土地集約利用信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

賀偉　李璋

摘 要：隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展，使得全方位的掌控土地資源的合理利用更加方便、系統(tǒng)化。針對土地利用信息、規(guī)劃信息、各類土地在利用中的比例分析來實(shí)現(xiàn)對土地資源的管理，使得土地利用更加高效合理化。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)量分析、動態(tài)模型的創(chuàng)建、GIS空間分析，用來處理通過手持終端和遙感采集來的元數(shù)據(jù)，將其繪制成文檔或地圖供直觀參考，同時(shí)可以有效地分析利用情況、水域面積、綠化比例、規(guī)劃合理性等信息，并可導(dǎo)出各類分析報(bào)告。

關(guān)鍵詞：空間數(shù)據(jù)；ArcSDE數(shù)據(jù)引擎；GIS；信息化

中圖分類號：F293.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1302（2014）10-00-02

0 引 言

土地利用率已經(jīng)成為現(xiàn)今社會發(fā)展的一大障礙，由此也成為當(dāng)今研究的一個(gè)重要課題。尤其是在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷加快的今天，如何處理好土地資源和當(dāng)今社會發(fā)展的關(guān)系，保證社會發(fā)展和自然和諧的原則，創(chuàng)建人與自然和諧相處的美好景象，由此轉(zhuǎn)變土地利用方式是保障社會可持續(xù)發(fā)展的持久動力。有關(guān)的土地利用的研究開始深入，其研究內(nèi)容設(shè)計(jì)生態(tài)學(xué)和地理學(xué)。主要研究土地利用變化機(jī)理、過程及效應(yīng)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)[1]，同時(shí)通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析來解決土地利用效率低、空間布局不合理、資源利用不合理等問題。實(shí)現(xiàn)對土地利用、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作的監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)分析，為全土地集約利用管理提供全面、科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告。土地集約利用信息化系統(tǒng)最終可以優(yōu)化土地資源的配置，為當(dāng)今社會、經(jīng)濟(jì)、自然和諧可持續(xù)發(fā)展提供一體化的信息化平臺。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 主要架構(gòu)

系統(tǒng)以土地集約利用架構(gòu)作為基礎(chǔ)，采用基于MIS、GIS、報(bào)表、表單等組建技術(shù)，為土地集約業(yè)務(wù)提供靈活的、可擴(kuò)展的定制支持，以形成相應(yīng)的檢測區(qū)土地集約利用的業(yè)務(wù)模型和業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊。

所有對數(shù)據(jù)的訪問都由ArcSDE數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)。通過ArcSDE數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、提取，形成完整的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對象，為平臺所支持的土地集約利用業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)源。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

1.2 架構(gòu)特點(diǎn)

土地利用信息系統(tǒng)界面供操作人員用來統(tǒng)計(jì)和分析數(shù)據(jù)，并提供合理可靠的參考。

圖1 土地集約利用信息系統(tǒng)的架構(gòu)

土地集約利用架構(gòu)，完成各大功能組件，為管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)分析和處理的各大功能。

土地集約數(shù)據(jù)庫為整個(gè)系統(tǒng)這個(gè)海量空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲和處理能力，能夠高效處理各種類型的數(shù)據(jù)，提供整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于Visual Studio平臺開發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)美觀的人機(jī)交互界面。主要系統(tǒng)功能模塊框架如圖2所示。

基于圖2模塊框架，部分功能設(shè)計(jì)如下：

2.1 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出功能

系統(tǒng)利用架構(gòu)中二次開發(fā)的轉(zhuǎn)換方法，只能選擇具體的方法，提供導(dǎo)入及導(dǎo)出多種數(shù)據(jù)來源的格式數(shù)據(jù)，其中包括GPS、文本坐標(biāo)，各種全站儀采集的數(shù)據(jù)，可直接讀取SHP、DXF、DWG、VCT、EOO等數(shù)據(jù)格式。

2.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能

系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使得各種坐標(biāo)可以互相關(guān)聯(lián)利用，便于拓展和兼容其它平臺。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換主要使用建模組件中的分線性回歸分析算法來實(shí)現(xiàn)的[2]。

