长沙市安监局地理信息系统方案Word文档格式.docx
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2.先进性和实用性相结合原则：
在应用系统设计上，首先应当具有前瞻性，应当充分考虑到在未来若干年内业务发展的需要，技术上保证在相当长的一段时间内不落后。
充分考虑系统得整体性、协调性、高效率、低风险性。
3.开放性和标准性原则：
系统应符合国际、国内所制定的各项标准，以满足安监信息管理的需要，尽量遵循标准、开放的协议，为系统扩展留有余地。
4.可靠性原则：
保证系统运行稳定可靠，尽可能实现全年无间断运行。
5.安全性原则：
采用多种手段，确保数据、系统安全，保证信息传递的及时、准确，提高系统的抗干扰能力和抗破坏能力。
6.可扩展性原则：
系统的设计中既要考虑目前的业务需要，又要考虑满足未来业务增长的需要，系统规模应具有可扩展性。
7.可管理性原则：
提供友好的应用操作维护界面，系统维护操作简单。
系统对软件进程、日志记录等提供实时监控管理，提供有效工具对各种工作进行数据化、网络化、程序化的管理。
8.整体性原则：
系统设计必须保证安监信息管理系统所实现的是一个完整统一的技术平台，在该信息平台上，各种信息数据可以透明的享用；
将确保安监信息管理系统是一个统一、集中的智能平台，而不是一个由多个离散的系统、外围设备简单关联的、松散的系统。
系统功能实现
数据管理系统
数据采集
数据采集主要通过两种途径进行：
●Web录入：
可以进行远程登陆然后录入相关信息资料，提交入库。
●嵌入式采集：
可以使用嵌入式采集工具（手持设备）进行户外实地采集，然后再整理入库。
数据维护与管理
数据维护管理支持对数据的浏览、查询和编辑，其主要功能包括：
●数据浏览：
可以通过数据属性表或地图显示方式进行数据的浏览；
●数据查询：
可以对浏览到的数据进行各类条件查询获得满足条件的数据；
●数据编辑：
可以对数据进行添加、修改、删除等编辑功能；
●数据统计：
可以针对不同的数据按照不同的条件进行分类统计并生成图标；
●数据备份：
可以定时按需要进行数据备份；
●数据恢复：
对备份的数据进行数据恢复功能；
权限管理
权限管理主要实现不同级别的客户只能访问不同的数据资源。
一方面可以满足用户对数据资源的需求，另一方面也能够保证数据的安全性。
信息查询和展示
地图浏览
用户通过地图浏览功能可以实现基本地图操作、鹰眼导航图、显示比例尺设置等。
地图基本操作包括全幅显示、放大、缩小、漫游、拉框放大、拉框缩小、前一视图、后一视图等功能。
使用鹰眼导航功能用户可以通过地图显示区附近的小地图创口概览当前地图窗口中显示地图的全貌，并可以通过导航窗口实现地图显示区域的快速定位。
通过直接输入或选择特定的比例尺数值来设置当前地图的显示比例尺设置，用户可以快速将地图调整到想要的显示区域。
地图查询
地图查询功能实现对目标地物在地图上快速定位功能。
查询可以通过多种条件进行，主要有一下几种查询方式：
●空间查询：
可以在图上随意点选、框选、圆选、不规则多边形选择区域进行区域内数据查询；
●属性查询：
对地物的相关属性（包含图片和相关视频信息）进行查询；
●文字查询：
按照文字条件进行查询；
●距离查询：
在图上点选两点进行距离的查询；
地图查询为安全突发事件快速反应提供了技术支持。
地图分析
空间分析包括路径分析、缓冲区分析功能和叠加分析等功能。
通过路径分析可以在地图上选择出发地和目的地，系统自动计算并显示最佳路径或最短路径，并支持自定义路段的权重值。
缓冲区分析不仅支持对地图上地物直接进行缓冲分析，还允许用户自定义几何对象进行缓冲区分析。
缓冲区分析功能可以更好地帮助用户进行环境检测、灾情控制方面的工作。
叠加分析功能能够地图数据的叠加运算（裁减、包含、重叠），可以帮助用户对数据处理结果做出针对性分析评价。
地图输出
地图输出包括专题图输出和数据输出转换功能。
通过专题图能够快速提取与安监相关的关键信息，为安全生产安监地理信息服务提供决策辅助支持。
数据输出转换功能是数据共享与交换的一种重要手段，通过该功能，能够使得数据向其他部门和单位共享。
安监门户网站补充建设
