据库管理系统的总体设计 第二次土地调查省市级数据库管理系统设计充分依据设计规范 硬件配置适度 软件配置 完整 数据独立 数据关系完整 功能完备等 省市级数据库管理系统包括各县市级数据库管理 系统的所有功能 同时具备地图综合 海量数据量浏览 查询 编辑及数据汇总的功能 为实现省市级数据库建库 管理 维护 更新 分发以及交换等核心应用 系统主要功能 设计包括如下几个方面 一 数据转换与入库 系统应支持分批或一次性将各省上报的不同格式的数据转换为省级土地调查数据库统一格 式 并生成数据转换报告 二 数据编辑与处理 严格按照用户权限 为用户提供各类数据编辑与处理的工具 辅助用户进行数据处理以及 相关数据检查后数据错误的修改编辑 三 数据浏览 1 数据图层管理 可添加或移除图层 可改变图层显示顺序 选择图层是否显示 定义图层显示的比例尺范 围 支持图层的标注字段选择和动态标注 支持图层的符号选择和应用 2 数据浏览 系统必须支持不同层级的快速检索机制 自动按照浏览的级别确定显示相应的内容 支持 按照标准分幅 行政辖区 地名 自定义范围的空间数据浏览 支持鹰眼图功能 支持基本的 放大 缩小 平移 全图 支持比例尺控制 书签管理 包括创建书签 删除书签 定位书签 等功能 3 海量数据三维浏览 四 数据查询统计与分析 1 数据查询 2 数据统计 3 数据分析 五 元数据管理 支持元数据的入库 维护元数据与数据的关联 可对元数据进行浏览 可对元数据进行查 询和统计汇总 在数据经历重要处理时追加或更新相关元数据信息 可实现元数据的输出与打 印 六 数据更新 系统可实现对空间数据 元数据 表格数据与其他数据的更新 支持将已经更新的土地利 用数据自动进行标记并进入历史数据管理 可在指定时间点和选择数据范围基础上 实现基于 要素级的土地利用历史数据回溯 查看土地利用数据的变化历史 七 制图与输出 1 符号库管理 2 制图模板管理 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 4 3 专题图制作 4 成果输出 八 数据分发与交换 根据要求进行交换数据的导入 导出 支持对数据的存储格式与交换格式的转换 支持对 交换数据的加密和压缩 根据情况生成 提交或接收交换数据 数据成果分发主要包括身份注册 查询 检索 浏览 申请 审核 下载 或离线分发 用户访问等功能 系统应支持利用日志记录用户 访问量 数据分发和数据服务的内容 对象 时间 数据 量等 可以对数据服务情况进行查询 浏览 统计汇总和输出 九 数据发布 实现数据在网络上的发布 并实现简单的数据浏览 查询 统计等功能 十 数据汇交 系统应支持将系统内的数据通过数据交换的方式汇交至国土资源部 1 41 4 建设原则建设原则 促进全省土地调查工作的系统性 规范性 开放性 科学性 易维护性 可扩展性 继 承性 安全性和现势性 最终实现土地变更调查和数据汇总的网络化和现代化数据建设的原则 系统性 技术指标 标准体系 产品模式 库体结构 服务方式等方面具有系统性 统一性 统一的国土资源信息化标准框架 统一的数据建库及系统开发标准和规程规范 先进性 充分利用当前先进 实用的技术手段 采用成熟的设计方案 技术标准 硬件 平台和软件环境 实现对多尺度 多数据源 多时相空间数据的无缝管理 保障系统稳 定 可靠的运行 开放性 开放性指数据库系统中的数据 硬件系统 软件系统具有开放性 安全性 在设计 建立 系统运行和管理等方面都应有严格的安全和保密措施 确保整 个数据库系统安全 正常和有效的运行和使用 现势性 采用最新的土地利用数据 建立实时变更 同一时点变更 年度变更 相结合 的维护更新机制 保证农村土地调查数据库的现势性 1 51 5 建设依据建设依据 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 5 中华人民共和国行政区划代码 GB T2260 土地利用现状分类 GB T21010 2007 土地利用数据库标准 TD T 1016 2007 国家基本比例尺地形图分幅和编号 