基于GIS技術(shù)的長(zhǎng)春市市民智能輔助選房系統(tǒng)研究

鐘華 孫敏 吳琪 趙天愷 彭新源 邵灃滉

摘要：傳統(tǒng)的購(gòu)房模式已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)如今多元化、多需求、多功能的購(gòu)房需求體系。傳統(tǒng)的購(gòu)房方式中地產(chǎn)商需要以報(bào)紙、電視廣告、傳單或銷(xiāo)售人員作為媒介來(lái)進(jìn)行宣傳擴(kuò)散房源信息，購(gòu)房者也同樣是通過(guò)這些途徑獲取房源信息。如今3S技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用愈加廣泛，其中GIS技術(shù)作為一種集成度靈活、數(shù)據(jù)的顯示性能高、分析能力強(qiáng)大的平臺(tái)，它依托跨平臺(tái)能力靈活而且擴(kuò)展性良好的VS開(kāi)發(fā)軟件與規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)將信息反饋給用戶，這樣避免了傳統(tǒng)方式所帶來(lái)的諸多不利因素。本文以長(zhǎng)春市朝陽(yáng)區(qū)小區(qū)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行該系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)?？傮w設(shè)計(jì)思路是基于ArcGIS Engine提供的數(shù)據(jù)處理功能，結(jié)合C#語(yǔ)言進(jìn)行GIS的二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)基本的操作功能、數(shù)據(jù)編輯等組件功能，在獨(dú)立的環(huán)境下進(jìn)行間接地為長(zhǎng)春市市民提供房屋信息的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) ArcGIS Engine 智能選房系統(tǒng) C#

0前言

近幾十年來(lái)，隨著國(guó)家進(jìn)行國(guó)情普查、地籍測(cè)量、3D智慧城市建設(shè)、城市測(cè)量規(guī)劃等項(xiàng)目的不斷實(shí)施，GIS廣闊的市場(chǎng)隨之不斷發(fā)展。GIS產(chǎn)品應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，并逐漸跨越系統(tǒng)的技術(shù)層面，向著科學(xué)層面縱深發(fā)展，例如資源的合理開(kāi)發(fā)、有效的管理、項(xiàng)目的規(guī)劃和輔助決策等服務(wù)，因此我們的生活中GIS應(yīng)用無(wú)處不在。其中GIS技術(shù)在智能選房領(lǐng)域里也有重要的應(yīng)用[1]。李璇的成都市房產(chǎn)信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了依據(jù)圖形對(duì)房產(chǎn)進(jìn)行管理，提供了房屋屬性數(shù)據(jù)錄入、查詢(xún)，新建開(kāi)發(fā)項(xiàng)目銷(xiāo)售情況實(shí)施更新等功能，對(duì)房地產(chǎn)管理具有重要意義[2]。

本文以ArcGIS為基礎(chǔ)研發(fā)綜合管理房源信息、智能房屋選擇的信息化平臺(tái)來(lái)替代傳統(tǒng)的購(gòu)房模式與信息獲取模式，通過(guò)基礎(chǔ)操作為用戶提供可視化的信息效果，這樣有利于與用戶在購(gòu)房過(guò)程中直觀地尋找小區(qū)的基本信息，而且該系統(tǒng)還可以不斷完善從而提高工作效率和業(yè)務(wù)質(zhì)量。

1地理信息系統(tǒng)

1.1地理信息系統(tǒng)概念

地理信息系統(tǒng)這個(gè)概念最早是由加拿大測(cè)量學(xué)家R.F.Tomlison在20世紀(jì)60年代提出并建立，把地圖變成數(shù)字形式的地圖，并領(lǐng)導(dǎo)建立了世界第一個(gè)地理信息系統(tǒng)――CGIS，它具有覆蓋，測(cè)量，資料數(shù)字化掃描的功能，支持一個(gè)跨越大陸的國(guó)家坐標(biāo)系統(tǒng)[3]。世界上第一個(gè)房產(chǎn)地籍信息管理系統(tǒng)是1964年加拿大建立的，該系統(tǒng)的功能是管理城市土地信息和房產(chǎn)信息。

