市县地理国情普查成果应用平台的设计与实现

李福洪，朱雪虹

(1.江苏省基础地理信息中心，江苏 南京 210013；2.南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室，江苏 南京 210023)

0 引 言

为全面掌握我国地理国情现状，满足经济社会发展和生态文明建设需要，国务院决定于2013—2015年开展第一次全国地理国情普查工作[1]。随着各市县地理国情普查工作的逐步完成，普查产生了以地理国情要素数据与地表覆盖分类数据[2]、统计表格、专题地图及文档为主的多样化类型成果数据。目前对成果的数据管理有：针对内外业数据管理、质检和处理的数据协同生产系统[3]，面向地理国情要素、地表覆盖、变化监测和专题数据发布的地理国情成果在线发布平台[4]，发布展示普查图件、统计图表、分析报告的地理国情统计分析信息发布服务系统[5]，侧重地图产品展示与专题图制作功能的地理国情服务在线发布系统[6]。但这些成果数据库能力单一、应用简单，不同类型数据通过不同系统管理，无法发挥地理国情普查成果数据的巨大价值。因此如何将这些多源数据直观、快速、有效地呈现给政府部门，已成为当前地理国情普查成果深入应用中亟待解决的核心问题。

基于此，本文以“文”(成果文档)、“表”(基本统计表)、“图”(专题地图)、“库”(普查数据库)的方式组织市县地理国情普查成果，研发了市县地理国情普查成果应用平台。

1 系统框架与关键技术

1.1 系统架构

市县地理国情普查成果应用平台由运行支撑层、数据层、服务层和应用层4个具有内在联系、结构分明的层次有机组成(图1)。

本文以Microsoft Visual Studio 2010与ArcGIS Server为开发环境，基于B/S(浏览器/服务器)体系结构，采用C#和JavaScript语言进行开发，实现了可扩展、易维护的成果应用平台，提供成果管理、基本统计、专题分析、数据对比等功能，拓展了地理国情普查成果的使用范围，提升了它的应用水平。

图1 体系架构

1.2 实时在线基本统计技术

基本统计是地理国情普查工作的重要内容，是根据地理国情普查采集的点、线、面等几何特征类型和地理实体对象，以规则地理格网单元、行政区划与管理单元、地形单元为统计单元，进行地形地貌、植被覆盖、荒漠与裸露地表、水域、交通网络、居民地与设施、地理单元的数量、密度、位置、高程、范围等内容的统计[7]。

平台依据《地理国情普查基本统计技术规定》(GDPJ02-2013)，服务端基于ArcGIS Server 10.1 SOE扩展，采用C#语言开发实现；客户端采用Javascript、AJAX、Bootstrap等前端技术来实现，完成了支持行政区划与管理单元、规则格网单元和地形单元的地理国情普查基本统计功能模块。

用户在客户端浏览器的地图上选择相应统计单元，客户端脚本(Javascript)监测到用户请求后，把用户绘制的区域(Geometry)通过Ajax传到服务端，服务端接收到用户请求后开始计算，待计算结束，结果以Json的格式返回至客户端，客户端Ajax接收到Json数据后对其进行解析，然后把结果在前端界面以表格、图表形式展示(图2)。

图2 基本统计流程图

1.3 综合空间分析技术

基于市县地理国情普查成果，实现小学可达性分析(道路/小学)、景区可达性分析(景区/路网)、路网密度分析(路网/行政区划)、乡镇绿化面积分析(草地/行政区划)等专题分析，生成相应的专题地图。

以小学可达性为例，分析步骤如下。

(1)收集县域内所有小学的空间信息，建立小学分布图层。

(2)根据道路图层，建立道路时间成本图层。

(3)利用可达性分析方法，计算小学可达性，生成小学可达性栅格，总体把握小学可达性分布情况。

(4)划分每个小学的腹地范围，利用zonal statistics as table命令对各自腹地范围内的小学可达性栅格进行统计分析，统计每个小学腹地的栅格数及平均值，计算各个腹地范围的面积占比、最长时间、平均时间等指标。