GB T13989 第二次全国土地调查技术规程 TD T1014 2007 第二次全国土地调查实施方案 全国土地调查办 第二次全国土地调查成果检查验收办法 全国土地调查办 建立省市级土地调查数据库管理系统 所建成果充分提供应用服务 纵向可以与国土资源部进行数据交换和信息共享 横向可以 与同级单位其它相关部门进行数据交换和信息共享 2 2 系统建设的需求及数据存储策略系统建设的需求及数据存储策略 2 12 1 系统建设的总体需求系统建设的总体需求 系统建成之后 将实现对我省基础土地数据的全面 真实 持续的掌握 为国土资源管理参 与宏观调控和服务国民经济与社会发展提供数据保障 为国土资源相关重点工程提供基础支撑 从整体上分析 系统主要应满足以下需求 2 1 12 1 1 海量空间数据的快速组织管理海量空间数据的快速组织管理 初步估算首期数据量将达到 1TB 随着逐年变更及历史数据的积累 数据量还将不断增加 数据内容复杂 数据类型 数据比例尺多样化 需要对数据进行科学组织 使系统能支持海量数据的快速查询 检索 统计分析等服务 具备快速响应各用户端的数据服务请求 尤其是在多用户大数据量并发的情况下能够快速 提供数据服务的能力 2 1 22 1 2 快速 稳定的数据入库 更新与维护机制快速 稳定的数据入库 更新与维护机制 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 6 由于数据的集中管理 以及数据的历史性 造成数据量的巨大 因此对数据质量的严格要求 具有重要意义 通过严格的省级数据质量检查和国家级核查是保证快速 稳定的数据入库 更新 与维护机制的关键 系统应提供完善的更新数据入库的流程 支持海量数据下的增量更新管理 2 1 32 1 3 强大的数据查询统计分析能力强大的数据查询统计分析能力 数据库的查询 统计 分析等功能应满足不同的业务应用需求 输出符合规程规范要求的 各类汇总表格和图件 系统应具有数据分析功能 对每年的土地利用结构和土地利用变化情况进行分析 为国土 资源管理提供决策支持 系统可以为相关用户提供到我省范围内每一块土地的位置 属性 变更等信息快速浏览与 查询的服务 系统还应支持各类统计图表 专题图件的制作与生成 2 1 42 1 4 全方位数据安全保障以及快速数据分发与服务全方位数据安全保障以及快速数据分发与服务 系统应提供完善的数据安全保障机制 具有强大的海量数据备份与恢复的能力 针对不同 用户 应有严格的用户权限管理机制 确保数据能够在合理范围内使用 应具有提供快速数据分 发与数据服务的能力 针对不同用户的不同数据请求 系统应能够及时响应 同时分发相应的数 据 系统定位为涉密系统 为了保证数据的安全 也应支持数据的离线分发模式 2 1 52 1 5 多形式多尺度的动态成果展现模式多形式多尺度的动态成果展现模式 在实现省市调查成果应用分析的同时 系统还应支持不同尺度的成果浏览模式 支持不同尺 度浏览时要素的自动筛选加载 支持矢量 栅格数据的空间叠加显示 通过多种成果展现模式 满足二次调查省市级成果数据浏览需求 2 22 2 数据存储策略数据存储策略 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 7 2 2 12 2 1 成果数据情况说明成果数据情况说明 省市级成果数据库内容主要是各县 市 区 汇交的二次调查土地调查数据库 二次调查生 产的底图产品及其他类型的数据 数据类型主要包括空间矢量数据 栅格数据以及文本数据 省 市级数据库中各县级成果矢量数据以县级行政单元进行统一组织存储 影像数据按照标准分幅以 文件的方式存储 空间数据库采用高斯投影 西安80坐标系 各县 市 区 采用自身的中央经线 2 2 22 2 2 针对于微观针对于微观 宏观需求的数据存储策略宏观需求的数据存储策略 1 微观存储 县 市 区 级 为基础数据 2 宏观存储 省级 地市级 索引机制设计为 省级范围浏览 调用省级数据 省级范围统计 调用省级数据 省级范围空间运算 