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1、个人收集整理 仅供参考学习基于SuperMap GIS的无线电管理地理信息系统的设计与实现摘 要：根据无线电管理的特点和要求，以SuperMap GIS为地理信息系统平台，利用数据库技术、网络技术、空间分析技术、三维GIS技术等，构建了基于地理信息系统的无线电管理系统，使无线电的管理工作更加直观和科学，提高了管理的效率。关键词：SuperMap GIS；无线电管理；地理信息系统1. 引言无线电频谱资源是国家所有的重要资源，随着科学技术的快速发展，无线电技术已经广大应用于航天、通信、航空、交通、广电、气象等国民经济多个领域，渗透到人们日常生活的方方面面。据工信部公布的统计数据显示，截至2008年
2、底，全国手机用户6.41亿，国内平均每100人就拥有47.3部手机。中国移动2008年营业额为人民币4123亿元。所以加强无线电管理，维护空中电波秩序，有效利用无线电频谱资源，保证各种无线电业务的正常进行，不仅是国家和人民赋予无线电管理部门的一种职责，更是其保障国家经济建设和人民生产生活正常进行的一种使命。文档收集自网络，仅用于个人学习2. 系统需求无线电管理的业务工作主要有以下三个方面：1、电磁频谱资源管理；2、无线电台站管理；3、无线电监测【1】。本系统的开发建设也是围绕这三方面展开。文档收集自网络，仅用于个人学习2.1. 电磁频谱资源管理电磁频谱资源管理是无线电管理非常重要的基础性工作。
3、如今无线电新业务大量涌现，频谱需求旺盛，使得频谱资源十分紧张。从9 kHz到3000 GHz的无线电频谱中，特别是在3 GHz以上频段，聚集了大量的无线电技术和业务。加强无线电频谱资源的规划是无线电相关产业可持续发展的重要保障。文档收集自网络，仅用于个人学习2.2. 无线电台站管理无线电技术的快速发展和社会对无线电业务需求的增长，使无线电台站的数量急剧增加。据统计，2008年中国电信业重组后三家运营商的基站数量分别约为：中国移动GSM网30万个；中国联通GSM网15万个；中国电信CDMA网8万个。而这些蜂窝基站只是无线电台站的一类，其他类型的无线电台站包括广播电台、船舶电台、航空器电台、雷达电
4、台、陆地移动电台、移动地球站等。所以管理好这些大量的无线电台站数据，并保证数据的完整性，及时性和准确性就是一项艰巨的工作。文档收集自网络，仅用于个人学习2.3. 无线电监测无线电看不见摸不着，无线电管理需要依靠强有力的技术手段来进行监测、监督、管理。由于经济利益或其他原因，非法设立电台、占用专用频率的现象时有发生，严重影响了空中电波秩序。这类干扰事件严重影响人民群众的生产生活甚至危及生命财产安全。每当发生频率非法占用或无线电干扰事件，无线电管理部门要能够及时发现，迅速排除干扰，维护空中电波秩序【1】。文档收集自网络，仅用于个人学习3. 系统设计3.1. 设计原则3.1.1. 技术先进性原则采用
5、较先进和成熟的软硬件及网络技术，使建成的系统能很好地适应今后技术发展变化和业务发展变化的需要。当今的计算机技术发展日新月异，所以在系统建设时要放远眼光，综合全盘考虑。关键技术和重要的模式一定要顺应主流的发展趋势，并且具有一定的超前的把握。尽可能保障系统在较长的一段时间内具有先进的特点。在保证先进性的同时考虑系统的总体稳定性，选用经受考验比较稳定的产品。文档收集自网络，仅用于个人学习3.1.2. 可扩展性原则系统在业务、技术、系统功能上具有扩展性，能做到系统扩展的平滑过渡；具有外部数据接口的扩展性。系统各部分采用模块化的设计思想，系统各模块可灵活配置、增减。需充分考虑以后可能的系统互连互通及系统
