基于ArcGIS的上海浦東環(huán)保地理信息系統(tǒng)設計

張 偉, 肖又發(fā), 吳子旗

(上海交技發(fā)展股份有限公司研發(fā)中心,上海200135)

0 前 言

為了實現上海浦東地區(qū)現有交通信息資源的整合和再利用,建立符合交通信息集約化發(fā)展的平臺構架,滿足浦東新區(qū)環(huán)保局、公安分局、區(qū)建交委的管理需求,為浦東綜合交通信息化的發(fā)展和落實提供保障,新區(qū)政府提出構建浦東新區(qū)交通信息管理系統(tǒng)工程“一總三子”平臺,即:新區(qū)專業(yè)總平臺、環(huán)保子平臺、公安子平臺、建交委子平臺。

基于地理信息系統(tǒng)(GIS)公共處理平臺,在我國交通管理行業(yè)得到了廣泛應用并發(fā)揮著越來越重要的作用?！耙豢側印逼脚_采用GIS作為實現信息交換與共享的信息載體,各種交通信息的交換、存儲及組織,以及這些交通信息在應用和發(fā)布服務過程中的信息表達方式均圍繞GIS-T開發(fā)。

環(huán)保子平臺是一個集信息交換、信息共享、信息融合為一體的信息平臺,選用GIS技術作為信息平臺的載體,不僅能夠實現對公路設施、綜合交通信息等的可視化管理和分析,更能實現用統(tǒng)一的信息表達方式與其它外部系統(tǒng)進行信息交換。

1 總體設計

1.1 系統(tǒng)設計目標

1.實現數據資源的管理維護:建立基礎地理空間數據庫和公路設施資源數據庫,為公路設施管理和道路養(yǎng)護提供必要的信息支持,實現系統(tǒng)數據的動態(tài)更新維護機制,并為系統(tǒng)數據庫擴展預留接口。

2.實現查詢統(tǒng)計決策分析功能:通過各種查詢、統(tǒng)計、專題圖和報表輸出功能,為用戶提供及時、準確的信息查詢檢索和統(tǒng)計分析服務。

3.實現數據共享交換功能:通過地理空間數據標準與數據共享交換技術,達到與其它系統(tǒng)的數據共享,實現“一數一源,一源多用”的數據交換共享機制。

1.2 系統(tǒng)設計思路

本系統(tǒng)采用分層設計的思想,把整個系統(tǒng)分成了基礎數據層(基礎數據和空間數據)、通用數據訪問層、終端應用層(系統(tǒng)結構參見圖1)。數據訪問層可以和其它MIS系統(tǒng)通過接口有效地進行集成,確保數據的準確性和可靠性。終端應用層包括七大功能模塊:地圖操作、數據查詢、實時監(jiān)控、養(yǎng)護管理、統(tǒng)計分析、高級應用、維護管理。

通過圖1的系統(tǒng)軟件結構設計,保證了系統(tǒng)在開發(fā)時的分布設計和模塊化開發(fā),保證系統(tǒng)在實際應用中的分階段設施和產品的靈活性、可靠性和穩(wěn)定性。

圖1 GIS系統(tǒng)結構圖

1.3 GIS平臺選擇

一般GIS應用系統(tǒng)在選擇GIS平臺時需考慮以下因素:

●體系結構的伸縮性;

●系統(tǒng)功能強度;

●系統(tǒng)開放性;

●系統(tǒng)成熟性。

本系統(tǒng)采用組件式GIS平臺ArcEngine+ArcSDE進行開發(fā)。ESRI公司是全球最大的GIS軟件提供商,國內大量的政府部門在信息系統(tǒng)構建中采用了ESRI公司的產品。同時,ESRI公司的ArcGIS軟件采用的是全面的、可伸縮集成的體系結構,可提供多層次的產品解決方案。