调用相应索引和相应县级数据库 市级范围浏览 调用市级数据 市级范围统计 调用市级数据 市级范围空间运算 调用相应索引和相应县级数据库 县级范围操作 直接调用县级数据库 跨市 跨县区域范围 根据尺度调用相应索引库 并按照范围分别调用相关数据 2 2 32 2 3 数据存储逻辑关系数据存储逻辑关系 在数据存储时各层数据按要素类存放 县级数据为基础数据 也是缩编数据的源数据 对县 级数据及缩编数据 遵循相同要素类合并成同一要素类的原则 对于要素类而言 多个要素类逻 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 8 辑上采用纵向叠加的原则 对于同一要素类采用水平方向拼接的原则 如下图 数据存储逻辑示意图 2 2 42 2 4 不同尺度数据要求不同尺度数据要求 对应于不同层级快速索引机制 省市级成果数据库在不同空间尺度上对数据的要求也不同 具体如下 省级 比例尺在1 50万 1 100万之间 高斯投影 市级 比例尺在1 10万 1 25万之间 高斯投影 县级 比例尺为1 1万 1 5万之间 高斯投影 2 2 52 2 5 数据入库与存储方式数据入库与存储方式 空间数据入库与存储方式 省市级成果数据库空间数据采取Oracle ArcGIS的方式存储 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 9 影像数据入库与存储方式 影像数据也以数据库的方式存储于Oracle中 采用无损压缩的方式存储 按照数据存储环 境要求 影像数据采取分级存储方式 常用数据存储于在线Oracle数据库 随着数据的不断更新 为了保证数据服务的快捷有效 较早的在线影像数据将从Oracle数据库中逐步转入后台NAS存储 网络 以文件的方式存储 当用户访问较早影像时 只需将这些数据上载至在线数据库 因此 要求影像数据库管理应具备较为快速的数据入库方式 保证数据的及时上载 响应与服务 2 32 3 系统部署方式要求系统部署方式要求 省市级数据库及管理系统的保密性较强 系统数据存储和应用涉及数据存储网 内部业务 网和互联网 数据应存储在设密网 与其它的网络物理隔离 业务网与互联网逻辑隔离 系统的 数据分析应用 数据维护等功能运行与数据存储网 系统数据交换分析与通过数据交换区后适用 人工隔离交换到内部业务网 以后条件许可时可使用国土资源部主干网 实现与数据存储网的 物理隔离 一些非设密的公众信息的服务可以通过内部工作网络连接到互联网 针对与系统的内部运行环境与外部运行环境的特点 省市级土地调查数据库管理系统采用 B S和C S相结合的模式 对外部采用B S结构 主要满足对外信息服务等需求 对内采用C S和 B S结合的模式 主要满足系统数据检查 更新 维护等以及相关内部的具体需求 数据存储网 内部业务网的数据管理系统采用C S模式 互联网的数据库发布系统采用B S 模式 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 10 2 42 4 用户分析用户分析 2 4 12 4 1 用户范围用户范围 数据分析 研究人员 本类用户从事相关土地利用战略研究分析 主要应用需求是查看浏 览系统的数据汇总结果 空间数据以及属性数据 以作为分析研究的基础数据来源 相 关业务处室 厅局领导 数据处理人员 本类用户从事数据入库前数据统一转换 检查 处理 数据更新工作 其 应用需求是系统的数据检查 数据编辑 数据处理 数据入库功能 信息中心 系统管理人员 本类用户主要从事系统管理工作 负责用户权限的分配 系统数据的备份 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 11 及维护等工作 信息中心网管 社会公众 本类用户主要通过相关网站浏览系统的相关可公开的数据分析内容 公众 2 4 22 4 2 用户数量用户数量 C S体系 固定用户应在50人左右 最大并发数量应在40个左右 B S体系 外部网络固定用户人数不限 2 52 5 