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1、智慧港航信息化平台GIS地理信息服务平台建设方案1.1.1 概述1.1.1.1 一张图建设需求依托港岸线、港口、港区、码头、泊位等港口主要基础资源图层建设一张图（即GIS地理信息服务平台），在此基础之上依次接入和叠加经营、安全、航线、规划建设等专题数据，并接入港航船舶识别系统（AIS）、卫星定位系统（GPS）、视频监控系统（CCTV）、移动平台等数据，最终实现在一张图上呈现港航基础数据信息和动态实时数据信息，逐步建成航运管理处“一张图”。n 功能性需求分析本系统重点需要显示港航概况信息，包含以下几种：（1）基础数据图层展示：基于高清影像图或数据矢量图，进行岸线、港区、港口经营人，重大危险源、码
2、头、泊位、堆场、仓库、储罐信息、海事管理专题数据、航行参考数据、集疏运体系：公路、铁路、管道、物流园区展示。（2）业务数据图层展示：基于高清影像图或数据矢量图，进行船舶信息、危货作业数据、海事签证数据、执法监管信息展示。（3）动态感知数据图层展示：基于高清影像图或数据矢量图，进行基于GIS的AIS、CCTV、GPS、移动通信“四位一体”的感知港口、感知船舶、感知货物的全面感知网络体系展示。（4）统计数据图层展示：展示水上运输船舶、水路运力结构、港口装备、水路运量、港口吞吐量及其他业主关心的数据指标，指标在数据支持的情况下应可动态调整。具体内容如下：内容项需要展示和管理内容港航基础信息1、岸线、
3、港区、港口经营人，重大危险源、码头、泊位、堆场、仓库、储罐信息展示；2、港区运输管线展示；3、海事管理专题数据，航行参考数据展示；4、集疏运体系：公路、铁路、管道、物流园区展示；港口经营数据专题港口经营许可状态：港口经营许可的详细业务信息；港口企业分布：港口企业的详细数据信息；港口规划数据专题港口规划情况描述展示：对港口原始规划图按规划类别、规划年代（包含修编年代）进行备案管理，可以查看已有的港口规划图；港区规划情况描述展示：根据总体规划书在电子地图上标注港口沿线所有港区的每个作业区范围和基本说明信息；岸线规划情况描述展示：根据总体规划书将港口沿线所有港区的规划岸线分段分类在电子地图上标注；锚
4、地规划情况描述展示：根据江苏省沿江港口锚地总体规划修编内容将沿江锚地的规划内容在电子地图上标注；港口安全数据专题港口危险源分布：在地图上浏览辖区港口危险源的具体位置和相应分类信息（属于系统本次需要实现的功能）；港口安全管理状态：在地图上浏览辖区“危险货物港口作业资质”和“港口危险货物作业场所建设项目许可”信息；港口安全设施设备：在地图上浏览辖区港口安全设施设备相关信息；港口视频监控点分布：在地图上浏览辖区港口视频监控点位置信息；港口应急资源分布：周边医院、消防的位置、电话以及搜救力量单位名称、部门、联系人、联系方式、力量种类、具有功能、备注（属于系统本次需要部分实现的功能）；港口建设数据专题1
5、、项目信息包括：设计单位、施工单位、监理单位、质量监督单位、检测单位、泊位性质、靠泊等级、泊位数量、通过能力、建设起至年限、总投资、资金来源；2、建设过程包括以下节点：前期准备、岸线利用审批、项目审批核准备案、初步设计审批、施工图设计审批、招投标备案、工程质量监督手续办理、开工备案、过程控制、交工验收、试运行备案、单项验收、竣工验收，每个节点内可以上传下载查看各类审核文件，批文，包括文件名称，来源单位，文号，批文时间；3、用户可以对建设项目按节点等条件进行查询汇总；港口统计数据专题1、水上运输船舶艘数，同比增减幅度，集装箱船舶艘数，同比增减幅度；2、水路运力结构：按运输区域划分，按用途划分；3
6、、港口装备：港务船舶艘数、港区铁路线长度、港区输油管线长度、生产用装卸机械数量；4、水路运量：客运量、货运量、周转量、平均运距，水运集装箱运量、同比环比、远洋运输量；5、港口吞吐量：货物吞吐量、集装箱吞吐量、危货吞吐量、同比环比6、航道交通量：日平均交通量，同比环比等；n 非功能性需求分析该系统需要满足大量的港口基础业务数据和空间数据的信息存储需求，并且满足港口管理部门的信息共享需求，系统还需要满足用户地图交互响应的及时性，是一个综合性、操作性要求都很高的系统，所以系统建设时主要从下面几个方面来考虑系统的非功能性要求：（1）系统需要满足大量的数据存储需求：系统不仅需要存储各级港口管理部门的业务