1.4 在线比对分析技术

地理国情普查数据包含耕地、园地、林地、草地、房屋建筑(区)、道路、人工堆掘地、荒漠与裸露地表、水域、地理单元与地形共12个一级类，58个二级类，135个三级类[2]，[8]。国土第二次土地调查成果(以下简称“二调”)数据包含耕地、园地、林地、草地、城镇村及工矿用地、交通运输用地、水域及水利设施用地与其他土地共8个一级类，38个二级类[9-10]。

将地理国情普查数据与二调数据进行实时在线比对分析，挖掘两套不同分类体系、不同时间下同一地区的内在差异及数据演化情况。该技术能够实现自定义区域的对比分析，可在线生成对比分析报告(表1)。

表1 比对分析的对象及指标

(1)以二调数据为参考，将地表覆盖分类数据与其对应。通过计算将地理国情普查数据中相对变化量统计出来。

(2)根据子类逐级合并。由于两个分类体系的一级类含义不完全一致[11]，建议对应关系时，先做三级子类对应，再逐级汇总，形成一级类对应关系。

在比对分析前，需要对两套数据进行预处理。如将国普分类中园地分类下的苗圃归并到其他林地中，与二调的林地面积进行对比等。将两个图层数据合并后，按照两者分类字段进行频数统计、分类汇总。其中符合两者分类对应关系的即为未变部分。最后在线输出报表、报告。

2 系统实现

平台依托数字城市建设，结合已有地理国情普查成果和部分经济社会统计数据，建立起兼具地理国情普查成果管理、信息服务共享和运维管理的多功能、综合性地理国情普查成果信息管理体系。平台由门户系统、平台宝典系统、信息服务系统、运维管理系统、成果管理系统、基本统计系统、专题分析系统与数据比对系统组成。

门户系统(图3)是在线服务系统的集中表现，为用户提供一站式地理信息服务，包括用户注册与登录、新闻中心、标准法规、平台交流、平台宝典、平台应用、系统和功能入口、网站查询等功能模块。

图3 门户系统界面

平台宝典是平台的百科全书，涵盖各个子系统的帮助文档，解决用户在平台使用过程中遇到的所有问题。

信息服务系统展示和管理平台相关的地理信息服务资源，为平台二次开发提供服务描述、服务调用方法、二次开发接口及相应的示例代码，包括数据服务接口、应用服务接口、二次开发接口等220多个接口及描述，以Web Service的方式对外提供地理信息服务，实现数据和应用的分离。

运维管理系统集中实现平台相关部门、用户、权限、网站、界面、应用等资源的管理与监控，保证市县地理国情普查成果应用平台的稳定性、安全性。该系统主要包括安全认证管理、门户信息管理、帮助文档管理、服务管理等功能模块。

以下主要介绍成果管理、基本统计、专题分析、数据比对4个子系统。

2.1 成果管理

成果管理系统为现有多源地理国情普查成果提供了一个信息化的展示窗口，围绕库(普查数据)、图(专题地图)、表(统计表格)、文(成果文档)进行地理国情普查成果的发布与展示，以多种形式向用户展示最新地理国情普查信息。

系统提供地图浏览、空间查询、分类查询、基本统计、在线制图、专题图展示、统计图表展示、成果文档展示等功能。

2.2 基本统计

基本统计系统根据地理国情普查采集的点、线、面等几何特征类型和地理实体对象，对行政区划与管理单元、自定义统计单元进行数据、密度、位置、范围等内容的统计，提供数据服务加载、自定义基本统计、行政区基本统计、报表打印、数据查询等功能。

在常规基本统计的基础上，根据市县地理国情普查实际需求，设计自定义统计单元，即以矩形、圆形、三角形、多边形等任意画出的区域作为统计单元，对该区域的地理国情普查数据进行基本统计，统计结果以图表形式展现并支持保存。自定义基本统计是平台的特色功能之一，为了解普查区内任意区域的市县情信息提供了便捷通道。