系统建设性能指标要求系统建设性能指标要求 省市级数据库管理系统管理的数据量大 面向的应用需求复杂 系统应满足运行快速 高效 数据稳定 安全 支持海量空间数据网格化的管理等要求 2 5 12 5 1 总体性能方面总体性能方面 具体要求如下 支持海量空间数据存储 分发 管理以及传输 支持数据浏览的动态投影 支持数据查询 和统计分析 支持空间数据的快速浏览查询等 支持通过国土资源专线网络和网络物理数据隔离方式传输 组件化系统开发模式 支持各个功能模块的扩展 抽取以及第三方组件的嵌入 安全管理与备份机制高效严格 保证数据的安全以及用户权限的明确划分 严格遵守二次调查相关标准与规定 支持规范的图件成果 表格成果等的制作与输出 支持高效的数据更新模式 实现系统的持续更新 系统开发应严格按照国家软件开发相关规范要求 系统性能符合相关国家标准 2 5 22 5 2 具体性能指标方面具体性能指标方面 至少应满足如下要求 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 12 支持最大并发访问数 40 查询响应速度 在最大并发访问情况下 查询小于10秒 矢量数据浏览速度 在最大并发访问量的情况下 客户端浏览县级以上土地调查空间数据速 度应在10秒以内 栅格数据浏览速度 在最大并发访问量的情况下 客户端浏览加载任何尺度的影像数据 单 屏刷新速度不超过10秒 3 3 技术路线技术路线 3 13 1 总体技术路线总体技术路线 统一数据质量标准 在各县汇交的县级成果基础上 采用统一开发的数据质量检查软件 组织开展数据库自检与汇总 依据省市级数据库建设方案和建库技术要求 对数据进行整合集成 以调查成果数据的管理需求为最终目标 充分利用已有软硬件和网络等基础 优先采用成熟技术 开发河北省第二次土地调查省市级数据库管理系统 保证建成系统实用 安全 可靠 可扩充以 及容易维护 首先 建立的地市土地调查数据库 以地市为单位建立省土地调查数据库 将建立好的地 市数据库 进行地市与地市间的数据接边 数据检查 数据处理 数据拼接等工作 完成省级数 据库的建设 具体的技术路线图如下 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 13 总体技术路线图 数据库建立后 为了实现对库体数据的管理 还需要开发数据库管理软件 数据库管理 软件包括C S体系结构和B S体系结构两种 C S体系结构使用局域网来管理全要素土地调查 数据库 B S体系结构使用互联网或国土资源主干网来管理经全要素土地调查数据库中筛选 出的数据 3 23 2 系统总体框架系统总体框架 系统总体的构架上包括 C S 架构和 B S 架构两大部分 3 2 13 2 1 C SC S体系体系 3 2 1 13 2 1 1 系统工作模式系统工作模式 为了满足省市级数据库管理的需要 实现多功能的处理 变更 查询 入库 输出 日志等 功能 数据库管理系统采用Client Server 即C S体系结构 C S方式可用于业务处理和数据维护 该方式具有良好的交互性 能够满足对海量图形数据 图像数据的管理等要求 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 14 3 2 1 23 2 1 2 ArcSDEArcSDE体系结构体系结构 为了将土地利用矢量数据 栅格数据及其元数据入库构成Oracle管理的数据库 使用 ArcSDE Spatial Data Engine 空间数据引擎 来实现客户端访问数据库的连接 3 2 23 2 2 B SB S体系体系 3 2 2 13 2 2 1 网站架构网站架构 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 15 河北省省市级二次调查公开发布系统是采用苍穹 KQ Map 平台建设的 采用了当前稳定且 使用的4层架构模式开发 网站架构图如下图所示 数据层 用来存放网站所需要的地理空间数据和非空间业务数据 GIS服务器层 