高文靜

摘 要：該文基于筆者從事GIS設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以基于ArcEngine的城市基礎(chǔ)測(cè)繪成果數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)為研究對(duì)象，首先從其中涉及的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)始研究分析，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)論證了該數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事數(shù)字城市相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：ArcEngine 基礎(chǔ)測(cè)繪成果 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）05（c）-0012-02

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)城市建設(shè)實(shí)現(xiàn)了高速、持續(xù)的發(fā)展。在信息化的時(shí)代，信息已成為一項(xiàng)重要資產(chǎn)。對(duì)信息的有效管理和利用，將大大提高企業(yè)內(nèi)部運(yùn)作的效率和對(duì)市場(chǎng)需求的快速反應(yīng)能力，最終增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。從城市建設(shè)規(guī)劃決策層和各個(gè)管理決策層角度出發(fā)，決策者需要在宏觀上對(duì)全市的測(cè)繪成果情況等綜合指標(biāo)有一個(gè)全面了解；對(duì)于各種建設(shè)工程的設(shè)計(jì)、施工以及管理操作人員來(lái)講，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪成果資料管理的全面化和自動(dòng)化，才能更好地提高工作效率，順應(yīng)信息化社會(huì)的發(fā)展潮流。因此，在測(cè)繪成果的管理中，迫切需要引進(jìn)一種新型的管理手段，能夠依托計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地綜合、分析和利用。于是，管理測(cè)繪成果的地理信息系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

1 城市基礎(chǔ)測(cè)繪成果數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)將包含以下功能：（1）數(shù)據(jù)操作功能；（2）數(shù)據(jù)檢索統(tǒng)計(jì)功能；（3）圖形顯示功能；（4）控制點(diǎn)管理功能；（5）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能；（6）竣工成果管理；（7）安全管理。

1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)

在地理信息系統(tǒng)中，用來(lái)描述各種事物和現(xiàn)象的是數(shù)據(jù)，因此，數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的核心，是系統(tǒng)操作的對(duì)象。該系統(tǒng)涉及到的數(shù)據(jù)有兩種：即空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。根據(jù)二次開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)，進(jìn)一步把系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)分為背景數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)測(cè)繪成果數(shù)據(jù)兩部分，背景數(shù)據(jù)是系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)，作為背景進(jìn)行顯示，并非系統(tǒng)處理的主要對(duì)象；基礎(chǔ)測(cè)繪成果信息才是系統(tǒng)處理的主要對(duì)象，也是數(shù)據(jù)分析的重點(diǎn)。

1.2.1 背景數(shù)據(jù)

城市空間基準(zhǔn)信息的形式主要包括：數(shù)字線(xiàn)劃矢量數(shù)據(jù)（DLG）、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)（DOM）、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM）、數(shù)字柵格數(shù)據(jù)（DRG）以及相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源來(lái)源于城市地圖，是用ArcInfo分層存儲(chǔ)的矢量化數(shù)據(jù)。雖然系統(tǒng)處理的主要對(duì)象是城市基礎(chǔ)測(cè)繪成果，但是城市基礎(chǔ)測(cè)繪成果是以背景數(shù)據(jù)為依托的，因此如果缺少了背景數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。這里的背景數(shù)據(jù)是指基礎(chǔ)測(cè)繪成果信息以外的所有數(shù)據(jù)。為了讓操作者對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)有較清楚的認(rèn)識(shí)，幫助他們快速準(zhǔn)確地查出所要的信息，根據(jù)地形要素分類(lèi)體系把背景數(shù)據(jù)分為八類(lèi)，即水系、居民地及設(shè)施、交通、管線(xiàn)、境界、地貌、植被與土質(zhì)和注記。

1.2.2 城市基礎(chǔ)測(cè)繪成果

城市控制測(cè)量成果主要是指為城市工程建設(shè)提供基本起算數(shù)據(jù)的各類(lèi)控制點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)信息。這些基本的空間控制信息是城市地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，在城市化和城市建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用。

