網(wǎng)絡(luò)工程師論文：淺談地理信息系統(tǒng)的開發(fā)

　　摘要：本文是網(wǎng)絡(luò)工程師論文，詳細介紹了工業(yè)園多媒體地理信息系統(tǒng)的設(shè)計思路與結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)組織和技術(shù)特點等內(nèi)容, 進行了系統(tǒng)總體功能設(shè)計, 并探討了系統(tǒng)實現(xiàn)方法，供網(wǎng)絡(luò)工程師參考。

　　關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程師,地理信息系統(tǒng),ArcGIS Engine,多媒體

　　1網(wǎng)絡(luò)工程師系統(tǒng)的設(shè)計思路與結(jié)構(gòu)

　　11 設(shè)計思路

　　針對目前國內(nèi)城市地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并結(jié)合工業(yè)園的實際情況，系統(tǒng)建設(shè)的設(shè)計思路為：以數(shù)據(jù)為核心，用組件式GIS開發(fā)客戶端圖形應(yīng)用系統(tǒng)，用關(guān)系數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)，開發(fā)面向大眾和工業(yè)園內(nèi)部用戶的B/S和C/S混合結(jié)構(gòu)的信息管理系統(tǒng)。

　　(1)以數(shù)據(jù)為核心

　　這里的數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、高分辨率影象數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)以及文檔數(shù)據(jù)。以數(shù)據(jù)為核心就是要建立合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型，將它們有機地組織和管理起來，充分實現(xiàn)各部門之間的數(shù)據(jù)交流和數(shù)據(jù)共享;并以空間數(shù)據(jù)為支撐，實現(xiàn)基于地圖的查詢、統(tǒng)計、分析、制圖和三維瀏覽等高級應(yīng)用。

　　(2)以組件技術(shù)開發(fā)客戶端的GIS應(yīng)用系統(tǒng)

　　組件式GIS具有小巧靈活的特點，可直接嵌入MIS開發(fā)工具，很容易實現(xiàn)圖文一體化應(yīng)用開發(fā)。

　　(3)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理圖文數(shù)據(jù)

　　當前GIS技術(shù)發(fā)展的最新趨勢是采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫或?qū)ο箨P(guān)系數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)[3]，可以充分利用RDBMS數(shù)據(jù)管理的功能，利用SQL語言對空間與非空間數(shù)據(jù)進行操作，同時可以利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫的海量數(shù)據(jù)管理、事務(wù)處理、記錄鎖定、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)倉庫等功能，使空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)一體化集成。

　　(4)B/S和C/S混合結(jié)構(gòu)

　　C/S面向工業(yè)園內(nèi)部用戶，實現(xiàn)基于GIS的高級應(yīng)用，B/S同時面向工業(yè)園內(nèi)部用戶和Internet上的大眾用戶，實現(xiàn)辦公自動化功能，二者共享同一數(shù)據(jù)庫。

　　1.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)包括基于局域網(wǎng)的地理信息系統(tǒng)(C/S結(jié)構(gòu))和基于Internet的辦公自動化(B/S結(jié)構(gòu))兩大部分，地理信息系統(tǒng)包括信息查詢、統(tǒng)計分析、專題制圖、空間分析、三維仿真和系統(tǒng)管理六個模塊，辦公自動化包括工業(yè)園概況、文件共享、信息發(fā)布、人事管理、項目管理等功能，總體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：

　　圖2-1工業(yè)園地理信息系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　2.網(wǎng)絡(luò)工程師的數(shù)據(jù)采集與建庫

　　工業(yè)園地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、企事業(yè)單位數(shù)據(jù)、地下管線數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)和文檔數(shù)據(jù)等類型。

　　根據(jù)現(xiàn)有的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)以及技術(shù)力量和技術(shù)設(shè)備, 充分發(fā)揮其在數(shù)據(jù)采集方面的優(yōu)勢, 采用多種技術(shù)手段和方法進行數(shù)據(jù)采集和編輯。包括：

　　(1) 對現(xiàn)有紙質(zhì)形式的地形圖、專題圖、管線圖等采用工程掃描和矢量化方法進行采集;

　　(2) 利用GPS 接收機、全野外數(shù)字化測量系統(tǒng)等進行實地數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)更新測量;

　　(3) 直接轉(zhuǎn)換現(xiàn)有的CAD 格式的規(guī)劃數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù);

　　(4) 進行必要的現(xiàn)場屬性數(shù)據(jù)調(diào)查用于專題綜合分析;

　　(5) 充分利用衛(wèi)星遙感和航空遙感影像數(shù)據(jù)及相關(guān)產(chǎn)品, 結(jié)合GIS 空間圖形數(shù)據(jù), 進行城市變化、城市規(guī)劃實施監(jiān)督、土地利用調(diào)查、資源調(diào)查等。