主要由服务器对象管理器和服务器对象容器两部分组成 用来管理 分析数 据层中的地理空间数据 提供GIS服务 WEB服务器层 WEB应用和WEB服务的宿主 通过WEB应用和WEB服务两种使用GIS服务器 表现层 通过互联网 建立浏览器与运行在WEB服务器上的WEB应用之间的连接 使用服务 器上的资源 3 2 2 23 2 2 2 网站的功能模块网站的功能模块 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 16 网站设计目标 线性可伸缩性 可持续增长以满足用户需求和业务复杂性 持续的服务可用性 使用冗余和功能专业化来提高容错能力 数据和基础结构的安全性 保护数据和基础结构免受恶意攻击或盗用 管理的简便性和完整性 确保运作能够满足增长的需求 灵活的可重用性 系统组件可多次重复使用 系统的开放性 开放性设计节省投资成本 3 33 3 系统存储环境及安全设计系统存储环境及安全设计 3 3 13 3 1存储环境设计存储环境设计 省市级数据库数据量大 常规的存储模式已经难以满足数据库建设的与应用服务的要求应采 用专门的海量数据存储模式实现系统的高效运行 一方面 应有足够的存储能力存储二次调查生成的各类调查成果数据 尤其是在线存储容 量和备份系统容量 应具备相应的磁盘共享软件 提高数据管理效率 满足数据及时服务和处理 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 17 的要求 满足对存储空间的合理需求 另一方面 构建分级存储机制 实现数据生命周期管理 建立经济高效可持续运行模式 增加二级存储系统 利用自动备份归档软件和海量数据分级存储管理软件 实现海量数据快速迁 移 通过数据生命周期管理 满足不断增加的土地调查数据对存储管理的需求 系统的存储要求 具体规划为 1 在线存储容量大1 5TB 其中SAN光纤阵列0 5TB NAS文件存储容量1TB 磁盘库备份 空间2TB 考虑今后备份不能影响业务使用 还将利用虚拟磁带库技术进行虚拟存储 2 通过软件和接口开发定制工具 实现完整的数据备份恢复和分级存储策略 实现快 速的数据迁移 利用双机或集群技术实现系统备份 3 考虑到系统的重要性和系统管理数据的涉密情况 存储网络系统建设应达到国家信 息系统安全等级三级标准和机密级涉密网络 3 3 23 3 2 数据库安全设计数据库安全设计 基于系统与数据的特点 数据库设计了多重安全方案来确保系统与数据的安全 3 3 2 13 3 2 1 网络安全方案网络安全方案 1 定期更改密码 每三个月修改密码一次 密码应由数字和字母组成 长度最少6位 2 删除过期用户 3 给用户授予合适的权限 4 禁止启用危及安全的服务和端口 5 增强数据共享权限 6 计算机病毒对计算机和网络造成的危害越来越大 在安装防毒软件的同时 要做好 预防措施 定期的检测病毒 禁止安装不可靠的软件 外来文件进行病毒检测 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 18 7 服务器专用 3 3 2 23 3 2 2 服务器安全方案服务器安全方案 系统设计人员分别从服务器环境 硬件环境和系统安全三个方面考虑 设计相应的安 全方案 3 3 2 33 3 2 3 数据安全方案数据安全方案 数据库中的数据存储在数据表中 对数据的操作是一定的权限下对数据表的访问 因 此 数据安全与否就在于对用户授权是否得当 对于Oracle用户一般可以赋予以下权限 对象权 限 角色权限和系统权限 用户类型有一般普通用户 开发者 数据库管理员 数据库维护员 每一种用户都有对应的权限 也可以根据实际的需要创建特殊的用户 为了方便管理权限 可以 创建角色 角色是一组权限的集合 给用户赋予角色 则用户就具有了该角色的权限 3 3 2 43 3 2 4 帐户安全方案帐户安全方案 创建用户 创建用户的原则是 创建一个安全的 有用的帐户 并且这个帐户要有恰当 的权限和正确的缺省设置参数 建立用户之后 必须给用户赋予一定的权限 