2.3 地圖基本功能的操作

提供常用的地圖瀏覽功能，通過自己開發(fā)的繪制函數(shù)動態(tài)庫，提供可靠的建模和繪制功能，此外可以根據(jù)3D坐標(biāo)、邊界索引、空中俯視等對地圖進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，通過選擇對象進(jìn)行其屬性的查詢，得到相應(yīng)的空間信息并可以導(dǎo)出此坐標(biāo)。效果如圖3所示。

圖3 空中視圖

圖4 對象效果

2.4 空間數(shù)據(jù)迭代分析

系統(tǒng)提供空間迭代數(shù)據(jù)疊加分析和個(gè)性化分析功能：空間迭代功能分析中對選擇的對象實(shí)行高斯迭代方法，將導(dǎo)入的各類土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行確定性分析，然后將各個(gè)圖層對象迭代，最終繪制空間地圖；個(gè)性化分析需要操作人員選擇所需的迭代方式進(jìn)行分析，各種分析也會更具個(gè)性化的需求得到相應(yīng)的對象地圖。效果如圖4所示。

2.5 地圖對比分析

系統(tǒng)滿足用戶業(yè)務(wù)管理的需要，提供將不同地區(qū)、不同時(shí)期的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行對比查詢分析，用戶自由選擇對比圖層，利用馬爾可夫鏈原理排列多地圖窗口同步操作的方式來提供對比分析的功能。效果如圖5所示。

圖5 對比分析效果

2.6 數(shù)據(jù)顯示瀏覽

在主界面的數(shù)據(jù)列表中設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)將以表格方式顯示。頁面如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)顯示瀏覽圖

3 數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)包含平臺技術(shù)和空間數(shù)據(jù)組織兩部分。

3.1 平臺技術(shù)

系統(tǒng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle配合二次開發(fā)的ArcSDE軟件平臺技術(shù)來統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和界址點(diǎn)數(shù)據(jù)表，確?？臻g和非空間數(shù)據(jù)的完整高效的存儲，為界面端GIS應(yīng)用功能開發(fā)和空間信息的直觀描述提供底層的支持。為了將土地集約數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)、報(bào)表數(shù)據(jù)等入庫構(gòu)成Oracle管理的數(shù)據(jù)庫，使用ArcSDE（Spatial Data Engine即空間數(shù)據(jù)引擎）實(shí)現(xiàn)客戶端與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)接[3]。

當(dāng)采用中間件訪問時(shí)在服務(wù)器端要部署ArcSDE，它的連接機(jī)制是在服務(wù)器端把客戶端空間請求轉(zhuǎn)換成SQL命令發(fā)送到RDBMS上，并解釋返回的數(shù)據(jù)。因此直接連接時(shí)在客戶端耽誤的時(shí)間較多，而間接連接時(shí)在服務(wù)器端耽誤的時(shí)間較多。是采用動態(tài)直接連接還是中間件連接，要根據(jù)客戶端的數(shù)量、服務(wù)器的性能、數(shù)據(jù)庫的大小、訪問等待時(shí)間長短等因素決定。

3.2 空間數(shù)據(jù)組織[4]

空間數(shù)據(jù)可按空間數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系或?qū)傩?，如圖7所示。主要實(shí)現(xiàn)過程：

