李慧芳，鄭隆舉，張正榮

(蘭州城市學院培黎工程技術學院，甘肅蘭州 730070)

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GIS技術在建設果樹資源管理信息系統(tǒng)中的應用

李慧芳，鄭隆舉，張正榮

(蘭州城市學院培黎工程技術學院，甘肅蘭州 730070)

摘要為了有效地保存和高效地利用果樹資源，通過屬性數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)及多媒體數(shù)據(jù)的采集，建立了果樹屬性數(shù)據(jù)庫、果實屬性數(shù)據(jù)庫和基礎地理數(shù)據(jù)庫；利用GIS技術的空間數(shù)據(jù)管理、處理和顯示功能，在可視化編程環(huán)境集成組件ArcObject中進行二次開發(fā)，構建了包括數(shù)據(jù)層、功能實現(xiàn)層和人機交互層的果樹資源管理信息系統(tǒng)?；贕IS的果樹資源信息系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)輸入和輸出、數(shù)據(jù)檢索分析及GIS空間查詢功能，為廣大用戶提供了高效的查詢檢索途徑，具有很強的實用性。

關鍵詞管理信息系統(tǒng)；果樹資源；ArcObject；數(shù)據(jù)庫；GIS二次開發(fā)。

果樹資源是科技工作者采集或者工作過程中積累的具有保存價值的文字、圖表、多媒體資料和其他載體形式的文件材料[1]。近年來，隨著廣大科技工作者的采集以及工作中的積累，果樹資源資料越來越多，信息量也越來越大。傳統(tǒng)的手工管理模式存在很多問題，如資源信息分散、重復勞動多、工作效率低、查詢利用麻煩等，不能充分發(fā)揮果樹資源作用。為了充分利用果樹資源為科技工作和決策服務，建立果樹科技資源系統(tǒng)已顯得十分緊迫和必要。

完整的果樹資源信息除了名稱、類別等屬性信息之外，還包括果樹資源保存地區(qū)、適合種植地區(qū)等空間信息。GIS是一種基于空間的信息系統(tǒng)，能夠獲取、存儲、管理、查詢、模擬、顯示和分析地理空間信息。運用GIS技術可以高效存儲和管理果樹資源的空間信息和屬性信息，方便廣大科技工作者查詢、分析和利用。筆者利用GIS技術的空間數(shù)據(jù)管理、處理和顯示功能，在可視化編程環(huán)境集成組件ArcObject中進行二次開發(fā)，構建了果樹資源管理信息系統(tǒng)，為決策者和科研工作者提供信息支持。

1果樹資源數(shù)據(jù)庫的建設

數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的核心，果樹資源管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要由空間信息數(shù)據(jù)庫和屬性信息數(shù)據(jù)庫兩部分組成。為了清楚地表示果樹資源的空間位置信息，以進行查詢分析，將地理空間數(shù)據(jù)數(shù)字化成行政區(qū)劃和基礎地形2個圖層。果樹屬性數(shù)據(jù)經(jīng)過采集整理后按相關標準轉換成標準化編碼，建立果樹屬性數(shù)據(jù)庫、果實屬性數(shù)據(jù)庫和基礎地理數(shù)據(jù)庫。收集的行政區(qū)劃圖、地形圖等圖件在進行矢量化后通過ArcSDE數(shù)據(jù)庫引擎保存在SQL Server 2000中。

1.1數(shù)據(jù)采集

1.1.1屬性數(shù)據(jù)的采集及其規(guī)范化、標準化。果樹的屬性數(shù)據(jù)是反映果樹的具體特征及相關屬性的數(shù)據(jù)，包括果樹的名稱、種類、生長地、果實、果實屬性、產(chǎn)量、生長年限等信息。采集的屬性數(shù)據(jù)需轉換為規(guī)范化、標準化的數(shù)據(jù)，按相關的行業(yè)標準編碼然后入庫。

1.1.2空間數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)字化。屬性數(shù)據(jù)需要和空間數(shù)據(jù)關聯(lián)起來才能具體地反映果樹資源的全部特征，所以需要建立空間屬性數(shù)據(jù)庫。這里要搜集的空間屬性數(shù)據(jù)包括1∶5萬行政區(qū)劃圖和1∶5萬地形圖。采集空間地圖數(shù)據(jù)后，選擇合適的坐標系、投影方式，矢量化后，通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)庫引擎將數(shù)據(jù)存儲在SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)通過ArcSDE來實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的存取和使用。

1.1.3多媒體數(shù)據(jù)的采集。多媒體數(shù)據(jù)是為了讓系統(tǒng)內容更生動、更充實，使系統(tǒng)更人性化，查詢分析結果更直觀、明了。這里搜集的多媒體數(shù)據(jù)包括果樹整體照片、果實照片、當?shù)氐湫途坝^照片等。將這些照片數(shù)字化后以文件的形式存儲在數(shù)據(jù)庫中。

1.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)架構確定目前較為流行的大型商業(yè)型數(shù)據(jù)庫有Oracle、DB2、SQL Server等，經(jīng)過分析各個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性、價格，以及與專業(yè)GIS平臺的結合程度，該研究確定使用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理和存儲屬性數(shù)據(jù)[3]?？臻g數(shù)據(jù)通過ArcSDE數(shù)據(jù)庫引擎存儲在SQL Server 2000中。

