基于ArcGIS的測繪成果集成框架設(shè)計(jì)研究

王冰

摘 要：測繪與國土資源管理就是服務(wù)與被服務(wù)、保障與被保障的關(guān)系，因此，把測繪與國土管理緊密結(jié)合，才能更好的發(fā)揮測繪的作用。該文提出利用GIS技術(shù)的空間信息管理、存儲、表達(dá)、分析功能，高效地對各類測繪成果進(jìn)行管理、維護(hù)和更新，并發(fā)揮GIS技術(shù)的專題制圖功能，根據(jù)用戶需要生成各種分析圖件，便于土地系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)應(yīng)用。該文基于ArcGIS平臺，利用AE組件GIS模塊，采用VS.net開發(fā)環(huán)境下的C#開發(fā)語言，對系統(tǒng)功能進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：測繪成果管理 ArcGIS 設(shè)計(jì)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（a）-0021-02

數(shù)字城市是隨數(shù)字地球而出現(xiàn)的，同時也是數(shù)字地球的重要組成部分。與數(shù)字地球的理想狀態(tài)相比，它具有更強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性與可操作性，指明了城市信息化的發(fā)展方向，也是推動國家信息化的重要手段。世界上的主要發(fā)達(dá)國家非常重視數(shù)字城市，積極進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的研究，并開展了一系列的數(shù)字城市示范工程建設(shè)。

數(shù)字城市的建設(shè)的過程中，人們逐漸認(rèn)識到數(shù)據(jù)——尤其是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一共享問題。測繪成果為各行業(yè)提供基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，隨著現(xiàn)實(shí)日新月異的變化，數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)種類增加，傳統(tǒng)文件數(shù)據(jù)管理方式，難以滿足基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求，隨著GIS的發(fā)展，在數(shù)據(jù)的處理、分析和應(yīng)用方面越來越廣泛，并逐漸滲透到人們的日常生活各個方面。測繪行業(yè)中的地理信息數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、建庫、應(yīng)用成為各級測繪部門目前重要的任務(wù)。當(dāng)海量的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)庫成果后，如何有效管理數(shù)據(jù)、高效地使用所有數(shù)據(jù)，對測繪成果有需求的部門來說是一項(xiàng)重要的研究內(nèi)容。

1 測繪成果管理中存在的問題

測繪工作關(guān)系到國家的社會發(fā)展與經(jīng)濟(jì)命脈，是一項(xiàng)先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性、實(shí)時性、公益性的事業(yè)。伴隨著國家的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的飛躍，測繪成果所產(chǎn)生的地理信息的使用越來越廣泛，范圍也越來越大，各種測繪成果受到了國家、政府以及個人的重視，于是國家投入巨大的資金進(jìn)行測繪成果的更新、加密，有的測繪成果還更新到了地表以下的地理信息。

就目前的地理信息系統(tǒng)所管理的空間數(shù)據(jù)與屬性信息來說，目前測繪成果管理中還存在以下問題：（1）管理程序需要暢通。（2）數(shù)據(jù)庫不全面。（3）數(shù)據(jù)庫挖掘深度不夠。（4）數(shù)據(jù)使用檔次不夠。（5）數(shù)據(jù)發(fā)布受到制約。

2 測繪成果集成管理系統(tǒng)的需求分析

在軟件工程中，需求分析指的是在建立一個新的或改變一個現(xiàn)存的信息系統(tǒng)時描寫新系統(tǒng)的目的、范圍、定義和功能時所要做的所有的工作。需要開發(fā)人員與用戶協(xié)調(diào)、交流確定用戶的實(shí)際需要。只有確定了實(shí)際需要后才能夠分析和尋求新系統(tǒng)的解決方法，因此它是軟件工程中的一個關(guān)鍵過程。該文在上述對測繪成果管理中存在的問題分析和土地管理部分測繪成果的多樣性、實(shí)時性、復(fù)雜性特點(diǎn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行測繪成果集成管理系統(tǒng)的需求分析。

2.1 總體需求

測繪成果集成管理系統(tǒng)的總體需求：實(shí)現(xiàn)國土局測繪成果的多源數(shù)據(jù)集成、更新、質(zhì)量檢查、編輯與處理、歸檔歸類組織、利用、分析、統(tǒng)計(jì)等工作，能夠有序、編輯管理與應(yīng)用；屬空間型信息系統(tǒng)，具備地理空間位置運(yùn)算和處理的能力，能夠向用戶提供便捷的查詢、分析及利用服務(wù)。達(dá)到為測繪決策部門、管理部門、以及其他行業(yè)提供提供全方位的測繪成果信息服務(wù)。

2.2 詳細(xì)功能需求分析

（1）系統(tǒng)能對各類圖像進(jìn)行配準(zhǔn)處理，支持TIFF、GEOTIFF、JPG、BMP、GIF等圖像格式的輸入和輸出。

（2）系統(tǒng)提供坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能，能進(jìn)行 1954年北京坐標(biāo)系、1980年西安坐標(biāo)系、WGS-84坐標(biāo)、2000國家大地坐標(biāo)系等不同坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換，能通過四參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，增減坐標(biāo)的百公里常數(shù)。

（3）系統(tǒng)提供數(shù)字化、掃描矢量化，支持鍵盤輸入坐標(biāo)點(diǎn)、丈量法連碼、量距計(jì)算坐標(biāo)和批量導(dǎo)入GPS、全站儀等測量儀器的電子數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入等多種方式完成空間數(shù)據(jù)的采集。

