数据服务系统是国家专项测绘成果对外的服务窗口，数据共享子系统数据服务对象主要是面向海洋运输、海洋测绘和舰船提供航海安全保障。服务内容包括海洋测绘数据信息服务、海岛礁测绘信息服务、海洋专题数据服务。该系统也称作海洋测绘服务保障系统，其用户主要包括海洋运输、航海保障、海洋管理、海洋科学研究、海洋军事测绘等军内外生产研究部门，以及其他涉海应用部门。该系统研究隶属于“十二五”国家海岛(礁)测绘一期工程，为该工程的一个分子系统。根据需求，充分利用各共建部门现有的资源和基础设施，初步建成海岛(礁)海洋测绘服务保障系统。

海洋测绘产品制作系统将充分利用航海图书出版社的航海图书生产软硬件环境和专项测绘成果，与海图数据库、海洋专题数据库等海洋测绘数据库链接，获取海图制图信息，在同一个系统上实现数据格式转换、数学基础统一、标准化处理、海图符号规范、制图综合、制图编辑等业务处理，生产更新专项任务所需的各类图件。同时，基于海岛(礁)测绘工程成果，制作或更新系列海图、岛礁海图、专题海图等基础测绘产品，并对其实施数据库更新，提高海图的现势性^[1]。

海洋测绘信息服务主要是利用内网和专用通信链路，汇集测量数据、成果数据，实现海岛(礁)测绘数据和成果数据在网站向涉海各部门安全发布海洋测绘信息。

海洋专题数据库建设是充分利用专项测绘成果建立我国海岛(礁)障碍物、海岛(礁)岸线、海岛(礁)航标、水深、海岛(礁)磁偏角、海岛(礁)控制点和海岛(礁)海域地名等7类专题数据库，并开发出相应的专题数据库管理系统和专题产品^[2]。

1 系统的技术构成 1.1 海洋测绘数据信息服务

海洋测绘数据服务保障平台的设计原理采用模块式框架结构，根据远洋、近岸、港口等使用需求的不同，将海洋测绘成果分别封装于各个模块中。通过各个模块的组合，实现对用户的各种需求支撑，从而生产出全比例尺航海图书及书表。这样保证了所有海洋测绘产品生产的一致性和完整性。

1) 第一层是用户模块，是海洋测绘数据服务保障平台的直接使用与操作对象，主要包括系统管理、测绘资料收集、测绘资料分析、测绘资料归档、测绘资料收借管理、测绘资料加工等人员配备。不同的人员对系统的需求不同, 通过系统平台实现自己的目的。

2) 第二层是业务应用模块，是海洋测绘数据服务保障平台最终应用的软件实现和表现层。该层建立在基础支撑层软件基础上，业务应用层通过整合基础支撑软件提供的基本业务功能，集成提供满足用户层需求的海洋测绘资料管理、海洋测绘档案管理、海洋专题数据库管理和海洋测绘资料服务，满足海洋测绘数据服务保障平台的易用性及人性化^[3]。

3) 第三层是中间组件模块，是海洋测绘数据服务保障平台应用实现的主要部分。中间层综合了多种关键技术包括GIS技术、动态表单技术、工作流技术、查询报表技术等，为最终应用提供了有力的支撑。

系统根据应用的需要采用了多方成熟组件，包括GIS组件(ESRI ARCENGINE)与OCR识别(汉王OCR识别组件)等。

4) 第四层是数据模块，是海洋测绘数据服务保障平台的核心。数据层在统一的数据标准与技术规范的规定下，由海洋测绘现势资料数据库、海洋测绘档案数据库、海洋测绘专题数据库和元数据库组成。

5) 第五层是基础支撑模块，负责提供海洋测绘数据服务保障平台的基础、通用、专业的地理信息系统以及数据库管理系统。基础支撑层所采用的基础软件产品构成了海洋测绘数据服务保障平台运行的技术核心。

6) 第六层是基础设施模块，该模块提供海洋测绘数据服务保障平台的网络设施、主机设施、存储设施、安全设施、输入/输出设施等，也包括保障这些硬件设施正常运行的基础软件环境。基础设施模块构成海洋测绘数据服务保障平台的软硬件设施基础^[4]。

1.2 内容展现模块设计

1) 平台用户接口。平台提供的系统界面皮肤、菜单、工具栏、窗口等用户接口不设置命令行式的用户接口，但提供相应菜单、工具栏、窗口和按钮的快捷键，以键盘命令方式驱动系统实现特定功能。