2.3 专题分析

专题分析系统基于地理国情普查成果，结合地区特色，从公共服务、基础设施、资源承载专题角度，以图配文的形式进行分析评价。专题分析系统为领导“读图”和决策提供高质量的成果，同时弥补了从测绘地理信息角度制作传统专题地图的不足，将成果数据的利用提升到新的高度，也为地理国情普查分析评价提供有益探索和基础软件支撑。系统提供资源承载分析、基础设施分析、公共服务分析等功能模块。

2.4 数据比对

系统面向地表覆盖数据与土地利用现状数据，自动分析两套不同分类体系、不同时期数据间的差异，实现基于行政区划与管理单元、自定义统计单元的实时在线比对分析，并自动生成比对分析报告，为市县数据变化检测提供定量化支撑。系统提供数据统计、数据对比等功能。

3 结 语

(1)市县地理国情普查成果应用平台发展了数字城市地理信息公共服务平台的技术，提出了市县地理国情普查成果应用平台构建的理念，设计了应用平台的架构、结构与功能，形成了市县地理国情普查成果应用的方法体系，从库、图、表、文的视角将多源普查成果数据直观、快速、有效地呈现给政府部门，不仅拓展了地理国情普查成果的使用范围，而且深化了地理国情普查成果的应用价值。

(2)市县地理国情普查成果应用平台可以作为地理国情普查信息发布的工具载体，共享各类普查空间信息服务，同时也能为具体的专题应用和其他系统提供地理国情数据支持与软件支持。平台通过普查数据发布、展示、管理、分析，提供地理国情公共服务，为公众了解市县基本情况提供了透明窗口，为政府部门的决策提供有力保障。

[1] 国务院关于开展第一次全国地理国情普查的通知[N]. 中国测绘报,2013-03-05001(001).

[2] 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室. 地理国情普查内容与指标： GDPJ 01-2013地理国情普查内容与指标[S/OL].2013[2014-03-24].http://ishare.iask.sina.com.cn/f/68329633.html.

[3] 王海银,李国华,庄晓东，等.地理国情普查数据协同生产系统开发与应用[J].测绘通报,2015(07):103-105，127.

[4] 陈庆欢.地理国情成果在线发布平台设计与实现[J].江西测绘,2016(1):44-45，48.

[5] 林富明,李雁楠,刘恒飞.基于天地图的地理国情统计分析信息发布服务系统设计[J].测绘与空间地理信息,2014,37(6):23-25.

[6] 任晓茹,任福,杜清运,等.基于Axure构建地理国情服务在线发布原型系统[J].测绘与空间地理信息,2017,40(4):57-60.

[7] 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室. 地理国情普查基本统计技术规定：GDPJ 02—2013[S/OL].[2013-12-02].http://ishare.iask.sina.com.cn/f/64425563.html2013.

[8] 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室.地理国情普查数据规定与采集要求：GDPJ 03—2013[S/OL].[2014-4-25]. http://www.jschj.gov.cn/ggfw/ztzl/dlgqpc/xgzl/2014/04/25111914333.html.

[9] 中华人民共和国国土资源部.第二次全国土地调查技术规程：TD/T 1014—2007[S/OL].[2011-05-04].http://www.bzko.com/std/134993.html.

[10] 中华人民共和国国土资源部.土地利用数据库标准:LTD/T 1016—2007[S/OL].[2015-03-10]. http://download.csdn.net/download/shattered59/8488493.

[11] 马婉婷.地理国情普查与土地调查的对比分析——以辽宁省锦州北镇市为例[J].测绘与空间地理信息,2015,38(5):179-181,184.

[12] 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室.地理国情普查成果图技术规定：GDPJ 17—2016[S].2016.

[13] 刘月.北镇市地理国情普查与第二次土地调查的植被覆盖对比分析[J].测绘与空间地理信息,2016，39,(3):102-104，109.

[14] 虞欣,杨伯钢,晁春浩,等.北京市地理国情普查试点的实践[J].测绘通报,2014(6):102-104.

[15] 杨伯钢,虞欣.北京市开展第一次地理国情普查工作的思考[J].测绘科学,2014(12):47-50.