GIS系統(tǒng)在土地開發(fā)整理工程中的應(yīng)用初探

謝海峰（湖南省工程勘察院，湖南婁底417000）

GIS系統(tǒng)在土地開發(fā)整理工程中的應(yīng)用初探

謝海峰（湖南省工程勘察院，湖南婁底417000）

提出了將GIS應(yīng)用到土地開發(fā)整理工程中，實(shí)現(xiàn)地理信息與管理信息相結(jié)合，為土地開發(fā)整理工程設(shè)計(jì)者及管理者提供一種新型的應(yīng)用及管理系統(tǒng)。研究和設(shè)計(jì)此類系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、功能組成，并就系統(tǒng)開發(fā)過程中的一些技術(shù)進(jìn)行初步探討。

GIS；應(yīng)用及管理信息系統(tǒng)；土地開發(fā)整理工程

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展。GIS系統(tǒng)把計(jì)算機(jī)圖形與數(shù)據(jù)庫融于一體，把地理位置及相關(guān)屬性有機(jī)地結(jié)合起來，并借助其獨(dú)有的空間分析和可視化表達(dá)方式，提供各種輔助決策功能。將GIS技術(shù)引人土地開發(fā)整理工程將使土地開發(fā)整理工程項(xiàng)目的工程分布、工程設(shè)計(jì)、土方調(diào)配等數(shù)據(jù)的顯示更加直觀化，實(shí)現(xiàn)土地開發(fā)整理工程工程設(shè)計(jì)及相關(guān)信息的輸入、存儲、處理、綜合分析和結(jié)果輸出，極大地提高設(shè)計(jì)者的工作效率，同時(shí)可以使管理者即能夠通過圖形宏觀地了解和把握項(xiàng)目區(qū)的總體情況，又能通過各種快捷的查詢手段了解各種非圖形因素的情況，使管理者可獲得的信息量成倍地提高，促進(jìn)項(xiàng)目規(guī)劃建成后管理水平的現(xiàn)代化。

1　系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路是以圖（圖形、圖像）為基礎(chǔ)，在項(xiàng)目區(qū)地形圖基礎(chǔ)上將項(xiàng)目區(qū)的各種信息建成一個數(shù)據(jù)庫，將空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來，使得系統(tǒng)除了具備普通MIS的基本功能外，還可以強(qiáng)有力地管理空間數(shù)據(jù)，方便地進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、空間查詢和空間分析。換句話說，那就是使系統(tǒng)既能用于土地開發(fā)整理工程中的工程設(shè)計(jì)，又能用于工程建成后對項(xiàng)目區(qū)的管理。

1.1開發(fā)環(huán)境

本系統(tǒng)可以以目前通用的Windows2000或Windows XP計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為軟件開發(fā)的基礎(chǔ)，開發(fā)時(shí)采用的電子地圖以Map Info為其圖形顯示平臺。數(shù)據(jù)處理時(shí)程序編制的語言采用Map Info自帶的Map Basic和VB語言，在VB中，可以將Map Info作為一個對象使用，并將其嵌入應(yīng)用程序，通過調(diào)用對象的方法和設(shè)置其屬性來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。后臺數(shù)據(jù)庫用SQL Server 2000企業(yè)版。

1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)

開發(fā)基于GIS的土地開發(fā)整理工程應(yīng)用及管理信息系統(tǒng)的主要目的是便于規(guī)劃設(shè)計(jì)者進(jìn)行灌排工程、道路工程、農(nóng)田防護(hù)工程、電力工程及土地平整工程等工程設(shè)計(jì)和便于管理者在工程完成后對項(xiàng)目區(qū)的灌排、道路、電力等設(shè)施信息以及項(xiàng)目區(qū)的其它信息進(jìn)行管理，在系統(tǒng)中能夠提供以下的功能：

（1）提供對地圖的基本操作功能；

（2）提供輔助設(shè)計(jì)功能；

（3）提供對項(xiàng)目區(qū)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析功能；

（4）提供操作簡單、功能強(qiáng)大的查詢功能；

（5）提供項(xiàng)目區(qū)供水、配水、供電等輔助決策功能。

1.3系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S和C/S相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)，B/S模式主要用來實(shí)現(xiàn)信息共享發(fā)布，而C/S模式主要用來實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)及系統(tǒng)內(nèi)部的管理和維護(hù)，提供交互復(fù)雜的信息處理，各取所長，并使其有機(jī)地結(jié)合成一個整體。