7、属性数据，而且需要存储大量的港口专题空间数据，空间数据的存储达到TB级别，需要可靠的存储方法来满足数据存储的需求。（2）系统需要满足高并发的访问需求：系统需要提供各级港口管理部门用户的查询访问需求，同时满足用户对地图交互操作的及时性响应要求，通过数据组织、图层拆分规划、图层加载控制、地图服务优化、容量规划等方式，解决地图加载慢，执行操作响应慢等性能问题。（3）系统的易用性需求：系统首先需要是一个实用的系统，其目标是通过高效的计算机操作来提高港口管理的水平和工作效率，因此在系统的分析、设计、数据的采集，整理和功能实现上，都将面向业务管理的实际应用。同时，应保证系统运行稳定，反应迅速、数据准确，设
8、计风格统一、界面友好；操作简便、学习成本低。（4）系统的可扩展性需求：整个系统的建设应遵循统一化、标准化的原则，严格按照国家和行业标准要求进行建设实施。整个系统采用开放式的模块化设计，可以在以后的应用中不断地扩充各种新的功能模块，从而能适应新技术和业务发展所带来的变化。系统必须具备统一的接口和合理的数据编码规则，以便为后续的应用系统开发和数据库建设中提供必要的支持。1.1.1.2 建设目标依据港口航运资源分布的特点，建立港口航运一张图（即GIS地理信息服务平台），建立港航各类专题属性数据，包括港航基础信息数据、港口经营专题数据、港口规划专题数据、港口安全专题数据、港口建设专题数据、港口统计专题
9、等数据信息，实现静态数据和动态数据的掌握。加强与纵向单位以及横向关联单位的数据互联互通，实现与相关单位“深度互联、业务协同”的目标。系统实现目标如下：n 港航基础信息数据：通过图形化、数字化、可视化的方式呈现港航基础设施数据（包含岸线、港区、码头、泊位、公共基础等设施）的直观展示和集约化、动态化管理。n 港口专题数据：将港口经营专题数据、港口规划专题数据、港口安全专题数据、港口建设等专题数据进行基于地图的动态关联展示和管理。n 动态感知数据：构筑基于GIS地图的AIS、CCTV、GPS、移动通信“四位一体”的感知港口、感知船舶、感知货物的全面感知网络体系。n 统计数据：通过对港航水上运输船舶艘
10、数、水路运力结构、水路运量、港口吞吐量、航道交通量等数据信息进行收集、整理和分析，最终形成各种统计报表，辅助港航管理人员开展相关工作。1.1.2 系统设计原则1.1.2.1 科学性原则系统设计严格按照行业软件开发科学标准，在原有系统上进行创新性的应用开发。系统能进行数据录入和维护、具有查询和检索以及港航基础信息数据、港口专题数据、动态感知数据、统计等数据输出功能的一张图是实现港航管理现代化、信息化、可视化的管理目标。系统可以利用港口地形地貌、建筑物分布以及集疏运配套资源为底图， 能够实现空间和属性数据的叠加和统一管理，并可以为进一步开发具有高级功能的系统奠定基础。系统可依托多种数据库（港口仓库
11、容积、航标数据库等），实现二维与三维/2.5维相结合的展示效果，二维系统基于电子地图实现港航区静态信息监控及应用功能；三维/2.5维系统在港区部分码头、港区、作业场所建立三维/2.5维模型，以及几种典型类型的船舶模型、管道模型、储罐模型，真实展现港区部分场景和船舶动态，为港区的展示和管理提供强大的分析和决策支持功能。1.1.2.2 可靠性原则港口建设一张图（即GIS地理信息服务平台）严格遵循国家及港航有关港口规划、建设与管理的法规，数据的分类、分层、编码应该严格遵循现有的国家标准、行业标准，港口建设标准并根据港航的地方特色，定制适合于本系统的分类、分层、编码方案。1.1.2.3 合理性原则在充
12、分考虑系统先进性和用户需求的前提下，同时考虑了系统的设计的合理性。在系统功能上并不一味的求高、追求技术上的先进性，而是以实用为原则，采用成熟的技术，降低系统设计的费用和后期系统运行附加费用，设计满足客户需求，运用方便的系统。1.1.2.4 可扩展性原则系统的要素、编码、功能和数据库结构设计之处充分考虑到日后的可扩充性，以满足系统进一步的发展和港口一张图建设的需要。1.1.2.5 易用性原则系统设计按标准化、规范化，分层设计，组件化实现。从界面和功能设计上充分考虑系统操作方便、易操作、易维护性，提供GUI图形界面，提供丰富的维护方式；在客户使用和体验反面充分考虑使用者素质参差不齐，设计上手快、易