現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)是一種綜合了管理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、地圖學(xué)、地理學(xué)等多門(mén)學(xué)科的綜合性技術(shù)，它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，應(yīng)用于整個(gè)或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布的數(shù)據(jù)，它為數(shù)據(jù)集成、空間分析和協(xié)作提供技術(shù)和方法，ArcGIS是一個(gè)可為用戶提供全面的、可伸縮的GIS平臺(tái)的產(chǎn)品。

1.2地理信息系統(tǒng)特點(diǎn)

1.2.1開(kāi)放性

地理信息系統(tǒng)的開(kāi)放式特點(diǎn)可以體現(xiàn)四個(gè)方面，一是GIS可以為ERP、OA、CRM、SCADA、MIS、EMS等各類(lèi)操作系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口;二是GIS能夠?qū)Ω黝?lèi)的操作平臺(tái)很好的兼容性;三是GIS對(duì)于開(kāi)發(fā)工具和編程語(yǔ)言具備多種選擇性;四是GIS技術(shù)可以搭建在Sqlserver、Oracle、Mysql等大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行大數(shù)據(jù)采集分析處理顯示。

1.2.2先進(jìn)性

GIS的設(shè)計(jì)采用與時(shí)俱進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)以及地理信息處理技術(shù)， 它不僅能夠遠(yuǎn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢(xún)，而且可以提供非常強(qiáng)大的圖表輸出從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程直接實(shí)現(xiàn)各類(lèi)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)、打印地圖等功能。GIS的總體設(shè)計(jì)地圖精度可達(dá)市級(jí)地圖比例尺1：500或1：1000，省級(jí)地圖比例尺為1：5000或1：10000，道路、行政區(qū)域、建筑物、水系、山川等能夠在地圖上進(jìn)行圖層分層顯示，可判斷線路的方位和分析判斷區(qū)域，為用戶提供綜合統(tǒng)計(jì)分析和可靠的輔助決策，使管理人員的決策更有依據(jù)。

1.2.3發(fā)展性

GIS的開(kāi)發(fā)工具通常采用的是可擴(kuò)展性語(yǔ)言標(biāo)記xml、面向?qū)ο蟮腃#、制作動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的Apple 技術(shù)框架下的J2EE等，開(kāi)發(fā)人員在應(yīng)用開(kāi)發(fā)的過(guò)程中就會(huì)考慮GIS成功后的維護(hù)性擴(kuò)展功能及與其他應(yīng)用系統(tǒng)的兼容、更新等的進(jìn)一步發(fā)展情況，而恰好GIS具備這一優(yōu)點(diǎn)，因此GIS的可連接性和擴(kuò)充性是非常有效的。

2基于ArcGIS的二次開(kāi)發(fā)方法

2.1基于MO的二次開(kāi)發(fā)

MO是一個(gè)ActiveX控件，因此其具備能夠無(wú)障礙嵌入至開(kāi)發(fā)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，而且可以很好地與可視化程序中的庫(kù)或者其他控件連接，例如在VB系統(tǒng)下的二次開(kāi)發(fā)可以先激活工具箱，找到Map Object Map Control組件，然后開(kāi)發(fā)人員即可通過(guò)編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)在MO控件中顯現(xiàn)各種功能操作和顯現(xiàn)地圖。

2.2基于ArcMap應(yīng)用框架定制開(kāi)發(fā)模式

由于ArcMap具備編輯、地圖分析、制圖等基本地圖的所有功能，因此可以利用它的應(yīng)用框架來(lái)定制開(kāi)發(fā)模式。例如可以把ArcMap插入到其他的應(yīng)用軟件中，也可以將其他的OLE組件插入到ArcMap中協(xié)同作用，還可以通過(guò)宏模式來(lái)方便快捷系統(tǒng)的完成所需要的工作，使用ArcMap提供的控制工具設(shè)計(jì)目標(biāo)界面推陳出新。

2.3基于ArcObjects單純開(kāi)發(fā)模式

ArcObjects的一整套COM組件集是以Microsoft COM為技術(shù)基礎(chǔ)創(chuàng)建的，這個(gè)開(kāi)發(fā)平臺(tái)也是ESRI公司ArcGIS系列中的應(yīng)用程序ArcScene、ArcCataiog和ArcMap三個(gè)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