　　為了建立符合GIS 規(guī)范的空間數(shù)據(jù)庫, 在以上數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上作進一步的處理, 主要包括:

　　(1) 空間要素的分層與編碼;

　　(2) 建立符合GIS 要求的分層結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)庫;

　　(3) 建立與空間數(shù)據(jù)庫直接關(guān)聯(lián)的屬性數(shù)據(jù)庫;

　　(4) 空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián);

　　(5) 背景圖(圖形、圖像) 的相關(guān)處理。

　　基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)分層主要參照《1:500、1:1000、1:2000 地形圖要素分類與代碼》并結(jié)合工業(yè)園的實際數(shù)據(jù)情況和系統(tǒng)功能要求來進行分層。

　　3系統(tǒng)的功能和技術(shù)特點

　　31 系統(tǒng)功能

　　系統(tǒng)包括基于局域網(wǎng)的地理信息系統(tǒng)(C/S結(jié)構(gòu))和基于Internet的辦公自動化(B/S結(jié)構(gòu))兩大部分，地理信息系統(tǒng)包括信息查詢、統(tǒng)計分析、專題制圖、空間分析、三維仿真和系統(tǒng)管理六個模塊，辦公自動化包括工業(yè)園概況、文件共享、信息發(fā)布、人事管理、項目管理等功能。各功能模塊詳細介紹如下：

　　1)信息查詢模塊

　　系統(tǒng)提供空間查詢和屬性查詢兩種方式，以實現(xiàn)圖形和文字的雙向查詢檢索。信息查詢分企業(yè)信息、社會公共單位信息、服務(wù)信息、管網(wǎng)信息、規(guī)劃信息五個專題分別實現(xiàn)。

　　2)統(tǒng)計分析模塊

　　根據(jù)不同的統(tǒng)計對象系統(tǒng)提供不同的統(tǒng)計菜單，使用戶能夠自定義統(tǒng)計項，并生成比較統(tǒng)計圖，如二維直方圖、三維直方圖、二維曲線圖、三維曲線圖、面積圖、散點圖、餅圖等，同時也可以對統(tǒng)計結(jié)果列表顯示，并可以即時打印輸出統(tǒng)計圖形和表格。

　　3)專題制圖模塊

　　系統(tǒng)可根據(jù)不同的專題要素提供專題制圖的功能，用戶可以根據(jù)自己的需求，制作地下管網(wǎng)分布圖(給水、排水、煤氣、電力等)、企業(yè)專題圖(包括企業(yè)類型、納稅額、占地面積、固定資產(chǎn)總額、企業(yè)職工總數(shù)等生成各種分級分類專題圖)和街道建設(shè)現(xiàn)狀圖等。

　　4) 空間分析模塊

　　本系統(tǒng)提供緩沖區(qū)分析、區(qū)域分析和空間量算等功能。

　　5) 三維仿真模塊

　　可建立城市三維模型，并通過鼠標控制實現(xiàn)三維場景的漫游。

　　6) 系統(tǒng)管理模塊

　　系統(tǒng)提供了用戶管理、權(quán)限管理、日志管理等功能。

　　7) 辦公自動化(OA)

　　本模塊主要為網(wǎng)絡(luò)辦公提供一個共享的平臺，系統(tǒng)包括工業(yè)園概況、信息發(fā)布、文件共享、合同管理、人事管理等功能模塊，其中工業(yè)園概況模塊面向大眾，宣傳工業(yè)園的基本情況，用戶不需登陸可直接訪問，其他模塊面向工業(yè)園內(nèi)部用戶，需登陸后才能訪問。

　　32 技術(shù)特點

　　1) 企業(yè)信息查詢中嵌入多媒體要素。企業(yè)信息查詢中引用了音頻、視頻、圖像、三維動畫多媒體信息,利用數(shù)據(jù)庫互聯(lián)(ODBC) 技術(shù)能與企業(yè)信息熱點進行靈活連接,通過熱點、熱線、熱面連接屬性數(shù)據(jù),實現(xiàn)了矢量數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的相互關(guān)聯(lián)和查詢。

　　2) 多比例尺地圖的空間無縫拼接可以實現(xiàn)地區(qū)的空間無縫性和不同比例尺地圖的平穩(wěn)過渡,即保持視覺的連續(xù)性。

　　3)引入專題制圖的概念。系統(tǒng)為用戶提供了地圖所見即說得的專題制圖功能，方便用戶快速制作所需的專題地圖。

　　4)三維仿真技術(shù)實現(xiàn)二維到三維空間的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)利用工業(yè)園的基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)，通過ArcGIS制作三維模型，生成SXD文件加載到系統(tǒng)中實現(xiàn)二維到三維的空間轉(zhuǎn)換，為管理者提供了一個三維立體的視圖。系統(tǒng)還提供了三維漫游、模擬飛行等功能，方便用戶全方位的查詢園區(qū)的信息。

