最近十年來,GIS技術的成熟和應用,使傳統的航測技術產生了根本的變革,測繪技術得到飛速發展。
采用野外信息數據化,借助計算機成圖技術,自動生成、繪制各種大比例尺的地形圖或專題圖已成為當今成圖的發展趨勢。土地信息系統等電子政務系統,已經越來越多地應用到GIS等測繪技術。各城市提出了“數字城市”,建設實用的、高起點的信息系統與測繪技術的連接,對于解決土地管理部門的自動化管理,為“數字城市”建設提供了重要的基礎。
GIS已經在許多政府相關管理部門得到成功應用,成為日常業務的管理工具。現在的土地信息系統不局限于土地部門的日常業務管理范疇,而對測繪與土地資料的采集、處理、管理、發布、應用全過程的數字化,可以描述為數字測量、數字制圖、數據庫、信息系統、信息發布等。
更深層次的應用,有賴土地信息系統與其他信息系統的集成,需要采用和解決一系列關鍵技術問題。在目前階段,GIS與OA的一體化和網絡化兩大關鍵技術問題,是測繪技術土地信息系統建設必須加以考慮的。
城市建設發展迅速,土地信息更新快。以3S為代表的測繪技術,滿足了“數字城市”建設中對土地信息的需要。從技術的角度看,GIS與土地信息系統的融合有幾個問題是值得注意的。
GIS與OA一體化
在精度保證下,傳統舊測繪地籍圖二底圖矢量化以及矢量化后圖庫資料的數據土地信息主要是針對空間信息,特別是針對樂昌市的地籍圖和相關信息的管理。可以說傳統的LIS是以地籍圖為核心的,或者說是以地籍圖管理為核心,側重點在空間數據庫或者在滿足數字制圖的要求。實際上,國內外大多數地籍信息系統也仍處于這一層面上。今天的LIS,實際要求是滿足土地管理部門的業務管理要求,首先需要的是一個完善的辦公自動化系統(OA),地籍信息的管理可以視為其中重要的組成部分。在技術實現上,要求空間信息系統與辦公自動化有機結合,形成內部統一的系統,即GIS與OA實現一體化。
實現GIS與OA的一體化,最好是將空間數據和其他文檔數據存于統一的數據庫系統之中,選擇開發平臺和開發工具就成為系統設計與開發的重要問題。數據庫系統的選擇,目前有大型商業化數據庫系統,如Oracle、SQL Server等均是可選的對象。而系統前端軟件的選擇,往往是各用戶和開發商所關注的。采用組件式軟件是實現GIS與OA一體化的理想工具。在現有商業軟件中,美國ESRI公司的MapObjects和美國MapInfo公司的MapX等均是可選的工具,然而它們的GIS功能有限,如線型定義、地圖排版(Layout)、圖形編輯等還不足。北京超圖地理信息技術有限公司開發的SuperMap2000,功能強大,是實現GIS與OA一體化的理想前端軟件,在辦公自動化系統中直接顯示更新野外數據采集數字現狀地籍圖和觸摸查詢地籍相關信息。
系統與數據結構問題
系統結構問題是系統設計的一個關鍵問題。早期的單機模式成為歷史,已被客戶/服務器(C/S)結構所取代。C/S二層結構把業務邏輯與界面操作組合在客戶端,把測繪數據庫存放在服務器端,客戶通過網絡訪問服務器。C/S結構適合大型土地工程項目的建設要求,曾經成為應用最為廣泛的系統結構。但是C/S結構在多數據庫、用戶數量多(如:超過100個)情況下顯得力不從心,而且在安全控制方面也存在缺陷。隨后產生的2.5層體系結構對此進行了一些補救。先是在服務器端,通過數據通道支持更多的數據庫訪問;然后是在服務器端,使用存儲過程把業務邏輯移到服務器端增加數據安全性。盡管如此,還是產生了更安全、更有效的三層甚至多層結構。典型的三層結構把業務邏輯設計為客戶端和測繪數據庫服務器之間的一個獨立層面。盡管業務邏輯層與數據庫可能是在同一個物理服務器上,業務邏輯層獨立地承擔了對土地信息系統業務的定義與控制。業務邏輯層與客戶端的分離增加了安全性,與測繪數據庫的分離則增加系統的可重用性。開發商把客戶端和業務邏輯層的系統稍作修改并配上新測繪的數據采集到庫,就可以移植到具有相同業務的其他單位,如:規劃局、建設局、公安局、自衛來水公司、電信局等,有助于大幅度降低系統建設成本。
