随着网络技术的进一步普及和发展，数字博物馆无疑是博物馆领域内一支强有力的新生系列，尤其对于地域宽广、地区发展不平衡的我国意义更为重要 。数字博物馆的建设投资少、见效快、辐射广、收益大，远远优越于实物博物馆 。世界上没有一个实物专业博物馆能够将本领域的典型标本和物件收集齐全，而数字博物馆不仅可以借助网络和多媒体技术将分散于各个实物博物馆的馆藏综合起来“展示” ，而且能够利用虚拟现实技术再现那些无法以实物形式展出的标本、现象 。数字博物馆的建设将打破时间、空间限制，解决馆藏建设的资金缺口，最大限度地将馆藏信息资源传播到世界各地。
数字土地博物馆作为重要的博物馆类型，有其不可替代的优势和特色。数字土地博物馆可以借助土地科学领域不断更新的知识体系、各部门之间的优势互补以及齐全的项目成果种类，强调知识体系之间的融合，使数字博物馆中所“陈列之物”不为实物所限、专业所限，并能够将最新的研究进展和重大成果及时地在博物馆中得到反映，使数字博物馆成为真正意义上的人类知识宝库。
数字土地博物馆作为社会信息化的产物，是信息技术在博物馆领域的推广和应用，它是一个:藏品数字化、操作电脑化、浏览桌面化、资源充分共享、网络式结构的多媒体信息集成应用系统。数字土地博物馆的建设目标是在丰富的数据资源、齐全的学科人才、先进的网络多媒体信息技术基础上，以数字形式收藏、存储和组织土地信息，建立一个数字化的博物馆，对于数字化过程中遇到的技术难点和关键问题给出可行的解决办法，使得土地信息能通过通讯网络友好地进行搜寻、检索和加工，实现对社会开放，达到全民资源共享。
1. 系统分析
1.1. 系统基础框架分析
数字土地博物馆的基本框架见图1所示。由图1可见，数字土地博物馆主要由网络基础设施、综合信息平台、信息应用系统及网站和信息终端、政策法规与保障体系以及技术支撑体系等组成。在这里，网络基础设施是国家信息基础设施的重要组成部分，是数字土地博物馆的脉搏，也是数字土地博物馆建设和发展的基本条件；综合信息平台由框架数据库、综合信息库和信息管理与服务系统组成，既为其它信息提供统一的空间定位基准，以实现信息资源按照地理空间位置进行整合，同时也提供基本的面向信息共享的土地信息应用服务，是数字土地博物馆建设的重要基础；面向政府、企业、社区和公众的各种信息应用系统、网站及信息终端构成城市信息应用体系，是当前数字土地博物馆建设的中心任务；政策法规与保障体系为数字土地博物馆规划建设及运行提供法律、经济、管理和技术保障；技术支撑体系则为空间数据获取、更新、处理、管理、分发、应用与服务的全过程提供技术支撑。
图1.数字土地博物馆框架图
1.2. 系统基础平台分析
数字土地博物馆基础平台由基础地理信息平台管理子系统、元数据管理子系统，地理信息共享系统和数据交换系统四个子系统构成。
1.2.1. 平台管理子系统
基础地理信息平台管理系统是对平台数据起到管理和维护作用，应包括如下功能模块：
（1）运行管理。平台管理系统运行管理用来实现对基础地理信息平台的管理，是整个系统能得以正常运行的基础保障，包括用户管理、安全管理、图例管理、日志管理、角色管理、权限管理等。
（2）数据维护。平台管理系统数据维护主要完成各类图纸资料的矢量化输入、编辑、储存、管理以及数据更新等工作。
（3）查询统计。平台管理系统查询统计主要完成各类地图数据的查询检索和统计，满足用户灵活多样的查询检索和统计要求。
（4）空间信息分析。平台管理系统空间信息分析完成各类城市空间信息的分析操作，并产生各类分析数据和专题图。
（5）地图输出。平台管理系统地图输出主要完成各种比例尺地图的绘图输出，满足用户不同出图要求。
1.2.2. 元数据管理子系统
