浅谈快捷建库与数据处理系统的功能设计

2016-07-15李学军詹焕发

测绘通报 2016年6期

关键词：信息加工二次开发数据处理

李学军，殷　牧，詹焕发

(湖南省地质矿产勘查开发局四一六队，湖南株洲 412007)

浅谈快捷建库与数据处理系统的功能设计

李学军，殷牧，詹焕发

(湖南省地质矿产勘查开发局四一六队，湖南株洲 412007)

摘要：介绍了快捷建库与数据处理系统涉及的内容和研究开发的技术路线，并对该系统的各项模块功能进行了详细的阐述，提出了基于ArcGIS平台实现系统各功能模块的理论可行性综合功能的操作方法。

关键词：快捷建库；数据处理；ArcGIS；信息加工；二次开发

传统测量已步入信息化时期，各种测量数据的采集、编辑、处理、利用都趋于自动化和智能化，所有数据获取和处理的最终目标是建立数据库应用系统。测量单位最主要的任务还是测量数据的生产、采集、处理和数据库的建设。国内关于农村土地所有权、使用权、经营权等数据库的建设尚未规范详细具体的格式标准，而国外的数据库建设软件涉及范围太广，不具备专门行业数据软件的方便与快捷性。因此对于生产单位一些工作量巨大的数据入库或整改等内业操作而言，迫切需要研发一个专门针对国家最新的数据入库要求，能最大程度提高单位的生产效率、减小劳动强度的数据库辅助软件，使数据库建设变得快捷、简易、准确。

基于此背景，笔者所在单位将工程测量、不动产测绘、集体土地所有权、使用权及农村土地承包经营权调查及建库等测绘数据处理方面的小程序和功能模块进行集成和优化，于2014年7月进行科研立项，成立了专门的项目组，组织开发了系统化的功能软件——快捷建库及数据处理系统。

一、实用软件汇集

为将不同平台格式的原始数据进行集成处理，需要借助各种二次开发来实现，本系统汇集了多种程序软件，主要包含以下3方面的内容。

1. 测量应用工具

1954北京坐标系、1980西安坐标系和2000国家大地坐标系的相互转换，根据中央子午线的经度和线性变换参数进行任一投影带的坐标换带。

2. 遥感影像处理

遥感影像批量镶嵌后再重新按新的要求进行分幅，资料扫描件和航摄影像资料根据编号自动批量地挂接到影像库中，并让数据库直接调用影像库，同一文件夹下面的影像文件进行批量重命名，影像图斑椭球面积的精确计算。

3. 数据信息加工

利用程序一次性识别，自动编号、排序，删掉重叠的行政界线，同时把代码赋值到保留的线上，将DWG文件中的不同图层分别转换出来，批量将全部的矢量数据如MDB数据库文件加载，合并为一个完整的数据，自动进行拓扑处理，并对完成的相关文字、图表、数据等成果资料进行输出。

二、研究方法与技术路线

ArcGIS Engine包含一个构建定制应用的开发包。程序设计者可以在自己的计算机上安装ArcGIS Engine开发工具包，使用熟悉的编程语言和开发环境。ArcGIS Engine通过在开发环境中添加控件、工具、菜单条和对象库，在应用中嵌入GIS功能。例如，一个程序员可以建立一个应用程序，里面包含一个ArcMap的专题地图、一些来自ArcGIS Engine的地图工具及其他定制的功能。

C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言。C#综合了VB简单的可视化操作和C++的高运行效率，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言。

本系统研发的主要技术路线叙述如下。

1. 明确程序功能

首先进行分析，搞清楚程序的功能是什么，它能够做些什么。把需求进行汇总，明确程序要实现的功能。

2. 分别实现程序

分程序界面和程序结构两部分实现程序。引用程序集，创建项目和窗体后从工具箱中加入控件，对界面进行修改；分别编写各功能模块，依次定义类，编写源代码并进行代码注释。

3. 调试与发布

VS中的调试默认设置为/optimize-和/debug:full开关，生成的程序集为调试版本，生成的IL代码和最终的本地代码不会被优化，生成时除了主要文件外，还包括调试信息；发布默认设置为/optimize+和/debug:pdbonly开关，不包含调试信息，生成的IL代码和最终的本地代码均会被优化。最终，需要的是发布版本的程序。

4. 部署与配置

可以使用VS或其他打包软件，将程序打包为安装文件，但打包程序集最简单的方式就是直接复制所有文件。卸载程序集时，删除文件即可。之所以能实现简单的安装、移动和卸载，是因为每个程序集都用元数据指明了自己引用的程序集，不需要依靠注册表设置。

