基于ArcEngine的農(nóng)村公路管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

呂家騏，王 雷

（1.哈爾濱市勘察測繪研究院，黑龍江 哈爾濱 150010；2.哈爾濱數(shù)字城市科技有限公司，黑龍江 哈爾濱 150010）

近年來，通過全國農(nóng)村公路專項(xiàng)調(diào)查工作，各市級管理單位初步建立了農(nóng)村公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和電子地圖信息，實(shí)現(xiàn)了每年的數(shù)據(jù)更新，保障了農(nóng)村公路基礎(chǔ)信息的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，利用信息化手段，整合各類信息資源，進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、應(yīng)用，建立市－縣－鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)村公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集維護(hù)體系，農(nóng)村公路計(jì)劃、建設(shè)、養(yǎng)護(hù)的綜合信息管理系統(tǒng)以優(yōu)化管理手段、提高管理效率，從而進(jìn)一步提高農(nóng)村公路項(xiàng)目監(jiān)管力度，使有限的資金能夠保障農(nóng)村公路的完好率。

在日常農(nóng)村公路管理過程中，受制于人員編制限制，市級農(nóng)村公路管理人員往往面臨以下問題：

1）農(nóng)村公路分布廣、密度大，道路、橋梁的空間位置、基本屬性很難全面而準(zhǔn)確地掌握。

2）農(nóng)村公路數(shù)據(jù)來源廣泛，尚未形成一套統(tǒng)一、詳細(xì)的數(shù)據(jù)管理體系。

3）農(nóng)村公路項(xiàng)目眾多，每年列支計(jì)劃過程中，面對各縣區(qū)所申報(bào)項(xiàng)目，市級管理人員很難全面掌控，即使現(xiàn)場核查，也往往受制于地理位置的不熟悉，造成查看項(xiàng)目與申報(bào)項(xiàng)目的脫節(jié)。

4）項(xiàng)目施工過程中，管理僅局限于各縣區(qū)的報(bào)表，即使經(jīng)常跑現(xiàn)場，也無法用全面而有效的手段掌握各項(xiàng)目的分布、進(jìn)展情況；項(xiàng)目的開發(fā)目的主要是針對上述問題以及農(nóng)村公路管理的特點(diǎn)，利用GIS系統(tǒng)為各級農(nóng)村公路管理人員提供一套完整的農(nóng)村公路從信息采集到計(jì)劃審批、項(xiàng)目管理的農(nóng)村公路管理系統(tǒng)，達(dá)到提高管理效率、豐富管理手段的目的。

1 ArcEngine簡介

ArcGIS Engine是用于構(gòu)建定制應(yīng)用的一個完整的嵌入式的GIS組件庫。利用ArcGIS Engine，開發(fā)者能將ArcGIS功能集成到一些應(yīng)用軟件中。ArcGIS Engine包含一個構(gòu)建定制應(yīng)用的開發(fā)包。程序設(shè)計(jì)者可以在自己的計(jì)算機(jī)上安裝ArcGIS Engine開發(fā)工具包，工作于自己熟悉的編程語言和開發(fā)環(huán)境中。ArcGIS Engine通過在開發(fā)環(huán)境中添加控件、工具、菜單條和對象庫，在應(yīng)用中嵌入GIS功能。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體框架

系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思想是先將農(nóng)村道路信息納入數(shù)字地理空間框架并制定農(nóng)村公路分類與編碼體系；其次根據(jù)分類和編碼體系建立農(nóng)村公路信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；隨后以空間圖形為載體，在平面電子地圖上管理農(nóng)村公路各種信息。總體框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用分層技術(shù)架構(gòu)，依據(jù)項(xiàng)目建設(shè)需求，分別定義了硬件層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層。

1）硬件層：硬件層定義了項(xiàng)目運(yùn)行的硬件條件，包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、服務(wù)器等基礎(chǔ)硬件環(huán)境。

2）數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層定義了項(xiàng)目建設(shè)所需的數(shù)據(jù)，包括GIS數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等所有數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的存儲模式包括數(shù)據(jù)庫和文件：主體數(shù)據(jù)均納入數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，包括新建數(shù)據(jù)庫和建設(shè)單位已建立的空間數(shù)據(jù)庫；對格式較大的圖片、掃描文檔等附件資料，以文件目錄方式進(jìn)行管理，并建立附件資料元數(shù)據(jù)表。

3）服務(wù)層：服務(wù)層將數(shù)據(jù)和功能以服務(wù)的方式進(jìn)行發(fā)布，包括二維GIS服務(wù)和第三方發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)空間數(shù)據(jù)服務(wù)。服務(wù)層遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，包括OGC相關(guān)服務(wù)協(xié)議，且遵循標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的服務(wù)可進(jìn)行聚合疊置。

4）應(yīng)用層：應(yīng)用層由基礎(chǔ)功能和定制功能組成?；A(chǔ)功能是可重用的基礎(chǔ)功能，如地圖瀏覽、圖層控制、空間分析功能等，這些基礎(chǔ)功能內(nèi)嵌于基礎(chǔ)開發(fā)框架，被多個子系統(tǒng)重用；定制功能依據(jù)功能建設(shè)需求和目標(biāo)，屬定制開發(fā)功能，滿足各子系統(tǒng)建設(shè)要求。為實(shí)現(xiàn)與第三方服務(wù)交互，系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)接口和功能接口：前者僅提供數(shù)據(jù)訪問接口，授予用戶訪問、使用數(shù)據(jù)的權(quán)限，所有操作均須用戶自定義開發(fā)；功能接口提供了功能互動操作，用戶僅需調(diào)用相應(yīng)方法，不僅獲得數(shù)據(jù)，還獲得與接口相關(guān)的一系列操作效果，用于交互性接口開發(fā)。