（1）建立數(shù)據(jù)集，并設(shè)置數(shù)據(jù)集的投影系統(tǒng)和地理坐標(biāo)系統(tǒng)；

（2）創(chuàng)建要素類，調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

（3）向要素類中加載數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性；

（4）構(gòu)建要素類之間的拓?fù)潢P(guān)系，檢驗(yàn)、修正拓?fù)溴e(cuò)誤；

（5）構(gòu)建圖屬實(shí)體間對應(yīng)關(guān)系。

圖7 空間數(shù)據(jù)組織方式

4 結(jié) 語

系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理的核心采用的是國際領(lǐng)先的ArcGIS 技術(shù)，采用在Oracle數(shù)據(jù)庫上運(yùn)行ArcSDE 的數(shù)據(jù)庫模式，結(jié)合二次開發(fā)的數(shù)據(jù)庫引擎，構(gòu)建出構(gòu)架完整、功能豐富的開發(fā)區(qū)土地集約利用評價(jià)系統(tǒng)，具有產(chǎn)品成熟度高、空間數(shù)據(jù)管理海量、空間分析能力強(qiáng)、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。系統(tǒng)核心產(chǎn)品采用基于ArcSDE二次開發(fā)的組件/控件/自定義實(shí)現(xiàn)的API來實(shí)現(xiàn)的中間件；完美支持GeoDatabase數(shù)據(jù)模型的集成化要求，能夠高效地處理空間數(shù)據(jù)。正是這種組件的技術(shù)使得最終的產(chǎn)品可以按照用戶的需求快速地自定義開發(fā)，有效解決了信息化系統(tǒng)對數(shù)據(jù)用戶決策判斷的支持、方便了信息統(tǒng)計(jì)和發(fā)布，從而使得土地的利用能夠更加合理高效。

參考文獻(xiàn)

[1]孟斌，王勁峰.地理數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)換方法研究進(jìn)展[J].地理學(xué)報(bào)， 2005， 60（2）： 277-288.

[2]張金萍.城市土地集約利用潛力評價(jià)信息系統(tǒng)構(gòu)建淺析[J].世界科技研究與發(fā)展， 2006， 28（4）： 65-69.

[3]費(fèi)江濤，張曉清，潘清.基于表結(jié)構(gòu)的海量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)技術(shù)綜述[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2010（1）：166-169

[4]劉長靑.基于本體的地震多源數(shù)據(jù)協(xié)同檢索研究[D].北京：首都師范大學(xué)，2012

摘 要：隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展，使得全方位的掌控土地資源的合理利用更加方便、系統(tǒng)化。針對土地利用信息、規(guī)劃信息、各類土地在利用中的比例分析來實(shí)現(xiàn)對土地資源的管理，使得土地利用更加高效合理化。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)量分析、動態(tài)模型的創(chuàng)建、GIS空間分析，用來處理通過手持終端和遙感采集來的元數(shù)據(jù)，將其繪制成文檔或地圖供直觀參考，同時(shí)可以有效地分析利用情況、水域面積、綠化比例、規(guī)劃合理性等信息，并可導(dǎo)出各類分析報(bào)告。

關(guān)鍵詞：空間數(shù)據(jù)；ArcSDE數(shù)據(jù)引擎；GIS；信息化

中圖分類號：F293.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1302（2014）10-00-02

0 引 言

土地利用率已經(jīng)成為現(xiàn)今社會發(fā)展的一大障礙，由此也成為當(dāng)今研究的一個(gè)重要課題。尤其是在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷加快的今天，如何處理好土地資源和當(dāng)今社會發(fā)展的關(guān)系，保證社會發(fā)展和自然和諧的原則，創(chuàng)建人與自然和諧相處的美好景象，由此轉(zhuǎn)變土地利用方式是保障社會可持續(xù)發(fā)展的持久動力。有關(guān)的土地利用的研究開始深入，其研究內(nèi)容設(shè)計(jì)生態(tài)學(xué)和地理學(xué)。主要研究土地利用變化機(jī)理、過程及效應(yīng)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)[1]，同時(shí)通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析來解決土地利用效率低、空間布局不合理、資源利用不合理等問題。實(shí)現(xiàn)對土地利用、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作的監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)分析，為全土地集約利用管理提供全面、科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告。土地集約利用信息化系統(tǒng)最終可以優(yōu)化土地資源的配置，為當(dāng)今社會、經(jīng)濟(jì)、自然和諧可持續(xù)發(fā)展提供一體化的信息化平臺。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 主要架構(gòu)

系統(tǒng)以土地集約利用架構(gòu)作為基礎(chǔ)，采用基于MIS、GIS、報(bào)表、表單等組建技術(shù)，為土地集約業(yè)務(wù)提供靈活的、可擴(kuò)展的定制支持，以形成相應(yīng)的檢測區(qū)土地集約利用的業(yè)務(wù)模型和業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊。

所有對數(shù)據(jù)的訪問都由ArcSDE數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)。通過ArcSDE數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、提取，形成完整的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對象，為平臺所支持的土地集約利用業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)源。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

1.2 架構(gòu)特點(diǎn)

土地利用信息系統(tǒng)界面供操作人員用來統(tǒng)計(jì)和分析數(shù)據(jù)，并提供合理可靠的參考。

圖1 土地集約利用信息系統(tǒng)的架構(gòu)

