城市地理信息系统中基础数据库设计与实现研究

杨利娟

摘 要：该文基于笔者从事GIS设计与实现的相关工作经验，以基于ArcEngine的城市基础测绘成果数据库管理系统设计实现为研究对象，论文首先从其中涉及的关键技术开始研究分析，在此基础上，详细论证了该数据库管理系统的设计和实现方法，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事数字城市相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：ArcEngine 基础测绘成果 数据库管理系统 设计

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0031-02

目前，大部分的测绘成果管理仍处于手工阶段，人力物力资源消耗大、工作效率低、工作可靠性差。面对着测绘技术的迅猛发展和变化，面对着凝聚着广大测绘工作者辛勤汗水的大量珍贵的测绘成果，如何管理好这些测绘成果，使其接收、存储、管理、供应更加规范和高效成为我们迫切需要解决的问题。

地理信息系统作为一门新兴的边缘学科，是对地球空间数据进行采集、存储、显示、分析应用的综合性技术系统。它不仅可以像传统的数据库管理系统那样，管理数据和文字信息，而且可以管理空间信息，能够提供各种空间分析的方法，对各种不同的空间信息进行综合分析与解释，提供基于地理信息的查询、管理、统计分析等功能。因此，利用地理信息系统的数据可视化、思维可视化的决策支持方式，可以作为测绘、规划部门进行管理、业务查询和城市规划设计的辅助工具。这将彻底解决测绘成果的管理问题，充分利用已有资料，提高工作效率，加快我国城市建设的发展。

1 城市基础测绘成果数据库管理系统设计

1.1 系统总体设计

（1）数据操作功能。

①数据录入。②数据更新。③数据删除。

（2）数据检索统计功能。

该模块是整个系统的核心模块，要求能够以多种方式进行数据检索，它主要包括：图形交互检索、坐标检索、统计。图形交互检索包括按圆、矩形、多边形、缓冲区等查询。坐标检索通过输入左下角、右上角坐标来查询出此范围内的控制点。统计功能是统计出等级平面控制点的数量。

（3）图形显示功能。

应能够对城市测绘成果数据进行分层显示。

（4）控制点管理功能。

控制点管理功能是系统的一大特色模块。

①添加控制点。②删除控制点。③控制点查询。④坐标转换功能。⑤竣工成果管理

1.2 系统数据

在地理信息系统中，用来描述各种事物和现象的是数据，因此，数据是地理信息系统的核心，是系统操作的对象。本系统涉及到的数据有两种：即空间数据和属性数据。根据二次开发的特点，进一步把系统处理的数据分为背景数据和基础测绘成果数据两部分，背景数据是系统进行操作时，作为背景进行显示，并非系统处理的主要对象；基础测绘成果信息才是系统处理的主要对象，也是数据分析的重点。

1.2.1 背景数据

城市空间基准信息的形式主要包括：数字线划矢量数据（DLG）、数字正射影像数据（DOM）、数字高程模型数据（DEM）、数字栅格数据（DRG）以及相应的属性数据。

系统的数据源来源于城市地图，是用ArcInfo分层存储的矢量化数据。虽然系统处理的主要对象是城市基础测绘成果，但是城市基础测绘成果是以背景数据为依托的，因此如果缺少了背景数据，系统将无法正常工作。这里的背景数据是指基础测绘成果信息以外的所有数据。为了让操作者对系统数据有较清楚的认识，帮助他们快速准确的查出所要的信息，根据地形要素分类体系把背景数据分为八类，即水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌、植被与质土和注记。

1.2.2 城市基础测绘成果

测量控制成果按不同的应用目的以及所运用的测量手段及技术的不同，包含的内容也是不同的，比如天文大地测量、地球动力学测量、基于卫星技术的空间大地测量以及传统的大地测量等，由于它们的技术系统和施测手段的不同，依据国家规范和相关标准所提交的成果都会有所不同。城市控制测量成果主要是指为城市工程建设提供基本起算数据的各类控制点的三维空间坐标信息。这些基本的空间控制信息是城市地理信息系统的重要组成部分，在城市化和城市建设中发挥着不可替代的作用。