2.2 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)方案為基于GeoDataBase的空間數(shù)據(jù)模型，管理組織基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)和人防專題空間數(shù)據(jù)，采用Oracle11g進(jìn)行所有數(shù)據(jù)存儲，通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫引擎進(jìn)行管理維護(hù)。依據(jù)數(shù)據(jù)種類，將數(shù)據(jù)劃分為基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫、人防專題數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫3個子數(shù)據(jù)庫，空間數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)集（Dataset）和要素集（FeatureClass）的層級關(guān)系進(jìn)行組織，關(guān)系模型數(shù)據(jù)以二維關(guān)系表的方式存儲在Oracle數(shù)據(jù)庫中。

2.3 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)完成了地圖展示模塊、地圖導(dǎo)航模塊、位置采集模塊、屬性錄入模塊、查詢分析模塊、項(xiàng)目管理模塊、項(xiàng)目進(jìn)度模塊、日常養(yǎng)護(hù)模塊、水毀申報(bào)、處置模塊9大功能模塊。系統(tǒng)功能模塊劃分如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

2.3.1 地圖展示模塊

主要包括矢量圖展示、影像圖展示、專題圖展示、地圖服務(wù)聚合、地圖數(shù)據(jù)管理、多地圖比對。

2.3.2 地圖導(dǎo)航模塊

主要包括一些基本的GIS 功能，包括放大、縮小、中心放大、中心縮小、漫游、全屏、長度量算、空間查詢、屬性查詢等功能。

2.3.3 位置采集模塊

采集道路、橋梁以及項(xiàng)目的空間數(shù)據(jù)，形成道路、橋梁和項(xiàng)目的現(xiàn)狀、點(diǎn)狀空間數(shù)據(jù)。

2.3.4 屬性錄入模塊

可根據(jù)用戶的不同需要設(shè)定道路、橋梁、項(xiàng)目的基本錄入信息，用戶可直接現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入。

2.3.5 查詢分析模塊

在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)對農(nóng)村公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、項(xiàng)目信息、項(xiàng)目進(jìn)展信息以及其他與交通相關(guān)的綜合信息的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析。

2.3.6 項(xiàng)目管理模塊

通過對空間數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)調(diào)閱管理實(shí)現(xiàn)對年度計(jì)劃的申報(bào)、審批、審核，更直觀的為管理人員提供項(xiàng)目的空間分布、屬性狀況以及現(xiàn)狀信息，提高項(xiàng)目的審批、管理的效率和合理性。

2.3.7 項(xiàng)目進(jìn)度模塊

實(shí)現(xiàn)了對審批后的項(xiàng)目進(jìn)行全過程管理，包括施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)理招標(biāo)記錄；施工進(jìn)度管理、施工采樣信息管理、竣工管理等全過程管理，全面掌握農(nóng)村公路的項(xiàng)目進(jìn)展情況、質(zhì)量情況。

2.3.8 日常養(yǎng)護(hù)模塊

實(shí)現(xiàn)對農(nóng)村公路日常養(yǎng)護(hù)資金的使用調(diào)度，養(yǎng)護(hù)路段養(yǎng)護(hù)巡查記錄等日常管理。

2.3.9 水毀申報(bào)、處置模塊

通過現(xiàn)場采集設(shè)備，及時發(fā)揮道路、橋梁的水毀信息、GPS現(xiàn)狀多媒體信息，并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行審批以及修復(fù)資金的調(diào)度，提高了對水毀公路的應(yīng)急處置能力。

3 結(jié)束語

本文結(jié)合農(nóng)村公路管理現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，研究了系統(tǒng)平臺的總體框架設(shè)計(jì)，開發(fā)農(nóng)村公路管理系統(tǒng)，建立一套滿足于農(nóng)村公路管理、監(jiān)控、維護(hù)和決策分析的綜合型信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村公路管理工作的信息化。

［1］吳毅洲.農(nóng)村公路交通系統(tǒng)目標(biāo)分析［J］.交通科技與經(jīng)濟(jì)，2012（2）：15－19.

［2］任宏基，馬昌喜.農(nóng)村公路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)多目標(biāo)模型與算法分析［J］.交通科技與經(jīng)濟(jì)，2012（2）：7－10.

［3］梁國華.農(nóng)村公路工程項(xiàng)目績效評價理論與方法研究［D］.西安：長安大學(xué)，2008.

［4］高子讓.基于ARCGIS ENGINE的公路地理信息系統(tǒng)研究［D］.西安：西安科技大學(xué)，2009.

［5］王艷軍.一種基于SOA 的地理信息共享模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［A］.第二屆“測繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選［C］.2008.

［6］翟石艷.孔云峰.基于Web Service和Mashup技術(shù)的城市地理數(shù)據(jù)服務(wù)研究［A］.《測繪通報(bào)》測繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇摘要集［C］.2008.

［7］張書亮，閭國年，李秀梅.網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)［M］.北京：科學(xué)出版社，2005.

［8］張新長，馬林兵，張青年.地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫［M］.北京：科學(xué)出版社，2005.