空间信息元数据，是对空间数据的描述数据，使用元数据的目的是：确定数据的存在性；确定数据对某种应用的适宜性；确定获取数据的手段；定成功地转换这套地理数据的方法和途径。
元数据可以从7个方面对数据进行描述：标识、数据质量、空间数据组织、空间参考信息、实体和属性信息、分发、元数据参考信息。
其它涉及的方面。如引用文献、期限及联络方式，均可作为辅助资料附加于以上7个方面中。
（1）添加元数据。当往系统增加空间数据时，同时也应将其元数据添加到元数据库中，系统应能读取数据的基本属性，如数据量的大小、空间数据中的字段信息如何等，其他信息则需要用户自己填写。
（2）更新元数据。当数据更新时，系统应能自动更新元数据库中的相应字段，如数据量的大小、更新日期等，而且历史信息还应保存起来。
（3）数据浏览。通过元数据自动调用数据本身，实现数据浏览功能。
1.2.3. 平台信息共享系统
平台信息共享系统主要作用是供用户通过网络访问平台中的基础数据，其功能包括:
（1）用户身份验证。数据库中的数据有基础地理数据和专业空间数据两种，对于可各部门共享使用的基础地理数据，在经过政府相关部门统一授权后可以访问；对于各单位产生的专业空间数据，必须确认用户的身份，根据用户的权限，确定用户对数据的使用权限，权限包括浏览数据、更新数据、下载数据等权限。
（2）访问元数据。通过访问元数据，用户可以方便的找到自己需要的信息，元数据包括信息的种类、数据量的大小、数据精度、坐标系统、更新日期、所属单位等等。
（3）信息查询。信息查询使得用户可以对其感兴趣的信息进行检索查询。数据库中有三类不同数据结构的信息，它们是多媒体文档信息、非空间信息和空间信息三类：多媒体文档信息可以组织成超文本格式，变成Web页面，查询非常简单；非空间信息的查询是通过一定的查询界面实现，用户在查询界面上输入查询的条件，服务器执行这些查询条件，并把满足条件的查询结果转换成Web页面返回给用户；空间数据的显示、查询是在WebGIS技术的支持下实现的。它能够在WEB页面上实现GIS的前端，在后端服务器的支持下实现传统GIS系统的功能。
1.2.4. 数据交换系统
土地信息化建设由于在建设之初缺乏统一的建设标准规范，各单位的软件平台和数据格式存有很大的差异性，为此，在基础地理信息平台建设中实现数据交换功能，使之成为各政府部门信息系统之间信息共享和协同工作的基础。
本系统采用异构系统的数据交互技术，对现有各级系统中所采用的系统平台不加干预，各级系统内部仍然保持原有的平台及其数据格式不变，但为了进行必要的数据共享和高级的协同应用，各种不同的系统之间必须建立一种有效的数据共享机制，以保障各级系统在独立运转良好的基础之上，能够达到顺利进行数据交换和协同工作的目的。
2. 系统设计
2.1. 系统架构设计
数字土地博物馆基础平台是一个由硬件、软件和数据库共同构成的综合性信息系统平台，它以土地管理部门业务网为依托，采用分布式与集中式相结合的数据库，提供空间数据和属性数据的存储与共享。为各个部门专业地理信息系统的建设与开发提供基础支持；为政府、企业、科研院所提供一个信息服务中心；为非专业用户提供了解土地知识的一个环境。
数字土地博物馆系统采用三层体系结构：后端为数据服务层，中间层为应用层，前端为Web浏览器，其体系结构如图2所示。
图2.数字土地博物馆系统体系结构图
后端数据服务层：数字土地博物馆的后端数据服务层主要提供对后台数据的存取、组织和管理等。数据库中的数据可能是无结构的地图数据，通过空间数据库引擎与属性数据进行连接，或者是结构化的展品基本信息数据，信息库有相应的信息存取机制，在信息存取机制的控制下，完成对信息的存取、组织和管理。
