海量空间信息管理与服务平台设计与开发-审后

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1、海量空间信息管理与服务平台设计与开发李四海1，章任群1，张艳杰1，曲辉1，焦红波1，邢喆1，黄东2（国家海洋信息中心，天津，300171；Esri中国（北京）有限公司，北京，100027）摘要：分析了海量空间信息管理与服务平台建设的背景和主要应用需求，介绍了系统的架构、数据流程、空间数据库、元数据库、服务及性能设计，以及平台实现的主要功能和特点。1概述近些年来，国家海洋局组织实施了多次的海洋专项调查，旨在全面查清我国近海海洋环境的基本状况，摸清海洋资源、环境的家底，全面更新海洋基础数据，进一步深化对海洋环

2、境要素的时空分布、变化规律、形成机制、制约要素的认识，为海洋经济健康快速发展、海域环境综合评价、海洋资源开发利用、海洋防灾减灾、海洋管理和环境保护提供基本依据。通过海上调查、卫星和航空遥感调查、现场勘测等手段获得的大量海洋资源、环境空间基础数据，数据量巨大。为了高效管理这些海洋空间数据，并方便用户对数据查询，同时做好信息的发布与服务共享工作，为此我们设计开发了海量空间信息管理与服务平台。2需求分析该平台建设要解决两个主要的问题。一是作为数据库管理平台，对基础地理、遥感等各类海洋空间数据进行统一管理；二是作

3、为对外信息服务的窗口，通过系统中丰富的元数据，让用户了解现有数据情况，查询数据并提交申请，获取服务。系统建设的具体需求包括以下几个方面：（1）对系统所管理的相关数据进行充分分析，完成对已有各类数据及辅助数据的整合，为平台应用提供数据支撑。已有的多种基础地理数据、专题数据、地形数据、遥感数据及图件成果数据，数据来源多样、标准不一，需要对各类数据进行分析，并对其应用需求进行分析，依据平台建设的数据分类标准、元数据标准等对各类数据进行前期整合，对部分数据还要进行采集生产，在整合中要做好数据标准化、规范化整理，并

4、要做好严格的质量检查，为最终的应用提供有效的数据支持。（2）建设一体化的数据库，实现平台数据资源的集中式一体化管理。系统建设所涉及的数据具有多层次、多专题、多尺度、多形态、海量等特点，主要类型与来源包括基础地理数据、水下地形数据、卫星遥感数据、航空遥感数据、专题数据、成果与产品数据等。格式有文件数据、矢量数据、影像数据、表格数据等，为了实现对这些数据的高效管理，需要对各类数据进行一体化的数据组织。（3）实现数据的高效稳定入库。为了实现数据管理和对外服务，需要首先将这些数据导入到数据库中，保证数据快速有效入

5、库，保证高稳定性、高容错性，并对各类异常做好日志记录。（4）开发多元异构数据库管理系统，提供元数据管理、影像数据管理等功能。由于数据的多样性和数据管理的复杂性，在系统开发过程中要充分考虑数据管理的业务特点和数据处理流程，实现对数据的高效、优化管理和快速高效地数据查询、统计等功能。（5）开发支持多用户、多任务并发访问的空间信息服务系统。对于海洋基础地理与遥感部管理的各类海量数据，其他相关部门若需要使用，可先登录服务系统进行查询。根据各类数据元数据信息的多元化，各类数据管理方式的差异化，需要重点解决如何构建一

6、体化的查询界面，提供高效的查询性能和用户体验。1平台设计3.1架构设计外部用户外部用户数据管理人员数据处理人员数据维护数据更新申请受理数据浏览数据申请数据查询B/S版空间信息服务系统C/S版空间信息服务系统空间信息服务系统业务数据库空间数据库元数据库数据入库专题数据遥感数据地图数据水深数据元数据产品数据　　　　　　　　　　　　　　　图1　系统逻辑构架　　空间信息服务系统是在各类空间数据库、元数据库和业务管理数据库建设的基础上，开发面向专业用户的C/S版系统和面向数据查询用户的B/S版系统，实现数据更新、数

7、据维护，以及数据浏览、查询、申请等数据服务。3.2数据流程设计海量空间信息管理与服务平台系统的重要目标是实现对海量空间数据、文档数据及属性数据资源的统一高效管理，因此明晰各类数据在平台系统各分系统间的数据流转，对深刻理解平台系统的数据生产、产品生产及业务管理具有重要的基础价值。数据流程图展示海量空间信息管理与服务平台系统中各类数据的流转情况，如下图所示：图2　系统数据流程图（1）数据入库流程由各地汇交的专项调查数据，或由部门收集整理的各类数据，经过ArcGIS等软件平台的必要处理后，通过空间数据管理系统完

8、成数据入库。（2）数据检索流程存储在数据库中的元数据和部分原始数据，通过Web服务的方式发布，外部用户通过空间信息服务系统可检索并浏览接幅表、快视图和部分原始数据。（3）数据对外服务流程外部用户在检索到需要的数据资源后，按相应流程提出数据申请并获得批准后，数据管理员通过ArcGIS等数据处理软件，从海量空间信息数据库中按需导出数据给相应的外部用户。3.3空间数据库设计本系统作为海量空间数据管理平台，需要设计合理的空间数据库结构