CN118210786A - 一种生态保护红线生态数据存储监管系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生态保护监管系统技术领域，公开了一种生态保护红线生态数据存储监管系统，包括采用多层架构设计的基础设施层、信息数据层、核心功能组件和业务应用层；业务应用层利用插件式GIS技术开发GIS服务，得到各个模块，且各个模块之间的数据交互、信息传递通过数据共享交换系统进行。本发明采用上述存储监管系统，可以最大程度的实现系统的共享性、扩展性和可重用性，实现了多源地理信息的可视化、常用的地图操作、生态保护红线查询分析、勘界定标成果数据查询等系列功能。
Description
技术领域
本发明涉及生态保护监管系统技术领域，特别是涉及一种生态保护红线生态数据存储监管系统。
背景技术
生态保护红线的实质是生态环境安全的底线，目的是建立最为严格的生态保护制度，对生态功能保障、环境质量安全和自然资源利用等方面提出更高的监管要求，从而促进人口资源环境相均衡、经济社会生态效益相统一。生态保护红线具有系统完整性、强制约束性、协同增效性、动态平衡性、操作可达性等特征。
地理信息系统（GIS）是一种特定的十分重要的空间信息系统，在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。将GIS系统用在对生态保护红线的监管过程中，由于不同格式的矢量数据存在差异性，且表达方式和GIS系统所要求的数据描述方式之间存在很大的差异。数据多源异构，如何将数据统一规范的录入数据库，增加监管系统的功能来更好的监管生态保护红线区域是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种生态保护红线生态数据存储监管系统，将数据形成统一格式、统一空间参考的基础地理信息数据，业务应用层实现了多源地理信息的可视化、常用的地图操作、生态保护红线查询分析、勘界定标成果数据查询等系列功能。
为实现上述目的，本发明提供了一种生态保护红线生态数据存储监管系统，包括采用多层架构设计的基础设施层、信息数据层和业务应用层，基础设施层进行数据收集和储存，基础设施层收集的数据在信息数据层进行数据入库，业务应用层使用信息数据层中的数据；
基础设施层包括存储设备、网络设备、视频采集设备；
信息数据层按照逻辑层次划分为总库、分库和子库，分库包括二维地理信息数据库、三维地理信息数据库、多媒体数据库，子库按照地理要素的分类进行逻辑分层，每个逻辑分层又按地理信息的实际表达形式进行物理分层；
业务应用层包括地图浏览模块、空间量测模块、三维分析模块、信息查询模块、红线管理模块、二维三维切换模块、界桩管理模块和视频监控模块。
优选地，数据入库依次进行数据检查、数据投影、数据拼接、数据统一，然后建立临时数据库，对临时数据库中的数据进行数据接边和修改得到元数据，对元数据进行整理入子库。
优选地，地图浏览模块为采用平移、全图、自由缩放、三维环绕的方式查看生态保护红线区域的地图。
优选地，空间量测模块为在生态保护红线区域的地图上根据目标线条或目标区域水平面进行测量，得到目标线条的长度和目标区域的面积。
优选地，三维分析模块提供基于表面高程数据的三维可视化分析和三维地理空间分析。
优选地，信息查询模块包括对界桩数据、空间数据、属性数据的查询。
优选地，红线管理模块用于在生态保护红线区域的地图上绘制目标区域，通过导入坐标点检测目标区域与生态保护红线区域的冲突分析。
优选地，二维三维切换模块用于切换二维地图和三维地图的显示。
优选地，界桩管理模块用于对生态保护红线区域勘界定标的界桩的信息进行编辑管理。
优选地，视频监控模块设置在界桩上对生态保护红线区域内的重点区域进行视频监控。
因此，本发明采用上述的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其有益效果为：
1、本发明提供的储存监管系统通过这种分层设计的体系结构，可以最大程度的实现系统的共享性、扩展性和可重用性，实现了多源地理信息的可视化、常用的地图操作、生态保护红线查询分析、勘界定标成果数据查询等系列功能；
2、本发明的信息数据层对多源入库空间数据和属性数据进行存储，实现数据组织、存储、维护和管理，并进行统一入库，将数据形成统一格式、统一空间参考的基础地理信息数据；
3、本发明提供的存储监管系统利用SQL语句对空间数据与属性数据进行操作，通过地理编码使空间数据与属性数据连接；
4、本发明提供的存储监管系统，监控与管理以及辅助的生态保护红线勘界定标查询和管理需求，实现了平台的地图浏览、空间测量、三维分析、信息查询、红线管理、界桩管理和视频监控功能。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明一种生态保护红线生态数据存储监管系统的示意图；
图2是本发明一种生态保护红线生态数据存储监管系统中信息数据库的逻辑架构图；
图3是本发明一种生态保护红线生态数据存储监管系统中数据入库流程图。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例1
