基于ArcGIS的国土资源数据管理解决方案.docx

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基于ArcGIS的国土资源数据管理解决方案

来自：

北京吉威数源信息技术有限公司

概述

北京吉威数源信息技术有限公司针对国土资源行业对于国土资源数据管理的实际需要，提出基于ArcGIS技术的国土资源数据管理解决方案。

国土资源数据管理解决方案提供对国土资源数据的全面管理，覆盖国土资源数据采集、数据加工整理、动态更新、质量检验、数据存储、数据交换、应用分析及信息发布各个环节，并集成了吉威数源近年来在空间数据处理与应用领域的最新技术成果，构建出适应国土资源信息化建设的国土资源数据基础设施。

国土资源数据管理解决方案主要由两个层面的应用构成：

1、 在国土资源数据处理、整合与交换层面，吉威数源国土资源数据管理解决方案提供从国土资源数据采集、整理、加工、交换、质检等完整全面的集成化工作环境，不仅极大的提高传统国土资源数据处理与整合的工作效率，而且全面支持GeoDatebase 数据模型，优质保障国土资源数据的完整性、一致性与正确性。

数据海量、空间性强、动态变化、类型和结构复杂的国土资源数据特点要求专业的空间数据处理工具，这是国土资源数据管理同传统的关系/非关系型数据管理间最大的差异之一。

2、 在国土资源数据存储、应用、分析与发布层面，吉威数源国土资源数据管理解决方案采用ArcGIS 作为技术支撑环境，以空间数据存储、应用、分发为核心，构建出国土资源数据库及相关应用系统，支持国土资源管理部门及相关信息化系统的数据共享、集成、更新、分析及发布。

提供集国土资源调查评价、动态监测、辅助决策支持、办公协作、社会公众信息服务等各项支持功能的国土资源信息化基础数据平台。

一、 国土资源数据管理平台

1、 国土资源数据管理是国土资源信息化建设的重中之重：

国土资源信息化建设最早可追溯到二十世纪八十年代，主要是通过对传统的纸质数据进行数字化处理，建立了一些数据库和面向单一业务的信息系统。

1998 年国土资源部成立后，开始加强对信息化的统筹规划和统一部署，并取得了明显的进展，建成有一批国土资源管理相关的基础数据库，一批覆盖国土资源规划、行政审批、综合事务管理等主要业务的管理信息系统建成并投入使用。

目前，各级国土资源管理部门及其相关部门拥有大量不同格式、不同载体的国土资源信息资源，这些信息资源存在缺乏统一规划，共享程度低，利用率不高的问题，影响了国土资源信息化的进一步深入。

如何充分利用海量的国土资源信息数据，通过汇聚、整理、共享和挖掘，为国土资源信息化建设所利用，增强国土资源信息化核心业务能力，日益受到国土资源行业关注，成为国土资源信息化建设的重中之重。

2、 空间数据管理是国土资源数据管理的核心：

国土资源数据管理对象包括空间信息、结构化信息及非结构化信息。

其中空间信息包括矢量数据、栅格数据、遥感影像数据等，结构化/非结构化信息则涉及政策、法规、计划、公文、档案、报告、统计数据等。

由于国土资源数据自身的特点，空间信息占数据总量的85%以上，传统的面向事务处理、分析以及文档类的数据管理系统只能解决15%的数据量，而更大数量的空间数据的管理是国土资源数据管理的核心。

空间数据管理需要处理好以下问题：

♦ 海量：

空间信息数据量大，需要高性能的空间数据存储、检索和分发技术；

♦ 异构：

空间信息来源不同、格式不同、载体不同，需要建立异构环境下的空间数据共享

机制；

♦ 复杂：

空间信息数据处理在获取、加工、整合、质检、存储、提取、交换、分发等多个

方面，同其他信息数据相比具备独特的复杂性，需要专业的空间数据处理支撑环境。

3、 吉威数源国土资源数据管理平台架构

吉威数源面向国土资源数据管理的需要，在国内外各种成熟稳定的GIS 产品中进行认真地比较、选择，最终确定采用ESRI 的ArcGIS 技术作为国土资源数据管理的技术支撑环境，结合多年在空间数据处理工作中的经验，吉威数源构建出构架完整、功能丰富的国土资源数据管理平台。