1.3 系统数据库设计

GIS数据库是对空间数据与属性数据存放的一个集合。建立数据库不仅仅是为了保存数据，更主要的是为了帮助人们管理和控制与这些数据相关联的事物。在地理空间数据管理中以多种方式录入的地理数据，用有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护、快速查询检索，多种方式输出决策所需的地理空间信息。本系统实际上也可看成是GIS与管理信息系统的结合，从而形成信息集成的管理方式。这种管理模式融合了现有信息管理系统的通用性和地理信息管理的实用性，以地理信息为纽带连接整个城市相关信息，将整个城市的信息内容自然、一致地整合于一个统一的可视化管理信息系统平台下。根据空间位置关系，对城市信息作检索、查询、分析、统计，构建一个完整的可视化数据库系统。数据库的组织和管理是信息系统的基础，直接影响工作效率和用户的使用。由系统涉及到的技术特点与要求，决定了该测绘成果管理信息系统并非是一个单纯的管理信息系统（MIS），也不是一个纯粹的地理信息系统（GIS），而是一个GIS与MIS集成应用的系统。

本系统数据主要由九大类要素集组成：测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌、植被与质土和注记。每一类要素集又划分为多个要素类，其中，定位基础包含的要素类有：测量控制点和数学基础；水系包含的要素类有：其他水系要素点、河流线、湖泊面和其他水系要素面；管线包含的要素类有：输电线点、输电线和通信线；交通包含的要素类有城际公路线、城市道路线、城市道路中心线和乡村道路线；境界包含的要素类有：国外地区、国家行政区域、省级行政区界线等；植被与土质包含的要素类：农林用地点和农林用地面；地貌包含的要素类有：高程点注记点、等高线线、自然地貌线和斜坡线。endprint

2 基于ArcEngine的数据库管理系统实现

2.1 系统特点与功能

该系统主要用于测绘成果的管理，可管理各等级控制点点号，点名，等级，所属区域，该点的54坐标，80坐标，国家高程等各种控制点信息以及竣工平面图图形，竣工日期，竣工单位等竣工测量成果信息。系统采用GIS技术来对测绘成果进行可视化管理，竣工平面图等图形数据直接存于数据库中。

系统具有的主要功能如下。

（1）可进行控制点信息的输入、更改、删除操作。（2）可进行图形的基本操作，如平移、放大、缩小、漫游。（3）可根据点号、点名等信息查询控制点。（4）可以通过画矩形，画圆，画多边行以及输入缓冲半径等查询其范围内的控制点。（5）可进行报表的生成与制作，并可以把生成的报表以Excel、pdf等多种格式输出。（6）可以通过输入竣工日期、施测单位、项目名称等查询竣工测量工程项目。（7）可以通过选择所属工程项目信息查询竣工平面图，并可以双击查询到的图形文件名自动打开cad图形。

系统操作简洁、方便，主界面如图1所示。

系统主界面包括：系统菜单、系统工具栏、图形显示区和系统状态栏。

系统菜单栏：提供系统操作的菜单选项。

系统工具栏：提供系统操作的工具按钮。

图形显示区：显示当前图层的图形。

2.2 数据操作

数据操作主要包括数据录入、数据更新、数据删除。

（1）数据录入：单击数据录入子菜单，就可以把数据录入到系统中。（2）数据更新：单击数据更新子菜单。数据更新主要是修改控制点的可修改的属性信息（如点名、点号一般是不允许修改的），本系统的更新是打开控制点的属性表，然后在表里面进行修改，修改后单击更新按钮，数据就进行了更新。（3）数据删除：单击数据删除子菜单。数据删除是选择要删除的一行，单击删除按钮就可以对无效的控制点成果数据进行删除。由于控制点成果数据是重要而且需严格保密的数据，在使用删除按钮时应慎重小心，系统用提示的方式提醒用户，待用户确认后方可删除此控制点信息。该模块用dataGridView控件显示出控制点的属性，然后再更新数据或删除数据。

3 结论

随着城市建设规模的不断扩大，城市测绘成果管理信息量也会大大增加，传统的城市测绘成果管理方式已不能满足现代化的需要，因此，有必要对测绘成果进行科学、合理、有效的组织和进行动态的采集、存储、管理及利用。测绘成果涉及地理空间数据、属性数据、社会经济、法律法规等，内容多，处理过程复杂。采用以GIS技术和IT技术为核心的新技术、新方法对城市的测绘成果信息进行管理，是测绘成果及其日常管理工作发展的趋势和现实可行的选择。

参考文献

[1] 李炼恒，赵俊三，赵耀龙.城市基础地理信息系统的功能与总体设计研究[J].昆明理工大学学报，2002，27（3）：8-12.

[2] 孙怡，陈强，沈玉英，等.基于组件对象的地图数据管理方法[J].吉林大学学报：信息科学版，2008（S1）：131-134.endprint