系统需要提供一个长沙市安全生产信息网的电子地图网站子网链接，长沙市安监局以及安监管理单位访问安监地理信息系统可统一登陆的入口，它是实现安监相关信息展示的一个重要载体，主要应包括功能聚合、统一登陆、信息展示等三大功能。
数据中心建设
●安监资源的空间化
安监管理日常过程中,安监资源数据的录入与汇总管理、安监处置人员与资源的调配、应急事件发生后的各类预警分析等多项重要的分析工作,都必须依托于空间化的信息资源支撑。
●高可靠性和高稳定性
安监管理日常工作特点决定了针对安监信息资源在访问应用的过程中,必须达到很高的可靠性与稳定性,如果没有稳定可靠的信息资源获取保证,就有可能使安监处置工作缺少依据而做出错误的决策,从而造成人员、环境及社会不可估量的损失。
●安全性
安监信息资源作为安监管理日常工作的决策依据与载体,必须做到高度的安全可靠,才能够保证安监管理体系的正常运转。
要充分考虑到各方面的因素对安监信息资源的攻击与破坏,充分利用现有成熟的信息安全技术手段、采用容灾备份机制等方法,确保安监信息资源在受到异常攻击时的安全稳定。
●高并发性
安监管理日常工作涉及了多个部门对安监信息资源进行大量的并发访问,安监信息资源管理技术方案及其存储手段必须能够满足高并发的要求,不允许因为设计的缺陷造成访问效率急剧下降或系统崩溃。
为达到上述要求,在安监信息资源建设的过程中,应充分考虑承载高并发访问的设备、网络等的合理冗余。
●可快速恢复性
再完备的系统也会有漏洞,考虑到安监信息资源同样存在着系统崩溃或数据丢失的可能性,在规划安监信息资源管理体系及搭建安监信息资源管理平台时,必须充分考虑在系统崩溃或数据丢失后的系统重新搭建及恢复功能。
数据共享集成方案
项目不仅需要多源数据整合，同时还要与原有系统的历史数据进行整合，因此数据共享集成方案的设计非常关键。
项目数据资源一体化空间数据库包括：
采用空间数据库技术，实现空间数据和非空间数据的一体化管理；
实现不同数据格式、不同服务器、不同类型的空间数据的无缝集成；
将不同尺度的空间数据综合在一起管理，实现不同投影（分带）坐标空间数据的一体化管理；
采用历史数据库技术，实现不同时期空间数据的综合管理。
空间数据和非空间数据的一体化
空间数据库技术是空间数据与非空间数据一体化管理的基础。
当前GIS技术发展的最新趋势是采用关系数据库或对象关系数据库管理空间数据。
与传统的文件型空间数据存储方案相比，基于关系数据库或者对象关系数据库的空间数据管理方式（空间数据库）具有海量数据管理能力、多用户并发控制、严格的权限管理、空间信息与属性信息一体化存储等许多优点。
空间数据库已经成功应用于越来越多的GIS应用项目。
空间数据库技术的发展，代表了GIS的重要发展方向，也是进行数据库建设的重点技术之一。
采用关系数据库或对象关系数据库管理空间数据，可以充分利用RDBMS数据管理的功能，利用SQL语言对空间与非空间数据进行各项数据库操作，同时可以利用关系数据库的海量数据管理、事务处理（Transaction）、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能，使空间数据与非空间数据一体化集成。
采用关系数据库管理空间数据库将成为GIS发展潮流，这将增加空间数据的互操作性，并使GIS融入IT技术的主流。
空间数据库的技术的主要核心是采用某种空间数据引擎，通过空间数据库引擎存取空间数据库中的数据。
SuperMap的SDX、ESRI的SDE和ArcSDE、Oracle的OracleSpatial、Informix的SpatialDatablade、MapInfo的SpatialWare等，都是空间数据库技术的典型体现。
本方案中采用SuperMapSDX实现空间数据和非空间数据的一体化集成。
多源数据的一体化集成
多源空间数据的一体化集成表现在三个方面：
（1）多种格式的空间数据，特别是矢量空间数据的集成；
（2）多空间数据服务器应用的一体化集成；
（3）多分辨率影像数据库技术。
多格式的空间数据集成
从目前针对空间数据的研究来看，多种格式的空间数据集成方式有以下三种模式：
数据转换方式：
