祁向前， 喬 輝， 馬福義， 葉 欣， 孫 江， 王軍濤

(1.黑龍江科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150022;2.國家測(cè)繪地理信息局第四地形測(cè)量隊(duì),黑龍江哈爾濱 150025)

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基于ArcGIS Engine的地理國情普查成果管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

祁向前1， 喬 輝2， 馬福義1， 葉 欣1， 孫 江1， 王軍濤1

(1.黑龍江科技大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150022;2.國家測(cè)繪地理信息局第四地形測(cè)量隊(duì),黑龍江哈爾濱 150025)

在Visual Studio平臺(tái)下，運(yùn)用C#語言與ArcGIS Engine組件實(shí)現(xiàn)了對(duì)地理國情普查成果的可視化管理，提高空間數(shù)據(jù)管理能力、增加數(shù)據(jù)服務(wù)范圍，提高了地理國情普查成果數(shù)據(jù)的使用率，為智慧城市建設(shè)、市縣“多規(guī)劃一”的城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃實(shí)施等方面應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

ArcGIS Engine;數(shù)據(jù)庫建立;系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn);地理國情普查成果管理

地理國情普查是國情國力普查，是獲取地理國情信息的重要手段[1]，是地理國情監(jiān)測(cè)的首要任務(wù)。國務(wù)院根據(jù)整體工作安排于2013～2015年開展第一次全國地理國情普查工作，截至2015年底，大部分地區(qū)的普查作業(yè)已經(jīng)結(jié)束，普查成果管理就顯得極為重要。為了系統(tǒng)地管理數(shù)據(jù)，并為下一步數(shù)據(jù)的利用提供方便，有必要建設(shè)國家地理國情普查成果管理信息系統(tǒng)，為地理國情統(tǒng)計(jì)分析、地理國情信息監(jiān)測(cè)以及各種成果拓展應(yīng)用等提供數(shù)據(jù)支持[2]。

1　地理國情普查成果格式分類及組織

根據(jù)《地理國情普查試點(diǎn)方案》《地理國情普查內(nèi)容與指標(biāo)》《地理國情普查基本統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)規(guī)定》等技術(shù)文件，確定了普查成果最終的數(shù)據(jù)格式多樣化，具體有影像數(shù)據(jù)(.tif、.tiff)、國情要素及地表覆蓋要素即數(shù)字線劃圖(.shp、.dwg)等、控制點(diǎn)數(shù)據(jù)(.txt)、文檔資料(.doc、.exl)、野外調(diào)繪照片(.jpg)等成果[3-7]。

2　系統(tǒng)總體框架

地理國情普查成果管理信息系統(tǒng)是基于GIS的綜合管理信息系統(tǒng),運(yùn)用ArcGIS Engine組件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能實(shí)現(xiàn)圖形和屬性數(shù)據(jù)的管理。系統(tǒng)采用3S技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)，遵循國家測(cè)繪成果管理的有關(guān)國家法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，結(jié)合黑龍江省某市的國情普查成果，設(shè)計(jì)國情普查成果的可視化管理、查詢及分析應(yīng)用。為了更好地構(gòu)架系統(tǒng)框架，設(shè)計(jì)了如圖1所示的技術(shù)路線。總體上看，該系統(tǒng)主要包括以下內(nèi)容：①各種影像底圖的管理；②成果圖的管理，包括圖形庫和屬性庫的管理;③實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的查詢與檢索;④通過一些算法實(shí)現(xiàn)部分空間分析，為拓展數(shù)據(jù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

圖1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)路線Fig.1　Technical route of system design

3　數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與建立

3.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

3.1.1數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫采用SQL Server2012，用 Windows7操作系統(tǒng)，物理內(nèi)存為60 G，分配給SQL Server2012內(nèi)存8 G。將物理硬盤分為4個(gè)邏輯硬盤，其中操作系統(tǒng)和SQL Server2012、ArcSDE 軟件及數(shù)據(jù)庫文件存放在不同的硬盤,實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)文件、索引文件、空間索引文件存放在不同的物理硬盤上，提高數(shù)據(jù)庫的性能。

3.1.2數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)及概念設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫采用Geodatabase概念組織數(shù)據(jù)。對(duì)于圖形矢量數(shù)據(jù)，采用Geodatabase 數(shù)據(jù)模型建立地形圖數(shù)據(jù)集，對(duì)整個(gè)建庫區(qū)域的數(shù)據(jù)采用分層(點(diǎn)狀、線狀和面狀要素)存儲(chǔ)；對(duì)于柵格成果數(shù)據(jù)，采用金字塔結(jié)構(gòu)建庫，建立多級(jí)索引結(jié)構(gòu)。