本实施例中，采用.NET开发技术、插件式GIS技术和大场景三维模型可视化技术对ArcGIS10.4和Skyline6.6软件进行二次开发。通过.NET开发技术和插件式GIS技术，能够实现功能重用、快速集成，简化了服务器端的开发，高效地创建和使用网络服务；另外，大场景三维模型可视化技术采用三维网格图层技术，将模型与矢量分类图层进行叠合，并融合成瓦片用于优化流方式，提高了模型的渲染效率和加载速度，实现了大规模城市三维场景的快速可视化。
利用上述的技术建立的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，采用多层架构设计，包括基础设施层、信息数据层和业务应用层，基础设施层进行数据收集和储存，基础设施层收集的数据在信息数据层进行数据入库，业务应用层使用信息数据层中的数据。如图1所示。采用了基于面向服务的架构（SOA）的插件式架构模式，分离了核心框架与扩展部件，方便第三方参与进行插件独立开发。基础设施层包括存储设备、网络设备、视频采集设备。
如图2所示，信息数据层按照不同的逻辑层次划分为总库、分库和子库，分库包括二维地理信息数据库、三维地理信息数据库、多媒体数据库，多媒体数据库中保存的数据格式为JPG、MP4。子库按照地理要素的分类进行逻辑分层，每个逻辑层又按地理信息的实际表达形式进行物理分层。
分库通过子库逻辑分层得到，基于ESRI GeoDatabase模型进行逻辑设计。以文件夹的形式存放管理数据，根据数据类型、数据名词设立相应的文件夹，存放相应的数据，同时建立包含名词字段的文件查询索引表，文件查询索引表的数据格式为MDB。
子库包括数字线化图数据库、地名信息数据库、地形数据库和勘界成果数据库，具体为空间数据和属性数据，例如DLG地理信息数据、生态保护红线、卫星遥感影像、数字高程模型（DEM）、以及居民地、交通、水系、境界要地理信息等要素数据。
空间数据分为矢量数据和栅格数据。矢量数据按照数据集和要素层组织，统一采用gdb文件格式存储，要素层根据实体类型用点、线、面、标记表达，数字高程模型（DEM）数据按照Grid格式存储。
属性数据包括水文调节、土壤保持、生物量、固沙等生态系统信息数据的相关属性内容，生物多样性物种名录等相关属性资料和界桩信息等基本信息属性表。属性数据包括文档资料、表格等，文档资料采用DOC、DOCX文件格式，文件后缀为*.doc或*.docx；表格文件采用XLS文件格式，文件后缀为*.xls或*.xlsx。本实施例中文件数据库基于FTP文件库，按照业务专题进行组织分类。同时按树状结构建立索引，通过地理编码使空间数据与非空间数据连接。
如图3所示，数据入库依次进行数据检查、数据投影、数据拼接、数据统一，然后建立临时数据库，对临时数据库中的数据进行数据接边和修改得到元数据，对元数据进行整理入子库。由于子库的数据具有多源、多类型、多格式的特点，需将数据形成统一格式、统一空间参考的基础地理信息数据。采用抽样详查和全数概查相结合的方式对数据进行数据检查，主要包括实体元素的错误纠正、多边形封闭性检测、重复地形要素的清理、道路和河流等某些特殊地形要素的处理、地形要素扩展属性的设置等。
对数据检查通过的数据进行坐标转换实现空间定位基准统一或地理编码、格式与表达方式统一、分类代码统一、投影变换、属性与结构规整等规划化处理和拼接融合等入库前处理，完成数据的整合，数据检查未通过的数据进行编辑和处理后重新质检入库。
DLG地理信息数据是高斯分带投影数据，入库时需要将数据投影转换到地理坐标CGCS2000。建立临时数据库并设计创建相应图层，将拼接的大版数据按照数据的存储要求入库到对应的数据层。
在临时数据库中DLG数据虽然是同一类要素存放在同一个数据集中，但是在图幅接边处可能会存在要素目标的断线，因此，在这个过程中，对于线要素要在图幅分割处进行连接使其连续；对于面要素要将由于图幅分割而生成的多个目标进行合并生成一个目标。
DLG数据的元数据是按图幅为单位以文件方式进行组织的，该流程需要将元数据进行汇总整理，并将文本格式转换为关系表形式，以利于元数据的入库。把经过处理、符合数据库设计要求的元数据进行正式入库，形成正式的数据库成果。
业务应用层包括地图浏览模块、空间量测模块、三维分析模块、信息查询模块、红线管理模块、二维三维切换模块、界桩管理模块和视频监控模块。
业务应用层的各个模块之间的数据交互、信息传递通过数据共享交换系统进行，所有的模块均定义成独立的服务，采用基于面向服务的架构（SOA（Service-OrientedArchitecture））的插件式架构模式，分离核心框架与扩展部件，进行插件独立开发。核心框架和扩展部件只要保持接口一致，各自可以独立变化；扩展部件从框架中分离，各自之间独立，服务之间通过交互和协调完成业务的整体逻辑。把储存监管系统分解成各个不同的子模块，不同的开发者专注于对其中某一模块的开发，一方面实现了劳动的分工，另一方面也提高了开发的效率。
使用.NET开发技术、插件式GIS技术和大场景三维模型可视化技术，能够实现业务应用层各个模块的功能，如下所示。
地图浏览模块为采用平移、全图、自由缩放、截屏、指北、三维环绕的方式查看生态保护红线区域的地图。