目前的大多数空间数据集成都是基于数据转换方式实现。
其解决思路是将多种格式的空间数据通过某种目标软件支持的中间格式转换到目标软件自有的格式，其中转换通过专门的数据转换模块实现。
这种方式的优势是易于实现，目前大多数GIS软件平台都对常用的空间数据交换格式如E00、MIF、DXF等支持较好，能够方面的实现由原始数据格式到目标软件数据格式的转换。
但是数据转换方式存在许多问题，主要表现在：
（1）在数据相互转换的过程中，容易丢失信息。
如空间要素的图形表达信息（线型、符号、颜色等）；
（2）数据更新和数据应用的不同步。
数据转换的目的往往是为了数据应用的需求，而如果数据更新仍然采用和数据应用不同的空间数据管理平台，往往更新的是转换前的数据，更新后需要重新转换到应用GIS平台的格式，造成更新和应用的不同步；
（3）数据共享困难。
如果数据需要共享给其他单位或部门，在使用不同的GIS平台的情况下，数据还需要进行再转换，增加了数据共享的难度。
直接访问方式：
直接访问模式是指在不同的GIS软件之间，相互访问对方的GIS数据格式，而不需要重新转换。
目前一些商业软件支持这种模式，如SuperMap可以直接访问DWG、DGN、SDE、OracleSpatial等空间数据格式。
直接访问方式对多格式空间数据的一体化集成提供了一种良好的解决方案，使得不同的软件之间可以不用转换而直接读取对方数据，使得数据的更新和应用更为方便。
但是，直接访问方式仍然存在许多问题：
（1）首先，空间数据格式多种多样，不同的GIS软件其自身的数据组织不尽相同，很难有一种软件能够支持所有的空间数据格式的直接访问；
（2）各个GIS软件厂商由于考虑自身利益的原因，其原始的数据结构一般是不公开的，造成直接访问方式很难实现；
（3）各种原始空间数据格式的数据结构都处于一种不断变化的过程中，这就造成在实现直接访问时的代价较高。
尽管存在上述问题，和数据转换相比，对最终用户而言，直接访问方式仍然不失为一种崭新的一体化空间数据集成方式。
数据互操作方式：
数据互操作方式是OGC（OpenGISConsortium）制定的数据共享规范，GIS互操作是指在异构数据库和分布式计算的情况下，GIS用户在相互理解的基础上，能透明地获取所需的信息。
OGC为数据互操作制定了统一的规范，从而使得一种GIS系统同时支持不同的空间数据格式成为可能。
虽然目前数据互操作方式还处于研究阶段，但数据互操作方式作为以后多源空间数据一体化集成的趋势，将在地理信息系统空间数据一体化集成中逐步发挥作用。
鉴于数据互操作方式目前还远未成熟，在目前项目建设中多源空间数据一体化集成时，建议采用数据转换模式和直接访问方式相结合。
在数据转换方式中，引入元数据驱动转换技术，通过对原始数据和目标数据元数据的对照，消除数据转换的信息丢失问题，降低数据转换方式的缺陷；
同时，对可以直接访问的数据，采用直接访问方式实现。
多格式空间数据一体化管理示意
多空间数据服务器应用的一体化集成
在现实应用中，由于以下原因，项目涉及多空间数据库服务器一体化集成和应用的问题：
（1）由于空间数据量庞大，通常一台服务器集中管理，在数据的处理和传输速度方面会受到影响，这样，可以将空间数据库存放在多台服务器上，这些服务器也可能跨不同的地域。
（2）为了管理的需要，在空间数据库的建设过程中可能需要按照地区分为不同的空间数据库管理；
同时，不同区域的用户有可能互相访问其他地区的数据，对于不同的用户来说，对空间数据库的操作权限可能有所差异。
这种分散空间数据库方式需要一种有效的管理方式。
在此前提下，可以通过元数据管理器，将不同服务器组成一个虚拟的空间数据服务站点，所有的客户端数据应用都是通过元数据管理器来实现，都是在该虚拟服务器下进行工作。
通过元数据管理器实现不同空间数据服务器的集成管理，使系统管理、数据备份、系统安全得到有效保障，从而实现空间数据的分布式存储和集中化管理，满足大规模空间数据库应用系统建设的需要。
元数据驱动的多服务器、多数据库空间数据库管理示意图
多尺度空间数据的一体化管理
多尺度空间数据的一体化管理是大范围空间数据管理和应用的一个重要方面。