對(duì)于具體工程應(yīng)用，人們最關(guān)心的是控制點(diǎn)成果信息。而且在應(yīng)用這些控制點(diǎn)時(shí)，人們總是假定這些控制點(diǎn)是完全可靠的。事實(shí)上，也只有可靠的控制點(diǎn)位置信息和高程信息才能正確有效地指導(dǎo)工程測(cè)量和為城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。該系統(tǒng)就是要將控制點(diǎn)位置信息、高程信息以及和控制點(diǎn)有關(guān)的其他屬性信息，準(zhǔn)確無(wú)誤的存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)內(nèi)，并利用GIS技術(shù)系統(tǒng)的強(qiáng)大管理功能將控制點(diǎn)信息有效地管理起來(lái)，使控制點(diǎn)信息和城市地圖有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，全面實(shí)現(xiàn)在電子地圖上查詢(xún)、編輯、瀏覽等一系列功能，這是該系統(tǒng)研究的最終目的。

竣工測(cè)量是城市工程建設(shè)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它不僅為工程的交工驗(yàn)收及將來(lái)進(jìn)行的維修、改建、擴(kuò)建提供依據(jù)，同時(shí)為城市的規(guī)劃和城市管理提供完整、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，為數(shù)字城市的建設(shè)提供必備的數(shù)據(jù)。

1.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要由九大類(lèi)要素集組成：測(cè)量控制點(diǎn)、水系、居民地及設(shè)施、交通、管線(xiàn)、境界、地貌、植被與土質(zhì)和注記。每一類(lèi)要素集又劃分為多個(gè)要素類(lèi)，其中，定位基礎(chǔ)包含的要素類(lèi)有：測(cè)量控制點(diǎn)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；水系包含的要素類(lèi)有：其他水系要素點(diǎn)、河流線(xiàn)、湖泊面和其他水系要素面；管線(xiàn)包含的要素類(lèi)有：輸電線(xiàn)點(diǎn)、輸電線(xiàn)和通信線(xiàn)；交通包含的要素類(lèi)有城際公路線(xiàn)、城市道路線(xiàn)、城市道路中心線(xiàn)和鄉(xiāng)村道路線(xiàn)；境界包含的要素類(lèi)有：國(guó)外地區(qū)、國(guó)家行政區(qū)域、省級(jí)行政區(qū)界線(xiàn)等；植被與土質(zhì)包含的要素類(lèi)：農(nóng)林用地點(diǎn)和農(nóng)林用地面；地貌包含的要素類(lèi)有：高程點(diǎn)注記點(diǎn)、等高線(xiàn)線(xiàn)、自然地貌線(xiàn)和斜坡線(xiàn)。

對(duì)于空間數(shù)據(jù)庫(kù)，采用的是ArcInfo軟件提供的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)（Geodatabase）。在空間上，把數(shù)據(jù)組織成一個(gè)整體；在內(nèi)容上，把數(shù)據(jù)組織成層（Layer）結(jié)構(gòu)。分幅存放的基礎(chǔ)地形圖進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)后，在邏輯上是無(wú)縫的，沒(méi)有圖幅的概念。內(nèi)容上，空間數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括測(cè)量控制點(diǎn)、居住建筑、工礦設(shè)施、交通、管線(xiàn)設(shè)施、水系、境界、地質(zhì)土貌、農(nóng)田植被等九大類(lèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)信息。

根據(jù)具體的入庫(kù)需求，在測(cè)量控制點(diǎn)、居住建筑及設(shè)施、交通、管線(xiàn)、水系、境界、地貌、植被與土質(zhì)和注記九類(lèi)數(shù)據(jù)中，按照不同的內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)化，大致分為37層數(shù)據(jù)（如表1所示）。