土地集約利用架構(gòu)，完成各大功能組件，為管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)分析和處理的各大功能。

土地集約數(shù)據(jù)庫為整個(gè)系統(tǒng)這個(gè)海量空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲和處理能力，能夠高效處理各種類型的數(shù)據(jù)，提供整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于Visual Studio平臺開發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)美觀的人機(jī)交互界面。主要系統(tǒng)功能模塊框架如圖2所示。

基于圖2模塊框架，部分功能設(shè)計(jì)如下：

2.1 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出功能

系統(tǒng)利用架構(gòu)中二次開發(fā)的轉(zhuǎn)換方法，只能選擇具體的方法，提供導(dǎo)入及導(dǎo)出多種數(shù)據(jù)來源的格式數(shù)據(jù)，其中包括GPS、文本坐標(biāo)，各種全站儀采集的數(shù)據(jù)，可直接讀取SHP、DXF、DWG、VCT、EOO等數(shù)據(jù)格式。

2.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能

系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使得各種坐標(biāo)可以互相關(guān)聯(lián)利用，便于拓展和兼容其它平臺。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換主要使用建模組件中的分線性回歸分析算法來實(shí)現(xiàn)的[2]。

2.3 地圖基本功能的操作

提供常用的地圖瀏覽功能，通過自己開發(fā)的繪制函數(shù)動態(tài)庫，提供可靠的建模和繪制功能，此外可以根據(jù)3D坐標(biāo)、邊界索引、空中俯視等對地圖進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，通過選擇對象進(jìn)行其屬性的查詢，得到相應(yīng)的空間信息并可以導(dǎo)出此坐標(biāo)。效果如圖3所示。

圖3 空中視圖

圖4 對象效果

2.4 空間數(shù)據(jù)迭代分析

系統(tǒng)提供空間迭代數(shù)據(jù)疊加分析和個(gè)性化分析功能：空間迭代功能分析中對選擇的對象實(shí)行高斯迭代方法，將導(dǎo)入的各類土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行確定性分析，然后將各個(gè)圖層對象迭代，最終繪制空間地圖；個(gè)性化分析需要操作人員選擇所需的迭代方式進(jìn)行分析，各種分析也會更具個(gè)性化的需求得到相應(yīng)的對象地圖。效果如圖4所示。

2.5 地圖對比分析

系統(tǒng)滿足用戶業(yè)務(wù)管理的需要，提供將不同地區(qū)、不同時(shí)期的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行對比查詢分析，用戶自由選擇對比圖層，利用馬爾可夫鏈原理排列多地圖窗口同步操作的方式來提供對比分析的功能。效果如圖5所示。

圖5 對比分析效果

2.6 數(shù)據(jù)顯示瀏覽

在主界面的數(shù)據(jù)列表中設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)將以表格方式顯示。頁面如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)顯示瀏覽圖

3 數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)包含平臺技術(shù)和空間數(shù)據(jù)組織兩部分。

3.1 平臺技術(shù)

系統(tǒng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle配合二次開發(fā)的ArcSDE軟件平臺技術(shù)來統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和界址點(diǎn)數(shù)據(jù)表，確?？臻g和非空間數(shù)據(jù)的完整高效的存儲，為界面端GIS應(yīng)用功能開發(fā)和空間信息的直觀描述提供底層的支持。為了將土地集約數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)、報(bào)表數(shù)據(jù)等入庫構(gòu)成Oracle管理的數(shù)據(jù)庫，使用ArcSDE（Spatial Data Engine即空間數(shù)據(jù)引擎）實(shí)現(xiàn)客戶端與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)接[3]。

當(dāng)采用中間件訪問時(shí)在服務(wù)器端要部署ArcSDE，它的連接機(jī)制是在服務(wù)器端把客戶端空間請求轉(zhuǎn)換成SQL命令發(fā)送到RDBMS上，并解釋返回的數(shù)據(jù)。因此直接連接時(shí)在客戶端耽誤的時(shí)間較多，而間接連接時(shí)在服務(wù)器端耽誤的時(shí)間較多。是采用動態(tài)直接連接還是中間件連接，要根據(jù)客戶端的數(shù)量、服務(wù)器的性能、數(shù)據(jù)庫的大小、訪問等待時(shí)間長短等因素決定。

