何珺

摘要：測(cè)繪與國(guó)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(cè)繪與國(guó)土管理緊密結(jié)合，才能更好的發(fā)揮測(cè)繪的作用。本文提出利用 GIS 技術(shù)的空間信息管理、存儲(chǔ)、表達(dá)、分析功能，高效地對(duì)各類測(cè)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。論文基于 ArcGIS 平臺(tái)，利用 AE 組件 GIS 模塊，采用 VS.net 開(kāi)發(fā)環(huán)境下的 C#開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：測(cè)繪成果；管理；ArcGIS；設(shè)計(jì)

數(shù)字城市是隨數(shù)字地球而出現(xiàn)的，同時(shí)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(dòng)國(guó)家信息化的重要手段。世界上的主要發(fā)達(dá)國(guó)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(kāi)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(guò)程中，人們逐漸認(rèn)識(shí)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(wèn)題。測(cè)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(lái)越廣泛，并逐漸滲透到人們的日常生活各個(gè)方面。測(cè)繪行業(yè)中的地理信息數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、建庫(kù)、應(yīng)用成為各級(jí)測(cè)繪部門(mén)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(kù)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(duì)測(cè)繪成果有需求的部門(mén)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)重要的研究?jī)?nèi)容。

1.測(cè)繪成果管理中存在的問(wèn)題

測(cè)繪工作關(guān)系到國(guó)家的社會(huì)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(shí)性、公益性的事業(yè)。伴隨著國(guó)家的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的飛躍，測(cè)繪成果所產(chǎn)生的地理信息的使用越來(lái)越廣泛，范圍也越來(lái)越大，各種測(cè)繪成果受到了國(guó)家、政府以及個(gè)人的重視，于是國(guó)家投入巨大的資金進(jìn)行測(cè)繪成果的更新、加密，有的測(cè)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(lái)說(shuō)，目前測(cè)繪成果管理中還存在以下問(wèn)題：

（1）管理程序需要暢通。（2）數(shù)據(jù)庫(kù)不全面。（3）數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)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(gè)新的或改變一個(gè)現(xiàn)存的信息系統(tǒng)時(shí)描寫(xiě)新系統(tǒng)的目的、范圍、定義和功能時(shí)所要做的所有的工作。

需要開(kāi)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(gè)關(guān)鍵過(guò)程。論文在上述對(duì)測(cè)繪成果管理中存在的問(wèn)題分析，和土地管理部分測(cè)繪成果的多樣性、實(shí)時(shí)性、復(fù)雜性特點(diǎn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行測(cè)繪成果集成管理系統(tǒng)的需求分析。

2.1 總體需求

測(cè)繪成果集成管理系統(tǒng)的總體需求：實(shí)現(xiàn)國(guó)土局測(cè)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(cè)繪決策部門(mén)、管理部門(mén)、以及其它行業(yè)提供提供全方位的測(cè)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(duì)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(guó)家大地坐標(biāo)系等不同坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換，能通過(guò)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(pán)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(cè)量?jī)x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(duì)編輯對(duì)象的捕捉功能；數(shù)據(jù)的接邊處理；微小圖形的自動(dòng)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(duì)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(bào)表和錯(cuò)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(gè)人數(shù)據(jù)庫(kù)、SDE 數(shù)據(jù)庫(kù)、VCT、AUTOCAD 等格式的交換。

3.測(cè)繪成果集成管理系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

3.1 測(cè)繪成果集成管理信息系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，即應(yīng)用層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層。服務(wù)層采用 COM 組件技術(shù)，在 ArcEngine 圖形平臺(tái)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊的搭建，通過(guò)ArcSDE 數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)全市海量空間數(shù)據(jù)的檢索，通過(guò) Oracle 大型數(shù)據(jù)庫(kù)載體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和維護(hù)：

（1）程序框架設(shè)計(jì)

（2）功能框架設(shè)計(jì)包括圖形管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用、圖件輸出，數(shù)據(jù)更新與輔助決策等功能的設(shè)計(jì)。

（3）數(shù)據(jù)框架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括土地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，以及城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)，根據(jù)不同的要素類型和不同位置層，進(jìn)行分層存儲(chǔ)，分層管理，實(shí)現(xiàn)集成化的管理與維護(hù)。

系統(tǒng)將采用 C/S 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)支撐作為整個(gè)系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)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(kù)主要包括空間數(shù)據(jù)與其對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)兩類。它們包括基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)庫(kù)、地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)、影像數(shù)據(jù)庫(kù)、勘測(cè)定界數(shù)據(jù)庫(kù)、征地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、儲(chǔ)備數(shù)據(jù)庫(kù)、供地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、地價(jià)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、市場(chǎng)拍賣(mài)數(shù)據(jù)庫(kù)、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)等各類國(guó)土資源管理過(guò)程中需要的空間數(shù)據(jù)與其屬性數(shù)據(jù)，在必要時(shí)還可以增加數(shù)據(jù)庫(kù)里的數(shù)據(jù)種類。