理想的多尺度空间数据一体化管理模式是在地理信息空间数据库中保存大比例尺的空间，而对于小比例尺的空间数据采用计算机自动逐级综合的方式获得。
国内外许多学者就自动综合方式进行过研究，但由于地学要素的复杂性，很难确定不同尺度空间数据表达标准，到目前为止还没有理想的解决方案。
由大比例到小比例尺的综合，大多还是由人工干预完成。
目前，在地理信息资源管理中，仍然是多种比例尺空间数据并存的方式，这就决定了空间数据的多尺度性。
将不同尺度的空间数据分别按照各自的分层和编码保存在空间数据库中，实现不同尺度空间数据的叠加和按不同比例尺范围显示。
如在客户端的应用中，当地图比例为1:
10000左右时，显示1:
10000的空间数据；
在1:
500时，显示1:
500的空间数据。
多种比例尺空间数据叠加和显示前提是统一的投影和坐标体系。
在我国大多数地区，不同比例尺的空间数据采用不同的坐标和分带，给数据的一体化集成带来了困难。
原则上，转换到统一的投影和坐标体系进行管理是最理想的方式。
但是转换后会造成空间特征一定的变形，而且会给管理带来一定的麻烦，比如会造成外业测绘和数据管理采用不同的投影和坐标系统，给数据更新增加难度。
在实际应用中，对同一尺度的空间数据，可以在空间数据库中保存多种投影和坐标系的备份。
当需要多种尺度空间数据叠加显示时，根据业务应用的需要通过对元数据描述的分析从空间数据库中获取所需要的投影和坐标系的空间数据。
对于空间数据的更新、制图输出、统计等等则按照本尺度原有的投影和坐标系统进行。
不同投影坐标数据一体化管理示意
历史空间数据的管理
由于地理环境的动态性特点，各种地理信息信息从时间、空间上都不断发生变更，安监地理信息系统必须记录和实现这些变更。
这就决定了空间数据库强调历史数据的管理与应用。
早期历史数据的管理是按照一定的时间分段存储历史数据，如按照年份、月份等等，这种方式的缺点是数据存储量成倍增长，而且时间连续性差。
目前较好的方法是只存储变化了的空间实体的历史数据。
主要是在目前关系数据库管理系统的基础上，如果空间实体发生变化，将变化前的实体作为历史信息存储，变化后的实体作为现状存储。
通过记录实体的产生时间、消亡时间来确定实体的生命周期，从而将实体的整个生命过程记录下来，为历史回溯奠定基础。
但是仅记录这些信息还是不够的，对于重要的实体如宗地，还需要记录历史实体和现状实体的父子关系。
从而可以将实体的变迁状态和变迁的轨迹记录下来。
历史空间数据管理示意图
数据库建设
基础信息数据库
基础信息数据库主要存储非空间数据，为安监管理提供辅助信息，主要包括项目区域内社会经济数据和统计数据，如项目区域内的人口信息、法人信息、区域产值、危险源分机信息、安监救援规范、
基础地理信息数据库
基础地理信息数据库主要存储地理相关地基本数据，主要由1：
5万和1：
25万基础地理信息数据以及其他基础地理信息数据组成。
主要包括：
行政区划、地形、地貌、行政区划、交通、水系、地下管线、地上房屋等，其中部分数据可以从其他部门协调获取。
安监专题数据库
安监专题数据库是数据库建设的重点。
安监专题数据库主要包括一下四个部分：
1）专题基础信息
专题基础信息主要包括人口统计信息、经济统计信息、安全分区信息、地震地质信息、气象水文信息、土地信息、环保信息等。
2）危险源
分为储罐区、库区、生产场所、压力管道、放射源、锅炉、压力容器等九大类。
安全隐患的名称、详细地址、责任主体、主要负责人及联系电话、上级法人单位、存量、性质、固定资产（万元）、潜在危害范围及危害重点对象、已采取的措施、每一类安全隐患的空间分布和数据库建设现状等。
3）重点防护目标
包括重要部门、骨干管网、核设施、战略物资储备基地等。
4）安监物资
包括防护用品、生命救助、生命支持、临时食宿、污染清理、动力燃料、工程设备、通讯设备等物资。
地理信息目录服务
地理信息目录服务系统主要向用户提供地理元数据的管理服务接口。
元数据是用于描述数据内容、定义、空间参照、质量和地理数据集管理等方面的数据，用于说明数据或数据集的内容、质量、特性和适用范围，向用户提供所需数据是否存在和怎样得到这些数据的途径、方法等方面的信息，帮助用户了解、使用数据。