3.2 空間數(shù)據(jù)組織[4]

空間數(shù)據(jù)可按空間數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系或?qū)傩裕鐖D7所示。主要實(shí)現(xiàn)過程：

（1）建立數(shù)據(jù)集，并設(shè)置數(shù)據(jù)集的投影系統(tǒng)和地理坐標(biāo)系統(tǒng)；

（2）創(chuàng)建要素類，調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

（3）向要素類中加載數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性；

（4）構(gòu)建要素類之間的拓?fù)潢P(guān)系，檢驗(yàn)、修正拓?fù)溴e(cuò)誤；

（5）構(gòu)建圖屬實(shí)體間對應(yīng)關(guān)系。

圖7 空間數(shù)據(jù)組織方式

4 結(jié) 語

系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理的核心采用的是國際領(lǐng)先的ArcGIS 技術(shù)，采用在Oracle數(shù)據(jù)庫上運(yùn)行ArcSDE 的數(shù)據(jù)庫模式，結(jié)合二次開發(fā)的數(shù)據(jù)庫引擎，構(gòu)建出構(gòu)架完整、功能豐富的開發(fā)區(qū)土地集約利用評價(jià)系統(tǒng)，具有產(chǎn)品成熟度高、空間數(shù)據(jù)管理海量、空間分析能力強(qiáng)、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。系統(tǒng)核心產(chǎn)品采用基于ArcSDE二次開發(fā)的組件/控件/自定義實(shí)現(xiàn)的API來實(shí)現(xiàn)的中間件；完美支持GeoDatabase數(shù)據(jù)模型的集成化要求，能夠高效地處理空間數(shù)據(jù)。正是這種組件的技術(shù)使得最終的產(chǎn)品可以按照用戶的需求快速地自定義開發(fā)，有效解決了信息化系統(tǒng)對數(shù)據(jù)用戶決策判斷的支持、方便了信息統(tǒng)計(jì)和發(fā)布，從而使得土地的利用能夠更加合理高效。

參考文獻(xiàn)

[1]孟斌，王勁峰.地理數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)換方法研究進(jìn)展[J].地理學(xué)報(bào)， 2005， 60（2）： 277-288.

[2]張金萍.城市土地集約利用潛力評價(jià)信息系統(tǒng)構(gòu)建淺析[J].世界科技研究與發(fā)展， 2006， 28（4）： 65-69.

[3]費(fèi)江濤，張曉清，潘清.基于表結(jié)構(gòu)的海量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)技術(shù)綜述[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2010（1）：166-169

[4]劉長靑.基于本體的地震多源數(shù)據(jù)協(xié)同檢索研究[D].北京：首都師范大學(xué)，2012

摘 要：隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展，使得全方位的掌控土地資源的合理利用更加方便、系統(tǒng)化。針對土地利用信息、規(guī)劃信息、各類土地在利用中的比例分析來實(shí)現(xiàn)對土地資源的管理，使得土地利用更加高效合理化。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)量分析、動態(tài)模型的創(chuàng)建、GIS空間分析，用來處理通過手持終端和遙感采集來的元數(shù)據(jù)，將其繪制成文檔或地圖供直觀參考，同時(shí)可以有效地分析利用情況、水域面積、綠化比例、規(guī)劃合理性等信息，并可導(dǎo)出各類分析報(bào)告。

關(guān)鍵詞：空間數(shù)據(jù)；ArcSDE數(shù)據(jù)引擎；GIS；信息化

中圖分類號：F293.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1302（2014）10-00-02