2 核心功能設計

GIS系統(tǒng)主要包括七大核心功能模塊,軟件的主界面參見圖2。

2.1 地圖操作模塊

實現地圖無級縮放、局部縮放、漫游、圖層操作、設置圖層顯示比例、全局圖形窗口、“鷹眼”、測量工具、地圖文件導出與打印等功能。

2.2 綜合查詢模塊

實現點選、框選、圈選等多種信息查詢工具,能實現強大的雙向查詢功能——在地圖上查詢任意位置/范圍對應屬性表信息或根據屬性表記錄定位它在地圖上的位置或范圍。查詢工具將GIS系統(tǒng)中地理信息和屬性信息(數據庫信息)進行關聯,豐富了查詢數據的內容。查詢模塊的數據關系見圖3。

圖3 查詢模塊數據關系圖

2.3 實時監(jiān)控模塊

利用GIS動態(tài)分段技術,將帶GIS標識的動態(tài)數據在GIS上進行定位,例如:以不同的顏色顯示各個路段的交通暢通、擁堵等狀態(tài);根據設備狀態(tài)以不同的顏色進行顯示;在養(yǎng)護的道路、占路掘路位置以及道路施工位置生成標識進行信息顯示;對狀態(tài)異常的GIS對象閃爍提示并附加聲音提示,提醒用戶注意。

2.4 養(yǎng)護管理模塊

將道路養(yǎng)護系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)進行有機結合,對道路病害情況、對道路養(yǎng)護階段按照計劃、執(zhí)行中以及完成后進行分類統(tǒng)計并根據地理分布進行信息展示和動態(tài)跟蹤。

2.5 統(tǒng)計分析模塊

通過各種專題地圖、統(tǒng)計報表、地理分析等,為交通管理部門提供決策支持依據,例如統(tǒng)計區(qū)域道路設施老化情況,統(tǒng)計交通事故的分布情況等,還能將多個條件綜合起來分析并生成各類專題圖。

2.6 高級應用模塊

為最終用戶提供界面編輯接口,供用戶對圖層的點、線、面、文字等元素進行編輯,能根據需求方便加入點、線、面、文字、測量長度、面積以及相關標注等。

2.7 維護管理模塊

根據新增、變化的GIS對象對圖層、屬性數據進行編輯和修改,可以靈活地對它們進行增、刪、改等操作,并同時改變與空間數據庫的對應關系。

3 系統(tǒng)特點

1.GIS系統(tǒng)通過與環(huán)保子平臺業(yè)務系統(tǒng)的緊密結合,發(fā)揮出了空間信息相比傳統(tǒng)數字信息的強大優(yōu)勢。環(huán)保子平臺是一個集公路設施養(yǎng)護與道路綜合交通于一體的信息平臺,大部分業(yè)務數據都與空間信息相關,通過GIS平臺能更好地分析、展示公路設施管理數據之間的聯系,為管理層決策提供更好的服務。

2.CBD技術與C/S模式的充分應用:系統(tǒng)基于面向對象的建模方法和3層體系結構進行設計。編程實現在面向對象技術基礎上,采用組件(Component Based Development)開發(fā)技術,將底層模塊封裝為應用組件,通過應用組件的組合搭建系統(tǒng),以實現軟件模塊的重用和軟件的共享。應用組件的實現主要采用Microsoft公司COM+/DCOM組件,而GIS應用系統(tǒng)的開發(fā)也是基于組件技術實施的,這樣可以方便地實現各功能子系統(tǒng)的一體化集成。

3.以關系數據庫為中心的數據管理模式:采用關系型數據庫和空間數據引擎技術進行海量空間信息管理,統(tǒng)一管理業(yè)務所涉及的所有空間數據圖層,滿足空間數據工業(yè)化標準、TB級數據管理,高性能空間數據訪問的要求,提供基礎空間信息的支持。

4 結 語

環(huán)保子平臺信息系統(tǒng)在GIS平臺上,整合各類公路設施與交通信息資源,建立統(tǒng)一的資源數據庫,并將信息資源完整、準確地定位于公路設施相關的地理環(huán)境中,通過GIS技術與業(yè)務緊密結合,為管理部門提供了直觀、高效、便捷、綜合性的管理手段,有效提高了管理部門的管理效率。

[1] 蔣波濤.插件式GIS應用框架的設計與實現[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.