基于局域網數(shù)據共享的ArcEngine二次開發(fā)與實現(xiàn)
——以牛背梁自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)為例

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(陜西省林業(yè)調查規(guī)劃院，陜西 西安 710082)

基于局域網數(shù)據共享的ArcEngine二次開發(fā)與實現(xiàn)
——以牛背梁自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)為例

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(陜西省林業(yè)調查規(guī)劃院，陜西 西安 710082)

地理信息系統(tǒng)是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)，是結合了地理學與地圖學以及遙感和計算機科學的技術系統(tǒng)，以陜西牛背梁國家級自然保護區(qū)為例，建立針對牛背梁自然保護區(qū)資源保護管理特征的地理信息系統(tǒng)，采用局域網數(shù)據共享方式實現(xiàn)數(shù)據統(tǒng)一管理，建立野生動植物保護信息數(shù)據庫，提供保護區(qū)內地理空間數(shù)據存儲、顯示、采集、查詢、修改等功能，為保護區(qū)科學研究和決策提供重要幫助。

地理信息系統(tǒng)；牛背梁國家級自然保護區(qū)；數(shù)據庫

隨著計算機的普及和信息技術的快速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem,GIS)作為處理、顯示、管理和顯示地理空間數(shù)據的重要工具[1]，在林業(yè)、農業(yè)、國土資源、氣象等眾多領域發(fā)揮了重大的作用[2-4]，但由于各個行業(yè)對GIS軟件使用的側重點不同，在專業(yè)GIS軟件的基礎上進行二次開發(fā)，對專業(yè)應用功能進行簡單化顯示，同時加入特定研究領域的需求模塊，定制GIS應用程序顯得尤為必要[5]。

牛背梁國家級自然保護區(qū)地處秦嶺山脈東部，寧陜、柞水、長安三個縣區(qū)交界處，區(qū)內地勢復雜，保護區(qū)內植物垂直帶譜分布明顯，植物物種豐富，同時也棲息著大量的珍稀動物[6-7]，其中羚牛是牛背梁國家級自然保護區(qū)的保護重點。由于保護區(qū)內珍稀動植物眾多、地形地勢復雜，給保護管理工作帶來了一定的困難，利用信息技術與網絡技術建立牛背梁自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)，將保護區(qū)的保護管理等各項工作進行信息化，在GIS的支持下，以二維、三維地圖的形式進行集中管理和展示[8-9]，同時引入數(shù)據庫技術，將珍稀動植物保護工作數(shù)據進行管理，大大提高了工作效率，也為數(shù)據的長序列積累與重復利用提供了可能[10]。

1 系統(tǒng)簡介

牛背梁國家級自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)利用面向對象程序設計語言visualstudio2010,基于ArcGISEngine和MicrosoftAccess數(shù)據庫進行開發(fā)設計，將地理空間數(shù)據、圖文數(shù)據、視頻宣傳數(shù)據、科研采集數(shù)據等多種數(shù)據格式進行集中整合，采取局域網內數(shù)據共享的方式進行統(tǒng)一保存和管理。為了滿足用戶需求多樣化，以及信息安全性一致性。

1.1 系統(tǒng)登錄模式

為了滿足多種使用環(huán)境，根據系統(tǒng)讀取數(shù)據位置不同將版本分為有網絡版和單機版兩種，其中網絡版從統(tǒng)一服務器地址讀取數(shù)據，單機版從本機讀取數(shù)據，不需聯(lián)網。對網絡版權限劃分為管理員和普通用戶兩種，通過授權，限制普通用戶的操作，從而達到保護系統(tǒng)數(shù)據安全的目的。

1.2 系統(tǒng)模塊

牛背梁自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)按保護管理工作內容分成九個模塊，包括牛背梁自然保護區(qū)概況，自然環(huán)境，三維視圖，保護管理，科學研究，社區(qū)共管，生態(tài)旅游，未來規(guī)劃和系統(tǒng)管理，按照模塊側重點不同進行數(shù)據分配，主要數(shù)據包括地圖數(shù)據，圖層數(shù)據，視頻數(shù)據，文字說明數(shù)據，圖片數(shù)據，數(shù)據庫數(shù)據六種。