中间应用层：数字土地博物馆的中间应用层包括常用的Web信息服务器，如IIS，也包括特定的应用服务器，如WebGIS的地图服务器。它是前端浏览器与后端数据库的中介，处理用户通过前端浏览器发出的请求，从后端数据库得到所需的数据，并传到前端。WebGIS的应用相当复杂，如果完全依赖于客户端或者服务器，则对于网络和网络用户均是一个不小的负担。利用中间层来运行各种应用，协调应用间的操作是较为理想的方案。
前端浏览层：数字土地博物馆的前端浏览层是直接面向用户的，是系统的最前端。用户以访问网页的形式，根据自己的需求获取信息，并可以对数据资源进行操作，后台管理人员也可以对数据库进行操作和维护。
2.2. 系统数据库设计
数字土地博物馆基础平台上的数据主要由基础地理数据库、土壤数据库、土地利用数据库、地籍数据库、宏观经济数据库等基础数据库构成。数字土地博物馆的数据来源于各级土地管理部门、科研院所等单位。
数字土地博物馆系统数据库严格按照数据库设计要求进行设计，其设计的流程图如图3所示。
图3.数字土地博物馆数据库建库流程图
在国土资源的各种数据当中，属性数据（文字、数字等）可以用数据库形式进行存储。由于空间数据，具有复杂性和特殊性，不同的GIS软件平台有不同的存储方式，如文件存储方式、关系型数据库存储、面向对象与数据库存储等。在建立土地资源综合信息管理系统时，必须考虑大量的属性数据，以及各种文档数据，即系统要做到管理空间数据和属性数据的协调和统一。基于这一要求，数字土地博物馆系统中应采用对象-关系型数据库存储空间信息数据。采用这一存储方式，符合OpenGIS的要求，满足系统集成对数据进行管理和调用的需要。
3. 结论
数字土地博物馆凭借先进的网络技术，打破了时间与地域限制，用户可以随时、随地访问、查询自己所需要的信息；数字土地博物馆利用数据库对数据进行存储和管理，用户能方便快速地查询到想要的资料，管理人员也可以方便地对数据进行更新和处理；数字土地博物馆表现手法多元化，除了文字、图片资料以外，还结合其他媒体技术（如音频、视频等），甚至还能运用三维与虚拟现实技术使数字博物馆真正“活”起来，使用户享受到身临其境的感觉；数字土地博物馆有利于推动我国国土资源成果管理和共享工作再上新台阶，增进国际学术、科技和文化交流，并展示中国国土资源管理的水平。
数字土地博物馆作为重要的博物馆类型，有其不可替代的优势和特色。数字土地博物馆可以借助土地科学领域不断更新的知识体系、各部门之间的优势互补以及齐全的项目成果种类，强调知识体系之间的融合，使数字博物馆中所“陈列之物”不为实物所限、专业所限，并能够将最新的研究进展和重大成果及时地在博物馆中得到反映，使数字博物馆成为真正意义上的人类知识宝库。
数字土地博物馆作为社会信息化的产物，是信息技术在博物馆领域的推广和应用，它是一个:藏品数字化、操作电脑化、浏览桌面化、资源充分共享、网络式结构的多媒体信息集成应用系统。数字土地博物馆的建设目标是在丰富的数据资源、齐全的学科人才、先进的网络多媒体信息技术基础上，以数字形式收藏、存储和组织土地信息，建立一个数字化的博物馆，对于数字化过程中遇到的技术难点和关键问题给出可行的解决办法，使得土地信息能通过通讯网络友好地进行搜寻、检索和加工，实现对社会开放，达到全民资源共享。
1. 系统分析
1.1. 系统基础框架分析
数字土地博物馆的基本框架见图1所示。由图1可见，数字土地博物馆主要由网络基础设施、综合信息平台、信息应用系统及网站和信息终端、政策法规与保障体系以及技术支撑体系等组成。在这里，网络基础设施是国家信息基础设施的重要组成部分，是数字土地博物馆的脉搏，也是数字土地博物馆建设和发展的基本条件；综合信息平台由框架数据库、综合信息库和信息管理与服务系统组成，既为其它信息提供统一的空间定位基准，以实现信息资源按照地理空间位置进行整合，同时也提供基本的面向信息共享的土地信息应用服务，是数字土地博物馆建设的重要基础；面向政府、企业、社区和公众的各种信息应用系统、网站及信息终端构成城市信息应用体系，是当前数字土地博物馆建设的中心任务；政策法规与保障体系为数字土地博物馆规划建设及运行提供法律、经济、管理和技术保障；技术支撑体系则为空间数据获取、更新、处理、管理、分发、应用与服务的全过程提供技术支撑。