3.2地理數(shù)據(jù)庫建立地理信息數(shù)據(jù)庫(包括圖形數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫建立)，圖形數(shù)據(jù)庫建立采用.GDB數(shù)據(jù)庫，主要由4D產(chǎn)品組成，分道路數(shù)據(jù)層、建筑物數(shù)據(jù)層、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)層、地名點(diǎn)數(shù)據(jù)層、區(qū)位點(diǎn)數(shù)據(jù)層、水域數(shù)據(jù)層等，屬性數(shù)據(jù)由二維表組成，社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)由.exl來存儲(chǔ)，系統(tǒng)通過SQL Server較好地將它們關(guān)聯(lián)起來。

3.3功能模塊設(shè)計(jì)該研究設(shè)計(jì)的地理國情普查成果管理信息系統(tǒng)功能模塊見圖2。

4　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

地理國情普查成果管理信息系統(tǒng)采用Visual Studio 平臺(tái)下采用C#開發(fā)語言，利用ArcGIS Engine組件及ArcSDE(空間數(shù)據(jù)引擎)較好地實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)功能。

該系統(tǒng)的各個(gè)模塊較好地管理了地理國情普查數(shù)據(jù)，在這基礎(chǔ)上，又增加了空間分析模塊，該模塊有查詢功能，圖形與屬性數(shù)據(jù)互查，以及各要素統(tǒng)計(jì)分析等內(nèi)容。系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)如圖3所示。

圖2　地理國情普查成果管理信息系統(tǒng)功能模塊Fig. 2　Function block diagram of management information system of National Geographical Conditions Survey

注：a.系統(tǒng)界面；b.樣本數(shù)據(jù)管理調(diào)用；c.地表覆蓋及國情數(shù)據(jù)查詢；d.空間分析功能。Note:System interface；Supervisor call of sample data；Query of land cover and national condition data；Function of spatial analysis圖3　基于ArcGIS Engine的地理國情普查成果管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)示意Fig. 3　Implementation schematics of management information system of National Geographical Conditions Survey based on ArcGIS Engine

5　結(jié)語

地理國情普查成果管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分利用了地理信息系統(tǒng)的強(qiáng)大圖形顯示和屬性管理的功能，通過運(yùn)用現(xiàn)在較流行的主流技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)成果管理與分析，極大地提高了數(shù)據(jù)的利用率。該系統(tǒng)可以根據(jù)應(yīng)用要求，增加數(shù)據(jù)的空間分析模塊，為下一步國情普查基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)成果拓展應(yīng)用提供服務(wù)。

[1] 馬萬鐘,杜清運(yùn).地理國情監(jiān)測(cè)的體系框架研究[J].國土資源科技管理,2011，28(6):104-111.

[2] 祁向前.地理國情普查成果管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2016，35(3):344-346.

[3] 陳俊勇.地理國情監(jiān)測(cè)的學(xué)習(xí)札記[J].測(cè)繪學(xué)報(bào),2012,41(5):633-635.

[4] 張靜,郭玉芳.地理國情監(jiān)測(cè)中地表覆蓋分類體系研究[J].測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化,2012,28(3):8-10.

[5] 史文中,秦昆,陳江平，等.可靠性地理國情動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的理論與關(guān)鍵技術(shù)探討[J].科學(xué)通報(bào)，2012,57(24):2239-2248.

[6] 阮于洲,陳常松,常燕卿，等.我國地理國情監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)建設(shè)和工作實(shí)踐進(jìn)展評(píng)述[J].測(cè)繪與空間地理信息,2012，35(6):222-225.

[7] 李德仁,眭海剛,單杰，等.論地理國情監(jiān)測(cè)的技術(shù)支撐[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào),2012,37(5):505-513.

Realization of Data Management Information System for National Geographical Conditions Survey Based on ArcGIS Engine

QI Xiang-qian1, QIAO Hui2, MA Fu-yi1et al

(1. Department of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science and Technology, Harbin, Heilongjiang 150022; 2. The Fourth Topographic Surveying Brigade, National Administration of Surveying, Mapping and Geo-information, Harbin, Heilongjiang 150025)

The Visual Studio platform, C# language and ArcGIS Engine components were used to achieve the visual management of National Geographical Conditions Survey, which could improve spatial data management capabilities, increase data services, and improve the utilization of the results of census geographic data. This research provided data supports for the ecological environment protection, urban development and regional overall development of planning and implementation.

ArcGIS Engine; Database establishment; System design and realization; Outcome management of National Geographical Conditions Survey

黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(12541702)。

祁向前(1973- ),男, 內(nèi)蒙古二連浩特人,副教授,碩士,從事空間數(shù)據(jù)分析、地理空間信息技術(shù)集成應(yīng)用等研究。

2016-06-12

S 126

A

0517-6611(2016)21-235-02