面向國土管理的ArcGIS測繪成果集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

廖彩玉

摘 ? 要：測繪與國土資源管理就是服務(wù)與被服務(wù)、保障與被保障的關(guān)系，因此，把測繪與國土管理緊密結(jié)合，才能更好地發(fā)揮測繪的作用。本文提出利用 GIS 技術(shù)的空間信息管理、存儲、表達(dá)、分析功能，高效地對各類測繪成果進(jìn)行管理、維護(hù)和更新，并發(fā)揮 GIS 技術(shù)的專題制圖功能，根據(jù)用戶需要生成各種分析圖件，便于土地系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)應(yīng)用。本文基于 ArcGIS 平臺，利用 AE 組件 GIS 模塊，采用 VS.net 開發(fā)環(huán)境下的 C#開發(fā)語言，對系統(tǒng)功能進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：測繪成果 ?管理 ?ArcGIS ?設(shè)計(jì)

中圖分類號：TP311.52 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0060-02

數(shù)字城市的建設(shè)的過程中，人們逐漸認(rèn)識到數(shù)據(jù)——尤其是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一共享問題。測繪成果為各行業(yè)提供基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，隨著現(xiàn)實(shí)日新月異的變化，數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)種類增加，傳統(tǒng)文件數(shù)據(jù)管理方式，難以滿足基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求，隨著 GIS 的發(fā)展，在數(shù)據(jù)的處理、分析和應(yīng)用方面越來越廣泛，并逐漸滲透到人們的日常生活各個方面。測繪行業(yè)中的地理信息數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、建庫、應(yīng)用成為各級測繪部門目前重要的任務(wù)。當(dāng)海量的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)庫成果后，如何有效管理數(shù)據(jù)、高效地使用所有數(shù)據(jù)，對測繪成果有需求的部門來說是一項(xiàng)重要的研究內(nèi)容。

測繪工作關(guān)系到國家的社會發(fā)展與經(jīng)濟(jì)命脈，是一項(xiàng)先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性、實(shí)時性、公益性的事業(yè)。伴隨著國家的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的飛躍，測繪成果所產(chǎn)生的地理信息的使用越來越廣泛，范圍也越來越大，各種測繪成果受到了國家、政府以及個人的重視，于是國家投入巨大的資金進(jìn)行測繪成果的更新、加密，有的測繪成果還更新到了地表以下的地理信息。

就目前的地理信息系統(tǒng)所管理的空間數(shù)據(jù)與屬性信息來說，目前測繪成果管理中還存在以下問題。

（1）管理程序需要暢通。（2）數(shù)據(jù)庫不全面。（3）數(shù)據(jù)庫挖掘深度不夠。（4）數(shù)據(jù)使用檔次不夠。（5）數(shù)據(jù)發(fā)布受到制約。

1 ?測繪成果集成管理系統(tǒng)的需求分析

1.1 總體需求

測繪成果集成管理系統(tǒng)的總體需求：實(shí)現(xiàn)國土局測繪成果的多源數(shù)據(jù)集成、更新、質(zhì)量檢查、編輯與處理、歸檔歸類組織、利用、分析、統(tǒng)計(jì)等工作，能夠有序、編輯管理與應(yīng)用;屬空間型信息系統(tǒng)，具備地理空間位置運(yùn)算和處理的能力，能夠向用戶提供便捷的查詢、分析及利用服務(wù)。達(dá)到為測繪決策部門、管理部門、以及其它行業(yè)提供全方位的測繪成果信息服務(wù)。

1.2 詳細(xì)功能需求分析

（1）系統(tǒng)能對各類圖像進(jìn)行配準(zhǔn)處理，支持 TIFF、GEOTIFF、JPG、BMP、GIF等圖像格式的輸入和輸出;

（2）系統(tǒng)提供坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能，能進(jìn)行 1954 年北京坐標(biāo)系、1980 年西安坐標(biāo)系、WGS‐84 坐標(biāo)、2000 國家大地坐標(biāo)系等不同坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換，能通過四參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，增減坐標(biāo)的百公里常數(shù);

（3）系統(tǒng)提供數(shù)字化、掃描矢量化，支持鍵盤輸入坐標(biāo)點(diǎn)、丈量法連碼、量距計(jì)算坐標(biāo)和批量導(dǎo)入 GPS、全站儀等測量儀器的電子數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入等多種方式完成空間數(shù)據(jù)的采集;

（4）系統(tǒng)支持圖層的編輯，矢量數(shù)據(jù)的增、刪、改、延伸、連接、旋轉(zhuǎn)、合并、分解等編輯功能和對編輯對象的捕捉功能;數(shù)據(jù)的接邊處理;微小圖形的自動處理;靈活的查找定位功能等;

（5）系統(tǒng)支持屬性結(jié)構(gòu)的自定義，屬性值的編輯與修改，屬性值批量分析計(jì)算和錄入，批量屬性數(shù)據(jù)的導(dǎo)入;

（6）系統(tǒng)支持空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)檢查項(xiàng)的自定義;系統(tǒng)能對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查和處理;檢查結(jié)果能輸出報(bào)表和錯誤結(jié)果的定位功能等;

（7）系統(tǒng)支持多種數(shù)據(jù)格式，如Shape、MDB個人數(shù)據(jù)庫、SDE 數(shù)據(jù)庫、VCT、AUTOCAD 等格式的交換。

2 ?測繪成果集成管理信息系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，即應(yīng)用層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層。服務(wù)層采用 COM 組件技術(shù)，在 ArcEngine 圖形平臺基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊的搭建，通過ArcSDE 數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)全市海量空間數(shù)據(jù)的檢索，通過 Oracle 大型數(shù)據(jù)庫載體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的管理和維護(hù)。