平台核心产品由两部分组成：

基于ArcGIS 开发组件/控件/API 实现的国土资源数据管理基础中间件；完全支持GeoDatabase 数据模型要求的集成化空间数据处理工具包。

采用上述两种软件产品，可以方便快速构建出满足最终用户使用的国土资源数据管理系统，并对各种国土资源业务应用系统、数据用户、辅助决策、办公协同以及面向社会公众的信息服务提供基础数据支持。

基于ArcGIS 的国土资源数据管理平台架构参见下图：

图 基于ArcGIS 的国土资源数据管理平台示意图

4、 吉威数源国土资源数据管理平台的优势

（1） 国际领先的ArcGIS 技术，完美的GIS 平台基础：

平台在数据管理的核心采用的是国际领先的ArcGIS 技术，采用在Oracle/MSSQLServer 数据库上运行ArcSDE 的数据库模式，具有产品成熟度高、空间数据管理海量、空间分析能力强、应用广泛等特点，实现了国土资源数据的集成化、一体化的管理与应用。

（2） 集成的多样化异构空间数据的处理技术，充分满足空间数据处理的需要：

平台提供专业的集成化的多源空间数据处理软件包，专门用于多样化异构空间数据的处理，解决了传统数据处理单位根据数据源的不同，需要配置各种不同软件的现状。

该集成化空间数据处理环境支持国内主流空间数据格式，在外部数据和GeoDatabase 数据模型间建立起了一个桥梁，充分满足空间数据处理的需要。

（3） 广泛的数据接口，充分满足国土资源数据交换的业务需求：

空间数据采用ArcSDE数据模型进行存储，运行系统基于ArcObjects 实现。

系统采用专门的空间数据转换软件能够实现GeoDatabase 数据模型到多种空间数据之间高质量的相互转换，保障系统具有最广泛的数据接口。

（4） 可伸缩的体系架构，适应不同规模的国土资源数据管理需求：

平台结合GIS 技术、数据库技术、网络技术，灵活采用Client/Server、Browse/Server、J2EE 体系架构，扩展传统地理信息系统的功能体系，满足国土资源数据管理的不同规模的应用需求。

二、 国土资源数据管理系统

国土资源数据管理系统架构

基于ArcGIS的国土资源数据管理系统的核心功能是实现多源异构国土资源信息的数据存储、信息检索、数据更新、空间分析以及数据分发。

国土资源数据管理系统不是孤立的信息系统，通过对国土资源信息数据的高效管理，实现对国土资源调查评价、动态监测等业务应用系统、办公协作系统、社会公众信息服务等信息化系统的数据支持，在最大程度上满足国土资源信息化建设的需要。

国土资源数据管理系统架构如下图：

图 基于ArcGIS 的国土资源数据管理系统架构示意图

1、 国土资源数据管理应用集成框架

国土资源数据管理系统应用集成框架采用多层体系架构进行设计，在基于ArcGIS 技术建立的国土资源数据管理基础中间件基础上，完成不同平台开发环境下的国土资源数据管理应用集成。

国土资源数据管理应用集成框架如下图示：

图 国土资源数据管理系统应用集成框架示意图

2、 国土资源数据管理系统的主要特点

（1） 海量空间的国土资源数据库：

系统采用在Oracle/MSSQLServer 数据库上运行ArcSDE 的数据库模式。

根据目前国内外的实际案例，采用该种管理模式的数据库最大容量已经达到几十个TB，并且还在不断的快速增长中，其海量空间数据库的检索、调度、应用效能得到用户的广泛认同，也是目前唯一得到实践检验的海量空间数据库管理模式。

（2） 自动分库满足企业级海量数据快速增长的需要：

根据国土资源数据的管理要求，系统建立有数据库自动分库机制，自动分库功能对于用户完全透明，适应企业级海量数据的快速增长，保障系统内部的稳定性、一致性与安全性。

（3） 多样化的数据更新及先进的并发控制机制：

系统提供多样化的数据更新机制，即包括离线方式下的大规模数据更新，也包括在线方式下的快速数据更新。

同时，ArcSDE提供的版本机制有效的保障了数据处理过程中的并发冲突。

（4） 丰富的数据交换与共享手段：

基于吉威数源多年来在空间数据处理经验的基础，针对国内主要空间数据的特点，系统搭建了从多样化异构空间数据到ArcGIS 数据体系的数据通道，通过系统所提供的丰富的数据交换手段，提供有强大而丰富的数据交换能力。