修改用户 修改用户的目的主要在于修改用户密码和一些配置参数 建议用户不定期修 改自己的密码 确保帐户的安全 删除用户 数据库的建库和使用过程中 可能建立了很多的临时用户 在系统正式使用 后 这些临时用户可能不需要了 那么对于这些用户 应该即使的删除 删除的同时要删除这个 用户拥有的所有对象 3 3 2 53 3 2 5 数据库备份恢复方案数据库备份恢复方案 备份策略要依靠数据库的特点和数据备份的类型来制定 河北省基础地理信息数据库 存放的主要是空间数据 目前空间数据不需要实时的进行更新 而是不定期的对某一区域的数据 进行更新 在更新的过程中需要做到以下工作 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 19 1 更新之前检查以前的全备份数据的可用性 2 数据库更新期间 可依据更新的数据量选择备份类型 主要是逻辑备份 对于较长的数 据更新 可做几次物理备份 每天进行一次逻辑或联机备份的部分数据库备份 三天进行一次完 全数据库物理冷备份 3 数据更新完成之后 对数据库进行完全备份 包括物理和逻辑的 最后对备份集进行归 档管理 4 定期检查数据库备份集的可用性 3 43 4 省市级数据库管理平台省市级数据库管理平台 根据用户需求及系统建设基础 我们将系统划分为四大模块 数据处理模块 数据应用模块 系统管理模块 数据汇交模块 在四大模块的基础上 将其分为分为20个功能单元 从而满足第 二次全国土地调查的省级数据库管理系统的应用需求 系统功能模块划分如下 3 4 13 4 1 数据处理数据处理 支持多种数据格式处理 数据编辑功能强大 灵活 支持对某层数据的属性进行批量修改 可根据不同图层图块之间的空间包含关系 进行空间属性拷贝 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 20 具有强大的拓扑处理功能 自定义检查处理的错误类型 并进行自动错误处理 提供数据合并 分割 融合等十几种 数据处理方法 提供地图综合的处理功能 3 4 23 4 2 数据应用数据应用 数据应用分为数据的管理和数据服务两大部分 数据管理提供省市级图件的制作与查询输出 省市级报表的统计与输出 数据的分析与 统计等功能 数据服务分大众用户和专业用户服务两种 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 21 3 4 33 4 3 系统管理系统管理 系统的管理分 数据库的管理和数据监控两个部分 数据库的管理采用KQ Catalog来对系统数据库进行管理配置 数据监控分为 数据库监控和服务器监控 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 22 3 4 43 4 4 数据汇交数据汇交 数据汇交主要是实现数据如何通过数据交换服务区进行数据汇交 数据汇交的格式即支持 用户自定义 也可按 金土工程 的汇交要求输出 汇交方式也可以采用网络或数据传送等多种 方式 数据汇交分为 数据库整体汇交入库与年度变更数据上报两部分 数据汇交模块示意图 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 23 数据汇交流程图 3 53 5 关键技术关键技术 经过多年的积累 我们从根本上解决了多年来困扰国土信息化的几个关键技术 在省级土地 利用数据库建设中都得到广泛的应用 具体在以下几个方面 1 基于 GIS 数据更新软件包 数据更新软件包首先要具备 GIS 的所有功能 支持数据的 导出 导入 数据编辑等 其次因其在省 市 县以及测量单位都要广泛应用 必定不是非常 大的通用 GIS 平台为基础 而只是一个插件 因此灵活而小巧的数据更新软件包具有非常鲜明 的特色 2 采用通用协作业务平台搭建流程审批业务 真正实现无代码业务搭建 更新流程 表 单 角色等非常便捷 3 静态海量数据的高效浏览 查询与编辑功能 与 google earth 功能非常相似 支 