13、学易懂的系统。1.1.2.6 安全性原则系统采取全面的安全保护措施，具有防病毒感染、防黑客攻击措施，同具有数据库备份、数据读写权限管理等高度的安全性和保密性手段进行管控。对接入系统的设备和用户，进行严格的接入认证，以保证接入的安全性。系统支持对关键设备、关键数据、关键程序模块采取备份、冗余措施，有较强的容错和系统恢复能力，确保系统长期正常运行。同时，考虑港航局及相关数据的安全性，企业通过ISO27001信息安全体系认证，为客户提供更安全的信息服务。1.1.2.7 功能性原则本次系统设计严格按照本次招标文件的要求响应的各项功能，在满足一张图应用的基础之上可实现基础数据图层展示、业务数据图层展示、
14、动态感知数据图层展示、统计数据图层展示等功能，在满足功能的基础上对系统使用功能进行优化和设计，以客户使用灵活便捷的角度出发设计各功能项。1.1.3 建设方案1.1.3.1 建设思路建议GIS地理信息服务平台充分利用省厅“一张图”：全省资源管理信息系统的基础来建设，针对港航的定制化需求，增强GIS地图中相关的信息展示。根据港口布局数据、港口规划图纸数据以及目前统计数据等现有资料，以港口地形地貌、建筑物分布以及集疏运配套资源为底图，先行建设岸线、港区、码头、泊位、锚地等港口基础设施资源图层，在此基础上依次接入和叠加港口安全监管、规划建设以及日常生产经营等相关业务应用专题数据，逐步建成港航“一张图”
15、。1.1.3.2 技术路线（1）在系统学和系统工程、软件工程的思想和方法指导下，采用已GIS为主要技术手段，建立港航地理信息平台。（2）使用超图GIS平台以及Tomcat、Oracle等中间件的支撑平台，并以此为基础组织应用系统的开发。（3）采用虚拟机与服务器联网的硬件平台，数据的贮存和管理主要采用服务器，既可以提高系统的性能，运算速度，又可节省投资，实现较高的性价比。（4）严格制定信息系统的标准和规范，包括数据共享和管理工作流程的标准和规范，以及信息系统数据的标准和规范，以保证信息系统工作过程的规范化和信息系统数据的标准化和规范化。（5）在系统设计和开发过程中，除遵守信息系统标准化与规范化研
16、究报告之外，还严格遵守国家、行业的有关信息系统建设与管理方面的法律法规，保证信息系统的规范性和实用性。（6）整个系统的建设严格按工程化方法来进行组织和管理，从系统需求调研、系统设计、软件开发、数据库建立到系统测试、系统运行、人员培训等整个过程都建立控制和检验标准，并且每个步骤都严格把关，以保证系统的准确性、可靠性、安全性和实用性。1.1.3.3 总体结构设计港航GIS地理信息服务平台涵盖港口资源展示和用户全方位的管理应用，系统的建设充分考虑信息集成、数据共享和业务应用的融合，实现GIS、AIS、CCTV、GPS、移动通信等技术的融合，实现系统简的无缝集成，提供港务基础设施管理、港口资源信息管控
17、、空间数据处理与表现、事务处理等多项功能。根据港口航运资源分布的特点，利用先进的WebGIS 技术、数据库技术、网络技术，实现业务数据、动态数据信息与相关地理信息空间数据的关联，使调用的业务数据和动态数据可以快速的在地图上定位及匹配显示。港航GIS地理信息服务平台的结构与功能应从总体结构和功能分配方面统一考虑，系统的数据库及软件模块将可以在其它子系统中进行重用，利用COM技术将通用的模块封装成二次开发平台，将丰富多彩的系统应用构件在该二次开发平台之上，方便系统功能的拓展，减少今后系统开发和维护的工作量。其结构如下图所示：本系统主要包括应用功能层、应用支撑层、数据存储层、数据采集层。应用功能层：
18、港口的管理部门可根据实际需要及时、准确、真实、图文并茂地获取所需的港口地理信息和业务信息，并且借助于GIS系统特有的空间分析和可视化表达手段，进行各种辅助决策支撑，实现对港口资源信息的查询共享、分析和更新维护。主要包含港务基础设施管理、港口资源信息管控、空间数据处理与表现、事务处理、查询统计以及数据维护等功能。应用支撑层：支持对空间数据管理、处理、分析、建模和显示等GIS基础功能以及平台的基本框架，主要由超图GIS平台以及Tomcat、Oracle等中间件实现。数据存储层：实现港口图形数据、设施数据、基础数据和业务数据的分类存储和有机结合，建设港口专题地理库和主题业务库。数据采集层：将所需的岸