“瘦客戶”是土地信息系統系統結構上述發展過程的另外一個表現,單機模式下界面操作、業務邏輯和數據庫都在客戶端,C/S結構下測繪數據庫從客戶端移到網絡服務器上,到了三層結構,業務邏輯也從客戶端分離出來。客戶端瘦化的好處在于系統便于整體管理和維護,系統更新和維護的大部分工作都可以在服務器端完成。
值得一提的是,三層結構并不一定意味著Internet。但Internet信息發布也逐漸成為土地信息系統建設的一個組成部分。信息發布已經成為很多政府機構需要考慮的功能,一個完善的LIS也應該具備有信息發展機制,比如城市基準地價、土地出讓和土地拍賣、辦事序和其他的信息發布等。基于SuperMap技術的空間信息Internet發布系統——SuperMap IS,為土地信息發布提供了有力的解決方案。
多源信息的麻煩
在土地信息系統設計和建設時,往往會遇到多源數據的問題。理論上,產生多源數據的原因是多方面的:多時空性和多尺度性——數據源既有同一時間不同空間的數據系列,也有同一空間不同時間序列的數據。不僅如此,數據采用不同觀察尺度對地理空間進行表達,不同的觀察尺度具有不同的比例尺和不同的精度。
獲取手段多源性——基礎測繪地圖與土地信息獲取的方法不同,如從現有圖表輸入獲取,通過儀器測量,統計調查和實地勘測等等。
存取格式多源性——空間數據源包含有圖形數據和屬性數據兩個大的類型。圖形數據又可以分為柵格格式和矢量格式兩類。傳統的GIS一般將屬性數據放在關系數據庫中,而將圖形數據存放在專門的圖形文件中。往往不同的GIS軟件采取不同的文件存儲格式,尤其是圖形文件,幾乎每一種GIS軟件都有自己的格式。
信息系統建設必須充分利用現有測繪數據和野外數據采集,由于上述原因,數據的多源性使得系統集成非常復雜。北京超圖地理信息技術有限公司開發的SuperMap2000,在多源數據集成方面,提供了一個良好的解決方案。SuperMap2000采用了多源數據無縫集成技術,能夠直接訪問和管理多種格式的數據,如Microstation的dgn、Arc/Info的coverage和AutoCAD的DWG,并可以集成和對來自不同數據源的多個數據進行復合分析。
實際上,這一技術以前已經幫助以CAD方式建立了土地空間數據庫的機構,提供了經濟快速地建立地籍信息系統的途徑,即利用SuperMap2000直接讀取CAD文件,并在其上建立地籍圖層,實現地籍管理。
工作流整合
一個完整的土地信息系統中,測量數據無疑包括了辦公自動化系統,這樣才能真正滿足土地管理的業務需要。然而土地管理業務比較復雜,而且并不是非常規范,各個單位有所不同,甚至隨著負責人的變化,業務流程也會局部改變,按照傳統的辦公自動化軟件設計,不能很好地滿足業務系統運行要求。
為了適應辦公業務流程在系統運行過程中的調整,增加系統的靈活性,我經過幾年的工作認識到,有必要采用工作流管理軟件,達到在系統運行過程中對工作流的管理和調整。北京超圖地理信息技術有限公司近期開發了基于關系數據庫的工作流管理軟件Super Workflow,為土地信息系統建設又提供了一個基礎性軟件。它可以與全組件式軟件SuperMap 2000集成,實現辦公自動化系統與GIS的一體化。目前,我們看到多個土地信息系統的開發實踐中均采用了工作流的方式,大大提高了系統應用的靈活性,進而也提高了系統開發的效率。
通過幾年的工程開發實踐,我們認識到一個重要的問題,即現代測繪技術與土地信息系統的成功必須是技術與管理的有機結合,技術開發要滿足管理的需要,同時傳統的管理應該跟上技術的發展,有必要對管理模型進行相應的調整。