空间量测模块为在生态保护红线区域的地图上根据目标线条或目标区域水平面进行测量，得到目标线条的长度（即距离、高度）和目标区域的面积。
三维分析模块提供基于表面高程数据的三维可视化分析和三维地理空间分析。主要具体包括地形分析、通视分析、阴影三个部分，其中地形分析包括地形剖面分析、等高线图、洪水淹没分析、连续洪水淹没分析、开挖地形、修改地形、土方计算等功能，通视分析包括通视分析、视域分析功能。阴影包括阴影分析，查看改变时间控制光照方向查看阴影范围及位置。
信息查询模块包括对界桩数据、空间数据、属性数据的查询。例如查询信息窗体、界桩点击查询、界桩拉框查询、界桩信息查询、地名信息查询等功能。
红线管理模块用于在生态保护红线区域的地图上绘制目标区域，查看目标区域与生态保护红线区域的冲突分析，可根据需求添加或删除检查点的坐标。
二维三维切换模块用于切换二维地图和三维地图的显示，数字高程模型（DEM）数据按照Grid格式存储，通过叠加卫星遥感影像，生成三维地图。基于数字高程模型，采用三维网格图层技术，将模型与矢量分类图层进行叠合，叠加卫星遥感影像，并融合成瓦片用于优化流方式，实现大规模城市三维场景的快速可视化。基于天地图、高德地图，三维网格图层技术，通过地图浏览模块，实现二维地图和三维地图的显示。
界桩管理模块用于对生态保护红线区域勘界定标的界桩的信息进行编辑管理，具体包括增加界桩信息、修改界桩信息、查询界桩信息等。
视频监控模块设置在界桩上，对生态保护红线区域内的重点区域进行视频监控。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其特征在于：包括采用多层架构设计的基础设施层、信息数据层和业务应用层，基础设施层进行数据收集和储存，基础设施层收集的数据在信息数据层进行数据入库，业务应用层使用信息数据层中的数据；
基础设施层包括存储设备、网络设备、视频采集设备；
信息数据层按照逻辑层次划分为总库、分库和子库，分库包括二维地理信息数据库、三维地理信息数据库、多媒体数据库，子库按照地理要素的分类进行逻辑分层，每个逻辑分层又按地理信息的实际表达形式进行物理分层；
业务应用层包括地图浏览模块、空间量测模块、三维分析模块、信息查询模块、红线管理模块、二维三维切换模块、界桩管理模块和视频监控模块。
2.根据权利要求1所述的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其特征在于：数据入库依次进行数据检查、数据投影、数据拼接、数据统一，然后建立临时数据库，对临时数据库中的数据进行数据接边和修改得到元数据，对元数据进行整理入子库。
3.根据权利要求1所述的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其特征在于：地图浏览模块为采用平移、全图、自由缩放、三维环绕的方式查看生态保护红线区域的地图。
4.根据权利要求1所述的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其特征在于：空间量测模块为在生态保护红线区域的地图上根据目标线条或目标区域水平面进行测量，得到目标线条的长度和目标区域的面积。
5.根据权利要求1所述的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其特征在于：三维分析模块提供基于表面高程数据的三维可视化分析和三维地理空间分析。
6.根据权利要求1所述的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其特征在于：信息查询模块包括对界桩数据、空间数据、属性数据的查询。
7.根据权利要求1所述的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其特征在于：红线管理模块用于在生态保护红线区域的地图上绘制目标区域，通过导入坐标点检测目标区域与生态保护红线区域的冲突分析。
8.根据权利要求1所述的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其特征在于：二维三维切换模块用于切换二维地图和三维地图的显示。
9.根据权利要求1所述的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其特征在于：界桩管理模块用于对生态保护红线区域勘界定标的界桩的信息进行编辑管理。
10.根据权利要求9所述的一种生态保护红线生态数据存储监管系统，其特征在于：视频监控模块设置在界桩上对生态保护红线区域内的重点区域进行视频监控。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄登红 等: "贵州省生态保护红线云GIS监管平台研究与实现", 《现代电子技术》, vol. 41, no. 8, 12 April 2018 (2018-04-12), pages 87 - 90 * |
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