（1）程序框架設(shè)計(jì)。

（2）功能框架設(shè)計(jì)包括圖形管理 、業(yè)務(wù)應(yīng)用、圖件輸出，數(shù)據(jù)更新與輔助決策等功能的設(shè)計(jì)。

（3）數(shù)據(jù)框架設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括土地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，以及城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)，根據(jù)不同的要素類型和不同位置層，進(jìn)行分層存儲，分層管理，實(shí)現(xiàn)集成化的管理與維護(hù)。

系統(tǒng)將采用 C/S 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫支撐作為整個系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)庫，對于系統(tǒng)所管理的數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系作為中間層，頂層則為用戶提供各應(yīng)用功能。

底層數(shù)據(jù)庫主要包括空間數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)庫兩類。它們包括基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)庫、地籍?dāng)?shù)據(jù)庫、影像數(shù)據(jù)庫、勘測定界數(shù)據(jù)庫、征地?cái)?shù)據(jù)庫、儲備數(shù)據(jù)庫、供地?cái)?shù)據(jù)庫、地價監(jiān)測點(diǎn)、市場拍賣數(shù)據(jù)庫、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫等各類國土資源管理過程中需要的空間數(shù)據(jù)與其屬性數(shù)據(jù)，在必要時還可以增加數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)種類。

雖然各個部門處理的業(yè)務(wù)不同，對于土地管理過程中空間數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)都存在大量的交叉現(xiàn)象，對于這些交叉的空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的邏輯管理，減少數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的冗余，則可以大大提高系統(tǒng)運(yùn)算速度、減少系統(tǒng)運(yùn)算量，提高了工作效率。

應(yīng)用層直接向用戶提供系統(tǒng)功能，包括數(shù)據(jù)的入庫、編輯、屬性錄入、系統(tǒng)維護(hù)等主要功能。系統(tǒng)框架如圖 1 所示。

3 ?系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

（1）采用“數(shù)據(jù)中心”建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)集中分布式數(shù)據(jù)庫管理模式，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)可為其他各個相關(guān)專題應(yīng)用所引用，同時也保證其他專題數(shù)據(jù)為系統(tǒng)所用。

（2）系統(tǒng)應(yīng)用 ESRI 公司 ArcEngine 開發(fā)平臺和 SDE 數(shù)據(jù)庫管理引擎，支持各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫和海量數(shù)據(jù)的存儲與管理;

（3）系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)圖層、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)字典、元數(shù)據(jù)等的管理及維護(hù);通過用戶權(quán)限設(shè)置、密碼設(shè)置、備份與恢復(fù)、出錯處理、日志等加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，并可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無損升級;

（4）系統(tǒng)提供矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)一體化管理功能，柵格數(shù)據(jù)可以從文件、柵格數(shù)據(jù)庫中疊加;支持矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的疊置顯示、打印;

（5）系統(tǒng)提供多種查詢功能，包括自定義查詢、組合查詢等，圖屬互查，土地登記信息查詢;面積查詢計(jì)算、長度查詢計(jì)算等功能;

（6）系統(tǒng)能進(jìn)行宗地圖、標(biāo)準(zhǔn)分幅圖、區(qū)域圖、任意區(qū)域裁剪圖其他各類專題圖、歷史專題圖的輸出和編制，并且能對各類圖件模版進(jìn)行定義;

（7）系統(tǒng)能生成相關(guān)規(guī)范要求的統(tǒng)計(jì)匯總表，具有對表格的統(tǒng)計(jì)、匯總、查詢功能，輸出報(bào)表的格式為 EXCEL;

（8）系統(tǒng)用時間增量方式保存歷史信息，具有圖形與屬性歷史信息的存儲、查詢和追溯等功能。

4 ?測繪成果集成管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

客戶端采用了C/S方式來管理整個系統(tǒng)，采用ASP.NET和Windows Forms開發(fā)圖形界面。數(shù)據(jù)訪問層GIS數(shù)據(jù)方面采用ArcGIS ?Engine的接口來通過ArcSDE訪問存儲在Oracle中的空間數(shù)據(jù);非空間數(shù)據(jù)方面則采用ADO.NET訪問存儲在數(shù)據(jù)庫結(jié)合C#直接讀取存儲在文件中的相結(jié)合的方式。

整個系統(tǒng)界面分為工具欄、圖層管理欄與作圖界面。系統(tǒng)的工具欄按照功能的邏輯性與科學(xué)性進(jìn)行分類，便于操作者進(jìn)行系統(tǒng)功能的查找與使用。圖層管理欄主要是對加載的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，比如加載圖層、刪除圖層、控制顯示、移動圖層先后順序等功能。作圖界面是系統(tǒng)進(jìn)行圖形編輯的主要區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，操作者可以對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯，以達(dá)到數(shù)據(jù)入庫或使用的要求。

5 ?結(jié)語

測繪與國土資源管理就是服務(wù)與被服務(wù)、保障與被保障的關(guān)系，因此，把測繪與國土管理緊密結(jié)合，才能更好地發(fā)揮測繪的作用。采用地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)、方法，為土地利用規(guī)劃修編、土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫建設(shè)、建立“以圖管地”的土地新機(jī)制提供服務(wù)，進(jìn)一步提高效率和精度。

地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相互融合，互相促進(jìn)發(fā)展，再加上測繪行業(yè)不斷對地表、地下的空間數(shù)據(jù)、屬性信息的更新技術(shù)也日益發(fā)展，幾者的相互結(jié)合，為國土資源各種業(yè)務(wù)提供著新數(shù)據(jù)、新方法，促進(jìn)了國土部門業(yè)務(wù)水平、工作效率，也增強(qiáng)了國土部門為公眾服務(wù)的水平。

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