持 B S C S 双架构 这个技术是省级库建设之关键 4 真正实现物理分布于不同服务器数据的集中管理 本地机无需存储任何数据就可实现 所有数据的无缝浏览 处理等 5 小比例尺数据库建设与编辑排版都涉及到如何将较大比例尺综合成较小比例尺的问题 我们采用自动化较高的手段进行地图综合形成小比例尺矢量库 并在此基础上达到专题图的快 速排版 印刷 真正做到一举两得 6 海量数据组织与高效检索技术 将数据存储管理与应用需求分开 由专门的存储管理软件 在专业存储设备支撑下进行海量数据的管理维护 应用系统通过专门接口实现对数据的调用 7 跨带漫游及地理坐标与空间直角坐标的同步显示与定位技术 建立以度为单位坐标投影 文件 建立以米为单位中央子午线分别为114度 38号带 117度 39号带 120度 40号带 的坐标投影文件 通过系统环境变量设置客户端当前投影单位 以确定当前投影文件的类型 是 以度为单位 还是以米为单位 当前投影文件类型以米为单位时 即显示坐标以米为单位 在 确定投影文件时 选择离当前视窗中心最近的中央子午线的坐标投影文件 为当前投影文件 适 时用当前投影文件 对前台数据进行投影变换 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 24 8 矢量数据空间索引的建立 格网索引是将空间区域划分成合适大小的正方形格网 记录 每一个格网内所包含的空间实体 对象 以及每一个实体的封装边界范围 即包围空间实体的左 下角和右上角坐标 当用户进行空间查询时 首先计算出用户查询对象所在的格网 然后通过格 网号 就可以快速检索到所需要的空间实体 9 数据库增量更新与历史回溯技术 以数据版本为基础 进行数据增量更新 不是简单的 删除更新操作 通过对数据版本间的切换 完成数据历史回溯 出于对版本管理的需要 系统应 该具备创建版本 切换版本 压缩版本 合并版本的功能 10 数据生命周期管理技术 对历史数据的记载 具有时效性 再加上对存储空间的考虑 没有必要对历史数据进行无限制的积累 需要对历史数据进行生命周期的管理 从数据版本的存 在 到数据版本的消失 形成数据版本的生命周期 数据版本的消失是当前数据版本与前一数据 版本合并的过程 版本创建 版本数据变更 版本压缩 版本合并 形成数据的生命周期 4 4 系统总体功能结构系统总体功能结构 4 14 1 数据处理数据处理 在这个子系统里主要实现数据的处理 包括了从数据源的获取 数据的分析 转换 检查 编辑整理到入库系统所需实现的所有功能 4 1 14 1 1 数据转换与入库数据转换与入库 VCT SHP MDB 等质检软件要求的格式均可接收数据直接转入 坐标转换与投影转换 54 80 2000 等坐标系相互转换 数据入库前检查 4 1 24 1 2 数据的编辑与处理数据的编辑与处理 数据错误检查与修改 包括图形与属性错误检查规则设置及错误检查与批量处 理 矢量数据编辑与处理 矢量数据的编辑 增 删 改 输出 栅格数据处理 金字塔索引的建立 影像校正 输出 入库 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 25 4 1 34 1 3 地图综合地图综合 1 土地利用图的综合的关键技术 此次省级土地调查数据库的建库目的是要管理到每一个图斑 管理的基本比例尺还是 1 10000 比例尺 但 1 50000 1 100000 1 50 万 1 100 万的矢量数据库还是要建设的 很多 规划 统计和分析还只能在小比例尺资料的基础上进行的 系统可以设定一定的综合规则 根 据各种预先确立的规则进行图斑综合处理 在土地综合后 系统可以进行土地综合前后面积和 数量的对比 具有完备的综合评价体系 并提供统计图表 土地利用图的综合的关键技术在于 以下三点 1 面状图斑的小图斑的合并规则的制定及算法处理 2 面状图斑如何在保证地类面积不变的情况下变换成线状地物 3 线状地物的抽稀规则的制定及算法处理 这些算法现在已经成熟 应用于省级数据的建设及资料汇总正逢其时 