本服务主要用于空间数据的维护管理和共享发布，向用户和应用程序提供获取数据的方法和入口。
本服务后台管理内容包括：
元数据库的维护、元数据录入、修改和查询检索。
系统软硬件选型及配置
选型原则
●实用性原则：
能满足系统建设后的需要。
●可扩展性原则：
满足系统日后扩充和升级的需要。
●经济性原则：
系统配置具有较高的性价比。
●安全性原则：
软硬件选型能满足网络安全和系统安全的需要。
●先进性原则：
在软硬件的造型上要具有一定的前瞻性，系统能够满足未来几年内系统发展的需要。
硬件配置
系统网络总体结构
主机服务器
地图服务器、Web服务器和数据库服务器可以配置在同一台服务器上，也可以采用分开的服务器配置。
建议三种服务器分开部署。
服务器硬件推荐：
内存2G以上、硬盘40G以上、CPU2.8以上（双核以上）、显卡（64M以上）。
以上为硬件推荐配置，并不绑定于任何品牌服务器。
可以根据需求按照以上配置任选具体品牌。
软件配置
操作系统软件
考虑到系统的实际情况，为保证系统的正常运行，服务器端采用Windows2003Server企业版，客户端采用WindowsXP或者WindowsVista中文版。
WindowsXP和WindowsVista具有运行稳定、操作方便、安全性较高等特点，作为客户端软件比较适合。
数据库软件
从数据管理软件的应用来看，关系型数据库产品成熟稳定，对于管理海量数据是不可或缺的产品。
本系统中数据量较大，宜采用大型关系型数据库，如SQLServer或ORACLE。
从价格上来看，SQLServer价格较低；
但从管理海量数据的能力来看，ORACLE比SQLServer要稳定得多。
Oracle的生产商是世界上最大的数据库提供商，其主流产品Oracle大型数据库连续十多年来一直市场占有率最高。
由于本系统所涉及的数据量十分庞大，所以选择一个稳定可靠的关系数据库是非常必要的。
Oracle软件目前最新的版本为Oracle11g。
GIS平台
在系统中，GIS作为其主要支撑技术之一，在系统应用扮演着极为重要的角色。
因此，选择一个适合的GIS软件，对于项目的成败，有着至关重要的作用，对此必须予以高度重视。
GIS软件选型应着重考虑以下几点：
1）软件的实用性
软件的实用型是指软件的功能首选要能够满足项目的实际需要。
人们在选用GIS软件的时候，往往会陷入盲目地追求功能大而全的误区。
诚然，功能越多，系统可扩展的余地就越大，但是这也意味着投资和维护成本的加大。
事实上，对项目而言，没有最好的软件，只有最合适的软件。
对安全安监项目而言，衡量一个软件功能，主要可从以下几个方面来考虑：
⏹软件的数据兼容性
在项目的应用中，需要用到来自多种途径的数据，比如基础地理数据、专题应用数据、AutoCAD的DXF、DWG格式数据和大量的业务数据。
这些数据是系统的重要组成部分，同时在具体的应用中往往还需要与其他系统进行数据交换。
这就要求所选用的GIS平台不仅能够提供强大的数据转入转出集成功能，还需要系统能够提供多源数据无缝集成功能，以满足数据交换的需要。
因此数据的兼容性是系统中选择GIS平台一个非常重要的因素。
GIS平台具有较好的数据兼容性，可以大大降低用户数据维护和系统升级的难度和成本。
⏹对空间数据库的支持
大型空间数据库是存储和管理海量空间数据、实现空间数据与普通非空间数据一体化管理的一个主要技术手段。
与过去所采用的基于文件方式存储、按图幅方式索引的图形管理技术相比较，采用空间数据库来管理数据，能够实现海量数据的安全并发处理，同时能够实现多种条件的快速查询，统计及方便的数据更新。
因此，空间数据库技术是地理信息系统建设的关键技术和环节。
⏹与其它系统的融合
MIS系统对空间数据的管理无能为力，因而GIS系统应运而生，从实用性角度来看，GIS与MIS系统的集成和统一是GIS系统建设的重要目标之一。
不仅如此，系统从长远考虑还要和以后其它信息系统有机的融合和数据共享。
因此在软件的选型上要保证在该平台上易于实现与其它系统集成，实现所有信息系统的一体化。
从目前的技术潮流来看，
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