　　4系統(tǒng)的開發(fā)方法

　　系統(tǒng)基于局域網(wǎng)的地理信息系統(tǒng)(C/S結(jié)構(gòu))只要采用VB.NET + ArcGIS Eninge +SQL Server 的模式來開發(fā)的。系統(tǒng)是以基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),包含城市多種信息,通過專業(yè)多媒體集成軟件和相關(guān)軟件將各種信息進行編輯、分類和整合,并建立邏輯關(guān)系,形成一個集多種媒體于一體的園區(qū)地理信息查詢編輯系統(tǒng)。

　　41 基礎(chǔ)地理信息數(shù)字地圖的編輯與處理

　　基礎(chǔ)地理信息數(shù)字地圖作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息載體[1],直接影響到系統(tǒng)其他信息的現(xiàn)勢性和準確性,因此,要求數(shù)字地圖精度高,現(xiàn)勢性強。系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)地理要素更新編輯處理的功能，保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。

　　42 多媒體數(shù)據(jù)的調(diào)用方法

　　由于媒體數(shù)據(jù)種類繁多，如果數(shù)據(jù)庫只提供媒體數(shù)據(jù)源，則這些媒體數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的具體表現(xiàn)要由應(yīng)用程序來實現(xiàn)，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息與數(shù)據(jù)本身的分離既不利于應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。因此應(yīng)建立一套機制來實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息和數(shù)據(jù)本身的聯(lián)系。可以在方法庫中建立Multimedia對象[2]，在該對象中實現(xiàn)圖像、視頻、聲音及動畫等媒體數(shù)據(jù)的處理接口，這些接口提供諸如對多媒體數(shù)據(jù)的讀取、存儲、顯示或播放等方法。當需要從多媒體數(shù)據(jù)庫中獲取這些媒體數(shù)據(jù)時，只要數(shù)據(jù)庫把Multimedia對象的引用傳遞給用戶即可。當用戶得到這一對象的引用，也就意味著用戶得到了多媒體數(shù)據(jù)本身和媒體數(shù)據(jù)的解釋信息，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)本身和數(shù)據(jù)解釋信息的一致性。為了實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)與空間實體間的聯(lián)系，可以在GIS屬性庫中用一個或多個字段來實現(xiàn)。需要多媒體數(shù)據(jù)時，只要得到相應(yīng)空間實體的一個或多個字段值，然后將這些字段值賦給Multimedia對象，據(jù)此Multimedia可自動在多媒體數(shù)據(jù)庫的信息表項中進行匹配，如能匹配上，則由多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)傳遞一個Multimedia對象的引用給用戶，如未能匹配上，則傳遞一個空的Multimedia對象。從而很方便地實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)與空間實體之間的連接。

　　5開發(fā)實例

　　工業(yè)園地理信息系統(tǒng)目前已經(jīng)開發(fā)完成并投入使用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。圖5-1所示為系統(tǒng)企業(yè)信息查詢界面，圖5-2所示為園區(qū)三維仿真模塊運行界面。

　　6.網(wǎng)絡(luò)工程師論文總結(jié)

　　工業(yè)園地理信息系統(tǒng)為整個工業(yè)區(qū)的規(guī)劃、建設(shè)、管理和科學(xué)決策提供基礎(chǔ)性保障，為基于空間數(shù)據(jù)庫的其他系統(tǒng)建設(shè)提供統(tǒng)一的地理定位基礎(chǔ)以及實時、準確的數(shù)據(jù)源。本系統(tǒng)除了具有常用GIS功能外，還增加了多種空間信息媒體形式,以聽覺、視覺等多種感知形式,直觀、形象、生動地表達園區(qū)內(nèi)的各種信息,系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景,能極大地滿足人們對信息的需求。三維仿真技術(shù)的應(yīng)用，能夠清晰直觀地反映園區(qū)的三維地貌，為決策者提供更加豐富的三維空間信息，為工業(yè)園城市規(guī)劃提供計算機輔助決策與分析，從而促進工業(yè)園業(yè)務(wù)管理的信息化、科學(xué)化和規(guī)范化。

　　參 考 文 獻

　　1 邊馥苓主編. GIS 地理信息系統(tǒng)原理與方法. 北京: 測繪出版社, 1996.

　　2 任福,杜淦遠,蔡忠亮. 電子地圖在城市公眾信息服務(wù)中的運用[J].城市勘測,2003,(4)

　　3 陳述彭.城市化與城市地理信息系統(tǒng)[M].北京: 科學(xué)出版社,1999.

　　4 鄒艷紅. GIS在城市小區(qū)建設(shè)管理中的應(yīng)用初探[J].測繪技術(shù)裝備,2000 ,(4).

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