2.4基于ArcGIS Engine的二次開(kāi)發(fā)

從組成上來(lái)說(shuō)，ArcGIS Engine作為嵌入式GIS，是由一組核心的ArcGISobjects包組成的，是獨(dú)立存在的，因此能夠與各種編程接口無(wú)縫連接，而且在進(jìn)行GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)時(shí)徹底脫離開(kāi)ArcGIS桌面平臺(tái)?？梢杂脕?lái)在一個(gè)組織內(nèi)部建立應(yīng)用，其對(duì)象與使用平臺(tái)沒(méi)有關(guān)系，能為使用者提供特需的定制化的GIS功能。

通過(guò)對(duì)GIS二次開(kāi)發(fā)多種方法的綜合研究，發(fā)現(xiàn)ArcGIS Engine為用戶提供針對(duì)性GIS功能的同時(shí)其開(kāi)發(fā)方式相對(duì)來(lái)說(shuō)具有簡(jiǎn)單、快捷的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)過(guò)程脫離GIS并且能在各種編程接口中運(yùn)用，能簡(jiǎn)單快速的生產(chǎn)出GIS產(chǎn)品。因此考慮到以上特點(diǎn)本人決定采用基于ArcGIS Engine的二次開(kāi)發(fā)來(lái)對(duì)長(zhǎng)春市市民智能輔助選房系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

3ArcGIS Engine介紹

3.1 ArcGIS Engine的組成

（1）控件

控件能夠與應(yīng)用程序搭配使用，是組成用戶界面的一部分，一個(gè)內(nèi)容表控件和一個(gè)地圖控件可以達(dá)到在應(yīng)用中展示和交互式運(yùn)用地圖的目的。目前主要用的控件有toolbarcontrol、pagelayout、mapcontral、toccontrol等[4]。

（2）工具條和工具

工具條即為GIS工具的集合，工具在應(yīng)用程序的界面上以工具條的方式展現(xiàn)出來(lái)，在應(yīng)用程序中用工具條來(lái)和地圖及地理信息進(jìn)行互動(dòng)?？s放、平移、查詢(xún)點(diǎn)擊及各種選擇都為工具。開(kāi)發(fā)人員可以根據(jù)調(diào)用豐富的常規(guī)的工具和工具條來(lái)簡(jiǎn)化建立定制應(yīng)用過(guò)程，也可以根據(jù)自己的習(xí)慣創(chuàng)建自己定制的工具或者將選擇的工具拖放到定制應(yīng)用中來(lái)實(shí)現(xiàn)與地圖的交互作用。

（3）對(duì)象庫(kù)

對(duì)象庫(kù)包括geodatabase、GIS數(shù)據(jù)源和幾何圖形到制圖等各種不同類(lèi)型的庫(kù)，是可以編程的ArcObject組件的集合。對(duì)于開(kāi)發(fā)人員來(lái)講，所有的ArcGIS功能都能夠在ArcObject庫(kù)的支持下實(shí)現(xiàn)，并能夠通過(guò)C#、C++、java等這樣的通用開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)訪問(wèn)。對(duì)象庫(kù)是可編程AreObjects組件的集合，包括幾何圖形到制圖、GIS數(shù)據(jù)源和 geodatabase等一系列庫(kù)。在Windows，UNIX，和Linux平臺(tái)的開(kāi)發(fā)環(huán)境下使用這些庫(kù)，程序員可以開(kāi)發(fā)出從低級(jí)到高級(jí)的各種定制的應(yīng)用[5]。相同的GIS庫(kù)也是構(gòu)成AreGIS桌面軟件和ArcGISServer軟件的基礎(chǔ)。

3.2 ArcGIS Engine運(yùn)行時(shí)選項(xiàng)

ArcGIS Engine運(yùn)行的選項(xiàng)共有四種，這些附加的運(yùn)行時(shí)選項(xiàng)提供的功能可以有效的為應(yīng)用程序增加附加的編程能力，但增加能力的同時(shí)這些選項(xiàng)也需要具備engine的運(yùn)行時(shí)位置。

