地下管线建设的关键技术及ArcGIS解决方案

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一、 空间数据库的建立是重要的工作内容
  地下管线GIS建设的一项重要工作,是对地下管线进行调查、测绘、编码,获取精确的空间位置信息,建成空间数据库;需要到城市的相关数据管理部门获得原始数据,在现有数据的基础上按照数字城管的标准和项目的具体需要进行取舍,分层,建立基础地形图库。

a) ArcGIS桌面产品是强大的空间处理软件
  ArcGIS Desktop(桌面产品)是一个集成了众多高级GIS应用的软件套件,它包含了一套带有用户界面组件的Windows桌面应用,提供了强大的数据采集和整理的工具。ArcGIS  Desktop是可以满足各种类型用户的可伸缩的产品。从功能上讲,它可以分为基础版、标准版和高级版三个层次。

  空间处理是通过对已有数据的分析得到新信息的过程,是GIS的一个关键的功能。许多GIS行为中都使用空间处理来进行批处理。用户可以使用空间处理功能产生高质量的数据,对数据的质量实行QA/QC的检查,以及进行建模和分析。

  ArcGIS Desktop提供了一个空间处理框架,框架中的工具可以以多种方式运行,如ArcToolbox中的对话框,ModelBuilder中的模型,命令行,以及脚本。这个框架方便了对空间处理模型的创建、使用、说明和共享。空间处理框架主要包括两个部分:ArcToolbox(一个空间处理工具的集合)和ModelBuilder(为建立空间处理流程和脚本提供的可视化的建模工具)。

  1) ArcToolbox(空间处理工具箱)
  ArcToolbox具有许多复杂的空间处理功能,包括的工具有:
    数据管理
    数据转换
    Coverage的处理
    矢量分析
    地理编码
    统计分析

 
  ArcToolbox内嵌在ArcCatalog和ArcMap中,在基础版、标准版和高级版中都可以使用。
 
  当然每一个产品层次包含的空间处理工具不同的。在基础版具有核心的简单数据的加载、转换,以及基础的分析工具。标准版增加了Geodatabase的创建和加载的工具,高级版提供了进行矢量分析、数据转换、数据加载和对Coverage的最完整的空间处理工具集合。
  
  ArcGIS Desktop基础版和标准版中都具有空间处理功能,但因为高级版包含了实现重要GIS分析的广泛的空间处理工具,所以它是最强大的空间处理工具级别。需要建立GIS数据和完成分析的使用者将至少需要一个高级版级别的许可。

  ModelBuilder空间处理框架
  ModelBuilder为设计和实现空间处理模型(包括工具,脚本和数据)提供了一个图形化的建模框架。
  模型是数据流图示,它将一系列的工具和数据串起来以创建高级的功能和流程。你可以将工具和数据集拖动到一个模型中,然后按照有序的步骤把它们连接起来以实现复杂的GIS任务。
  ModelBuilder是一个高效的机制,它能让你和你组织内外的人共享你的方法和流程。 
  ModelBuilder为创建和执行复杂的GIS过程提供了一个交互机制。

 
  空间处理框架的优势
    大大提高数据处理的效率
    保证数据处理的质量
    可以共享的方法和流程

b) ArcGIS的数据格式已经成为GIS工业标准
  Esri是GIS行业的领头羊,ArcGIS是全球使用最多的GIS软件。ArcGIS的数据格式已经成为GIS行业的事实工业标准,一方面国内相当多的城市基础数据采用ArcGIS的数据格式来存储,数字地下管线建设时可以直接采用;另外一方面,几乎所有的GIS和CAD软件都支持ArcGIS数据格式的转入和转出,使用ArcGIS软件,将使得在基础空间数据的整理变得轻松和高效。

二、 海量数据管理能力
地下管线GIS项目,需要管理整个城市的基础地形数据和大量的各类地下管线数据,甚至是全市的高分辨率影像图,数据量非常巨大,而地下管线的应用系统,尤其是数据采集系统有多人同时使用,并发处理,且需要比较高的反应效率,对于GIS软件的海量数据管理能力有较高的要求。
a) 全球使用最多的海量空间数据管理软件——ArcSDE 
ArcSDE一个在多种关系型数据库管理系统中管理地理信息的高级空间数据服务器。ArcSDE是一个位于ArcGIS其它软件产品和关系型数据库之间的数据服务器,其广泛的应用使得在跨任何网络的多个用户群体中共享空间数据库以及在任意大小的数据级别中伸缩成为可能。ArcSDE的海量空间数据管理能力是全球领先的,全球范围内的大规模空间数据数据库几乎全部采用了ArcSDE。
 

三、 可集成性
可集成性,指的是独立的管线GIS系统与其它事物之间产生关系的容易程度,具体可以包括以下两个方面:与用户的可集成性,以及与其它业务系统的可集成性。

 
 


四、 可伸缩性和高可用性
 

  地下管线GIS是城市数字化的应用之一,在地下管线GIS的管理基础和数据基础上,进一步扩展信息化建设的范围,推动城市信息化是一个必然的方向。同时,在一个机构内部,GIS的应用范围和深度也是不断发展的,更多的用户意味着GIS系统构架应当提供平滑的可伸缩性。


  ArcGIS软件具有完整的产品线,涵盖了GIS应用的各个方面,由于采用了工业标准的、开放的、统一的对象组件库(ArcObjects)作为其公共的技术基础,使得从其低端应用到高端应用的过渡和升级可保证数据和应用功能(程序)无须改动和转换而平滑地进行。


  高可用性方面,ArcGIS提供了完整的部署策略,这个高可用性包括了两个方面的内容:
  (一) 在某个节点GIS服务器出现故障的时候,不会影响到其他GIS的服务器。
  (二) GIS服务器群能够均衡GIS请求处理,保证每台机器的负载均衡。其逻辑示意图如图所示:

 

 
 
 

五、 安全性

 
  a) ArcGIS安全策略 作为地理信息系统 (GIS) 关键软件的提供商,Esri 已经意识到许多客户所面临的安全性和隐私权挑战。Esri 致力于为客户提供能够应对这些挑战的 GIS 技术,并将其作为企业安全解决方案的一部分。 Esri的产品在为提供个人和企业用户提供空间服务的同时整合了深受信任的工业级安全策略。这些Esri安全策略随同ArcGIS产品被广泛的部署或整合到企业级应用之中。 Esri 开发的产品采用全球信赖的安全行业最佳实践,能够提供满足单个用户和整个组织需求的地理空间服务。由于 ArcGIS 产品已在整个企业范围内广泛部署并与企业级应用程序集成,Esri 的安全策略已经逐渐发展成熟。 ESRI在企业级安全上将提供更好的安全性指导、集成更强的的安全功能、支持行业的安全认证。
 
  b) 技术层面安全性功能
  1) ArcGIS for Server实现Web服务和应用的安全机制
  2) REST服务的安全考虑 REST服务,是空间信息公共服务共享和在线服务运营的最佳实践之一。但是REST本身的安全性不够,这是所有GIS平台厂商共同面对的问题。