6、的兼容性和可能的功能扩充。文档收集自网络，仅用于个人学习系统必须要具有开放性主要表现在系统本身的设计要遵循软件总线、构件化设计原则，各部分遵循标准的规范接口，支持各个部分之间灵活的沟通与联系，在统一的安全控制下，实现信息数据的充分共享与灵活集成。文档收集自网络，仅用于个人学习3.1.3. 一致性原则在充分考虑系统阶段性建设的同时，必须保持整个系统的一致性。同时，作为一项系统工程，遵循国家和行业制定的相关标准和规范，如计算机软件开发规范软件技术、中华人民共和国行政区划代码和无线电管理台站数据库结构技术标准等。文档收集自网络，仅用于个人学习3.1.4. 实用性原则系统从实际出发，满足工作和管理实际
7、需要。结构优化、数据库管理完善，便于系统管理与数据更新。并确保已有数据资源能够被充分利用。系统界面操作简单、实用。文档收集自网络，仅用于个人学习3.1.5. 安全性原则系统在设计时，将按照国家保密局和国办的有关规范要求，从网络安全和应用安全两个层面进行统一的安全规划和管理，对系统中的用户权限和角色进行严格、合理的规定和划分，对用户身份进行严格的审核、对用户行为、基本信息单元的存取进行严格的监控与审计。并且还要注意使用各种防火墙技术、防入侵技术等先进的安全保证技术，切实保证政府网络不受入侵，从而保证信息、数据的安全。文档收集自网络，仅用于个人学习3.2. 系统框架设计无线电台站数据库空间数据库三
8、维地形模型库Web Service, SuperMap Objects,SuperMap iSpace无线电管理二维地理信息系统无线电管理三维地理信息系统文档收集自网络，仅用于个人学习图1 系统框架图3.3. 无线电台站数据库设计3.3.1. 全国无线电台站数据库系统的构成全国无线电台站数据库系统采用分布式层次结构，由国家级无线电台站数据库、省（区、市）无线电台站数据库以及其派出机构无线电台站数据库构成，省（区、市）及其派出机构可采用集中式部署。数据库管理系统采用ORACLE。文档收集自网络，仅用于个人学习国家级无线电台站数据库包含全国范围的无线电台站数据，国家级无线电台站数据库根据主管部门授
9、权向全国提供不同层次的数据服务。数据库名称：SRMC_STATDB。文档收集自网络，仅用于个人学习省（区、市）无线电台站数据库包含本省（直辖市、自治区）范围内的无线电台站数据。数据库名称：地区代码_STATDB。文档收集自网络，仅用于个人学习省（区、市）派出机构无线电台站数据库包含本地区范围内的无线电台站数据。数据库名称：地区代码_STATDB【2】。文档收集自网络，仅用于个人学习3.3.2. 全国无线电台站数据库系统的网络结构全国无线电台站数据库系统以国家无线电监测中心为数据中心节点，各省（区、市）数据库系统为子节点，形成以TCP/IP 技术为基础的分布式结构【2】。文档收集自网络，仅用于个
10、人学习3.3.3. 无线电台站管理逻辑模型图2无线电台站管理逻辑模型图3.3.4. 无线电台站技术资料数据设计E-R图3无线电台站技术资料数据设计E-R无线电台（站）台站表（RSBT_STATION），无线电台（站）收/发信机设备表（RSBT_EQU），无线电台（站）天馈线表（RSBT_ANTFEED），无线电台（站）频率表（RSBT_FREQ），是整个无线电台站管理信息系统中的核心表，不随无线电管理业务的变化而变化。文档收集自网络，仅用于个人学习无线电台站冗余表（RSBT_STATION_T），收/发信机设备表冗余表（RSBT_EQU_T），天馈线冗余表（RSBT_ANTFEED_T），频率
11、冗余表表（RSBT_FREQ_T），伴随用户数据采集方式的变化将有所调整，在一个相对的时期结构稳定。冗余的作用就是可以适应今后无线电管理变化的需求，应用时遵循以下几个原则：文档收集自网络，仅用于个人学习整体延续、局部修改原则：随着今后无线电管理业务变化的实际需求，通过冗余表实现整个无线电台站数据库核心数据系统的整体延续、局部修改。文档收集自网络，仅用于个人学习不重复定义原则：对于已用的数据字段，不能转义用于其它属性定义。只增不减原则：冗余表中的字段只能增加。3.4. 空间数据库设计3.4.1. 空间数据库的级别构成空间数据库采用分布式层次结构，由国家级空间数据库、省（区、市）空间数据库以及其派