1.4系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

在該系統(tǒng)中，用戶分為四類：工程設(shè)計(jì)用戶、管理員、部門級用戶和一般用戶。工程設(shè)計(jì)用戶具有可以利用系統(tǒng)的各種功能進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)、分析和輸出并可以瀏覽、修改、查詢所有的資料信息等所有的權(quán)限；管理員具有相當(dāng)于工程設(shè)計(jì)用戶的權(quán)限（除工程設(shè)計(jì)用戶使用以外，管理員等三類用戶的系統(tǒng)中可以不加載輔助設(shè)計(jì)功能）。部門級用戶除了具有瀏覽查詢權(quán)限以外，還具有修改、維護(hù)本部門信息的權(quán)限，同時(shí)對各種信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和輸出，便于進(jìn)行輔助決策；一般用戶僅有瀏覽、查詢各種資料的權(quán)限，無權(quán)修改任何信息。

根據(jù)用戶的需求，將系統(tǒng)劃分為以下八個功能模塊：

（1）數(shù)據(jù)錄入與維護(hù)模塊：提供各種圖形和屬性數(shù)據(jù)的錄入與維護(hù)，包括增加、移動、刪除圖形或增加、刪除和修改屬性數(shù)據(jù)。此模塊供工程設(shè)計(jì)用戶進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和部門級用戶維護(hù)使用。工程設(shè)計(jì)用戶是將基礎(chǔ)地理信息及規(guī)劃設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)庫供給其他用戶使用；各部門級用戶則通過將數(shù)據(jù)編輯情況反映到服務(wù)器，保證數(shù)據(jù)庫中圖形和屬性數(shù)據(jù)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

（2）查詢模塊：提供圖形、屬性查詢以及二者交互查詢功能，同時(shí)還提供條件組合查詢，用戶可以通過構(gòu)造復(fù)雜的查詢條件達(dá)到快速定位的目的。此模塊供所有的用戶使用。

（3）圖形瀏覽模塊：提供對圖形的瀏覽、任意縮放、漫游、測距、圖層控制以及鷹眼等功能。此模塊所有的用戶的使用。

（4）輔助設(shè)計(jì)模塊：提供進(jìn)行灌排工程、道路工程、農(nóng)田防護(hù)工程、電力工程及土地平整工程等工程設(shè)計(jì)的功能。此模塊供工程設(shè)計(jì)用戶使用。

（5）統(tǒng)計(jì)分析模塊：將統(tǒng)計(jì)結(jié)果以統(tǒng)計(jì)圖、統(tǒng)計(jì)表、專題圖等形式顯示，并可輸出打印。此模塊供所有的用戶使用。

（6）輸出模塊：包括圖形輸出和數(shù)據(jù)輸出，系統(tǒng)可以輸出項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀圖、規(guī)劃圖、任意一條指定的渠道縱斷面圖、土方量調(diào)配圖以及用戶要求的其它專題圖等，同進(jìn)可以以報(bào)表或統(tǒng)計(jì)圖的形式輸出項(xiàng)目區(qū)的各類屬性數(shù)據(jù)。

（7）優(yōu)化調(diào)度和預(yù)測系統(tǒng)模塊：這個模塊屬于項(xiàng)目區(qū)輔助決策系統(tǒng)，通過對各個渠道、項(xiàng)目區(qū)的供需水以及供需平衡情況的預(yù)測，確定項(xiàng)目區(qū)各個渠道用水的優(yōu)化調(diào)度方案，提高項(xiàng)目區(qū)水資源利用率及項(xiàng)目區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。

（8）系統(tǒng)維護(hù)：主要用于管理員對用戶的訪問權(quán)限的管理，不同的用戶具有不同的權(quán)限。

2　系統(tǒng)開發(fā)過程中的主要技術(shù)

