張 良,涂瀾濤,邸國輝

（1.湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院，湖北 武漢 430070）

工程占地區(qū)的實物調查是水利工程的必要環(huán)節(jié)，也是研究工程建設對地區(qū)經(jīng)濟影響、開展征地移民規(guī)劃、設計、投資概算以及實施等的基礎資料的主要依據(jù)。實物調查主要包含了工程占地區(qū)的自然資源、社會經(jīng)濟情況、移民安置意愿、地方政府對移民安置的初步方案、農(nóng)村調查、城（集）鎮(zhèn)調查、工業(yè)調查和專項調查[1]。引江濟漢工程是南水北調中線工程的組成部分，全長67.23 km，渠底寬60 m，干渠沿線設計有有閘、泵站、倒虹吸、公路橋和鐵路橋建筑共計83座，地跨荊州區(qū)、沙洋縣、潛江市和仙桃市，共涉及9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和2個監(jiān)獄農(nóng)場，由此可見引江濟漢項目占地區(qū)的移民安置規(guī)劃業(yè)務種類繁多，信息量大。隨著移民管理科學化、精細化要求不斷提高，目前的應用方式將難以適應應用和管理的需要，主要表現(xiàn)在：調查成果數(shù)據(jù)以報表、圖紙形式存在，數(shù)據(jù)結構標準化程度低，無法滿足網(wǎng)絡條件下實施與決策的需要；調查成果以圖形、圖紙的方式應用，通過CAD圖件或報表方式管理，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分開存儲導致數(shù)據(jù)增加、刪除、修改、查詢以及分析的困難，難以有效地指導管理和即時地支持決策，因此迫切通過新的技術和方法來提高移民拆遷安置的質量和效率。

移民調查成果涉及到大量的地理信息，而GIS則是處理和使用地理信息最合適的系統(tǒng)和技術[2]。本文以引江濟漢工程移民工作信息化的實際需要為立足點，利用ArcSDE作為中間件，將關系數(shù)據(jù)庫中的普通表轉化為空間對象[3]，結合組建式GIS技術和數(shù)據(jù)庫技術來實現(xiàn)引江濟漢移民管理信息系統(tǒng)。它具有如下實踐和理論意義：

1）實現(xiàn)了資源的集中管理，信息化的高度共享，對今后的移民工作中的信息管理以及各種資料的管理起到良好的作用。

2）方便快捷的查詢分析功能，便于迅速地找到所需要的信息以及文檔資料。

3）將基本屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)關聯(lián)存儲，將文本資料信息與屬性信息相關聯(lián)統(tǒng)一存儲，方便統(tǒng)籌管理。

1 系統(tǒng)的設計

1.1 系統(tǒng)設計中的關鍵技術

1）組件對象模型（COM）。它是一種以組件為發(fā)布單元的對象模型[4]，通過COM技術把系統(tǒng)的各大功能模塊劃分為多個組件，每個組件完成不同的功能。GIS組件與非GIS組件之間，可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成GIS應用。

2）ArSDE數(shù)據(jù)庫引擎。ArcSDE是ERSI公司針對空間數(shù)據(jù)的存儲推出的一套空間數(shù)據(jù)庫管理軟件。ArcSDE可以看成一個連續(xù)的空間數(shù)據(jù)模型，通過ArcSDE可以把數(shù)據(jù)的空間幾何坐標以二進制的數(shù)據(jù)流形式存儲到數(shù)據(jù)庫中去，這樣可以讓每一個地物都在數(shù)據(jù)庫中有一條相對應的記錄，從而達到在關系型數(shù)據(jù)庫中存儲空間數(shù)據(jù)的目的[5]。

1.2 系統(tǒng)設計目標

引江濟漢移民管理信息系統(tǒng)主要是實現(xiàn)移民拆遷安置的信息化，其目標主要有：

1）以1∶2 000矢量地形圖和二調土地數(shù)據(jù)為基礎，將現(xiàn)有的資料圖、設計圖、規(guī)劃圖等數(shù)據(jù)疊置到其相對應的基礎地理數(shù)據(jù)上，將現(xiàn)有的表冊、文本資料和電子資料等信息錄入到其相對應的矢量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫中，建立規(guī)劃圖、設計圖、表冊等和基礎地理數(shù)據(jù)相一致的查詢體系，可實現(xiàn)更新的圖形數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一，圖數(shù)鏈接、互查；

2）對現(xiàn)有的移民統(tǒng)計資料進行整理，統(tǒng)一各個移民統(tǒng)計資料的編號規(guī)則，規(guī)范各類基礎設施變化的信息表達，建立移民統(tǒng)計資料的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，移民統(tǒng)計資料動態(tài)變化數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)移民統(tǒng)計資料的動態(tài)管理；

