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【摘 要】 本文从系统总体结构、数据库与功能模块等方面介绍了基于WebGIS的财政预算审批空间可视化管理系统的设计与实现流程，并重点分析了该系统设计和实现过程中的关键技术——基于Silverlight和WCF服务的WebGIS框架。
【关键词】 网络地理信息系统;财政预审审批可视化管理系统;Silverlight;WebGIS框架
1 引言
财政管理机构在预算审批管理、项目审批等环节上，会涉及许多与空间地理位置分布的信息，例如预算审批项目的位置、项目占地面积、周边单位情况等，以便合理计划项目资金预算。然而，目前不少财政管理机构在对预算审批项目的管理中，仍然使用传统管理模式，脱离了项目的空间位置信息，或者未将项目属性信息与空间位置信息做到关联对应。利用空间信息技术，可以更好的将这些信息以空间地理分布的形式进行可视化展现，对新批项目的地理位置进行查询验证，对在建设项目进行图属一体化跟踪管理，并能完成财政中名目繁多的各项统计，在规划、测绘、统计等部门提供的基础数据上，使财政部门的有关人员能准确掌握该项目涉及的信息，使下达的财政预算指标更加贴近实际。
本文以作者实际承担的某市财政局财政预算审批空间可视化管理系统开发为实例，介绍了基于WebGIS的财政预算审批空间可视化管理系统的设计与技术实现。
2 系统设计
2.1 系统设计思路
在系统总体框架方面，针对传统WebGIS 表示层与业务处理层存在交互性差、数据传输效率低、界面展现效果不丰富等缺陷，本系统在基于Silverlight和WCF服务的WebGIS框架基础之上，结合ArcGIS Server API for Silverlight实现整个系统前台地图展示、操作及全部业务操作界面。后台运维管理系统采用Microsoft公司的.NET框架实现。
数字城市地理空间框架建设中的地理信息公共服务平台，将按照国家有关规定脱密后的基础地理信息数据（如影像、地形图、地名地址和路网等数据），发布为符合空间信息交换所遵循的OGC标准服务。本系统直接调用此数据服务，作为系统的底图。
在系统的专题图层方面，系统通过开发坐标导入和手动标绘两种上图功能，制作财政预算审批项目空间位置专题图层，与底图相叠加，将城市预算审批项目直观地展现在地图上。
在数据库建设方面，本系统的数据库建设包括空间数据库和项目属性数据库两部分，相互之间通过内部关键字进行关联。空间数据库引擎采用ESRI公司的ArcSDE空间数据库引擎，数据库管理系统采用SQL Server 2008 R2。
2.2 总体设计
2.2.1 系统功能模块
（1）GIS功能模块
GIS功能模块主要实现系统中所需用到的基本GIS操作功能，包括地图全屏、放大、缩小、鹰眼图、平移、屏幕截取、清空操作、距离量测、面积量测、图层名编辑和图例配色编辑等。
（2）地图资源管理模块
地图资源管理模块包括三个方面，一是接收数字城市地理空间框架中公共服务平台发布的地图资源服务，分析该数据资源，将其作为本系统的底图加载到系统中;二是专题图层的上图功能，包括在地图上手动编绘和通过坐标导入上图两种方式;三是对上述图层的管理，包括增加、删除、修改。
（3）预算审批项目信息管理模块
该模块包括项目属性信息和空间信息的展示、信息的查询（分为空间查询和属性查询及二者结合查询的方式）和项目信息的增加、修改和删除。
（4）项目重复申报审核模块
该模块实现通过空间信息叠加分析和项目属性信息相结合来判断项目是否重复申报的功能，并对重复申报的情况进行地图标注和报警。
（5）拆迁统计分析模块
系统根据拆迁圈定的范围，依据影像和地籍数据计算得出拆迁所影像的范围和面积。并结合国家拆迁补偿金额标准和规定，初步计算出拆迁成本。
（6）全局统计分析模块
根据财政预算审批项目的各项属性和空间指标项进行统计，以饼图、柱状图等多种形式展示，并最终以图表形式输出和打印。
（7）运维管理模块
运维管理模块包括用户管理、用户权限分配与设置、系统中需用到的各种参数的设置、数据库的备份与还原等功能。
2.2.2 数据库设计
