李學(xué)軍，殷　牧，詹煥發(fā)

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一六隊，湖南 株洲 412007)

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淺談快捷建庫與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的功能設(shè)計

李學(xué)軍，殷牧，詹煥發(fā)

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一六隊，湖南 株洲 412007)

摘要：介紹了快捷建庫與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)涉及的內(nèi)容和研究開發(fā)的技術(shù)路線，并對該系統(tǒng)的各項模塊功能進行了詳細的闡述，提出了基于ArcGIS平臺實現(xiàn)系統(tǒng)各功能模塊的理論可行性綜合功能的操作方法。

關(guān)鍵詞：快捷建庫；數(shù)據(jù)處理；ArcGIS；信息加工；二次開發(fā)

傳統(tǒng)測量已步入信息化時期，各種測量數(shù)據(jù)的采集、編輯、處理、利用都趨于自動化和智能化，所有數(shù)據(jù)獲取和處理的最終目標(biāo)是建立數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。測量單位最主要的任務(wù)還是測量數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、采集、處理和數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。國內(nèi)關(guān)于農(nóng)村土地所有權(quán)、使用權(quán)、經(jīng)營權(quán)等數(shù)據(jù)庫的建設(shè)尚未規(guī)范詳細具體的格式標(biāo)準(zhǔn)，而國外的數(shù)據(jù)庫建設(shè)軟件涉及范圍太廣，不具備專門行業(yè)數(shù)據(jù)軟件的方便與快捷性。因此對于生產(chǎn)單位一些工作量巨大的數(shù)據(jù)入庫或整改等內(nèi)業(yè)操作而言，迫切需要研發(fā)一個專門針對國家最新的數(shù)據(jù)入庫要求，能最大程度提高單位的生產(chǎn)效率、減小勞動強度的數(shù)據(jù)庫輔助軟件，使數(shù)據(jù)庫建設(shè)變得快捷、簡易、準(zhǔn)確。

基于此背景，筆者所在單位將工程測量、不動產(chǎn)測繪、集體土地所有權(quán)、使用權(quán)及農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)調(diào)查及建庫等測繪數(shù)據(jù)處理方面的小程序和功能模塊進行集成和優(yōu)化，于2014年7月進行科研立項，成立了專門的項目組，組織開發(fā)了系統(tǒng)化的功能軟件——快捷建庫及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

一、實用軟件匯集

為將不同平臺格式的原始數(shù)據(jù)進行集成處理，需要借助各種二次開發(fā)來實現(xiàn)，本系統(tǒng)匯集了多種程序軟件，主要包含以下3方面的內(nèi)容。

1. 測量應(yīng)用工具

1954北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系和2000國家大地坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換，根據(jù)中央子午線的經(jīng)度和線性變換參數(shù)進行任一投影帶的坐標(biāo)換帶。

2. 遙感影像處理

遙感影像批量鑲嵌后再重新按新的要求進行分幅，資料掃描件和航攝影像資料根據(jù)編號自動批量地掛接到影像庫中，并讓數(shù)據(jù)庫直接調(diào)用影像庫，同一文件夾下面的影像文件進行批量重命名，影像圖斑橢球面積的精確計算。

3. 數(shù)據(jù)信息加工

利用程序一次性識別，自動編號、排序，刪掉重疊的行政界線，同時把代碼賦值到保留的線上，將DWG文件中的不同圖層分別轉(zhuǎn)換出來，批量將全部的矢量數(shù)據(jù)如MDB數(shù)據(jù)庫文件加載，合并為一個完整的數(shù)據(jù)，自動進行拓撲處理，并對完成的相關(guān)文字、圖表、數(shù)據(jù)等成果資料進行輸出。

二、研究方法與技術(shù)路線

ArcGIS Engine包含一個構(gòu)建定制應(yīng)用的開發(fā)包。程序設(shè)計者可以在自己的計算機上安裝ArcGIS Engine開發(fā)工具包，使用熟悉的編程語言和開發(fā)環(huán)境。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。例如，一個程序員可以建立一個應(yīng)用程序，里面包含一個ArcMap的專題地圖、一些來自ArcGIS Engine的地圖工具及其他定制的功能。

C#是微軟公司發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮?、運行于.NET Framework之上的高級程序設(shè)計語言。C#綜合了VB簡單的可視化操作和C++的高運行效率，以其強大的操作能力、優(yōu)雅的語法風(fēng)格、創(chuàng)新的語言特性和便捷的面向組件編程的支持成為.NET開發(fā)的首選語言。

