城市地理信息系統(tǒng)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究

楊利娟

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)測繪成果數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)為研究對(duì)象，論文首先從其中涉及的關(guān)鍵技術(shù)開始研究分析，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)論證了該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，全文是筆者長期工作實(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)測繪成果 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（b）-0031-02

目前，大部分的測繪成果管理仍處于手工階段，人力物力資源消耗大、工作效率低、工作可靠性差。面對(duì)著測繪技術(shù)的迅猛發(fā)展和變化，面對(duì)著凝聚著廣大測繪工作者辛勤汗水的大量珍貴的測繪成果，如何管理好這些測繪成果，使其接收、存儲(chǔ)、管理、供應(yīng)更加規(guī)范和高效成為我們迫切需要解決的問題。

地理信息系統(tǒng)作為一門新興的邊緣學(xué)科，是對(duì)地球空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、顯示、分析應(yīng)用的綜合性技術(shù)系統(tǒng)。它不僅可以像傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)那樣，管理數(shù)據(jù)和文字信息，而且可以管理空間信息，能夠提供各種空間分析的方法，對(duì)各種不同的空間信息進(jìn)行綜合分析與解釋，提供基于地理信息的查詢、管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能。因此，利用地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化、思維可視化的決策支持方式，可以作為測繪、規(guī)劃部門進(jìn)行管理、業(yè)務(wù)查詢和城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的輔助工具。這將徹底解決測繪成果的管理問題，充分利用已有資料，提高工作效率，加快我國城市建設(shè)的發(fā)展。

1 城市基礎(chǔ)測繪成果數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

（1）數(shù)據(jù)操作功能。

①數(shù)據(jù)錄入。②數(shù)據(jù)更新。③數(shù)據(jù)刪除。

（2）數(shù)據(jù)檢索統(tǒng)計(jì)功能。

該模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心模塊，要求能夠以多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，它主要包括：圖形交互檢索、坐標(biāo)檢索、統(tǒng)計(jì)。圖形交互檢索包括按圓、矩形、多邊形、緩沖區(qū)等查詢。坐標(biāo)檢索通過輸入左下角、右上角坐標(biāo)來查詢出此范圍內(nèi)的控制點(diǎn)。統(tǒng)計(jì)功能是統(tǒng)計(jì)出等級(jí)平面控制點(diǎn)的數(shù)量。

（3）圖形顯示功能。

應(yīng)能夠?qū)Τ鞘袦y繪成果數(shù)據(jù)進(jìn)行分層顯示。

（4）控制點(diǎn)管理功能。

控制點(diǎn)管理功能是系統(tǒng)的一大特色模塊。

①添加控制點(diǎn)。②刪除控制點(diǎn)。③控制點(diǎn)查詢。④坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能。⑤竣工成果管理

1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)

在地理信息系統(tǒng)中，用來描述各種事物和現(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。本系統(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)測繪成果，但是城市基礎(chǔ)測繪成果是以背景數(shù)據(jù)為依托的，因此如果缺少了背景數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將無法正常工作。這里的背景數(shù)據(jù)是指基礎(chǔ)測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)確的查出所要的信息，根據(jù)地形要素分類體系把背景數(shù)據(jù)分為八類，即水系、居民地及設(shè)施、交通、管線、境界、地貌、植被與質(zhì)土和注記。

1.2.2 城市基礎(chǔ)測繪成果

測量控制成果按不同的應(yīng)用目的以及所運(yùn)用的測量手段及技術(shù)的不同，包含的內(nèi)容也是不同的，比如天文大地測量、地球動(dòng)力學(xué)測量、基于衛(wèi)星技術(shù)的空間大地測量以及傳統(tǒng)的大地測量等，由于它們的技術(shù)系統(tǒng)和施測手段的不同，依據(jù)國家規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所提交的成果都會(huì)有所不同。城市控制測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。