数据库建设是整个系统的关键和核心内容，是各个功能实现的基础。本系统的数据库包括空间数据库和项目属性数据库两部分，相互之间通过内部关键字进行关联。对空间数据的存储主要通过ArcSDE实现，ArcSDE为任意的客户端应用提供了一个能在数据库管理系统（DBMS）中存储、管理和使用空间数据的接口，并将地理特征数据（空间数据）和属性数据统一地集成在关系数据库管理系统中，从而可以较好地借助关系数据库管理系统对数据进行统一、有效的管理，保证空间数据与属性数据间的一致性和完整性。本系统采用ArcSDE为空间数据引擎连接SQL Server 2008进行空间数据的存储。在导入数据前可先在ArcGIS Desktop的ArcCatalog中创建ArcSDE和SQL Server的连接，然后进行空间数据的批量导入，完成空间数据库的建立。主要包括财政审批项目空间位置专题图层，采用GeodataBase格式存储。属性数据主要用于存储各个空间数据相对应的属性信息，即对不同的空间数据表，设计出相应的属性数据结构，进行属性数据库的建立。属性数据可以直接在SQLServer中创建。项目属性数据库包括项目表、项目资金来源表、项目资金类别表、项目文件表、项目性质表、项目规模表等21张表格。
3 系统实现中的关键技术
3.1 基于Silverlight和WCF服务的WebGIS框架 针对传统WebGIS 地理信息表达不丰富、交互能力差、复用性低等缺陷，本系统将富客户端技术Silverlight 与WCF 服务架构相结合，由Silverlight 提供用户高体验、强交互的前台展示，利用WCF 整合多种分布式技术和多种类数据资源，实现新一代WebGIS。其结构如图3-1所示：
3-1基于Silverlight和WCF的WebGIS框架
该框架主要由客户端和服务器端两部分组成。客户端由安装了Silverlight 插件的浏览器来集成不同来源的GIS 服务;服务器端主要集成了不同的GIS 数据、业务数据和异构的GIS 服务。在经典的三层体系架构（数据访问层、业务逻辑层、展示层）的基础上，本框架增加一层：WCF 服务层，使其位于业务逻辑层与表示层之间。在此四层架构体系下，通过WCF 服务层将可交换的、可操作的服务和数据资源暴露，供界面展示层调用。
3.2 ArcGIS Server API for Silverlight
ArcGIS API for Silverlight是ESRI公司开放的基于Silverlight上的 ArcGIS ServerAPI接口。本系统界面展示层通过调用该接口操作地图数据。ArcGIS API for Silverlight构建在微软的Silverlight平台，能够将ArcGIS Server、微软的Bing等地图服务和功能等，融合在Silverlight应用程序中，采用REST API应用程序接口来实现ArcGIS Server服务。因此，ArcGIS Server API for Silverlight，可以创造丰富的网络和桌面应用程序。ArcGIS API for Silverlight为用户提供的功能主要有：地图显示功能，该功能既支持多种类型的地图投影，又支持微软的Bing地图服务，还支持ArcGIS Server的动态加载地图和缓存地图服务。在地图漫游和缩放时，ArcGIS API for Silverlight还提供了动画显示效果，具有非常弦丽的用户界面。
4 系统设计中的关键技术与创新
（1）空间和属性信息的一体化
本研究课题通过大型关系型数据库SQL Server和ArcSDE空间数据模型技术，实现了对财政预算审批项目属性信息和空间信息的关联存储，实现了文档资料与地图空间位置的关联对应。在查询、利用和数据更新时，项目属性信息和空间信息联动响应，摆脱了以往财政项目信息只有文字和图片，而没有对应实地位置的局面。
（2）基于Silverlight和WCF服务的WebGIS框架
针对传统WebGIS 地理信息表达不丰富、交互能力差、复用性低等缺陷，本系统将富客户端技术Silverlight 与WCF 服务架构相结合，由Silverlight 提供用户高体验、强交互的前台展示，利用WCF 整合多种分布式技术和多种类数据资源，实现新一代WebGIS框架，增强了用户的界面操作体验，同时由于采用了面向服务思想的WCF 服务架构， 使得系统的功能模块具有松耦合的特点，系统结构更加灵活，具有良好的扩展性。