图1.数字土地博物馆框架图
1.2. 系统基础平台分析
数字土地博物馆基础平台由基础地理信息平台管理子系统、元数据管理子系统，地理信息共享系统和数据交换系统四个子系统构成。
1.2.1. 平台管理子系统
基础地理信息平台管理系统是对平台数据起到管理和维护作用，应包括如下功能模块：
（1）运行管理。平台管理系统运行管理用来实现对基础地理信息平台的管理，是整个系统能得以正常运行的基础保障，包括用户管理、安全管理、图例管理、日志管理、角色管理、权限管理等。
（2）数据维护。平台管理系统数据维护主要完成各类图纸资料的矢量化输入、编辑、储存、管理以及数据更新等工作。
（3）查询统计。平台管理系统查询统计主要完成各类地图数据的查询检索和统计，满足用户灵活多样的查询检索和统计要求。
（4）空间信息分析。平台管理系统空间信息分析完成各类城市空间信息的分析操作，并产生各类分析数据和专题图。
（5）地图输出。平台管理系统地图输出主要完成各种比例尺地图的绘图输出，满足用户不同出图要求。
1.2.2. 元数据管理子系统
空间信息元数据，是对空间数据的描述数据，使用元数据的目的是：确定数据的存在性；确定数据对某种应用的适宜性；确定获取数据的手段；定成功地转换这套地理数据的方法和途径。
元数据可以从7个方面对数据进行描述：标识、数据质量、空间数据组织、空间参考信息、实体和属性信息、分发、元数据参考信息。
其它涉及的方面。如引用文献、期限及联络方式，均可作为辅助资料附加于以上7个方面中。
（1）添加元数据。当往系统增加空间数据时，同时也应将其元数据添加到元数据库中，系统应能读取数据的基本属性，如数据量的大小、空间数据中的字段信息如何等，其他信息则需要用户自己填写。
（2）更新元数据。当数据更新时，系统应能自动更新元数据库中的相应字段，如数据量的大小、更新日期等，而且历史信息还应保存起来。
（3）数据浏览。通过元数据自动调用数据本身，实现数据浏览功能。
1.2.3. 平台信息共享系统
平台信息共享系统主要作用是供用户通过网络访问平台中的基础数据，其功能包括:
（1）用户身份验证。数据库中的数据有基础地理数据和专业空间数据两种，对于可各部门共享使用的基础地理数据，在经过政府相关部门统一授权后可以访问；对于各单位产生的专业空间数据，必须确认用户的身份，根据用户的权限，确定用户对数据的使用权限，权限包括浏览数据、更新数据、下载数据等权限。
（2）访问元数据。通过访问元数据，用户可以方便的找到自己需要的信息，元数据包括信息的种类、数据量的大小、数据精度、坐标系统、更新日期、所属单位等等。
（3）信息查询。信息查询使得用户可以对其感兴趣的信息进行检索查询。数据库中有三类不同数据结构的信息，它们是多媒体文档信息、非空间信息和空间信息三类：多媒体文档信息可以组织成超文本格式，变成Web页面，查询非常简单；非空间信息的查询是通过一定的查询界面实现，用户在查询界面上输入查询的条件，服务器执行这些查询条件，并把满足条件的查询结果转换成Web页面返回给用户；空间数据的显示、查询是在WebGIS技术的支持下实现的。它能够在WEB页面上实现GIS的前端，在后端服务器的支持下实现传统GIS系统的功能。
1.2.4. 数据交换系统
