應(yīng)用ArcGIS的資源管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

汪淑霞

摘 要：由于數(shù)字林業(yè)中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與日俱增，現(xiàn)有林業(yè)資源管理系統(tǒng)存在運(yùn)行效率低下、操作繁瑣、功能不完善等問題，難以滿足當(dāng)前海量數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量控制以及成果驗(yàn)收等需求。本文以我國林業(yè)大省黑龍江數(shù)字林業(yè)的建設(shè)為例，對(duì)應(yīng)用GIS手段開發(fā)林業(yè)資源管理信息系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入剖析和探討，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用面向?qū)ο笏枷敕椒?，?duì)B/S架構(gòu)的林業(yè)資源管理系統(tǒng)和C/S架構(gòu)林業(yè)數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)進(jìn)行需求分析和設(shè)計(jì)，并完成系統(tǒng)開發(fā)工作。

關(guān)鍵詞：ArcGIS 林業(yè) 資源管理系統(tǒng) 架構(gòu)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)：1674-098X（2017）08（c）-0132-02

數(shù)字林業(yè)系統(tǒng)建設(shè)為林業(yè)發(fā)展創(chuàng)建高效的管理機(jī)制，在我國信息化發(fā)展過程中，對(duì)保護(hù)森林資源、促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了重要作用。數(shù)字林業(yè)系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)展示、查詢、分析等功能的應(yīng)用，可以幫助決策者掌握林業(yè)資源概況并制定合理決策，為林業(yè)資源規(guī)劃提供技術(shù)服務(wù)，最大程度降低生態(tài)建設(shè)工程建設(shè)問題，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。林業(yè)信息化發(fā)展能夠帶動(dòng)其他學(xué)科進(jìn)步，是未來林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

1 系統(tǒng)功能需求

省級(jí)數(shù)字林業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)利用可視化的信息顯示平臺(tái)，對(duì)林業(yè)數(shù)據(jù)代碼進(jìn)行維護(hù)，實(shí)現(xiàn)國家代碼與地方代碼相互轉(zhuǎn)換，對(duì)林業(yè)數(shù)據(jù)的幾何特征進(jìn)行拓?fù)錂z查并改正拓?fù)溴e(cuò)誤。根據(jù)林業(yè)調(diào)查實(shí)際工作需要，該系統(tǒng)的主要功能包括以下幾個(gè)方面。

1.1 數(shù)據(jù)入庫

提供加載shapefile格式的數(shù)據(jù)的功能，并對(duì)所加載的數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查、空值檢查、值域檢查、小班惟一性檢查、自定義條件檢查，對(duì)檢查后的數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入到SDE和從SDE導(dǎo)出的服務(wù)。其主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)拓?fù)溥M(jìn)行檢查并修復(fù)，然后入庫。

1.2 視圖操作

視圖操作是系統(tǒng)的基本功能，是使用其他功能的基礎(chǔ)，可對(duì)加載在窗口中的視圖進(jìn)行一系列的操作，如：拉框放大、拉框縮小、全圖顯示、平移地圖、前一視圖、后一視圖、縮放到選擇集、清除選擇集等。

縮放地圖：包括放大地圖，縮小地圖，連續(xù)縮放地圖等功能。

漫游地圖：可通過拖動(dòng)瀏覽并查看任意范圍內(nèi)的地圖內(nèi)容。

全圖顯示：將所有圖層的全部地圖內(nèi)容縮放到整個(gè)視圖的中心位置。

縮放到選擇集：當(dāng)用戶在數(shù)據(jù)中做了查詢或選擇后，可以快速縮放到選擇的位置，方便用戶對(duì)選中的數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽。

清除選擇集：對(duì)所做的選擇集進(jìn)行清除。

1.3 查詢功能

包括查看屬性表、SQL查詢、點(diǎn)選查詢、框選查詢。主要功能是用SQL語句或以點(diǎn)選（或框選）的形式選擇地圖要素，必要時(shí)可縮放至選擇集，對(duì)其進(jìn)行相關(guān)操作，結(jié)束操作后再清除選擇集。

1.4 代碼管理

數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換功能完成國家編碼與黑龍江數(shù)據(jù)生產(chǎn)編碼的相互轉(zhuǎn)換，以方便將國家編碼的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為黑龍江省編碼，方便數(shù)據(jù)生產(chǎn)人員使用。

1.5 生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能

對(duì)各類資源的各種因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果以報(bào)表形式體現(xiàn)，并可以導(dǎo)出到Excel表格中，為決策者的方案提供數(shù)據(jù)支持。

1.6 快速定位功能

針對(duì)作業(yè)人員需要快速定位到某一地點(diǎn)的需求，系統(tǒng)提供多種快速定位功能，可根據(jù)坐標(biāo)、圖幅號(hào)、小班等定位條件直接定位到目標(biāo)，并顯示在當(dāng)前視圖中。

1.7 三維瀏覽功能

系統(tǒng)支持在三維環(huán)境下對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行放大、縮小、漫游、視角調(diào)整等功能，三維林業(yè)資源數(shù)據(jù)的展現(xiàn)，對(duì)客觀世界的表達(dá)能給人更加真實(shí)的感受，不僅能表達(dá)空間對(duì)象間的平面關(guān)系，而且能描述和表達(dá)它們之間的垂向關(guān)系，為數(shù)據(jù)使用人員提供更加豐富的信息。

1.8 生成專題圖的功能

根據(jù)用戶要求調(diào)用數(shù)據(jù)生成滿足某種特定條件的專題圖，并為圖幅添加圖例、圖號(hào)、指北針等專地圖元素，將制作好的專題圖打印輸出。

2 系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的選擇

2.1 地理信息系統(tǒng)平臺(tái)