圖1 牛背梁自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)功能模塊設計

2 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

牛背梁自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)按照保護區(qū)實際工作需要，設計最適宜保護區(qū)工作管理的地理信息系統(tǒng)，如圖2所示，針對數(shù)據類型做相應的處理功能開發(fā)。

圖2 牛背梁自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)功能設計

地圖數(shù)據主要有：保護區(qū)地理位置、固定樣地分布、地質地貌、高清遙感圖、動植物監(jiān)測路線、森林資源二類調查、防火監(jiān)測塔分布、社區(qū)分布、三維立體圖等共計36幅電子地圖，針對地圖顯示設計放大、縮小、平移、測量、選擇等多個操作，并在地圖視圖中加入經緯度坐標實時顯示功能，方便用戶進行定位。為用戶提供快速地圖輸出功能，導出地圖保存為jpg格式圖像。

地圖文檔是由多個專題圖層疊加顯示而成，對圖層的交互處理尤為重要，在牛背梁自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)中，加入對圖層屬性信息的查詢檢索功能，快速顯示查詢對象地理位置。允許用戶修改圖層顯示符號，自定義地圖表達形式，展現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢，圖層位置、屬性信息的可編輯增加了數(shù)據的可維護性和擴展性。

針對野生動物監(jiān)測等流動性較強的專題空間信息，系統(tǒng)在數(shù)據庫錄入的同時提供矢量數(shù)據生成功能，直接將野外觀測數(shù)據轉換成能在地圖上疊加顯示的地圖圖層，快速直觀的顯示野生動物分布狀況。

3 數(shù)據庫設計

牛背梁國家級自然保護區(qū)監(jiān)測工作分為固定樣地監(jiān)測和固定樣線監(jiān)測兩種，其中固定樣地監(jiān)測以植物監(jiān)測為主要監(jiān)測對象，固定樣線監(jiān)測以野生動物為主要監(jiān)測對象。保護區(qū)內珍稀動植物眾多，保護工作量大，積累了大量的動植物監(jiān)測數(shù)據信息，利用紙質數(shù)據表的形式進行存儲遠遠不能滿足數(shù)據處理和利用的需求，因此在牛背梁自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)中建立數(shù)據庫，并提供監(jiān)測數(shù)據上傳、查詢、導出等操作處理模塊，實現(xiàn)動植物保護數(shù)據存儲、瀏覽、提取等工作。

固定樣地監(jiān)測內容主要有草本植物群落、灌木層、喬木層和每木檢尺四大主要類別，共五個數(shù)據表，表格屬性如表1所示。其中固定樣地與喬木層、灌木層、草本群落以及每木檢尺均為一對多模式，通過屬性列樣地號進行連接可以獲得相應的屬性值。

表1 固定樣地監(jiān)測表

牛背梁國家級自然保護區(qū)是我國I級保護動物羚牛的主要棲息地，固定樣線監(jiān)測在常規(guī)野生動物進行監(jiān)測的同時，專門針對羚牛制定了保護監(jiān)測內容。固定樣線監(jiān)測數(shù)據表主要包括：野生動物種群監(jiān)測、羚牛種群監(jiān)測、羚牛采食植物監(jiān)測、羚牛活動范圍監(jiān)測，數(shù)據表屬性如表2所示。不同數(shù)據表格以樣線號進行連接，與樣線號的對應關系為多對一。

表2 固定樣線監(jiān)測表

4 系統(tǒng)運行結果及分析

4.1 專題地圖

在牛背梁國家級自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)中，共集成了專題圖35幅，三維地圖1幅，全面覆蓋了牛背梁自然保護區(qū)的遙感、地形、動植物分布、規(guī)劃布局等各個方面，并且實現(xiàn)了數(shù)據的瀏覽、測量、查詢、編輯等空間處理操作。圖3為旅游景點專題圖，并且對專題圖界面進行了展示。