本系統(tǒng)研發(fā)的主要技術(shù)路線敘述如下。

1. 明確程序功能

首先進行分析，搞清楚程序的功能是什么，它能夠做些什么。把需求進行匯總，明確程序要實現(xiàn)的功能。

2. 分別實現(xiàn)程序

分程序界面和程序結(jié)構(gòu)兩部分實現(xiàn)程序。引用程序集，創(chuàng)建項目和窗體后從工具箱中加入控件，對界面進行修改；分別編寫各功能模塊，依次定義類，編寫源代碼并進行代碼注釋。

3. 調(diào)試與發(fā)布

VS中的調(diào)試默認設(shè)置為/optimize-和/debug:full開關(guān)，生成的程序集為調(diào)試版本，生成的IL代碼和最終的本地代碼不會被優(yōu)化，生成時除了主要文件外，還包括調(diào)試信息；發(fā)布默認設(shè)置為/optimize+和/debug:pdbonly開關(guān)，不包含調(diào)試信息，生成的IL代碼和最終的本地代碼均會被優(yōu)化。最終，需要的是發(fā)布版本的程序。

4. 部署與配置

可以使用VS或其他打包軟件，將程序打包為安裝文件，但打包程序集最簡單的方式就是直接復(fù)制所有文件。卸載程序集時，刪除文件即可。之所以能實現(xiàn)簡單的安裝、移動和卸載，是因為每個程序集都用元數(shù)據(jù)指明了自己引用的程序集，不需要依靠注冊表設(shè)置。

5. 封裝完成

完成系統(tǒng)的封裝并申報計算機軟件著作權(quán)登記證書。

三、系統(tǒng)功能設(shè)計

1. 自動編碼

在農(nóng)村集體土地確權(quán)的數(shù)據(jù)建庫中，只能手工添加村民小組代碼，且加完代碼后還要把各村民小組的代碼按順序放置于相對應(yīng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)下面，從而制作以縣為單位的數(shù)據(jù)字典。一個縣有幾萬村民小組，這樣工作量巨大且容易出錯。筆者通過編寫程序，基于ArcGIS中文件的報表，利用程序自動識別，自動編號、排序，完成各個村民小組的代碼賦值且制作數(shù)據(jù)字典(如圖1所示)。

2. 界線賦值

在處理相鄰村的村界或相鄰鎮(zhèn)的鎮(zhèn)界時，每個村、鎮(zhèn)的相鄰界線都有各自不同的屬性。根據(jù)要求，界線不能重疊，僅需要一條界線，但是這條界線上必須要有兩條線的屬性。也就是說需要將重疊的兩條線刪掉一條，同時把刪掉的線上的屬性賦值到保留的線上。很多軟件只有刪除重疊的線的功能。而本文設(shè)計程序可以基于ArcGIS將其中一條線刪除并將其特定屬性放置于保留的線上(如圖2所示)，從而避免了手工一條條界線去賦值的繁瑣工作，節(jié)約大量的時間與精力。

圖1　數(shù)據(jù)字典

圖2　界線合并代碼

3. 數(shù)據(jù)合并

通過開發(fā)的軟件可以批量將全部的矢量數(shù)據(jù)加載，如SHP文件，MDB、GDB數(shù)據(jù)庫文件，并以其中的某一個數(shù)據(jù)文件為模板，合并為一個完整的數(shù)據(jù)(如圖3所示)。

圖3　數(shù)據(jù)合并界面

4. 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是空間實體的位置描述，是從一種坐標(biāo)系統(tǒng)變換到另一種坐標(biāo)系統(tǒng)的過程，通過建立兩個坐標(biāo)系統(tǒng)之間一一對應(yīng)關(guān)系來實現(xiàn)。這也是各種比例尺地圖測量的編繪中建立地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)必不可少的步驟。

從技術(shù)和應(yīng)用方面來看，現(xiàn)在使用的1954北京坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系具有一定的局限性，已不適應(yīng)發(fā)展的需要。通過3個以上的公共點(B,L,H)，利用程序設(shè)定的7個轉(zhuǎn)換參數(shù)，自動實現(xiàn)1954和1980橢球坐標(biāo)系向2000國家大地坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換(如圖4所示)。