土地信息化建设由于在建设之初缺乏统一的建设标准规范，各单位的软件平台和数据格式存有很大的差异性，为此，在基础地理信息平台建设中实现数据交换功能，使之成为各政府部门信息系统之间信息共享和协同工作的基础。
本系统采用异构系统的数据交互技术，对现有各级系统中所采用的系统平台不加干预，各级系统内部仍然保持原有的平台及其数据格式不变，但为了进行必要的数据共享和高级的协同应用，各种不同的系统之间必须建立一种有效的数据共享机制，以保障各级系统在独立运转良好的基础之上，能够达到顺利进行数据交换和协同工作的目的。
2. 系统设计
2.1. 系统架构设计
数字土地博物馆基础平台是一个由硬件、软件和数据库共同构成的综合性信息系统平台，它以土地管理部门业务网为依托，采用分布式与集中式相结合的数据库，提供空间数据和属性数据的存储与共享。为各个部门专业地理信息系统的建设与开发提供基础支持；为政府、企业、科研院所提供一个信息服务中心；为非专业用户提供了解土地知识的一个环境。
数字土地博物馆系统采用三层体系结构：后端为数据服务层，中间层为应用层，前端为Web浏览器，其体系结构如图2所示。
图2.数字土地博物馆系统体系结构图
后端数据服务层：数字土地博物馆的后端数据服务层主要提供对后台数据的存取、组织和管理等。数据库中的数据可能是无结构的地图数据，通过空间数据库引擎与属性数据进行连接，或者是结构化的展品基本信息数据，信息库有相应的信息存取机制，在信息存取机制的控制下，完成对信息的存取、组织和管理。
中间应用层：数字土地博物馆的中间应用层包括常用的Web信息服务器，如IIS，也包括特定的应用服务器，如WebGIS的地图服务器。它是前端浏览器与后端数据库的中介，处理用户通过前端浏览器发出的请求，从后端数据库得到所需的数据，并传到前端。WebGIS的应用相当复杂，如果完全依赖于客户端或者服务器，则对于网络和网络用户均是一个不小的负担。利用中间层来运行各种应用，协调应用间的操作是较为理想的方案。
前端浏览层：数字土地博物馆的前端浏览层是直接面向用户的，是系统的最前端。用户以访问网页的形式，根据自己的需求获取信息，并可以对数据资源进行操作，后台管理人员也可以对数据库进行操作和维护。
2.2. 系统数据库设计
数字土地博物馆基础平台上的数据主要由基础地理数据库、土壤数据库、土地利用数据库、地籍数据库、宏观经济数据库等基础数据库构成。数字土地博物馆的数据来源于各级土地管理部门、科研院所等单位。
数字土地博物馆系统数据库严格按照数据库设计要求进行设计，其设计的流程图如图3所示。
图3.数字土地博物馆数据库建库流程图
在国土资源的各种数据当中，属性数据（文字、数字等）可以用数据库形式进行存储。由于空间数据，具有复杂性和特殊性，不同的GIS软件平台有不同的存储方式，如文件存储方式、关系型数据库存储、面向对象与数据库存储等。在建立土地资源综合信息管理系统时，必须考虑大量的属性数据，以及各种文档数据，即系统要做到管理空间数据和属性数据的协调和统一。基于这一要求，数字土地博物馆系统中应采用对象-关系型数据库存储空间信息数据。采用这一存储方式，符合OpenGIS的要求，满足系统集成对数据进行管理和调用的需要。
3. 结论
数字土地博物馆凭借先进的网络技术，打破了时间与地域限制，用户可以随时、随地访问、查询自己所需要的信息；数字土地博物馆利用数据库对数据进行存储和管理，用户能方便快速地查询到想要的资料，管理人员也可以方便地对数据进行更新和处理；数字土地博物馆表现手法多元化，除了文字、图片资料以外，还结合其他媒体技术（如音频、视频等），甚至还能运用三维与虚拟现实技术使数字博物馆真正“活”起来，使用户享受到身临其境的感觉；数字土地博物馆有利于推动我国国土资源成果管理和共享工作再上新台阶，增进国际学术、科技和文化交流，并展示中国国土资源管理的水平。