19、线、港区、企业、码头、泊位、锚地等各种港口布局数据和港口规划图纸数据，结合港口数字资源普查等工作成果，输入和分类存储到计算机中，实现港口资源的数字化。主要通过数据ETL处理、空间拓扑、数据关联等手工采集方式以及地图的自动矢量化方式实现该部分功能。1.1.3.4 数据结构设计n 地形图数据港航GIS地理信息服务平台的应用离不开数据库的支持、基础地形图的支持，基础地形图不仅可以作为所有地理信息系统的背景图，而且还可以为港口其它应用提供地形参考。因此在基础地理信息数据库建设时，应建立基础地形图数据库，基础地形图数据库含有地形图、图形信息和属性信息。电子地图空间数据库主要包括矢量数据和栅格数据两种。空
20、间数据用于表现港口空间实体的位置、形状及其分布特征等方面信息的数据，空间数据主要应用点、线、面以及实体等基本的空间数据结构表现港口地貌的数据。港口空间数据库就是将GIS中的图层、数据集、拓扑关系等空间数据存储到关系数据库中，如ORACLE、SQLSERVER等，就构成了空间数据库。（1）矢量数据 基础地理数据是由测绘局提供及进行维护的基础地理信息，包括数字线划图（DLG）、数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）等 可由基本地形图信息提取的部分专题现状信息，专题数据包括交通公路、航道、港口、场站、铁路、机场、公路动态信息、港口动态信息以及其他交通相关业务数据等（此处主要关注港口专题数据
21、）。（2）栅格数据栅格数据结构是基于像素的点阵，代表地球表面的一部分，点阵依照一个地理坐标系统来定位，在此坐标系统中，点阵中的每个像素表示在相应的X和Y方向上的一个具体的距离。像素代表的距离越短，则栅格文件的分辨率越高，且文件容量越大。每个像素都被分配一个值以描述所表示的具体表面的一个特性。栅格数据也可用于表现影像，影像主要是卫星影像等，GIS数据库中的影像具有直观、信息量丰富、可读性强和可判释性强等诸多优点。数字正射影像图是数字化测绘生产中的重要产品，具有直观、信息量丰富、可读性和可判释性等诸多优点。随着数字摄影测量技术的发展，数字正射影像图的制作变得更加简单容易，数字正射影像图也愈加为城市
22、许多部门所青睐。由于GIS技术的应用，数字正射影像图作为重要的基础信息，已在城市规划部门得到应用，并产生良好的应用效果。基础信息内容丰富、繁多、使用面广，如何将它们有机地进行组织，有效地进行存储、管理和检索应用，是一件十分重要的工作，它直接影响数据库及GIS系统应用效率，只有将它们按一定规律进行分类和编码，有序地入库，才能对它们分类存储、检索，以满足各种应用分析要求。针对基础信息采集、处理的不同阶段和目的，分类编码的方法将有一定区别，甚至不同，但是紧密相关。n 码头基础设施数据库包括泊位、揽桩、岸线、堆场、建筑物、道路等，将已有的电子格式的基础设施数据，经过加工处理后，生产满足GIS要求的基础
23、设施数据库。n 属性数据库属性数据库用于存储港航的各项设备设施等有关数据，系统釆用关系数据库Oracle 11g数据库管理系统，利用SQL语言对系统数据进行操作，提供存储、维护、检索数据的功能。数据模型是对系统实体类关系的映射，本系统的数据模型包含两部分，一部分是对业务对象本身的模型设计，主要包括港口、港区、港口经营人、码头泊位等业务实体；另外一部分是对系统权限管理的模型设计，包括用户、菜单、权限等基础表单。（1）业务数据模型系统的业务数据实体主要包括港口、港区、港口经营人、码头泊位等。港口是具有水陆联运设备和条件，供船舶安全进出和停泊的运输枢纽；港区划分是为了提高装卸效率，防止污染及管理方便
24、等，综合性港口根据货物种类和装卸特点，划分成不同专业的作业区。一个港口按功能集中情况会划分为若干个港区，所以港口与港区的关系是一对多；一个港区区域里布局有多个港口经营人企业，所以港区与港口经营人的关系也是一对多；一个码头可以是属于港口经营人所有，称为私有码头，也可以是属于港区公共基础设施，不属于任何一个港口经营人所有，称为公有码头；码头上有靠船的泊位，一个码头有一个或者多个泊位。（2）权限管理模型该模型的设计满足用户的权限管理要求。管理员根据需求，创建不同角色，并为角色配置相应的权限，再根据不同用户的需求配置相应角色；用户登陆系统后，根据其角色信息，获得相应权限。系统支持从资源查看区域（也即范