3.3 ArcGIS Engine可實(shí)現(xiàn)功能

ArcGIS Engine能實(shí)現(xiàn)的功能主要包括：顯示多個(gè)圖層組成的地圖、漫游和縮放地圖、查找地圖中的要素、顯示航片和遙感影像的柵格數(shù)據(jù)、繪制幾何要素、繪制描述性的文字、通過(guò)SQL表達(dá)式查詢(xún)要素、渲染要素、動(dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，或時(shí)間序列數(shù)據(jù)、地圖定位、幾何操作、維護(hù)幾何要素、創(chuàng)建和更新地理要素和屬性。

4智能輔助選房系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1設(shè)計(jì)需求分析

主要包括：

（1）建立長(zhǎng)春市區(qū)的小區(qū)電子地圖，為購(gòu)房者篩選直觀、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，也可讓用戶通過(guò)相應(yīng)的地理位置進(jìn)行預(yù)覽對(duì)比。

（2）建立整個(gè)長(zhǎng)春市區(qū)房源的地理信息系統(tǒng)，為購(gòu)房者提供準(zhǔn)確、可靠，并隨時(shí)根據(jù)遙感影像圖的變化來(lái)動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。

（3）利用面向?qū)ο蟮腸#編程語(yǔ)言在VS軟件上結(jié)合ArcGIS Engine建立以長(zhǎng)春市房源地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)的智能選房系統(tǒng)。

通過(guò)對(duì)住房信息和消費(fèi)者需求的分析進(jìn)行總結(jié)，認(rèn)定智能選房系統(tǒng)的信息主要分為以下兩個(gè)方面：

（1）地理空間信息，即住房的空間位置信息，例如：小區(qū)位置、是否靠近公園、學(xué)校、等基礎(chǔ)設(shè)施。

（2）房屋屬性信息，即住房的屬性信息，例如：名稱(chēng)、樓層、房屋價(jià)格等屬性信息。

4.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

4.2.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)思路

數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三大部分。智能選房系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)資源共享、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)為前提以數(shù)據(jù)的收集、匯總、更新為主線來(lái)動(dòng)態(tài)滿足實(shí)際需要以統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)為目的但不影響數(shù)據(jù)的共享最終建立一個(gè)完善的、實(shí)用性和通用性強(qiáng)的需要的自動(dòng)化管理信息系統(tǒng)。

4.2.2數(shù)據(jù)元素

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分為電子地圖數(shù)據(jù)和元素屬性數(shù)據(jù)，所有操作都是以這些原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，由于智能選房系統(tǒng)需要區(qū)分不同的信息，所以這些都需要用屬性表來(lái)說(shuō)明。

系統(tǒng)中只包含了ArcGIS Engine擁有的shape文件，并且將這些文件全部裝入到地理數(shù)據(jù)庫(kù)中。電子地圖數(shù)據(jù)如下：

4.3數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建

數(shù)據(jù)庫(kù)搭建選用ArcMap10.2軟件，利用軟件建立個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)。啟動(dòng)ArcMap10.2在合適的目錄下建立個(gè)人地理數(shù)據(jù)庫(kù)下的要素?cái)?shù)據(jù)集，在建立的要素?cái)?shù)據(jù)集下創(chuàng)建要素類(lèi)并對(duì)要素類(lèi)進(jìn)行名稱(chēng)、別名和要素類(lèi)型屬性按數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)建并按要求對(duì)創(chuàng)建要素的屬性進(jìn)行編輯;按照以上創(chuàng)建要素類(lèi)的方法再分別創(chuàng)建道路、學(xué)校等要素并對(duì)其屬性進(jìn)行添加;加載長(zhǎng)春市影像圖并分別對(duì)繪制好的要素進(jìn)行屬性的添加、地圖整飾。

4.4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

按照長(zhǎng)春市智能輔助擇房系統(tǒng)的界面的設(shè)計(jì)，主界面的實(shí)現(xiàn)工作在Visual Studio軟件Visual C#模板Windows窗體應(yīng)用程序中添加相應(yīng)的控件，其中主要添加的控件有axTOCControl、axMapControl、ConboBox、MenuStrip、axToolbarcontrol等。具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