2) 平台内部接口。包括测绘资料管理平台同档案管理平台之间的档案数据接口和平台间各种专题数据接口问题。即需要入库数据以矢量图像数据的方式进行入库及归档^[5]。

3) 平台外部接口。包括本平台同即将开发的海图编辑系统的海图编辑管理系统接口；本平台同即将开发投入使用的航海图书自动化生产业务流程管理系统之间的接口；还有本平台与其他工具软件之间的接口问题。

1.3 平台安全设计

1) 口令管理。为保证用户账号的安全性，设置用户口令复杂性检验，并要求定期更改。

2) 数据库备份恢复设计。考虑本系统的实际情况，对各种不同的数据采用不同的备份策略，对各个子系统在运行过程中产生的系统管理数据，由于数据量较小，而且对数据的实时性要求较高，因此采用逻辑备份的方式定时备份数据；对于数据量很大的空间数据，在数据一次导入以后的修改频率较低，对数据的实时性要求不是很高，利用空间数据导出工具，将数据导出到备份磁盘上的方式来备份空间数据，在主数据库中空间数据损坏的情况下，利用系统提供的空间数据导入工具将备份的空间数据重新导入到空间数据库中；对于FTP服务器中的原始数据，采用文件备份的方式来实现。

3) 平台网络安全设计。海洋测绘数据服务保障平台运行于航海图书出版社的局域网环境，局域网的安全性、可靠性为数据安全提高保障，提供冗余的高速上联口；其他的模块还支持Dual Homing技术，可以自动实现端口和链路的备份；它们还支持基于VLAN的Spanning Tree和Uplink Fast技术，可以在链路故障时更迅速地实现收敛，恢复正常通信。对第三层的服务，多层交换机都支持HSRP技术，避免了因作为默认网关的网络设备发生故障时出现全网瘫痪的情况^[6]。

4) 平台系统安全设计。平台系统具有严密的作业权限管理和数据保密功能。系统设有各级权限，以严格控制作业人员的各项工作权、数据管理权、数据查阅权、参数设置权、权限设置权、审批的签名权等，以保障整个系统的安全运行，在高密级资料借阅审批中，采用数字签名技术，以保证资料的安全^[7]。

2 海洋测绘数据服务保障系统的功能特点

海洋测绘服务保障系统的数据内容涉及到电子资料(S57数据、CDC数据)；多种海图、书表类资料(特殊海图、民用海图、军民合用海图、专用海图、水深测量、蓝图、岸线地形测量、地形图、韩版海图、日版海图、新西兰海图、英版海图、美版海图、海洋磁力测量、海洋遥感测量、海洋重力测量、部版书表、零图书等)；遥感资料、文档资料等多种数据，每大类里面又存在不同小类的数据。从数据形态上分为空间数据和非空间数据；从数据类型上可分为文档资料、介质数据、基础地理信息数据、影像数据、地名数据、专题数据等；从数据格式上分为介质、文件式、二维表和空间数据集等形式。在系统建设中充分利用数据建模技术，包括数据结构模型、组织模型、存储模型和业务模型实现对海量多源异构数据的一体化高效存储管理，最终实现服务、查询检索和分发提取的应用支撑。

2.1 海量海洋测绘地理信息数据存储技术

面向共享子系统的海量地理信息数据存储技术，首先需要从数据应用角度对数据进行分类，再根据不同数据的应用需求采用相应的存储技术。

1) 多数据集、分布式存储海量矢量、栅格、电子地图数据。海量矢量、栅格数据的存储可采用空间数据库技术进行存储，但在空间数据库存储设计方面，综合考虑数据库管理维护的应用需求，开发适用性、先进性、易用性、安全性的平台数据库。

2) 数据库+文件编目管理海量文件数据。采用关系数据库和文件编目管理相结合的方式来管理海量的文件型数据，文件数据存储在磁盘上，其相关的存储位置信息、元数据信息、空间范围等信息存储在关系数据库里^[8]。对海量文件数据的物理存储可以是集中存储或分布式存储，通过统一数据目录的形式对海量文件数据进行管理、展示(图 1)。

3) 三级存储机制。针对以文件方式存储的海洋测绘地理信息数据，如海量影像数据、专题数据文件，数据仓库采用在线、近线、离线三级存储模式，以提高调用数据的效率(图 2)。