25、围）和类型（也即图层）进行分别授权，也即需要建立图层菜单、图层区域与角色的关联关系，这区别于一般的信息系统的权限管理模型。数据表主要字段岸线*岸段编号（自动编号），类别（深水岸线，非深水岸线），状态（规划，已建设，建设中），岸段名称，岸线总长，岸线起止点锚地*锚地编号（自动编号），锚地名称，位置，尺度，用途，底质，类型，锚界坐标（界点坐标）航道*航道编号（自动编号），航道名称，航道水深，航道段位置描述，航道边线，航道中心线，航道通航等级，航道尺度（水深航宽），航向和航程，最大通过船舶吨位，航道平面图港区*港区编号（自动编号），名称，码头岸线，陆域面积，泊位数，通过能力（含集装箱），主要装卸货种
26、，港界控制点坐标企业*企业编号（自动编号），企业名称，所在港区，组织机构代码，联系方式（通信地址，邮政编码，联系电话，传真电话），法定代表人，经济类型，注册资本（万元），投产(开业)年份，从业人数，自然资源使用情况（陆域土地面积，水域面积，自然岸线长度），主营范围码头*码头编号（自动编号），码头名称，码头类型（散货/件杂货/集装箱），码头平面图（文件连接），码头照片（文件连接），码头立面图文件连接），码头水深，码头修建时间，码头维修记录，码头使用年限泊位*泊位编号（自动编号），泊位名称，所在功能区名称（码头），所属港口企业，泊位代码，泊位所在水系（长江干流，内河，沿海），设计前沿水深，实际前沿
27、水深，码头面高程，泊位长度，设计靠泊能力（吨级），集装箱（TEU），设计年通过能力（万吨）仓库*仓库编号（自动编号），仓库名称，仓库面积，仓库平面图，仓库照片，仓库材质（钢架/混凝土），仓库修建时间，仓库维修记录，仓库使用年限堆场*堆场编号（自动编号），堆场名称，堆场面积，堆场平面图，堆场照片，堆场材质（砂土/混凝土），堆场修建时间，堆场维修记录，堆场使用年限储罐*储罐编号（自动编号），储罐名称，储罐直径，储罐材料，储罐容量，储罐建成时间，储罐使用年限1.1.3.5 电子地图设计n 电子地图方案比选系统需要能够对港口重点区域的地形地貌进行较丰富、逼真的空间展现，提高系统的表现效果，对于监控摄像
28、头不能全面覆盖的重点监管区域，也需要能够了解周边环境的实际情况，但同时必须保证对港口基础资源空间信息维护方式的简单性、便捷性。行业内电子地图的呈现方式有以下几种：（1）二维电子地图虽然实现了数据的展示和分析功能，但是始终是对现实世界的一种高度抽象表示，并不能真实完整地反映现实世界。（2）三维电子地图是按照一定的比例对现实世界的某个方面进行三维抽象和描述，它的形象性、功能性要远强于二维电子地图，但三维地图在数据处理、发布效率以及网络传输等方面具有较大的技术难度，而且成本较高。（3）2.5维电子地图除继承二维电子地图在数据采集、分析处理等方面的强大功能之外，其直观可视和真实的空间表现能力，弥补了二
29、维电子地图表现的局限性，2.5维地图相对于三维电子地图来说，数据量小、网上传输速度快，满足了在一般网络环境下对三维电子地图的快速访问需求，既解决了三维地图网络发布的技术难题，同时又满足了三维仿真的高真实感。n 比选方案设计通过对现有主要地图技术比选，本系统综合采用多种地图技术，实现对港区内码头设施设备、厂房、储罐、堆场等地形地貌进行管控。港口港区底图采用平面矢量地图或者正射影像地图；使用标绘矢量图方式管理港口资源，方便更新；部分重点港区，沿岸线2公里区域范围内使用2.5维电子地图；重要危险源经营企业，在2.5维电子地图上，基于实景技术，制作360度实景影像，能够了解重要场所的实际情况，身临其境