2果樹科技資源信息系統(tǒng)的設計和功能實現(xiàn)

2.1果樹科技資源信息系統(tǒng)的總體設計果樹資源管理信息系統(tǒng)分3個層次設計，系統(tǒng)總體設計見圖1。

圖1　果樹資源管理信息系統(tǒng)總體設計

圖1中，最底層是數(shù)據(jù)層，存儲所有的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，平臺系統(tǒng)通過ArcSED空間數(shù)據(jù)庫引擎來調用存儲在SQL-Server中的空間數(shù)據(jù)；中間層是功能實現(xiàn)層，也就是系統(tǒng)開發(fā)層，在VB編程環(huán)境中嵌入GIS組件ArcObject進行二次開發(fā)，實現(xiàn)果樹資源信息管理的功能模塊；最上面一層是人機交互層，提供友好的人機界面，方便用戶輸入、輸出數(shù)據(jù)，打印報表、圖形圖像，進行查詢、分析以及一些基于圖層的編輯操作。

2.2技術路線果樹資源的空間屬性很重要，而GIS 技術具有很強的空間信息存儲和管理功能，所以運用GIS技術來建立果樹資源信息系統(tǒng)。目前基于GIS的開發(fā)方式有以下3種：①獨立開發(fā)，指不依賴于任何GIS工具軟件，從空間數(shù)據(jù)的采集、編輯到數(shù)據(jù)的處理分析及結果輸出，所有的算法都由開發(fā)者獨立設計，然后選用某種程序設計語言，如Visua1C++、Delphi等，在一定的操作系統(tǒng)平臺上編程實現(xiàn)[5]。②純二次開發(fā)，指完全借助于GIS工具軟件提供的開發(fā)語言進行應用系統(tǒng)開發(fā)。③集成二次開發(fā)，是指在專業(yè)的GIS工具軟件平臺上，利用GIS的功能控件，在可視化編程環(huán)境中，進行集成開發(fā)，直接將GIS功能嵌入其中，實現(xiàn)GIS的各種功能。

獨立開發(fā)難度太大，單純二次開發(fā)受 GIS 工具提供的編程語言的限制差強人意，集成二次開發(fā)既可以利用通用編程軟件高效、強大的編程能力，又充分利用了GIS工具軟件完備的空間數(shù)據(jù)可視化分析處理功能，大大提高了應用系統(tǒng)的開發(fā)效率，而且可靠性強，易于移植，便于維護。所以該研究采用ESRI公司提供的ArcObject 組件，在VB編程環(huán)境中進行集成二次開發(fā)[2]。

2.3果樹資源信息系統(tǒng)的功能該系統(tǒng)的設計目標是人機界面友好，操作簡單，直觀地將查詢分析的結果以數(shù)據(jù)、圖片或多媒體等多種表現(xiàn)形式展示給用戶[3]，用戶能快捷方便地獲取所需信息。系統(tǒng)具備以下功能。

2.3.1數(shù)據(jù)輸入、輸出功能。系統(tǒng)具有高效的數(shù)據(jù)采集、記錄輸入功能，包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的輸入、管理功能。同時系統(tǒng)可以以各種方式輸出數(shù)據(jù)，包括基本數(shù)據(jù)、統(tǒng)計報表、表格和圖形輸出。

2.3.2數(shù)據(jù)檢索分析功能。系統(tǒng)可以按用戶要求以不同的檢索條件進行查詢，生成用戶需要的統(tǒng)計報表和表格圖形等。

2.3.3GIS功能。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)以及查詢分析結果數(shù)據(jù)均與空間位置有很大的關聯(lián)，因此系統(tǒng)必須支持基本的空間數(shù)據(jù)操作也就是GIS 操作。如：地圖的放大、縮小、平移等功能；對地圖的單選和多選功能；通過鼠標單擊查詢某一點或某一個區(qū)域信息的功能；將地圖中圖層以圖片或者PDF格式導出的功能等。

3結語

果樹資源為科學研究和政府決策提供了重要的數(shù)據(jù)來源，運用GIS技術建立果樹資源管理信息系統(tǒng)，既可以有效地存儲和管理果樹資源信息，又為廣大用戶提供了高效地查詢檢索的方式和途徑，為將來的數(shù)據(jù)利用奠定了基礎。

參考文獻

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[5] 趙萬鋒，劉南，劉仁義，等.基于ArcObjects 的系統(tǒng)開發(fā)技術剖析[J].計算機應用研究，2004(3)：130-132.

[6] 廖一蘭，王亞華，孫在宏.基于GIS系統(tǒng)的土地利用數(shù)據(jù)建庫模式研究[J].農(nóng)機化研究，2006(2)：146-149.

收稿日期2015-12-21

作者簡介李慧芳(1979- )，女，甘肅白銀人，講師，碩士，從事數(shù)字農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)信息化研究。

基金項目蘭州城市學院校長科研創(chuàng)新基金(LZCU-XZ2014-15)。

中圖分類號S 127

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)02-320-02