1.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

GIS數(shù)據(jù)庫是對(duì)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)存放的一個(gè)集合。建立數(shù)據(jù)庫不僅僅是為了保存數(shù)據(jù)，更主要的是為了幫助人們管理和控制與這些數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的事物。在地理空間數(shù)據(jù)管理中以多種方式錄入的地理數(shù)據(jù)，用有效的數(shù)據(jù)組織形式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理、更新、維護(hù)、快速查詢檢索，多種方式輸出決策所需的地理空間信息。本系統(tǒng)實(shí)際上也可看成是GIS與管理信息系統(tǒng)的結(jié)合，從而形成信息集成的管理方式。這種管理模式融合了現(xiàn)有信息管理系統(tǒng)的通用性和地理信息管理的實(shí)用性，以地理信息為紐帶連接整個(gè)城市相關(guān)信息，將整個(gè)城市的信息內(nèi)容自然、一致地整合于一個(gè)統(tǒng)一的可視化管理信息系統(tǒng)平臺(tái)下。根據(jù)空間位置關(guān)系，對(duì)城市信息作檢索、查詢、分析、統(tǒng)計(jì)，構(gòu)建一個(gè)完整的可視化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫的組織和管理是信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，直接影響工作效率和用戶的使用。由系統(tǒng)涉及到的技術(shù)特點(diǎn)與要求，決定了該測繪成果管理信息系統(tǒng)并非是一個(gè)單純的管理信息系統(tǒng)（MIS），也不是一個(gè)純粹的地理信息系統(tǒng)（GIS），而是一個(gè)GIS與MIS集成應(yīng)用的系統(tǒng)。

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

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

2.1 系統(tǒng)特點(diǎn)與功能

該系統(tǒng)主要用于測繪成果的管理，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，竣工單位等竣工測量成果信息。系統(tǒng)采用GIS技術(shù)來對(duì)測繪成果進(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)名等信息查詢控制點(diǎn)。（4）可以通過畫矩形，畫圓，畫多邊行以及輸入緩沖半徑等查詢其范圍內(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）可以通過輸入竣工日期、施測單位、項(xiàng)目名稱等查詢竣工測量工程項(xiàng)目。（7）可以通過選擇所屬工程項(xiàng)目信息查詢竣工平面圖，并可以雙擊查詢到的圖形文件名自動(dòng)打開cad圖形。

系統(tǒng)操作簡潔、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。

2.2 數(shù)據(jù)操作

數(shù)據(jù)操作主要包括數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)刪除。

（1）數(shù)據(jù)錄入：單擊數(shù)據(jù)錄入子菜單，就可以把數(shù)據(jù)錄入到系統(tǒng)中。（2）數(shù)據(jù)更新：單擊數(shù)據(jù)更新子菜單。數(shù)據(jù)更新主要是修改控制點(diǎn)的可修改的屬性信息（如點(diǎn)名、點(diǎn)號(hào)一般是不允許修改的），本系統(tǒng)的更新是打開控制點(diǎn)的屬性表，然后在表里面進(jìn)行修改，修改后單擊更新按鈕，數(shù)據(jù)就進(jìn)行了更新。（3）數(shù)據(jù)刪除：單擊數(shù)據(jù)刪除子菜單。數(shù)據(jù)刪除是選擇要?jiǎng)h除的一行，單擊刪除按鈕就可以對(duì)無效的控制點(diǎn)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除。由于控制點(diǎn)成果數(shù)據(jù)是重要而且需嚴(yán)格保密的數(shù)據(jù)，在使用刪除按鈕時(shí)應(yīng)慎重小心，系統(tǒng)用提示的方式提醒用戶，待用戶確認(rèn)后方可刪除此控制點(diǎn)信息。該模塊用dataGridView控件顯示出控制點(diǎn)的屬性，然后再更新數(shù)據(jù)或刪除數(shù)據(jù)。

3 結(jié)論

隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市測繪成果管理信息量也會(huì)大大增加，傳統(tǒng)的城市測繪成果管理方式已不能滿足現(xiàn)代化的需要，因此，有必要對(duì)測繪成果進(jìn)行科學(xué)、合理、有效的組織和進(jìn)行動(dòng)態(tài)的采集、存儲(chǔ)、管理及利用。測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)城市的測繪成果信息進(jìn)行管理，是測繪成果及其日常管理工作發(fā)展的趨勢和現(xiàn)實(shí)可行的選擇。

參考文獻(xiàn)

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