12、出机构空间数据库构成，省（区、市）及其派出机构可采用集中式部署。文档收集自网络，仅用于个人学习国家级空间数据库包含全国范围的空间数据，国家级空间数据库根据主管部门授权向全国提供不同层次的数据服务。国家级空间数据库负责中小比例尺的数据维护和更新，包括:1:全球空间数据、1:1000000周边国家空间数据和覆盖全国的1:4000000，1:1000 000，1:250000基础空间数据。也可接受省（区、市）空间数据库的成果数据，整合到国家级空间数据库中。文档收集自网络，仅用于个人学习省（区、市）无线电台站数据库包含本省（直辖市、自治区）范围内的空间数据。负责本区域范围内的空间数据库的更新、维护和上
13、报。文档收集自网络，仅用于个人学习省（区、市）派出机构空间数据库包含本地区范围内的空间数据。负责本区域范围内的空间数据库的更新、维护和上报。文档收集自网络，仅用于个人学习3.4.2. 空间数据库的类别构成空间数据库按照类别可划分为：基础空间数据库、台站空间数据库。基础空间数据库包括：行政区划，交通道路，居民地，水文植被，数字高程，卫星影像等。台站空间数据库包括：蜂窝基站、广播电台等具有地理坐标的台站空间数据。3.4.3. 空间数据库的更新维护机制各级别的无线电管理单位负责本级别的业务空间数据库的更新维护。下级单位要向上级单位定期上报业务空间数据。文档收集自网络，仅用于个人学习基础空间数据库的更
14、新采用双向模式。可由上级单位统一更新基础空间数据库，然后向下级单位分发。如果下级单位拥有更大比例尺的基础空间数据可向上级单位上报，由上级单位整合到空间数据库中。文档收集自网络，仅用于个人学习3.5. 三维地形模型库在已建立的空间数据库的基础上，提取DEM（Digital Elevation Model：数字高程模型）和DOM（Digital Orthophoto Map：数字正射影像图）数据，经过下图所示的数据处理流程，得到分层分块的DEM栅格数据和DOM栅格数据。这两种数据是三维地形浏览系统最基本的空间数据【4】。文档收集自网络，仅用于个人学习栅格数据：DEM, DOM配准纠正，投影变换统一
15、地理坐标系的DEM, DOM栅格镶嵌融合，影像金字塔处理SuperMap SIT格式的DEM, DOM栅格数据切割和压缩分层分块的栅格数据：DEM, DOM文档收集自网络，仅用于个人学习图4数据处理流程图4. 系统功能本系统采用国产大型地理信息系统软件SuperMap GIS为开发平台，利用组件式GIS，三维GIS和Web Service共同构建了企业级数据管理和应用系统。该系统以实用为原则，以效益管理为定位，以满足用户实际业务需求为目的。紧密结合业务流程，开发了两个子系统，提供了多个业务模块，为用户在电磁频谱资源管理、无线电台站管理和无线电监测等工作中提供了技术手段，为领导在处理相关事件提供
16、辅助决策信息支持。文档收集自网络，仅用于个人学习4.1. 子系统功能4.1.1. 无线电管理二维地理信息系统图5无线电管理二维地理信息系统界面二维子系统实现的基本地图操作功能有：矢量地图、影像地图的切换，地图的放大，缩小，漫游，地名查询，地名定位，按经纬度定位，图层的显示隐藏控制，拾取鼠标点的位置等。文档收集自网络，仅用于个人学习实现的业务功能模块有：无线电台站管理，小型无线电监测站管理，无线电干扰源分析。4.1.2. 无线电管理三维地理信息系统图6无线电管理三维地理信息系统界面三维子系统实现了全球统一剖分模式下的三维地形浏览功能，包括三维地形的旋转、推拉缩放、全方位视角调整；支持三维地形的夸张显示；支持三维