（4）系統(tǒng)支持圖層的編輯，矢量數(shù)據(jù)的增、刪、改、延伸、連接、旋轉(zhuǎn)、合并、分解等編輯功能和對編輯對象的捕捉功能，數(shù)據(jù)的接邊處理，微小圖形的自動處理，靈活的查找定位功能等。

（5）系統(tǒng)支持屬性結(jié)構(gòu)的自定義，屬性值的編輯與修改，屬性值批量分析計(jì)算和錄入，批量屬性數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。

（6）系統(tǒng)支持空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)檢查項(xiàng)的自定義，系統(tǒng)能對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查和處理，檢查結(jié)果能輸出報表和錯誤結(jié)果的定位功能等。

（7）系統(tǒng)支持多種數(shù)據(jù)格式，如Shape、MDB個人數(shù)據(jù)庫、SDE數(shù)據(jù)庫、VCT、AUTOCAD等格式的交換。

3 測繪成果集成管理系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)將采用C/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫支撐作為整個系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)庫，對于系統(tǒng)所管理的數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系作為中間層，頂層則為用戶提供各應(yīng)用功能。

底層數(shù)據(jù)庫主要包括空間數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)庫兩類。它們包括基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)庫、地籍?dāng)?shù)據(jù)庫、影像數(shù)據(jù)庫、勘測定界數(shù)據(jù)庫、征地?cái)?shù)據(jù)庫、儲備數(shù)據(jù)庫、供地?cái)?shù)據(jù)庫、地價監(jiān)測點(diǎn)、市場拍賣數(shù)據(jù)庫、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫等各類國土資源管理過程中需要的空間數(shù)據(jù)與其屬性數(shù)據(jù)，在必要時還可以增加數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)種類。

應(yīng)用層直接向用戶提供系統(tǒng)功能，包括數(shù)據(jù)的入庫、編輯、屬性錄入、系統(tǒng)維護(hù)等主要功能。系統(tǒng)框架如圖1所示。

4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

（1）采用“數(shù)據(jù)中心”建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)集中分布式數(shù)據(jù)庫管理模式，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)可為其他各個相關(guān)專題應(yīng)用所引用，同時也保證其他專題數(shù)據(jù)為系統(tǒng)所用。（2）系統(tǒng)應(yīng)用ESRI公司ArcEngine開發(fā)平臺和SDE 數(shù)據(jù)庫管理引擎，支持各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫和海量數(shù)據(jù)的存儲與管理。（3）系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)圖層、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)字典、元數(shù)據(jù)等的管理及維護(hù)；通過用戶權(quán)限設(shè)置、密碼設(shè)置、備份與恢復(fù)、出錯處理、日志等加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，并可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無損升級。（4）系統(tǒng)提供矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)一體化管理功能，柵格數(shù)據(jù)可以從文件、柵格數(shù)據(jù)庫中疊加；支持矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的疊置顯示、打印。（5）系統(tǒng)提供多種查詢功能，包括自定義查詢、組合查詢等，圖屬互查，土地登記信息查詢；面積查詢計(jì)算、長度查詢計(jì)算等功能。

5 測繪成果集成管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

5.1 操作環(huán)境與技術(shù)架構(gòu)

客戶端采用了C/S方式來管理整個系統(tǒng)，采用ASP.NET和Windows Forms開發(fā)圖形界面。數(shù)據(jù)訪問層GIS數(shù)據(jù)方面采用 ArcGIS Engine的接口來通過ArcSDE訪問存儲在Oracle中的空間數(shù)據(jù)；非空間數(shù)據(jù)方面則采用ADO.NET訪問存儲在數(shù)據(jù)庫結(jié)合C#直接讀取存儲在文件中的相結(jié)合的方式。技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

5.2 系統(tǒng)主要功能

整個系統(tǒng)界面分為工具欄、圖層管理欄與作圖界面。系統(tǒng)的工具欄按照功能的邏輯性與科學(xué)性進(jìn)行分類，便于操作者進(jìn)行系統(tǒng)功能的查找與使用。圖層管理欄主要是對加載的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，比如加載圖層、刪除圖層、控制顯示、移動圖層先后順序等功能。作圖界面是系統(tǒng)進(jìn)行圖形編輯的主要區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，操作者可以對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯，以達(dá)到數(shù)據(jù)入庫或使用的要求。

5.2.1 空間數(shù)據(jù)屬性查詢

測繪成果集成管理系統(tǒng)不僅要對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫、編輯與管理，同時還有大量的空間數(shù)據(jù)對應(yīng)的屬性信息進(jìn)行管理、入庫與查詢，以查詢某地塊地類圖斑為例。

5.2.2 影像數(shù)據(jù)的加截與圖像糾正

影像數(shù)據(jù)可以直觀地表達(dá)地貌、地形以及用地狀態(tài)，使看圖者明了土地利用現(xiàn)狀，對于影像圖的調(diào)用與圖像糾正的功能實(shí)現(xiàn)也是十分有意義的。

6 結(jié)語

測繪與國土資源管理就是服務(wù)與被服務(wù)、保障與被保障的關(guān)系，因此，把測繪與國土管理緊密結(jié)合，才能更好的發(fā)揮測繪的作用。采用地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)、方法，為土地利用規(guī)劃修編、土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫建設(shè)、建立“以圖管地”的土地新機(jī)制提供服務(wù)，進(jìn)一步提高效率和精度。

參考文獻(xiàn)

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