基于ArcGIS的城市測繪成果數(shù)據管理研究

高文靜

摘 要：該文基于筆者從事GIS設計與實現(xiàn)的相關工作經驗，以基于ArcEngine的城市基礎測繪成果數(shù)據庫管理系統(tǒng)設計實現(xiàn)為研究對象，首先從其中涉及的關鍵技術開始研究分析，在此基礎上，詳細論證了該數(shù)據庫管理系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)方法，全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事數(shù)字城市相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞：ArcEngine 基礎測繪成果 數(shù)據庫管理系統(tǒng) 設計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（c）-0012-02

改革開放以來，我國城市建設實現(xiàn)了高速、持續(xù)的發(fā)展。在信息化的時代，信息已成為一項重要資產。對信息的有效管理和利用，將大大提高企業(yè)內部運作的效率和對市場需求的快速反應能力，最終增強市場競爭力。從城市建設規(guī)劃決策層和各個管理決策層角度出發(fā)，決策者需要在宏觀上對全市的測繪成果情況等綜合指標有一個全面了解；對于各種建設工程的設計、施工以及管理操作人員來講，實現(xiàn)測繪成果資料管理的全面化和自動化，才能更好地提高工作效率，順應信息化社會的發(fā)展潮流。因此，在測繪成果的管理中，迫切需要引進一種新型的管理手段，能夠依托計算機對現(xiàn)有數(shù)據進行有效地綜合、分析和利用。于是，管理測繪成果的地理信息系統(tǒng)應運而生。

1 城市基礎測繪成果數(shù)據庫管理系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)總體設計

系統(tǒng)將包含以下功能：（1）數(shù)據操作功能；（2）數(shù)據檢索統(tǒng)計功能；（3）圖形顯示功能；（4）控制點管理功能；（5）坐標轉換功能；（6）竣工成果管理；（7）安全管理。

1.2 系統(tǒng)數(shù)據

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，因此，數(shù)據是地理信息系統(tǒng)的核心，是系統(tǒng)操作的對象。該系統(tǒng)涉及到的數(shù)據有兩種：即空間數(shù)據和屬性數(shù)據。根據二次開發(fā)的特點，進一步把系統(tǒng)處理的數(shù)據分為背景數(shù)據和基礎測繪成果數(shù)據兩部分，背景數(shù)據是系統(tǒng)進行操作時，作為背景進行顯示，并非系統(tǒng)處理的主要對象；基礎測繪成果信息才是系統(tǒng)處理的主要對象，也是數(shù)據分析的重點。

1.2.1 背景數(shù)據

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

1.2.2 城市基礎測繪成果

城市控制測量成果主要是指為城市工程建設提供基本起算數(shù)據的各類控制點的三維空間坐標信息。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中發(fā)揮著不可替代的作用。

對于具體工程應用，人們最關心的是控制點成果信息。而且在應用這些控制點時，人們總是假定這些控制點是完全可靠的。事實上，也只有可靠的控制點位置信息和高程信息才能正確有效地指導工程測量和為城市經濟建設服務。該系統(tǒng)就是要將控制點位置信息、高程信息以及和控制點有關的其他屬性信息，準確無誤的存儲于計算機內，并利用GIS技術系統(tǒng)的強大管理功能將控制點信息有效地管理起來，使控制點信息和城市地圖有機地聯(lián)系起來，全面實現(xiàn)在電子地圖上查詢、編輯、瀏覽等一系列功能，這是該系統(tǒng)研究的最終目的。

竣工測量是城市工程建設中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它不僅為工程的交工驗收及將來進行的維修、改建、擴建提供依據，同時為城市的規(guī)劃和城市管理提供完整、準確的基礎資料，為數(shù)字城市的建設提供必備的數(shù)據。

1.3 系統(tǒng)數(shù)據庫設計

該系統(tǒng)數(shù)據主要由九大類要素集組成：測量控制點、水系、居民地及設施、交通、管線、境界、地貌、植被與土質和注記。每一類要素集又劃分為多個要素類，其中，定位基礎包含的要素類有：測量控制點和數(shù)學基礎；水系包含的要素類有：其他水系要素點、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、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、省級行政區(qū)界線等；植被與土質包含的要素類：農林用地點和農林用地面；地貌包含的要素類有：高程點注記點、等高線線、自然地貌線和斜坡線。

對于空間數(shù)據庫，采用的是ArcInfo軟件提供的數(shù)據庫結構（Geodatabase）。在空間上，把數(shù)據組織成一個整體；在內容上，把數(shù)據組織成層（Layer）結構。分幅存放的基礎地形圖進入數(shù)據庫后，在邏輯上是無縫的，沒有圖幅的概念。內容上，空間數(shù)據庫主要包括測量控制點、居住建筑、工礦設施、交通、管線設施、水系、境界、地質土貌、農田植被等九大類基礎數(shù)據及元數(shù)據信息。

根據具體的入庫需求，在測量控制點、居住建筑及設施、交通、管線、水系、境界、地貌、植被與土質和注記九類數(shù)據中，按照不同的內容進一步細化，大致分為37層數(shù)據（如表1所示）。

Geodatabase利用RDBMS表存貯點、線、面數(shù)據，它的每一要素類僅存貯一個單一要素類型，但只要有統(tǒng)一坐標系統(tǒng)，就可以輕而易舉地將它們組織在要素集中。一些Geodatabase要素類如幾何網絡也具有拓撲關系，可以模擬對象間鄰接關系。ArcInfo支持三種類型的Geodatabase物理實現(xiàn)；Personal Geodatabase、ArcSDE Geodatabase、File Geodatabase。Personal Geodatabase為小項目所設計，以.mdb格式Microsoft Access存貯，不必購買任何別的軟件來訪問和管理Personal Geodatabase。ArcSDE Geodatabase為大型企業(yè)級GIS應用和數(shù)據庫所設計，它利用RDBMS格式存貯地理數(shù)據，需要購買相應RDBMS軟件來存貯數(shù)據。File Geodatabase類似文件夾管理，也不必購買任何別的軟件來訪問和管理File Geodatabase。

2 基于ArcEngine的數(shù)據庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)

該系統(tǒng)主要用于測繪成果的管理，可管理各等級控制點點號，點名，等級，所屬區(qū)域，該點的54坐標，80坐標，國家高程等各種控制點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技術來對測繪成果進行可視化管理，竣工平面圖等圖形數(shù)據直接存于數(shù)據庫中。

系統(tǒng)具有的主要功能如下。（1）可進行控制點信息的輸入、更改、刪除操作。（2）可進行圖形的基本操作，如平移、放大、縮小、漫游。（3）可根據點號、點名等信息查詢控制點。（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的控制點。（5）可進行報表的生成與制作，并可以把生成的報表以Excel、pdf等多種格式輸出。（6）可以通過輸入竣工日期、施測單位、項目名稱等查詢竣工測量工程項目。（7）可以通過選擇所屬工程項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。系統(tǒng)工具欄：提供系統(tǒng)操作的工具按鈕。圖形顯示區(qū)：顯示當前圖層的圖形。

3 結語

隨著城市建設規(guī)模的不斷擴大，城市測繪成果管理信息量也會大大增加，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，有必要對測繪成果科學、合理、有效地組織和動態(tài)地采集、存儲、管理及利用。測繪成果涉及地理空間數(shù)據、屬性數(shù)據、社會經濟、法律法規(guī)等，內容多、處理過程復雜。采用以GIS技術和IT技術為核心的新技術、新方法對城市的測繪成果信息進行管理，是測繪成果及其日常管理工作發(fā)展的趨勢和現(xiàn)實可行的選擇。

參考文獻

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