雖然各個(gè)部門(mén)處理的業(yè)務(wù)不同，對(duì)于土地管理過(guò)程中空間數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)都存在大量的交叉現(xiàn)象，對(duì)于這些交叉的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的邏輯管理，減少數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的冗余，則可以大大提高系統(tǒng)運(yùn)算速度、減少系統(tǒng)運(yùn)算量，提高了工作效率。

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(kù)、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(kù)管理模式，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)可為其他各個(gè)相關(guān)專題應(yīng)用所引用，同時(shí)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(kāi)發(fā)平臺(tái)和 SDE 數(shù)據(jù)庫(kù)管理引擎，支持各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)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(guò)用戶權(quán)限設(shè)置、密碼設(shè)置、備份與恢復(fù)、出錯(cuò)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(wú)損升級(jí)；

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(kù)中疊加；支持矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的疊置顯示、打??；

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(zhǎng)度查詢計(jì)算等功能；

6）系統(tǒng)能進(jìn)行宗地圖、標(biāo)準(zhǔn)分幅圖、區(qū)域圖、任意區(qū)域裁剪圖其他各類專題圖、歷史專題圖的輸出和編制，并且能對(duì)各類圖件模版進(jìn)行定義；

7）系統(tǒng)能生成相關(guān)規(guī)范要求的統(tǒng)計(jì)匯總表，具有對(duì)表格的統(tǒng)計(jì)、匯總、查詢功能，輸出報(bào)表的格式為 EXCEL；

8）系統(tǒng)用時(shí)間增量方式保存歷史信息，具有圖形與屬性歷史信息的存儲(chǔ)、查詢和追溯等功能。

5.測(cè)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)

5.1.1 操作環(huán)境

基于對(duì) ArcGIS 開(kāi)發(fā)平臺(tái)與 Oracle 操作平臺(tái)與程序的學(xué)習(xí)、研究與開(kāi)發(fā)的需要，服務(wù)端運(yùn)行需要的操作系統(tǒng)為 Windows 2000/2003，開(kāi)發(fā)平臺(tái)為 ArcSDE 9.2for Oracle 9i/ Oracle10G，數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)為 Oracle Database 9i/10G，服務(wù)器硬件要求P4 2.0 以上，1G 以上內(nèi)存，60G 以上硬盤(pán)。

服務(wù)端運(yùn)行環(huán)境需要客戶端操作系統(tǒng)環(huán)境為 Windows 2000/XP/2003，ArcGIS 平臺(tái)為 ArcEngine 9.2 Runtime，數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境為 Oracle 9i /10G OleDB Driver，電腦硬件要求 P4 2.0 以上，512M 以上內(nèi)存，60G 以上硬盤(pán)，其它要求MS Office2000 及以上版本，IE6.0 及以上版本。

5.1.2 技術(shù)架構(gòu)

客戶端采用了 C/S 方式來(lái)管理整個(gè)系統(tǒng)，采用 ASP.NET 和 Windows Forms 開(kāi)發(fā)圖形界面。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層 GIS 數(shù)據(jù)方面采用 ArcGIS Engine 的接口來(lái)通過(guò) ArcSDE訪問(wèn)存儲(chǔ)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(wèn)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合 C#直接讀取存儲(chǔ)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(gè)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(duì)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(dòng)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(duì)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(kù)或使用的要求。

5.2.1 空間數(shù)據(jù)屬性查詢

測(cè)繪成果集成管理系統(tǒng)不僅要對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫(kù)、編輯與管理，同時(shí)還有大量的空間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的屬性信息進(jìn)行管理、入庫(kù)與查詢。

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(duì)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)束語(yǔ)

測(cè)繪與國(guó)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(cè)繪與國(guó)土管理緊密結(jié)合，才能更好的發(fā)揮測(cè)繪的作用。采用地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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。

地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相互融合，互相促進(jìn)發(fā)展，再加上測(cè)繪行業(yè)不斷對(duì)地表、地下的空間數(shù)據(jù)、屬性信息的耕新技術(shù)也日益發(fā)展，幾者的相互結(jié)合，為國(guó)土資源各種業(yè)務(wù)提供著新數(shù)據(jù)、新方法，促進(jìn)了國(guó)土部門(mén)業(yè)務(wù)水平、工作效率，也增強(qiáng)了國(guó)土部門(mén)為公眾服務(wù)的水平。

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