（3）与数字城市相结合
该系统调用数字城市地理空间框架中公共服务平台发布的基础地理信息数据资源（包括影像、地形、地名地址数据），为系统开发节省了购买底图数据的大笔费用，也提高了基础地理信息数据的利用度，符合数字城市建设目标和本意。
5 系统的实现
本系统基于Silverlight和WCF服务的WebGIS作为总体框架，前台使用Silverlight技术调用ArcGIS API for Silverlight进行地图界面展示，空间数据通过ArcSde空间数据引擎存储到商业数据库SQL Server 2008中，后台运维部分采用.NET环境下的C#语言开发。系统截图如5-1所示：
图5-1 财政预算审批空间可视化管理系统界面
6 结束语
基于WebGIS的财政预算审批空间可视化管理系统，以基于Silverlight和WCF服务的新型WebGIS框架作为系统架构，运用Silverlight技术、大型关系型空间数据库技术和ArcGIS API for Silverlight技术，依托数字城市地理空间框架公共服务平台发布的地图数据服务作为系统底图，围绕财政预算审批的主要环节，将项目申报、审批、预算下达、项目监督、验收评估等业务环节产生的属性信息，与空间位置信息互动结合，在地理信息系统中直观展现，并根据空间、时间和项目管理环节、项目分类、项目内容等进行信息管理、查询、统计和汇总，为财政预算审批提供辅助决策。该系统是一种通过GIS方式有效提高财政预算审批管理效率的信息化手段。
参考文献：
[1] 汤国安.地理信息系统（第二版）[M].北京：科学出版社，2010.7
[2] 吴信才. 基于Flex的WebGIS开发[M].电子工业出版社，2011.1
[3] 吴磊，李玮.Silverlight寻光之旅：企业级RIA项目全流程实践[M].电子工业出版社，2012.1
[4]王家耀.空间信息系统原理[M].北京：科学出版社，2001：1-11.
[5] 郭仁忠.空间分析[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，1997.
【关键词】 网络地理信息系统;财政预审审批可视化管理系统;Silverlight;WebGIS框架
1 引言
财政管理机构在预算审批管理、项目审批等环节上，会涉及许多与空间地理位置分布的信息，例如预算审批项目的位置、项目占地面积、周边单位情况等，以便合理计划项目资金预算。然而，目前不少财政管理机构在对预算审批项目的管理中，仍然使用传统管理模式，脱离了项目的空间位置信息，或者未将项目属性信息与空间位置信息做到关联对应。利用空间信息技术，可以更好的将这些信息以空间地理分布的形式进行可视化展现，对新批项目的地理位置进行查询验证，对在建设项目进行图属一体化跟踪管理，并能完成财政中名目繁多的各项统计，在规划、测绘、统计等部门提供的基础数据上，使财政部门的有关人员能准确掌握该项目涉及的信息，使下达的财政预算指标更加贴近实际。
本文以作者实际承担的某市财政局财政预算审批空间可视化管理系统开发为实例，介绍了基于WebGIS的财政预算审批空间可视化管理系统的设计与技术实现。
2 系统设计
2.1 系统设计思路
在系统总体框架方面，针对传统WebGIS 表示层与业务处理层存在交互性差、数据传输效率低、界面展现效果不丰富等缺陷，本系统在基于Silverlight和WCF服务的WebGIS框架基础之上，结合ArcGIS Server API for Silverlight实现整个系统前台地图展示、操作及全部业务操作界面。后台运维管理系统采用Microsoft公司的.NET框架实现。
数字城市地理空间框架建设中的地理信息公共服务平台，将按照国家有关规定脱密后的基础地理信息数据（如影像、地形图、地名地址和路网等数据），发布为符合空间信息交换所遵循的OGC标准服务。本系统直接调用此数据服务，作为系统的底图。