圖4　坐標(biāo)轉(zhuǎn)換界面

5. 投影換帶

投影變換是將一種地圖投影點的坐標(biāo)變換為另一種地圖投影點的坐標(biāo)的過程。在同一大地坐標(biāo)系中，由于各地的中央子午線不同，需要進行換帶計算,利用程序可將不同中央子午線坐標(biāo)系投影換帶成目標(biāo)平面坐標(biāo)系。通過投影計算選擇界面(如圖5所示)，可以進行高斯投影正算、反算及鄰帶換算(如圖6所示)。

圖5　算法界面選擇

圖6　投影計算界面

6. 文件轉(zhuǎn)換

文件轉(zhuǎn)換主要涉及的是測量行業(yè)的文件轉(zhuǎn)換。在數(shù)據(jù)庫建設(shè)中，要將外業(yè)測量數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫中，需要將DWG文件進行格式轉(zhuǎn)換。本文程序在將DWG文件轉(zhuǎn)換成SHP文件之前，通過設(shè)置好的轉(zhuǎn)換模版，可以將DWG文件中的不同圖層分別轉(zhuǎn)換出來，且可以設(shè)置好每個圖層轉(zhuǎn)換后包含有哪些字段。這樣既滿足了生產(chǎn)需求，又不用再重新給SHP文件設(shè)置內(nèi)容字段(如圖7、圖8所示)。

圖7　文件轉(zhuǎn)換模板

圖8　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換界面

7. 影像鑲嵌

影像鑲嵌是對一幅或若干幅圖像通過幾何鑲嵌、色調(diào)調(diào)整、去重疊等處理，將不同小幅面影像鑲嵌到一幅大的背景圖像中。地方的基礎(chǔ)影像資料是按照結(jié)合圖表分幅保存的，且很多有當(dāng)?shù)厥锌h獨立中央經(jīng)線，而根據(jù)規(guī)定要求，需要投影換帶為統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)。此時面對成千上萬幅影像，需要將影像鑲嵌起來再一次性進行換帶分幅(如圖9所示)。

圖9　影像鑲嵌界面

8. 圖幅分幅

圖幅分幅將需要換帶的影像圖或線劃圖批量拼接起來，一次性統(tǒng)一換帶，再利用接合圖上的編號，將影像圖或線劃圖重新分幅，并將分幅的圖形命名為相對應(yīng)的編號(如圖10所示)。

圖10　圖幅分幅界面

9. 圖斑計算

本系統(tǒng)利用嚴(yán)密、精確的計算公式，對圖斑橢球面積進行精確計算，使之與理論面積之間的差距得到最大程度的消減(如圖11所示)。

10. 批量命名

在數(shù)據(jù)庫的建立過程中，需要將外業(yè)的掃描資料掛入庫中，而權(quán)屬文書的掃描資料非常多，在入庫時，需要根據(jù)文件名有規(guī)律地錄入。這時候，如果手工去修改文件名，需要花費巨大的時間和精力。利用程序，建立統(tǒng)一的命名規(guī)則，對同一文件夾下面的文件進行批量重命名(如圖12所示)。

圖11　橢球面積計算

圖12　重新批量命名

四、結(jié)束語

快捷建庫及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能在集體土地所有權(quán)、農(nóng)村宅基地和集體建設(shè)用地使用權(quán)、農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)等多個項目的數(shù)據(jù)建庫中使用，也能在日常測量和數(shù)據(jù)處理中使用。根據(jù)現(xiàn)有工作需要，筆者陸續(xù)開發(fā)了自動排序編號、界線代碼賦值、文件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、矢量數(shù)據(jù)合并、文件批量命名、大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、高斯投影換帶、批量換帶分幅、影像數(shù)據(jù)掛接、圖斑面積計算等功能模塊。通過匯集這些功能，形成這套系統(tǒng)軟件，該軟件可極大提高工作效率，減小勞動強度，節(jié)省生產(chǎn)成本，同時也可確保產(chǎn)品的質(zhì)量，一定會有非常廣闊的應(yīng)用前景。

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On Function Design of Rapid Database Establishment and Data Processing System

LI Xuejun，YIN Mu，ZHAN Huanfa

收稿日期：2015-05-28

作者簡介：李學(xué)軍(1968—)，碩士，高級工程師，主要從事地理信息系統(tǒng)與軟件工程領(lǐng)域的研究工作。E-mail：zzxj163@163.com

中圖分類號：P208

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：0494-0911(2016)06-0101-04

引文格式： 李學(xué)軍，殷牧，詹煥發(fā). 淺談快捷建庫與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的功能設(shè)計[J].測繪通報，2016(6)：101-104.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0201.