30、。对于重点港口区域，基于影像地图（获取位置信息）和实景照片（获取地物渲染外貌），对港区内码头、设施设备、厂房、储罐、堆场等地形地貌进行模型制作，在模型拼接后进行整图色彩渲染，最终形成港区的2.5维电子地图。对于监控摄像头不能全面覆盖的重点监管区域，研究和应用360度全景技术，全方位展示重点区域在360度球型范围内的所有周边情况。用户在使用系统时，点击这些360度热点区域，即可以对该位置区域进行360度旋转以及拉近拉远查看，身临其境。主要地图技术比选过程如下表所示。名称图例主要说明标绘地图1、基本的点，线，面2、适合对经常变化对象的描述，程序可以动态控制，灵活性好，港区设施可矢量化成各类图层3、
31、成本低，带宽要求低平面矢量地图1、直观，能够显示地点和路径2、适合一般电子地图展示，如百度，谷歌地图3、成本低，带宽要求不高正射影像地图1、形象，能够显示地物要素2、适合需要展示地物大致特征的场景3、成本可接受，带宽要求不高2.5维模型地图1、界面逼真，可将需要强调的设备设施做特殊着色处理2、适合需要突出某些地物要素，如危险储罐分布，狭长区域显示等3、成本可接受，可切片处理，带宽要求不高实景影像地图1、展示现场实际情况2、可360度环绕察看3、成本比较高n 电子地图图例设计为了向用户展示色彩协调、符号形象、图面美观以及与常用资料统一的视屏显示地图，需要设定地图要素的显示符号（包括要素及注记的样
32、式、规格、颜色等）。下表对系统的图例进行了设计：要素大类要素名称符号颜色符号示例RGB港区港区2036383作业区作业区2115274码头码头255680泊位泊位0163255港口经营人港口经营人255189115港口岸线规划岸线220120已利用岸线25519680未利用岸线11317275港口规划图临港工业发展区204188255通用泊位区255191127散货泊位区255216101物流园区200255171集装箱泊位区255133211是否危险品船非危险品333危险品252110航行中的船舶航行中的船舶2552552551.1.3.6 系统解决方案设计港航GIS地理信息服务平台的建立，
33、采用行业内最先进的地理信息技术，保障系统的先进性，使系统能够在较长的时期内为航运管理处服务。系统的建设规模和功能要求与系统开发目标紧密相关，系统的具体目标应是在科学合理的用户需求分析基础上确定的，港航GIS地理信息服务平台具备如下基本功能：n 数据采集入库：系统具备高效的数据采集、转换、输入功能，针对不同的信息源，采用不同的数据获取方法和处理手段，如扫描矢量化、CAD数据、正摄影像数据、其它数据转换接口等。n 编辑修改功能港口面貌不断改变，基础数据的更新维护工作每天都在进行，系统具备有高效的图形信息的增改功能，提供方便实用的图形工具和用户界面，完成港口基础设施和地形信息的修改。n 存储管理功能
34、建立科学、合理的地形图要素分类和编码标准，这是数据采集、组织、转换输出的依据，港航GIS地理信息服务平台具有较广的服务面，因此基础港口地理信息数据库应该是全要素的，建立科学的存放结构，具有详细的信息分层，以满足港航信息化平台的应用需要。（1）查询统计功能数据库的内容可按用户要求方便地以多种方式（包括：图名、图号、坐标、名称等）对港口基础信息就行空间查询，可完成分层、分要素提取、转换和输出。（2）地图输出功能可以在强大的地图显示环境下生成高质量的地图输出，可以将地图按行政区域的范围或指定需要的范围导出成*.shp、*.jpg等通用的矢量、栅格数据格式，也可以将图形打印输出，包括标准图幅出图、不规
35、则范围出图等，并提供文本编辑、元素添加（如图片、指北针等）、保存等功能。（3）分析功能系统可满足港口应用的各种分析功能，提供空间分析工具，分析港口地理要素，为交通提供决策支持，包括缓冲区分析、路径分析等。（4）动态数据监控与调度结合江苏海事局的数据交换，并将海事专题的地理信息数据、AIS动态数据、危险船舶签证信息以及视频监管信息就行动态展示、监控与调度管理。（5）系统接口与数据交换与智慧港航信息化平台其它应用系统进行接口，实现港口信息数据库的全面共享，提供通用的数据交换格式，与智慧港航信息化平台其它应用系统或未来的应用进行数据交换。（6）其它功能模块考虑港航GIS地理信息服务平台应具备的基本功