2.1數(shù)據(jù)庫的建立

在土地開發(fā)整理工程應(yīng)用及管理信息系統(tǒng)中，包括土地開發(fā)整理工程項(xiàng)目施工前的基礎(chǔ)地理信息、項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)信息兩個子數(shù)據(jù)庫。涉及的數(shù)據(jù)包括圖形數(shù)據(jù)和相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)，為了增強(qiáng)整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的靈活性，在建立土地開發(fā)整理工程信息數(shù)據(jù)庫時(shí)，應(yīng)該采用圖形數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫分開設(shè)計(jì)的原則。Map Info提供了面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)管理功能，在其支持下設(shè)計(jì)圖形數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫。屬性數(shù)據(jù)庫管理大量與土地開發(fā)整理項(xiàng)目有關(guān)的信息數(shù)據(jù)，如地貌類型、土地利用現(xiàn)狀、基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀、灌溉情況、渠道來水情況、任一塊田地的面積大小及其高程等。圖形數(shù)據(jù)包括項(xiàng)目區(qū)地形圖、規(guī)劃圖、工程分布圖、工程施工圖、土方量調(diào)配圖等。

在土地開發(fā)整理項(xiàng)目圖形數(shù)據(jù)庫建立的過程中，對于所需的地形圖宜采用全野外數(shù)字化測量后內(nèi)業(yè)成圖的方法得到，現(xiàn)在CAD軟件相當(dāng)廣泛地應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集與制圖方面，所需地形圖可先生成CAD圖形文件，然后通過Map Info采用專門的導(dǎo)入數(shù)據(jù)或圖形功能，將CAD文件進(jìn)行數(shù)字化處理，將轉(zhuǎn)化得到的文件分層存儲到數(shù)據(jù)庫中。

屬數(shù)數(shù)據(jù)庫是利用唯一的ID標(biāo)識號建立連接關(guān)系的，所以在建立屬性數(shù)據(jù)庫時(shí)，針對圖形數(shù)據(jù)庫中不同圖層的地物類，設(shè)置屬性數(shù)據(jù)表，同時(shí)設(shè)置字段及字段屬性，具體的數(shù)據(jù)最后可以集中在SQL Server數(shù)據(jù)庫。另外，早期的CAD僅僅是一個圖形平臺，隨著CAD與GIS兩種技術(shù)發(fā)展中的不斷借鑒與融合，新版本CAD可以鏈接屬性數(shù)據(jù)，這樣將可以減少屬性數(shù)據(jù)輸入的麻煩，提高數(shù)據(jù)庫建立的效率。

2.2信息交互的方式

GLS信息是空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的結(jié)合，數(shù)據(jù)量大，位置分散，同時(shí)信息采用的格式也是多種多樣的，這就需要采用統(tǒng)一的表達(dá)方式來組織這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行瀏覽器和服務(wù)器之間的信息交互。本系統(tǒng)中瀏覽器和服務(wù)器的通信擬采用通用的微軟的XML進(jìn)行信息交互。

2.3Map Info與VB的交互集成

Map Info與VB的交互集成是以Map Info作為后臺服務(wù)器來提供地理空間數(shù)據(jù)和管理圖形化的地理數(shù)據(jù)，并直觀顯示結(jié)果；VB作為前臺開發(fā)工具開發(fā)客戶端應(yīng)用程序，負(fù)責(zé)處理響應(yīng)事件、控制Map Info和編輯數(shù)據(jù)等；二者通過OLE自動化技術(shù)集成。

因?yàn)橥恋亻_發(fā)整理項(xiàng)目中工程設(shè)計(jì)要涉及很多計(jì)算公式，Map Info與VB的交互集成將是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)所在，不可能一下子做到盡善盡美，有些工作不能在系統(tǒng)中通過人機(jī)交互的方式得出結(jié)果，要應(yīng)用到其它軟件，本系統(tǒng)具有開放性，保證其進(jìn)一步改進(jìn)和升級的能力，Map Info與VB的交互集成要在實(shí)際工作中不斷地完善，要隨著時(shí)代的發(fā)展而不斷地進(jìn)步。

3　結(jié)束語

土地開發(fā)整理工程是一個系統(tǒng)工程，隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及GIS技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，GIS技術(shù)在土地開發(fā)整理工程也得到實(shí)際應(yīng)用。本文就研究設(shè)計(jì)出一個GIS應(yīng)用及管理系統(tǒng)，能夠應(yīng)用到土地開發(fā)整理工程之中，實(shí)現(xiàn)地理信息與土地開發(fā)整理工程管理信息在同一平臺下結(jié)合，為工程設(shè)計(jì)者和項(xiàng)目區(qū)管理部門提供一種新型的、可視化的、高效的設(shè)計(jì)及管理一體化系統(tǒng)做初步探討。

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F301

A

2095-2066（2016）25-0103-02

2016-8-20

謝海峰（1981-），男，工程師，本科，主要從事工程測繪工作。