3）設定基礎，設計建設動態(tài)更新維護的機制，實現(xiàn)征地移民統(tǒng)計資料的采集、存儲、顯示、編輯、反饋、分析、輸出和應用等，用以實現(xiàn)移民統(tǒng)計數(shù)據(jù)管理的規(guī)范化、信息化和網(wǎng)絡化。

1.3 系統(tǒng)總體框架

在系統(tǒng)的實施過程中，以數(shù)字化地形圖和土地及其附著物動態(tài)管理作為主線，以ArcSDE為中間件來實時調用服務器上的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；通過ArcEngine組件，實現(xiàn)移民信息的動態(tài)管理，即數(shù)據(jù)統(tǒng)計、空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)關聯(lián)查詢和動態(tài)分析等；利用ADO.NET實現(xiàn)法律、法規(guī)、原始調查表和來往文件的增、刪、改、查；利用Lucene.NET實現(xiàn)文本文檔的全文檢索；調用STL實現(xiàn)各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)的計算；使用CSLA.NET構建系統(tǒng)的框架，C#開發(fā)語言實現(xiàn)系統(tǒng)功能。系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框架圖

1.4 系統(tǒng)功能設計

根據(jù)移民信息系統(tǒng)的工作要求，按功能類型及其實現(xiàn)的方法對用戶需求進行再歸納，系統(tǒng)主要應當滿足對移民信息的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計數(shù)據(jù)的管理需要，其主要功能為：

1）系統(tǒng)設置模塊，主要包含了參數(shù)設置模塊和權限管理模塊。參數(shù)設置模塊可以讓管理員統(tǒng)一設定數(shù)據(jù)的基本參數(shù)和規(guī)范指標，從而保證處理數(shù)據(jù)的規(guī)范性和準確性；權限管理模塊可以對用戶訪問權限進行精確控制，提高系統(tǒng)的安全性、保密性以及訪問效率。

2）圖形加載與操作模塊，能夠滿足Shape文件、GeoDatabase數(shù)據(jù)、ArcSDE數(shù)據(jù)以及CAD文件等的加載，可以實現(xiàn)放大、縮小、復位、移動、全圖、上一個視圖、下一個視圖、長度量算、面積量算等基本的地圖操作。

3）局部補測調整管理模塊，可以將后期補測地塊的txt格式坐標直接讀入系統(tǒng)中，轉換成Shape文件，并將地塊附著物的屬性信息存儲到圖形對應的GeoDatabase中。

4）信息瀏覽查詢，可以實現(xiàn)圖形信息和屬性信息雙向查詢。系統(tǒng)可以通過圖形直接查詢屬性信息，點擊查詢的地塊可以查詢到該地快的屬性信息；也可以通過屬性信息直接跳轉到圖形信息。

5）政策法規(guī)文檔管理。系統(tǒng)可以對政策法規(guī)、來往公文、原始調查表（掃描件）進行統(tǒng)一管理，提供文檔的上傳、下載，查詢、刪除文檔信息，并且具有對文檔信息全文檢索的功能。

6）專題統(tǒng)計分析。系統(tǒng)可以提供給定范圍內土地現(xiàn)狀分析、專項調查成果分析，生成統(tǒng)計數(shù)據(jù)的柱狀圖、餅狀圖。

7）報表輸出。系統(tǒng)可以自動分析運算給定范圍內的各項統(tǒng)計指標，生產(chǎn)報表。

8）圖件管理。系統(tǒng)可以靈活地控制圖層，上傳下載各類規(guī)劃設計圖，根據(jù)需要生成各類專題圖。

“引江濟漢工程移民管理信息系統(tǒng)”的主界面如圖2所示。

圖2 “引江濟漢工程移民管理信息系統(tǒng)”主界面

1.5 數(shù)據(jù)連接

ArcSDE提供了3層模型的數(shù)據(jù)聯(lián)接結構，在客戶端通過ArcEngine中的IworkspaceFactory、IpropertySet和IWorkspace 3個接口來連接服務器端的ArcSDE服務，在服務器端通過ArcSDE在Oracle數(shù)據(jù)庫中生成一個sde的普通Oracle數(shù)據(jù)庫用戶，sde用戶負責ArcSDE和Oracle數(shù)據(jù)庫交互，通過維護sde模式下的空間數(shù)據(jù)字典和運行程序模式包來保證空間數(shù)據(jù)庫的讀寫一致性。當sde啟動后，產(chǎn)生一個giomgr的服務進程，用來監(jiān)聽服務器端和接口，驗證用戶名和密碼，并且為連接成功用戶分配一個gsrvr進程在服務端和客戶端進行數(shù)據(jù)傳輸[6，7]，核心代碼如圖3所示。