36、能和航运管理处对地理信息平台的功能需求，确定主要功能模块： 空间数据采集、转换、入库 属性数据与空间数据的关联 基础功能 基础数据图层展示 业务数据图层展示 系统管理模块1.1.4 功能设计1.1.4.1 空间数据采集、转换、入库在系统的建设过程中，数据采集及其更新、维护是信息系统的根基，其工作量最大，也是最能体现系统价值的部分。因此在建立信息系统时，首先要考虑到系统的数据采集问题，以保证系统数据库的质量，这也是系统高效和成功的关键所在。系统设计之初既要根据港口数据的特点设计高效、合理的数据结构，又要考虑系统能够对不同来源、不同格式的各种数据的采集建库，并且将图形、属性、文档资料及各种信息通过
37、各种高效的采集手段加入到系统中，同时还要考虑建立完善的数据更新手段，能够保证系统数据库的及时更新。（1）地理数据采集数据库的采集过程如下图所示： 图形数据的采集由于港口图形数据格式众多、来源不一，因此可以采用己有的数据，利用算法模型进行数据采集，然后采用专用转换工具导入到自己的数据库中。或者使用扫描数字化系统，可以用于对己有图件的数字化，对于原有的DWG格式的数据，则可以通过数据转换接口加以转换，转换过程需要保持原来的属性数据。 属性数据的采集对于属性数据的采集，则根据不同的数据类型和要求采用键盘录入、扫描输入、计算机识别或从其他数据库转换以及专门的属性录入程序录入等多种方式实现。（2）地理数
38、据转换考虑到所建的信息系统必须适应不同应用部门的需求，为不同的应用系统提供不同格式的信息数据。系统设计时，充分考虑与现有的各个主要GIS系统（比如厅信息中心和全省港口资源管理信息系统等）之间的数据转换问题。系统必须适应可能的客户需求，为不同的应用系统提供不同格式的基础地理空间数据。目前系统解决的数据转换问题主要是：将系统拥有的数据输出到AutoCAD、超图、ArcGIS等系统；这个就是主要利用通用的数据转换工具或通用的数据格式，通过它实现各系统之间的数据转换。（3）地理数据入库经过数据采集子系统或数据转换子系统获得的图形数据和属性数据还需进一步处理才能最终进入数据库而被系统所使用。其处理以及入
39、库的方案如下图所示：在建港航图形数据库的时候需要对图纸等进行分层如下： 基础底图：港区铁路，公路等集疏运设施以及港口地形地貌、港区建筑物、水系及其通信、电路、供排水等配套设施。 港口设备设施：所有已建港口及其下辖港区、码头、泊位、仓库堆场以及锚地、公共基础设施设备的分布现状。 港口岸线资源：港口岸线利用规划情况，全省所有岸线的使用情况等。 安全和应急：港口重大危险源分布情况、港口安全设施设备分布情况、港口保安设施分布情况等。1.1.4.2 属性数据与空间数据的关联港航GIS地理信息服务平台的设计中，采用不同的方式去连接数据表的记录，实现数据协同关联，具体连接方式如下：（1）连接数据表的一条记录
40、：在这种连接方式下，一个矢量图形元素连接的是数据表的一条记录。（2）连接整个数据表：在某些情况下，矢量图形元素连接的是一个数据表，整个数据表作为一个连接单元，与一个矢量图形元素建立连接。（3）连接一个记录集合：在这种情况下，一个图形元素连接的是一个数据表中符合某个过滤条件的记录集合，这个经过过滤条件操作的记录集合作为一个连接单元，与矢量图形建立连接。空间数据库组织方式是这样的图形以一定格式按文件方式存储，而属性数据存储在关系数据库中；GIS通过相应的数据库接口程序(ODBC，OLEDB等)来管理属性数据，通过系统内部生成的唯一标识符实现数据与属性数据的关联。比如：在输入图形数据的过程中，每绘制
41、一个泊位（码头）多边形，同时输入其编号作为该多边形的ID号，所以泊位图层的属性数据和图形数据是通过“泊位编号”进行链接，码头层的属性数据和图形数据是通过“码头编号”进行链接。系统数据库中保存港口的各项基本设备设施和港口岸线的有关数据。各数据库通过“实体图层联系数据库”与各类图层联系，以便从图层获取有关实体的属性等信息。或从实体出发，找到该实体的地理位置等详细的空间地理信息。1.1.4.3 基础功能平台基础功能主要包括地图浏览、快速定位、地图测量、图层管理、空间分析、信息查询等主要功能。 地图浏览对地图进行大小缩放，测量距离，测量面积，坐标定位，地图全屏，可与卫星图进行切换，并可以对地图上叠加的