0 引 言

土地利用率已經(jīng)成為現(xiàn)今社會發(fā)展的一大障礙，由此也成為當(dāng)今研究的一個(gè)重要課題。尤其是在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷加快的今天，如何處理好土地資源和當(dāng)今社會發(fā)展的關(guān)系，保證社會發(fā)展和自然和諧的原則，創(chuàng)建人與自然和諧相處的美好景象，由此轉(zhuǎn)變土地利用方式是保障社會可持續(xù)發(fā)展的持久動力。有關(guān)的土地利用的研究開始深入，其研究內(nèi)容設(shè)計(jì)生態(tài)學(xué)和地理學(xué)。主要研究土地利用變化機(jī)理、過程及效應(yīng)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)[1]，同時(shí)通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析來解決土地利用效率低、空間布局不合理、資源利用不合理等問題。實(shí)現(xiàn)對土地利用、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作的監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)分析，為全土地集約利用管理提供全面、科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告。土地集約利用信息化系統(tǒng)最終可以優(yōu)化土地資源的配置，為當(dāng)今社會、經(jīng)濟(jì)、自然和諧可持續(xù)發(fā)展提供一體化的信息化平臺。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 主要架構(gòu)

系統(tǒng)以土地集約利用架構(gòu)作為基礎(chǔ)，采用基于MIS、GIS、報(bào)表、表單等組建技術(shù)，為土地集約業(yè)務(wù)提供靈活的、可擴(kuò)展的定制支持，以形成相應(yīng)的檢測區(qū)土地集約利用的業(yè)務(wù)模型和業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊。

所有對數(shù)據(jù)的訪問都由ArcSDE數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)。通過ArcSDE數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、提取，形成完整的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對象，為平臺所支持的土地集約利用業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)源。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

1.2 架構(gòu)特點(diǎn)

土地利用信息系統(tǒng)界面供操作人員用來統(tǒng)計(jì)和分析數(shù)據(jù)，并提供合理可靠的參考。

圖1 土地集約利用信息系統(tǒng)的架構(gòu)

土地集約利用架構(gòu)，完成各大功能組件，為管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)分析和處理的各大功能。

土地集約數(shù)據(jù)庫為整個(gè)系統(tǒng)這個(gè)海量空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲和處理能力，能夠高效處理各種類型的數(shù)據(jù)，提供整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于Visual Studio平臺開發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)美觀的人機(jī)交互界面。主要系統(tǒng)功能模塊框架如圖2所示。

基于圖2模塊框架，部分功能設(shè)計(jì)如下：

2.1 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出功能

系統(tǒng)利用架構(gòu)中二次開發(fā)的轉(zhuǎn)換方法，只能選擇具體的方法，提供導(dǎo)入及導(dǎo)出多種數(shù)據(jù)來源的格式數(shù)據(jù)，其中包括GPS、文本坐標(biāo)，各種全站儀采集的數(shù)據(jù)，可直接讀取SHP、DXF、DWG、VCT、EOO等數(shù)據(jù)格式。

2.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能

系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使得各種坐標(biāo)可以互相關(guān)聯(lián)利用，便于拓展和兼容其它平臺。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換主要使用建模組件中的分線性回歸分析算法來實(shí)現(xiàn)的[2]。

2.3 地圖基本功能的操作

提供常用的地圖瀏覽功能，通過自己開發(fā)的繪制函數(shù)動態(tài)庫，提供可靠的建模和繪制功能，此外可以根據(jù)3D坐標(biāo)、邊界索引、空中俯視等對地圖進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，通過選擇對象進(jìn)行其屬性的查詢，得到相應(yīng)的空間信息并可以導(dǎo)出此坐標(biāo)。效果如圖3所示。

圖3 空中視圖

圖4 對象效果

2.4 空間數(shù)據(jù)迭代分析

系統(tǒng)提供空間迭代數(shù)據(jù)疊加分析和個(gè)性化分析功能：空間迭代功能分析中對選擇的對象實(shí)行高斯迭代方法，將導(dǎo)入的各類土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行確定性分析，然后將各個(gè)圖層對象迭代，最終繪制空間地圖；個(gè)性化分析需要操作人員選擇所需的迭代方式進(jìn)行分析，各種分析也會更具個(gè)性化的需求得到相應(yīng)的對象地圖。效果如圖4所示。

2.5 地圖對比分析

系統(tǒng)滿足用戶業(yè)務(wù)管理的需要，提供將不同地區(qū)、不同時(shí)期的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行對比查詢分析，用戶自由選擇對比圖層，利用馬爾可夫鏈原理排列多地圖窗口同步操作的方式來提供對比分析的功能。效果如圖5所示。