在系统的专题图层方面，系统通过开发坐标导入和手动标绘两种上图功能，制作财政预算审批项目空间位置专题图层，与底图相叠加，将城市预算审批项目直观地展现在地图上。
在数据库建设方面，本系统的数据库建设包括空间数据库和项目属性数据库两部分，相互之间通过内部关键字进行关联。空间数据库引擎采用ESRI公司的ArcSDE空间数据库引擎，数据库管理系统采用SQL Server 2008 R2。
2.2 总体设计
2.2.1 系统功能模块
（1）GIS功能模块
GIS功能模块主要实现系统中所需用到的基本GIS操作功能，包括地图全屏、放大、缩小、鹰眼图、平移、屏幕截取、清空操作、距离量测、面积量测、图层名编辑和图例配色编辑等。
（2）地图资源管理模块
地图资源管理模块包括三个方面，一是接收数字城市地理空间框架中公共服务平台发布的地图资源服务，分析该数据资源，将其作为本系统的底图加载到系统中;二是专题图层的上图功能，包括在地图上手动编绘和通过坐标导入上图两种方式;三是对上述图层的管理，包括增加、删除、修改。
（3）预算审批项目信息管理模块
该模块包括项目属性信息和空间信息的展示、信息的查询（分为空间查询和属性查询及二者结合查询的方式）和项目信息的增加、修改和删除。
（4）项目重复申报审核模块
该模块实现通过空间信息叠加分析和项目属性信息相结合来判断项目是否重复申报的功能，并对重复申报的情况进行地图标注和报警。
（5）拆迁统计分析模块
系统根据拆迁圈定的范围，依据影像和地籍数据计算得出拆迁所影像的范围和面积。并结合国家拆迁补偿金额标准和规定，初步计算出拆迁成本。
（6）全局统计分析模块
根据财政预算审批项目的各项属性和空间指标项进行统计，以饼图、柱状图等多种形式展示，并最终以图表形式输出和打印。
（7）运维管理模块
运维管理模块包括用户管理、用户权限分配与设置、系统中需用到的各种参数的设置、数据库的备份与还原等功能。
2.2.2 数据库设计
数据库建设是整个系统的关键和核心内容，是各个功能实现的基础。本系统的数据库包括空间数据库和项目属性数据库两部分，相互之间通过内部关键字进行关联。对空间数据的存储主要通过ArcSDE实现，ArcSDE为任意的客户端应用提供了一个能在数据库管理系统（DBMS）中存储、管理和使用空间数据的接口，并将地理特征数据（空间数据）和属性数据统一地集成在关系数据库管理系统中，从而可以较好地借助关系数据库管理系统对数据进行统一、有效的管理，保证空间数据与属性数据间的一致性和完整性。本系统采用ArcSDE为空间数据引擎连接SQL Server 2008进行空间数据的存储。在导入数据前可先在ArcGIS Desktop的ArcCatalog中创建ArcSDE和SQL Server的连接，然后进行空间数据的批量导入，完成空间数据库的建立。主要包括财政审批项目空间位置专题图层，采用GeodataBase格式存储。属性数据主要用于存储各个空间数据相对应的属性信息，即对不同的空间数据表，设计出相应的属性数据结构，进行属性数据库的建立。属性数据可以直接在SQLServer中创建。项目属性数据库包括项目表、项目资金来源表、项目资金类别表、项目文件表、项目性质表、项目规模表等21张表格。
3 系统实现中的关键技术
3.1 基于Silverlight和WCF服务的WebGIS框架 针对传统WebGIS 地理信息表达不丰富、交互能力差、复用性低等缺陷，本系统将富客户端技术Silverlight 与WCF 服务架构相结合，由Silverlight 提供用户高体验、强交互的前台展示，利用WCF 整合多种分布式技术和多种类数据资源，实现新一代WebGIS。其结构如图3-1所示：
3-1基于Silverlight和WCF的WebGIS框架
该框架主要由客户端和服务器端两部分组成。客户端由安装了Silverlight 插件的浏览器来集成不同来源的GIS 服务;服务器端主要集成了不同的GIS 数据、业务数据和异构的GIS 服务。在经典的三层体系架构（数据访问层、业务逻辑层、展示层）的基础上，本框架增加一层：WCF 服务层，使其位于业务逻辑层与表示层之间。在此四层架构体系下，通过WCF 服务层将可交换的、可操作的服务和数据资源暴露，供界面展示层调用。