4.2 動植物保護數(shù)據管理

牛背梁國家級自然保護區(qū)地理信息系統(tǒng)中針對動植物保護信息設計數(shù)據庫，并編寫了相應程序對數(shù)據庫進行訪問，主要包括數(shù)據查詢、數(shù)據上傳與數(shù)據修改功能，圖4為珍惜動物監(jiān)測數(shù)據上傳界面，將痕跡類型、坡向、坡位、坡度、生境類型、蓋度、郁閉度等具有固定選項的屬性值以下拉框的形式提供數(shù)據，提高了數(shù)據上傳的工作效率，并且能夠根據經緯度信息生成矢量文件，數(shù)據表的信息則會以屬性列的方式呈現(xiàn)在矢量數(shù)據中，矢量數(shù)據可以在任意專題圖上顯示，為進一步的數(shù)據空間分布研究提供了支持。

圖3 專題圖界面示例

圖4 數(shù)據庫管理界面示例

5 結語

以牛背梁國家級自然保護區(qū)為例，將地理信息系統(tǒng)技術引入保護區(qū)的相關工作中，與林業(yè)保護、資源開發(fā)、動植物監(jiān)測等具體需求進行結合，建立具有保護區(qū)特色的地理信息系統(tǒng)，快速、直觀、準確、全面的展示了保護區(qū)的各種資源以及工作規(guī)劃等信息，同時也為用戶提供了數(shù)據檢索、地圖交互、矢量數(shù)據生成等功能，對保護區(qū)資源經營、管理和決策工作提供幫助，推動了保護區(qū)資源管理信息化進程，提高了保護區(qū)的工作效率。

[1] 吳信才.地理信息系統(tǒng)原理與方法[M].北京.電子工業(yè)出版社,2002.

[2] 宗雪,翟洪波,王宏偉,等.黑龍江大峽谷國家級自然保護區(qū)綜合管理信息系統(tǒng)設計[J].林業(yè)資源管理,2015(6):149-154.

[3] 廖國威,謝林伸.基于GIS和Flex的水環(huán)境管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].地理空間信息,2015,12(6):93-99.

[4] 蔡蘇鵬,杜景林.基于GIS的人工影響天氣系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].南京信息工程大學學報(自然科學版),2015,7(5):427-433.

[5] 周斌. 試論地理信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 城市地理, 2015(16)：71.

[6] 李春寧.陜西牛背梁國家級自然保護區(qū)生物多樣性及其保護研究[D].陜西楊凌：西北農林科技大學,2006.

[7] 李景俠, 蔡靖, 康永祥,等. 陜西牛背梁國家級自然保護區(qū)珍稀瀕危保護植物研究[J]. 西北林學院學報, 1999, 14(2):12-18.

[8] 馮兆龍,胡續(xù)禮,姜小三,等. 基于C#和MapObjects組件的地理信息系統(tǒng)的開發(fā)[J]. 遙感信息, 2007(6):81-85.

[9] 朱興洲, 曹林, 李鳳鳳,等. 基于ArcGISEngine的3維校園地理信息系統(tǒng)設計與開發(fā)[J]. 測繪與空間地理信息, 2011, 34(5):26-30.

[10] 莊晨輝, 陳銘潮, 潘俊忠. 林業(yè)資源管理地理信息系統(tǒng)的研制與開發(fā)[J]. 福建林學院學報, 2005, 25(1):157-157.

Secondary Development and Realization of Data Sharing through ArcEngine based on LAN Data——GIS System Application in Niubeiliang Nature Reserve

DUXi-ke

(Shaanxi Institute of Forest Inventory , Design and Planning, Xi'an, Shaanxi 710082)

GeographicInformationSystem(GIS)isaspecifictoolformapsandgeospatialdata.TheauthortookShannxiNiubeiliangnationalnaturereserveasanexampletoestablishaGeographicalInformationSystem.TheGISrealizesthedatasharing,unifiesmanagementwithintheLANandbuildsadatabaseofwildlife,greatsupportstothestorage,display,collection,inquiry,modificationofgeographicspatialdata.Thesystemprovidesimportanthelptonaturalreservescientificresearchanddecisionmaking.

GIS;Niubeiliangnationalnaturereserve;database

2016-08-15 作者簡介：杜?？?1966-),男,陜西周至人,本科,助理工程師,主要從事林業(yè)地理信息系統(tǒng)開發(fā)應用、森林防火、野生動物監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)劃設計等工作。

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