建议省级库采用这 种新技术 必将对省级库的建设以及后期的数据汇总 成果整理大幅度地提高效率 1 设置小图斑处理优先级 设置小图斑处理优先级的目的是 优先级高的图斑 在进行小图斑剔除的时候 先进行处 理 这样一些不太重要的用地 设置为高优先级后 会优先被剔除掉 2 设置小图斑剔除规则 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 26 3 设置面状到线状的变化规则 2 土地利用地图出图与编辑排版模块 全国第二次土地调查以县级行政区为基本单位 在县级数据中心存储本级的土地调查基本 比例尺数据 省 市级数据中心在此基础上 需要建立经过地图综合的小比例尺如 1 5 万 1 10 万 1 25 万 1 50 万 1 100 万等数据库 在后期往往需要通过所建立的数据库进行 成果汇总 要形成大量的专题图集 专题图册等汇总资料 这些成果大部分都是从较小比例尺 数据库中形成的 因而 如何采用自动化较高的手段进行地图综合形成小比例尺矢量库 并在 此基础上达到专题图的快速排版 印刷也是非常关键的 4 1 44 1 4 元数据管理元数据管理 元数据我们按照二调标准的元数据结构 能够分别生成 数据库级别 要素级别 图幅级别 影 像级别的元数据 并能够方便的保存与浏览 支持元数据的入库 维护元数据与数据的关联 可 对元数据进行浏览 可对元数据进行查询和统计汇总 在数据经历重要处理时追加或更新相关 元数据信息 可实现元数据的输出与打印 4 1 54 1 5 数据备份数据备份 通过数据备份等技术实现数据库的完全备份或指定某个时段的数据进行自动备份或自动恢复 4 1 64 1 6 数据更新数据更新 数据更新模块由数据更新及历史数据管理与回溯组成 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 27 空间数据更新 支持整体替换式更新与要素级数据更新 在更新的过程中进行 自动校验 并输出更新报告 方便用户查询更新的历史 元数据更新 支持整体替换式更新与要素级数据更新 在更新空间数据的同时 自动更新元数据 表格数据更新 更新表格数据 并能输出更新报告 历史追溯 可追溯指定时段的历史信息 并查看历史变化数据 数据的更新模式采用自下而上的方式进行 县 市 省级库统一采用数据更新软件包 由县级库生成更新数据包 通过专网或英特网上传至省级库实现数据同步 4 24 2 数据应用数据应用 在数据应用子系统中主要实现与数据库应用相关的如数据的查询 浏览 统计分析 制图输 出 数据的分发与交换及对外信息服务等 4 2 14 2 1 动态数据浏览动态数据浏览 图层管理 图层增 删 改 配置图层显示顺序 定义图层显示比例尺 数据浏览 视窗控制浏览 比例尺控制浏览 影像与矢量叠加浏览 按行政辖 区 分幅图 图层 坐标 地名等多种方式的数据浏览模式 三维空间数据分布式浏览 不同投影数据处理 地图投影采用高斯一克吕格投影 1 5000 1 10000采用3 分带 需要考虑不同投影 数据处理问题 随着当前GIS技术的发展 地图投影变换已经非常方便和快捷 同时可以实现空间数据 第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案第二次土地调查省市级数据库及管理信息系统建设总体方案 KQ 28 的地图投影 可视化的地图投影 空间分析应用时的地图投影三者分离 也就是说 数据可视 化可以采用与数据不同的投影 实时进行动态投影变换并显示 空间分析的结果也可以不受地 图投影变形的影响 实时进行改正和转换 对于跨带数据的处理我们有两种方法处理 1 利用投影系统转换的反算功能 将分带的投影数据都转换到对应的大地坐标系 B L 在此基础上我们还可以将大地坐标系下的数据投影到同一投影坐标系下 即得到了整合后的投 影数据 2 根据数据跨带情况 如各带数据的分布情况 选定数据最终整合到某一中央经线为准 的投影坐标系统 再将所有不属于该投影系统下的数据全部动态投影到选定的投影系统下 4 2 24 2 2 动