（1）啟動(dòng)Visual Studio2012軟件，新建Windows窗體應(yīng)用程序。

（2）添加ArcGIS Windows Forms組件。

（3）選用控件。

（4）界面設(shè)計(jì)。

（5）添加控件功能。

（6）程序運(yùn)行前先將以下軟件代碼輸入使用AO對(duì)象的前端。

4.5界面功能實(shí)現(xiàn)

（1）變量初始化

給變量一個(gè)初始值因?yàn)樽兞炕驅(qū)ο笾皇锹暶?，而沒(méi)有初始化的時(shí)候，是不允許被使用的，在程序運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。

（2）地圖的操作

操作功能是對(duì)當(dāng)前界面顯示地圖的一系列操作。地圖的操作中包括放大功能、縮小功能、移動(dòng)功能、顯示選圖全圖功能、鷹眼功能以及鼠標(biāo)在地圖文檔上可以觸發(fā)的事件。

①地圖放大：根據(jù)用戶需要，對(duì)當(dāng)前打開(kāi)的地圖進(jìn)行放大顯示，以便查看地圖的局部。

②地圖縮?。焊鶕?jù)用戶需要，將當(dāng)前顯示較大的地圖文檔進(jìn)行縮小查看。

③地圖移動(dòng)：根據(jù)用戶的需要將想要查看但是未在當(dāng)前窗口顯示的地圖進(jìn)行移動(dòng)，直到到當(dāng)前窗口顯示的是想要查看的地圖。

④全圖功能：根據(jù)用戶需要讓放大、縮小或平移后的地圖全圖顯示在當(dāng)前窗口。

（4）地圖的查詢(xún)

地圖的查詢(xún)包括三種功能分別是屬性查詢(xún)功能、空間查詢(xún)功能和清除查詢(xún)結(jié)果功能。

①屬性查詢(xún)功能：根據(jù)不同用戶對(duì)房屋屬性方面的不同要求篩選出滿足用戶需要的住房。

②空間查詢(xún)功能：根據(jù)用戶對(duì)住房空間位置方面的不同要求，可以實(shí)現(xiàn)將當(dāng)前電子圖上得到不同位置進(jìn)行篩選。

③清除查詢(xún)結(jié)果功能：每次進(jìn)行屬性查詢(xún)和空間查詢(xún)都會(huì)顯示將查詢(xún)結(jié)果高亮顯示出來(lái)，下一次查詢(xún)結(jié)果可以將上一次的查詢(xún)結(jié)果進(jìn)行替換，但是最后一次進(jìn)行查詢(xún)的結(jié)果會(huì)一直高亮顯示，當(dāng)需要清除所有查詢(xún)結(jié)果的時(shí)候就需要用到清除查詢(xún)結(jié)果功能。

5.結(jié)論

本文通過(guò)基于ArcGIS Engine的二次開(kāi)發(fā)，結(jié)合長(zhǎng)春市小區(qū)信息，搭建了一套簡(jiǎn)單化的智能選房軟件。該系統(tǒng)是基于組件GIS技術(shù)開(kāi)發(fā)的獨(dú)立性系統(tǒng)，系統(tǒng)的運(yùn)行主要依靠?jī)煞矫?，即長(zhǎng)春市小區(qū)圖和智能選房系統(tǒng)。該系統(tǒng)為購(gòu)房者提供了不同的操作功能，讓用戶更便捷直觀地對(duì)房源信息進(jìn)行查看;此外，本次研究證明使用ArcGIS Engine二次開(kāi)發(fā)的方法進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)具備常用功能并能夠脫離ArcGIS軟件而獨(dú)立運(yùn)行的高效率的應(yīng)用程序。

6.參考文獻(xiàn)

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孫敏（通訊作者）：女，1981年4月27日，吉林省磐石市，漢族，碩士，講師，研究方向：工程測(cè)繪與地理信息系統(tǒng)

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目：基于GIS技術(shù)的長(zhǎng)春市市民智能輔助選房系統(tǒng)的研究 202011437037

長(zhǎng)春工程學(xué)院勘查與測(cè)繪工程學(xué)院 吉林長(zhǎng)春 130021