地理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的選擇對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)行效率和系統(tǒng)功能至關(guān)重要，黑龍江林業(yè)資源管理系統(tǒng)在基礎(chǔ)平臺(tái)的選擇上考慮了多種因素，在綜合考慮系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的管理和處理能力、二次開發(fā)的簡潔性和靈活性、可擴(kuò)展性、系統(tǒng)穩(wěn)定性等因素，采用ESRI公司的軟件產(chǎn)品作為GIS開發(fā)平臺(tái)。

B/S架構(gòu)的林業(yè)資源管理系統(tǒng)基于ArcGIS Server進(jìn)行開發(fā)，Arc GIS Server在構(gòu)建企業(yè)級(jí)地理信息應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)中具有顯著的優(yōu)勢，該技術(shù)在基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序開發(fā)中應(yīng)用廣泛，功能全面，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地理數(shù)據(jù)的查詢、管理、檢索、分析等一系列高級(jí)操作。ArcGIS Server SDK使開發(fā)人員可以建立集中式的GIS服務(wù)來實(shí)現(xiàn)GIS功能，發(fā)布基于Web的GIS應(yīng)用，執(zhí)行分布式的GIS運(yùn)算等。

采用ArcGIS Server創(chuàng)建的應(yīng)用程序可以在多種客戶端上應(yīng)用，包括ArcGIS Desktop桌面產(chǎn)品以及用ArcGIS Engine開發(fā)的應(yīng)用程序等。

C/S架構(gòu)的林業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)基于ArcGIS Engine進(jìn)行二次開發(fā)，ArcGIS Engine是ESRI推出的地圖組件庫，是基于AO進(jìn)行構(gòu)建的，AE組件庫中基本封裝了ArcGIS的所有功能，能夠定制開發(fā)各種應(yīng)用程序，組件庫所包含的功能涵蓋數(shù)據(jù)創(chuàng)建、瀏覽、查詢、編輯、符號(hào)化、數(shù)據(jù)質(zhì)檢、數(shù)據(jù)分析、地圖出圖等一系列高級(jí)應(yīng)用。此外，AE支持所有標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)環(huán)境，如：.NET、COM、C++等環(huán)境，開發(fā)人員不需要額外學(xué)習(xí)編程語言，支持所有主流的操作系統(tǒng)，如：windows、UNIX、Linux等，是一種應(yīng)用廣泛且兼容性好的開發(fā)環(huán)境。

2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

省級(jí)數(shù)字林業(yè)系統(tǒng)是為各項(xiàng)林業(yè)工作服務(wù)的信息系統(tǒng)，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)采用分層設(shè)計(jì)的方式，系統(tǒng)主要?jiǎng)澐譃閼?yīng)用層（林業(yè)業(yè)務(wù)的具體應(yīng)用）、應(yīng)用服務(wù)層（提供功能借口）和提供數(shù)據(jù)支持的數(shù)據(jù)資源層（如圖1）。體系結(jié)構(gòu)層次的劃分，可建立起統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)及應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，在這基礎(chǔ)之上構(gòu)建各項(xiàng)應(yīng)用模塊。endprint

數(shù)據(jù)資源層集中存儲(chǔ)與管理各種與林業(yè)各項(xiàng)工作相關(guān)的數(shù)據(jù)，主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫?？臻g數(shù)據(jù)庫由基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和小班數(shù)據(jù)庫組成，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫主要包含各種基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，如地形、影像、行政區(qū)、道路、水系等；而小班數(shù)據(jù)庫包含了小班信息數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫包含了林業(yè)各項(xiàng)工作所涉及的信息，如用戶人員信息、元數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫是存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)資源層之上是應(yīng)用服務(wù)層，應(yīng)用服務(wù)層提供了各種接口，即提供了地圖服務(wù)、空間數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)及用戶權(quán)限的統(tǒng)一控制等公共服務(wù)接口，各項(xiàng)業(yè)務(wù)的具體應(yīng)用都可調(diào)用這些公共服務(wù)接口。

應(yīng)用層包含了各項(xiàng)林業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)的具體應(yīng)用，如三維展示、小班查詢、資源統(tǒng)計(jì)等。應(yīng)用層中的各個(gè)應(yīng)用易于封裝成獨(dú)立的模塊，同時(shí)各應(yīng)用模塊間又具有一定的耦合度，均基于共同的應(yīng)用服務(wù)層和數(shù)據(jù)資源層，有機(jī)地構(gòu)成了一個(gè)統(tǒng)一化、集成化的數(shù)字林業(yè)GIS系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2.2.2 B/S系統(tǒng)功能模塊總體設(shè)計(jì)

B/S林業(yè)資源管理系統(tǒng)主要功能有：基礎(chǔ)地理信息三維展示、行政單位定位、各級(jí)單位資源概況查詢、輔助定位、資源統(tǒng)計(jì)、以不同資源因子顯示資源信息、信息查詢、鳥瞰及飛行瀏覽、輔助分析，每個(gè)功能模塊中又包含了更詳細(xì)的功能。

2.2.3 C/S系統(tǒng)功能模塊總體設(shè)計(jì)

C/S系統(tǒng)基于ArcObjects組件開發(fā)，根據(jù)作業(yè)需要，開發(fā)以下功能：拓?fù)錂z查、數(shù)據(jù)屬性檢查、圖形可視化操作、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換及后續(xù)相關(guān)業(yè)務(wù)功能。通過各相關(guān)功能組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)庫之間的相互轉(zhuǎn)換與導(dǎo)入導(dǎo)出。

3 結(jié)語

規(guī)劃并提出林業(yè)管理平臺(tái)總體建設(shè)方案。構(gòu)建基于B/S和C/S混合結(jié)構(gòu)的黑龍江林業(yè)資源管理系統(tǒng)，并進(jìn)行了系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)以及功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

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