2.2 多维地理信息数据存储技术

地理信息数据的多维特征主要体现在数据物理形式上的多样性，由于数据格式、文件组织结构不同，因此在管理地理信息时，数据仓库要屏蔽数据个体物理形态的差异性。本文采用面向对象的数据仓库管理理念，应用数据类型-数据对象的模式管理多维地理信息数据，提供对不同类型数据的数据模型建立能力。

从数据物理存储角度，海洋测绘地理信息数据可分为矢量、栅格、文件型、关系表等4类数据。因此，需要提供以下4类数据的建模能力^[9]。

1) 矢量数据建模。矢量数据建模支持面向多种空间数据源的各种矢量数据集模型的定义，采用通用的空间数据库存储技术，支持对空间图层、空间参考、属性字段、比例尺等信息的自定义操作。矢量数据建模支持目前常见的空间数据模型，如Oracle Spatial、ArcSDE、PGDB、FGDB等。

2) 栅格数据建模。栅格数据建模支持面向多种空间数据源的各种栅格目录模型的定义，采用通用的空间数据库存储技术，提供对栅格数据存储方式、压缩方法、拼接方式等参数的设置，栅格数据建模支持目前常见的空间数据模型，如Oracle Spatial、ArcSDE、PGDB等。

3) 文件型数据建模。文件型数据建模主要针对以文件方式存储的数据对象，提供对海洋测绘地理信息数据的类型定义，包括数据分类和元数据定义，将不同的城市地理数据抽象化，是数据建模的基础。

4) 关系表建模。关系表建模主要针对以表格方式存储的数据对象，支持数据表、字段名称、字段类型以及约束条件的设置^[10]。

2.3 时空一体化存储技术

1) 矢量时空一体化存储模型。对于多时相的矢量数据管理，本文提出了矢量时空一体化存储模型，将数据存储分为现势数据库、历史数据库。现势数据库是使用频率最高的库体，提供用户对现势数据的处理速度，历史数据库存储历史数据，以要素增量方式存储，并通过GUID以及时间区分不同时期的历史要素，建立的矢量时空一体化存储模型如图 3所示。

2) 以编目节点展示不同时期的数据。栅格数据、文件集合的数据类型，对不同时期数据的管理采用不同的编目节点来展示。

3) 电子地图时空一体化存储模型。目前，在电子地图时空一体化存储方面，主要包括离散瓦片存储和大文件瓦片存储，两种存储方式在时空数据存储模型上有所不同。

2.4 地理信息数据统一管理技术

和传统单一的海洋测绘地理信息数据管理不同，共享子系统的地理信息数据仓库管理的数据对象，无论在数据类型、物理形态以及数据格式上都是复杂多样的。所以对海量、多维海洋测绘地理信息数据的存储，采用不同的、差异化的存储方式。在地理信息数据存储的物理空间上，可以是集中存储或分布式存储；在数据物理存储方式上，可以用数据库存储(二维表、BLOB、分区存储等多种方式)或通过建模技术以文件管理方式存储在磁盘上。

本工程采用物理存储层、数据适配层、逻辑展示层等3层管理体系对海洋测绘地理信息数据统一管理。

1) 物理存储层存储各种海洋测绘地理信息数据，包括数据库二维表、空间数据集及以文件方式存储的数据。

2) 数据适配层建立在物理存储层和逻辑展示层之间，通过该数据适配层，消除了不同类型海洋测绘地理信息数据物理存储的多样性，各种海洋测绘地理信息数据在逻辑展示层将得到统一的管理，并提供数据浏览、查询、提取等应用。

3) 逻辑展示层面向最终的用户，提供灵活的配置能力，可根据不同海洋测绘地理信息数据的展示、管理需求进行配置并展示。

3 结束语

海洋测绘数据服务保障系统本身是一个复杂的、综合性与技术性高的工程，涉及到较多方面的知识与技术，特别是本项目，在海洋测绘领域，是涵盖业务较广、包含功能较多的一个系统之一，在已有成果的基础上仍有值得进一步开展的工作，包括以下几方面：

1) 在系统试运行的基础上开展正式应用，在实际的应用中检验系统的实用性、可靠性。进一步推动数据中心系统的建设，完善系统运行的效率，解决好系统的问题，使系统真正在应用中发挥效能。

2) 拓展产品模式的研究，研究对系统中业务运行流程进行优化的可能性，进一步改进数据整理整合的性能以及人机交互效率，使多样化的产品制作如同流水线一般顺畅、快捷。

3) 服务保障系统作为一个以数据仓库为核心技术的管理与服务系统，后期在数据维护方面也要给予相应的重视，需要有专业的数据库管理员进行常态化的数据库管理任务。