圖5 對比分析效果

2.6 數(shù)據(jù)顯示瀏覽

在主界面的數(shù)據(jù)列表中設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)將以表格方式顯示。頁面如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)顯示瀏覽圖

3 數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)包含平臺技術(shù)和空間數(shù)據(jù)組織兩部分。

3.1 平臺技術(shù)

系統(tǒng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle配合二次開發(fā)的ArcSDE軟件平臺技術(shù)來統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和界址點(diǎn)數(shù)據(jù)表，確?？臻g和非空間數(shù)據(jù)的完整高效的存儲，為界面端GIS應(yīng)用功能開發(fā)和空間信息的直觀描述提供底層的支持。為了將土地集約數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)、報(bào)表數(shù)據(jù)等入庫構(gòu)成Oracle管理的數(shù)據(jù)庫，使用ArcSDE（Spatial Data Engine即空間數(shù)據(jù)引擎）實(shí)現(xiàn)客戶端與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)接[3]。

當(dāng)采用中間件訪問時(shí)在服務(wù)器端要部署ArcSDE，它的連接機(jī)制是在服務(wù)器端把客戶端空間請求轉(zhuǎn)換成SQL命令發(fā)送到RDBMS上，并解釋返回的數(shù)據(jù)。因此直接連接時(shí)在客戶端耽誤的時(shí)間較多，而間接連接時(shí)在服務(wù)器端耽誤的時(shí)間較多。是采用動態(tài)直接連接還是中間件連接，要根據(jù)客戶端的數(shù)量、服務(wù)器的性能、數(shù)據(jù)庫的大小、訪問等待時(shí)間長短等因素決定。

3.2 空間數(shù)據(jù)組織[4]

空間數(shù)據(jù)可按空間數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系或?qū)傩裕鐖D7所示。主要實(shí)現(xiàn)過程：

（1）建立數(shù)據(jù)集，并設(shè)置數(shù)據(jù)集的投影系統(tǒng)和地理坐標(biāo)系統(tǒng)；

（2）創(chuàng)建要素類，調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

（3）向要素類中加載數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性；

（4）構(gòu)建要素類之間的拓?fù)潢P(guān)系，檢驗(yàn)、修正拓?fù)溴e(cuò)誤；

（5）構(gòu)建圖屬實(shí)體間對應(yīng)關(guān)系。

圖7 空間數(shù)據(jù)組織方式

4 結(jié) 語

系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理的核心采用的是國際領(lǐng)先的ArcGIS 技術(shù)，采用在Oracle數(shù)據(jù)庫上運(yùn)行ArcSDE 的數(shù)據(jù)庫模式，結(jié)合二次開發(fā)的數(shù)據(jù)庫引擎，構(gòu)建出構(gòu)架完整、功能豐富的開發(fā)區(qū)土地集約利用評價(jià)系統(tǒng)，具有產(chǎn)品成熟度高、空間數(shù)據(jù)管理海量、空間分析能力強(qiáng)、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。系統(tǒng)核心產(chǎn)品采用基于ArcSDE二次開發(fā)的組件/控件/自定義實(shí)現(xiàn)的API來實(shí)現(xiàn)的中間件；完美支持GeoDatabase數(shù)據(jù)模型的集成化要求，能夠高效地處理空間數(shù)據(jù)。正是這種組件的技術(shù)使得最終的產(chǎn)品可以按照用戶的需求快速地自定義開發(fā)，有效解決了信息化系統(tǒng)對數(shù)據(jù)用戶決策判斷的支持、方便了信息統(tǒng)計(jì)和發(fā)布，從而使得土地的利用能夠更加合理高效。

參考文獻(xiàn)

[1]孟斌，王勁峰.地理數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)換方法研究進(jìn)展[J].地理學(xué)報(bào)， 2005， 60（2）： 277-288.

[2]張金萍.城市土地集約利用潛力評價(jià)信息系統(tǒng)構(gòu)建淺析[J].世界科技研究與發(fā)展， 2006， 28（4）： 65-69.

[3]費(fèi)江濤，張曉清，潘清.基于表結(jié)構(gòu)的海量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)技術(shù)綜述[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2010（1）：166-169

[4]劉長靑.基于本體的地震多源數(shù)據(jù)協(xié)同檢索研究[D].北京：首都師范大學(xué)，2012