42、港区、作业区、锚地资源、码头泊位、港口经营人、安全、经营系统图层进行控制。地图浏览包括基础地图以及专题地图的放大、缩小、漫游、按比例尺缩放、显示全图、前一/后一视图等功能，可方便概览全图，又可观察局部细节。放大：放大用户所点或所选的区域，地图信息随着地图的放大越来越详细。缩小：缩小用户所点或所选的区域，地图信息随着地图的缩小越来越简单。漫游：用户拖动图形区中的地图改变地图在图形区中显示的位置。按比例尺缩放：提供比例尺输入框，让用户输入比例尺，使得图形区中地图显示比例为该输入比例尺。显示全图：以江苏全境为范围，在图形区显示系统中的图层。前一/后一视图：保存一定数量用户操作过程中图形区的画面，用户
43、可以回放操作画面。 快速定位快速定位功能提供行政区域导航以及鸟瞰图。（1）行政区域导航按行政区等级名称，港口、港区、泊位等，实现快速定位。以港口、港区、泊位分级方式提供给用户选择地区名称，用户在名称上双击鼠标左键，则所选择的地区定位在图形区中心，并放大显示。（2）鸟瞰图鸟瞰图也叫鹰眼窗，由图形和导航框（矩形框）两个部分组成，导航框是用来显示框内的地图在整个图形中的相对位置。鸟瞰图和系统图形区是互动的，用鼠标左键单击导航框并拖动到图形的任意一个地方，导航框选中的区域会按系统原来的比例尺移至图形区中央，以达到快速定位的作用。 图层管理图层管理提供对系统中图层进行管理功能，主要包括以下功能：（1）加
44、载图层：增加新图层或删除图层，即用户在系统中根据需要可自己创建、删除图层，图层可保存。可用于在系统中实时添加交通信息。（2）打开、关闭图层、图层顺序调整：提供图层控制窗口，管理图层的打开和关闭以及顺序的调整。 打开、关闭图层：提供复选框，用以控制图形区中图层是否可视。图层不可视时，不是从系统中删除，而是暂时设置其不可见。 图层顺序调整：调整图形区中图层的叠加、压盖顺序，方便用户观察地图。（3）图层标注、图层显示比例尺调整：在要标注或调整显示比例尺的图层上右击鼠标，弹出图层属性设置窗口，管理图层标注以及图层显示比例尺调整。 图层标注：控制地图是否标注或设置具体标注样式。系统列出所选图层的所有属性
45、字段以供用户选择，还提供标注方式、标注字体设置功能，用户可以设置标注形式（是否采用分式标注，分式标注提供分子、分母两个属性字段项供用户选择）、标注的字体、大小、颜色等样式。 图层显示比例尺调整：控制地图在图形区显示的比例范围。 测量工具提供各种辅助用户了解、掌握信息的工具，包括距离量测、面积量测等。（1）距离量测量测图上任意两点或多点之间的距离，并可以米、公里等长度单位进行显示。该距离值的单位是根据图形的坐标单位而定的，也可以根据需要进行转换。用户选取需要量测实体的起点，按下鼠标左键不放拖拽至需要量测的终点，系统在地图上绘制出一条红色的量测线，量测结束双击鼠标左键表示距离量测完毕，同时显示出量
46、测距离值。（2）面积量测量测图上指定范围（某港口或用户用鼠标点出的范围）的面积，并可以平方米、亩、平方公里等面积单位进行显示。选择量测面积操作后，弹出信息框，然后在图形区要量测面积的位置处单击一下左键，面积即会显示在信息框中。用户选取需要量测范围的起点，按下鼠标左键不放拖拽至需要量测范围的一个拐点点击鼠标左键，以此类推直至量测范围的终点，系统在地图上绘制出一条红色外边框的透明面，量测结束双击鼠标左键表示面积量测完毕，同时显示出量测面积值。 空间分析提供空间分析工具，分析港口地理要素，为交通提供决策支持，包括缓冲区分析、路径分析等。（1）缓冲区分析 岸线规划合理性分析，提供决策依据。 最近设施分
47、析。（2）路径分析 在发生港区安全事故后，获取周边应急资源以及对人员进行及时送到适合的医院救治，可进行如下路径分析。 最短路线分析：根据道路的连通性和资源分布情况，分析获取资源的距离最短的路线。 最短时间路线分析：根据两点之间道路的长度、影响行进速度因素等的分析，找出最短时间路径。 设置障碍路线分析：可以模拟两点之间出现的情况（如港口安全演习等），在这种情况下，最佳路径的分析。 打印输出打印输出功能使用户不仅可将用户编辑完成的专题地图或用户所关心的当前图形在打印机或绘图仪上输出，也可将上述图形转换为栅格图像，转存为某一格式的图像文件。将当前视窗范围内的地图显示在打印窗口，用户点击打印，系统自动读取连接的默认打印机设置进行打印。同时具备以下功能模块：（1）报表定制：用户可以将查询到的信息、数据字典、业务表格、统计分析数据等按照报表的形式打印输出，作为档案备份和向上级