Geodatabase利用RDBMS表存貯點(diǎn)、線(xiàn)、面數(shù)據(jù)，它的每一要素類(lèi)僅存貯一個(gè)單一要素類(lèi)型，但只要有統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)，就可以輕而易舉地將它們組織在要素集中。一些Geodatabase要素類(lèi)如幾何網(wǎng)絡(luò)也具有拓?fù)潢P(guān)系，可以模擬對(duì)象間鄰接關(guān)系。ArcInfo支持三種類(lèi)型的Geodatabase物理實(shí)現(xiàn)；Personal Geodatabase、ArcSDE Geodatabase、File Geodatabase。Personal Geodatabase為小項(xiàng)目所設(shè)計(jì)，以.mdb格式Microsoft Access存貯，不必購(gòu)買(mǎi)任何別的軟件來(lái)訪(fǎng)問(wèn)和管理Personal Geodatabase。ArcSDE Geodatabase為大型企業(yè)級(jí)GIS應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)所設(shè)計(jì)，它利用RDBMS格式存貯地理數(shù)據(jù)，需要購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)RDBMS軟件來(lái)存貯數(shù)據(jù)。File Geodatabase類(lèi)似文件夾管理，也不必購(gòu)買(mǎi)任何別的軟件來(lái)訪(fǎng)問(wèn)和管理File Geodatabase。

2 基于ArcEngine的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)主要用于測(cè)繪成果的管理，可管理各等級(jí)控制點(diǎn)點(diǎn)號(hào)，點(diǎn)名，等級(jí)，所屬區(qū)域，該點(diǎn)的54坐標(biāo)，80坐標(biāo)，國(guó)家高程等各種控制點(diǎn)信息以及竣工平面圖圖形，竣工日期，竣工單位等竣工測(cè)量成果信息。系統(tǒng)采用GIS技術(shù)來(lái)對(duì)測(cè)繪成果進(jìn)行可視化管理，竣工平面圖等圖形數(shù)據(jù)直接存于數(shù)據(jù)庫(kù)中。

系統(tǒng)具有的主要功能如下。（1）可進(jìn)行控制點(diǎn)信息的輸入、更改、刪除操作。（2）可進(jìn)行圖形的基本操作，如平移、放大、縮小、漫游。（3）可根據(jù)點(diǎn)號(hào)、點(diǎn)名等信息查詢(xún)控制點(diǎn)。（4）可以通過(guò)畫(huà)矩形、畫(huà)圓、畫(huà)多邊行以及輸入緩沖半徑等查詢(xún)其范圍內(nèi)的控制點(diǎn)。（5）可進(jìn)行報(bào)表的生成與制作，并可以把生成的報(bào)表以Excel、pdf等多種格式輸出。（6）可以通過(guò)輸入竣工日期、施測(cè)單位、項(xiàng)目名稱(chēng)等查詢(xún)竣工測(cè)量工程項(xiàng)目。（7）可以通過(guò)選擇所屬工程項(xiàng)目信息查詢(xún)竣工平面圖，并可以雙擊查詢(xún)到的圖形文件名自動(dòng)打開(kāi)cad圖形。

系統(tǒng)操作簡(jiǎn)潔、方便，主界面如圖1所示。系統(tǒng)主界面包括：系統(tǒng)菜單、系統(tǒng)工具欄、圖形顯示區(qū)和系統(tǒng)狀態(tài)欄。系統(tǒng)菜單欄：提供系統(tǒng)操作的菜單選項(xiàng)。系統(tǒng)工具欄：提供系統(tǒng)操作的工具按鈕。圖形顯示區(qū)：顯示當(dāng)前圖層的圖形。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市測(cè)繪成果管理信息量也會(huì)大大增加，傳統(tǒng)的城市測(cè)繪成果管理方式已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代化的需要，因此，有必要對(duì)測(cè)繪成果科學(xué)、合理、有效地組織和動(dòng)態(tài)地采集、存儲(chǔ)、管理及利用。測(cè)繪成果涉及地理空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、法律法規(guī)等，內(nèi)容多、處理過(guò)程復(fù)雜。采用以GIS技術(shù)和IT技術(shù)為核心的新技術(shù)、新方法對(duì)城市的測(cè)繪成果信息進(jìn)行管理，是測(cè)繪成果及其日常管理工作發(fā)展的趨勢(shì)和現(xiàn)實(shí)可行的選擇。

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