同时，针对同构和异构的不同应用体系需求，系统对外部数据应用分别提供在线和离线的两种数据共享方法。

（5） 深入的数据应用与辅助决策：

ArcGIS 作为国际上最优秀的GIS 软件，提供有最强大的空间数据分析功能，其最新的Geoprocessing 扩展模块进一步强化了空间数据分析能力。

基于ArcGIS 的系统，数据用户能够得到最优秀的空间数据应用及辅助决策支持。

（6） 方便快捷的国土资源信息检索与发布：

系统采用的先进的动态索引和查询算法保证TB级数据库的查询检索效率，同时，多库并行检索技术可进一步提高检索效能。

（7） 分级访问控制，安全性高：

空间数据的访问较之传统数据的访问更加复杂，包括对图形图层的操作、图形区域的操作，系统功能的操作等。

系统通过将一系列具有相同操作属性的用户分配到一个组，并根据数据安全的要求实现分级管理，能支持更复杂的权限分配，系统具有极高的安全性。

三、 集成化空间数据处理

1、 集成化的多源空间数据处理工具包

国土资源数据来源众多，即包括已有的CAD 成果数据，也包括外业调查数据，同时还涉及到遥感影像数据。

在数据载体上，也呈现出不同的GIS 软件平台的特点，导致国土资源数据形式的多样性。

传统国土资源数据处理单位往往需要根据不同的数据类型及其特点配置不同的软件工作环境，不仅技术复杂，而且管理及实施难度大。

针对上述特点，吉威数源紧密结合目标GeoDatabase 数据模型对于数据的要求，提供有完整的多源空间数据集成处理工具包。

集成化的多源空间数据处理软件环境参见下图：

图 集成化的多源空间数据处理软件环境示意图

集成化的多源空间数据处理工具包的主要软件产品包括：

♦ 空间数据转换软件

♦ 空间数据整理软件

♦ 空间数据质量检查软件

♦ 遥感影像处理软件

2、 主要的空间数据处理工具包

（1） 空间数据转换软件：

空间数据转换软件是针对多源空间数据成果的集成处理与共享利用而专门研制的开放式空间数据交换平台，提供矢量数据、影像数据、DEM 数据从格式转换、坐标转换到投影变换的全面数据交换能力。

空间数据转换软件实现异构空间数据到GeoDatabase 数据模型间的数据通道。

（2） 空间数据整理软件：

空间数据整理软件是针对国土资源矢量数据处理的特点以及GeoDatabase 数据模型的要求而专门开发的数据编辑整理软件，特别适合于原有历史成果数据及传统CAD数据成果的GIS 再加工与整理。

通过空间数据整理软件可以方便的实现不同格式国土资源数据到GeoDatabase 数据模型间的数据整合、集成的目标。

（3） 空间数据质量检查软件：

空间数据质量检查软件是一套专门用于数据质量检验的软件产品，除了提供全面可靠、有针对性的数据检查方法之外，还提供自动、高效、稳定的检查手段，确保对数据成果的质量控制，保证数据成果的正确性与一致性，提高验收工作效率。

空间数据质量检查软件是建立高质量的ArcGIS 空间数据库的前端数据保障。

软件检查内容包括从原始资料到成果数据，从图形到属性的全部内容，保证全面的数据质量。

同时，软件也对数据的组织结构、数据命名等按照数据标准进行检查，以保障数据共享的要求。

（4） 遥感影像处理软件

软件具备航空像片和高空间分辨率、高光谱卫星遥感影像（SPOT、

Ikonos、QuickBird）的正射纠正、多项式纠正、匀光、镶嵌成图等专

业影像产品制作能力，并拥有强大的高光谱分类、动态监测等遥感影

像分析手段，系统支持网络化生产管理和调度，提供二次开发能力，具有极大的灵活性和可扩充性，满足基于ArcGIS 技术建立影像成果数据管理的前端需求。

四、 主要技术特点与优势

灵活、弹性的C/S