3.2 ArcGIS Server API for Silverlight
ArcGIS API for Silverlight是ESRI公司开放的基于Silverlight上的 ArcGIS ServerAPI接口。本系统界面展示层通过调用该接口操作地图数据。ArcGIS API for Silverlight构建在微软的Silverlight平台，能够将ArcGIS Server、微软的Bing等地图服务和功能等，融合在Silverlight应用程序中，采用REST API应用程序接口来实现ArcGIS Server服务。因此，ArcGIS Server API for Silverlight，可以创造丰富的网络和桌面应用程序。ArcGIS API for Silverlight为用户提供的功能主要有：地图显示功能，该功能既支持多种类型的地图投影，又支持微软的Bing地图服务，还支持ArcGIS Server的动态加载地图和缓存地图服务。在地图漫游和缩放时，ArcGIS API for Silverlight还提供了动画显示效果，具有非常弦丽的用户界面。
4 系统设计中的关键技术与创新
（1）空间和属性信息的一体化
本研究课题通过大型关系型数据库SQL Server和ArcSDE空间数据模型技术，实现了对财政预算审批项目属性信息和空间信息的关联存储，实现了文档资料与地图空间位置的关联对应。在查询、利用和数据更新时，项目属性信息和空间信息联动响应，摆脱了以往财政项目信息只有文字和图片，而没有对应实地位置的局面。
（2）基于Silverlight和WCF服务的WebGIS框架
针对传统WebGIS 地理信息表达不丰富、交互能力差、复用性低等缺陷，本系统将富客户端技术Silverlight 与WCF 服务架构相结合，由Silverlight 提供用户高体验、强交互的前台展示，利用WCF 整合多种分布式技术和多种类数据资源，实现新一代WebGIS框架，增强了用户的界面操作体验，同时由于采用了面向服务思想的WCF 服务架构， 使得系统的功能模块具有松耦合的特点，系统结构更加灵活，具有良好的扩展性。
（3）与数字城市相结合
该系统调用数字城市地理空间框架中公共服务平台发布的基础地理信息数据资源（包括影像、地形、地名地址数据），为系统开发节省了购买底图数据的大笔费用，也提高了基础地理信息数据的利用度，符合数字城市建设目标和本意。
5 系统的实现
本系统基于Silverlight和WCF服务的WebGIS作为总体框架，前台使用Silverlight技术调用ArcGIS API for Silverlight进行地图界面展示，空间数据通过ArcSde空间数据引擎存储到商业数据库SQL Server 2008中，后台运维部分采用.NET环境下的C#语言开发。系统截图如5-1所示：
图5-1 财政预算审批空间可视化管理系统界面
6 结束语
基于WebGIS的财政预算审批空间可视化管理系统，以基于Silverlight和WCF服务的新型WebGIS框架作为系统架构，运用Silverlight技术、大型关系型空间数据库技术和ArcGIS API for Silverlight技术，依托数字城市地理空间框架公共服务平台发布的地图数据服务作为系统底图，围绕财政预算审批的主要环节，将项目申报、审批、预算下达、项目监督、验收评估等业务环节产生的属性信息，与空间位置信息互动结合，在地理信息系统中直观展现，并根据空间、时间和项目管理环节、项目分类、项目内容等进行信息管理、查询、统计和汇总，为财政预算审批提供辅助决策。该系统是一种通过GIS方式有效提高财政预算审批管理效率的信息化手段。
参考文献：
[1] 汤国安.地理信息系统（第二版）[M].北京：科学出版社，2010.7
[2] 吴信才. 基于Flex的WebGIS开发[M].电子工业出版社，2011.1
[3] 吴磊，李玮.Silverlight寻光之旅：企业级RIA项目全流程实践[M].电子工业出版社，2012.1
[4]王家耀.空间信息系统原理[M].北京：科学出版社，2001：1-11.
[5] 郭仁忠.空间分析[M].武汉：武汉测绘科技大学出版社，1997.