圖3 核心代碼截圖

2 數(shù)據(jù)庫設計

2.1 數(shù)據(jù)內容分析

依據(jù)實施管理實際與系統(tǒng)開發(fā)目的，數(shù)據(jù)大體上可分為：基礎地理數(shù)據(jù)、土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、規(guī)劃實施數(shù)據(jù)、實物調查數(shù)據(jù)、行政辦公數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)。

1）基礎地理數(shù)據(jù)：包括行政區(qū)劃數(shù)據(jù)（市、鄉(xiāng)、村3級行政區(qū)劃）、地形數(shù)據(jù)（市域河流、湖泊、水庫、山體、灘涂等）、交通運輸數(shù)據(jù)（市域鐵路、公路、機場、港口碼頭、通行橋、站場等）、地名數(shù)據(jù)庫、移民專題數(shù)據(jù)（居民點分布點圖、通信分布圖、供電分布圖、廣播電視線路分布圖、管線分布圖、工礦企事業(yè)單位分布圖、水電設施分布圖等）、數(shù)字影像數(shù)據(jù)庫（衛(wèi)星影像、航空影像）、GIS元數(shù)據(jù)庫等。

2）土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)：主要包括1∶2 000比例尺數(shù)字線劃地形圖（DLG）、2009年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)（二調）以及歷年變更調查建庫數(shù)據(jù)。

3）規(guī)劃實施數(shù)據(jù)：包括設計、施工專業(yè)歷次規(guī)劃編制過程中產(chǎn)生的成果數(shù)據(jù)，主要有淹沒范圍圖、水工建筑平面圖、水工開挖圖、施工渣場技施圖等。

4）實物調查數(shù)據(jù)：主要指地上定著物的統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括原始調查表、實物影像、數(shù)字化統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。

5）行政辦公數(shù)據(jù)：主要有法律、法規(guī)、公文流轉、公文審批、會議安排、會議記錄等一系列行政辦公數(shù)據(jù)。

6）輔助數(shù)據(jù)：主要有用戶角色信息、日志信息、數(shù)據(jù)備份、分類編碼等數(shù)據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)組織與管理

移民信息涉及到了空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)以及圖件數(shù)據(jù)，不僅包含了土地現(xiàn)狀利用數(shù)據(jù)以及土地附著物數(shù)據(jù)，而且也涉及到了水工建筑設計數(shù)據(jù)、施工規(guī)劃數(shù)據(jù)、土地復墾整理數(shù)據(jù)等規(guī)劃實施數(shù)據(jù)的動態(tài)更新。為了在系統(tǒng)中考慮如何有效地進行數(shù)據(jù)管理、實現(xiàn)數(shù)據(jù)合理存儲和快速顯示，將空間數(shù)據(jù)存儲在Oracle數(shù)據(jù)庫中，屬性數(shù)據(jù)庫、文檔數(shù)據(jù)庫、圖件數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)存儲在SQL Server數(shù)據(jù)庫中。

3 結 語

本文結合了移民信息化管理的需要，在邏輯上采用3層架構模式，在.net開發(fā)平臺上，使用C#編程語言，結合CSLA.NET的框架和ArcgisEngine、ArcSDE、Lucene.NET等組件開發(fā)設計了組件式的移民信息系統(tǒng)，其主要優(yōu)點如下：

1）本系統(tǒng)采用ArcGIS的組件，很好地將GIS和MSI結合在一起，綜合了GIS的圖形處理能力和MSI的數(shù)據(jù)管理能力，使數(shù)據(jù)查找更加直觀、方便。

2）多版本的管理，可以讓歷史數(shù)據(jù)回溯，從而很好地解決了版本更新造成的沖突，實現(xiàn)了多用戶編輯下版本的更新。

3）圖形信息和屬性信息雙向查詢，相對于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫查詢提高了檢索效率，而且形象直觀。

4）自動生成報表功能極大地提高了日常統(tǒng)計工作的準確性和快捷性。

本系統(tǒng)應用于引江濟漢移民工程中，可以極大地提高工作效率，減輕工作壓力，并藉此推動水利事業(yè)的數(shù)字化建設。

[1]SL442-2009.水利水電工程建設征地移民實物調查范圍規(guī)范[S].

[2]ESRI. The GIS Glossary http://www.geocities.com/CapeCanaveral/1224/term/esri_gloss.html. 2010-10/20

[3]邱洪剛,張青蓮,陸紹強.ArcGIS Engine開發(fā)從入門到精通[M].北京：人民郵電出版社, 2010

[4]Peter Maurer.Component-level Programming[M]. 北京 :清華大學出版社,2003

[5]ESRI.ArcSDE. The Gateway for GIS Data in DBMS[M].ERSI Training Center, 2003

[6]ESRI.ArcSDE輕松入門[M].北京： ERSI中國(北京)培訓中心,2008

[7]張偉. 基于ArcSDE和ArcEngine的集輸管線管網(wǎng)管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].西安：西北大學，2008