5. 封装完成

完成系统的封装并申报计算机软件著作权登记证书。

三、系统功能设计

1. 自动编码

在农村集体土地确权的数据建库中，只能手工添加村民小组代码，且加完代码后还要把各村民小组的代码按顺序放置于相对应的乡镇下面，从而制作以县为单位的数据字典。一个县有几万村民小组，这样工作量巨大且容易出错。笔者通过编写程序，基于ArcGIS中文件的报表，利用程序自动识别，自动编号、排序，完成各个村民小组的代码赋值且制作数据字典(如图1所示)。

2. 界线赋值

在处理相邻村的村界或相邻镇的镇界时，每个村、镇的相邻界线都有各自不同的属性。根据要求，界线不能重叠，仅需要一条界线，但是这条界线上必须要有两条线的属性。也就是说需要将重叠的两条线删掉一条，同时把删掉的线上的属性赋值到保留的线上。很多软件只有删除重叠的线的功能。而本文设计程序可以基于ArcGIS将其中一条线删除并将其特定属性放置于保留的线上(如图2所示)，从而避免了手工一条条界线去赋值的繁琐工作，节约大量的时间与精力。

图1　数据字典

图2　界线合并代码

3. 数据合并

通过开发的软件可以批量将全部的矢量数据加载，如SHP文件，MDB、GDB数据库文件，并以其中的某一个数据文件为模板，合并为一个完整的数据(如图3所示)。

图3　数据合并界面

4. 坐标转换

坐标转换是空间实体的位置描述，是从一种坐标系统变换到另一种坐标系统的过程，通过建立两个坐标系统之间一一对应关系来实现。这也是各种比例尺地图测量的编绘中建立地图数学基础必不可少的步骤。

从技术和应用方面来看，现在使用的1954北京坐标系和1980西安坐标系具有一定的局限性，已不适应发展的需要。通过3个以上的公共点(B,L,H)，利用程序设定的7个转换参数，自动实现1954和1980椭球坐标系向2000国家大地坐标系的转换(如图4所示)。

图4　坐标转换界面

5. 投影换带

投影变换是将一种地图投影点的坐标变换为另一种地图投影点的坐标的过程。在同一大地坐标系中，由于各地的中央子午线不同，需要进行换带计算,利用程序可将不同中央子午线坐标系投影换带成目标平面坐标系。通过投影计算选择界面(如图5所示)，可以进行高斯投影正算、反算及邻带换算(如图6所示)。

图5　算法界面选择

图6　投影计算界面

6. 文件转换

文件转换主要涉及的是测量行业的文件转换。在数据库建设中，要将外业测量数据录入到数据库中，需要将DWG文件进行格式转换。本文程序在将DWG文件转换成SHP文件之前，通过设置好的转换模版，可以将DWG文件中的不同图层分别转换出来，且可以设置好每个图层转换后包含有哪些字段。这样既满足了生产需求，又不用再重新给SHP文件设置内容字段(如图7、图8所示)。

图7　文件转换模板

图8　数据转换界面

7. 影像镶嵌

影像镶嵌是对一幅或若干幅图像通过几何镶嵌、色调调整、去重叠等处理，将不同小幅面影像镶嵌到一幅大的背景图像中。地方的基础影像资料是按照结合图表分幅保存的，且很多有当地市县独立中央经线，而根据规定要求，需要投影换带为统一的坐标系统。此时面对成千上万幅影像，需要将影像镶嵌起来再一次性进行换带分幅(如图9所示)。

图9　影像镶嵌界面

8. 图幅分幅

图幅分幅将需要换带的影像图或线划图批量拼接起来，一次性统一换带，再利用接合图上的编号，将影像图或线划图重新分幅，并将分幅的图形命名为相对应的编号(如图10所示)。

图10　图幅分幅界面

9. 图斑计算

本系统利用严密、精确的计算公式，对图斑椭球面积进行精确计算，使之与理论面积之间的差距得到最大程度的消减(如图11所示)。

10. 批量命名

在数据库的建立过程中，需要将外业的扫描资料挂入库中，而权属文书的扫描资料非常多，在入库时，需要根据文件名有规律地录入。这时候，如果手工去修改文件名，需要花费巨大的时间和精力。利用程序，建立统一的命名规则，对同一文件夹下面的文件进行批量重命名(如图12所示)。

图11　椭球面积计算

图12　重新批量命名

四、结束语

快捷建库及数据处理系统能在集体土地所有权、农村宅基地和集体建设用地使用权、农村土地承包经营权等多个项目的数据建库中使用，也能在日常测量和数据处理中使用。根据现有工作需要，笔者陆续开发了自动排序编号、界线代码赋值、文件数据转换、矢量数据合并、文件批量命名、大地坐标转换、高斯投影换带、批量换带分幅、影像数据挂接、图斑面积计算等功能模块。通过汇集这些功能，形成这套系统软件，该软件可极大提高工作效率，减小劳动强度，节省生产成本，同时也可确保产品的质量，一定会有非常广阔的应用前景。

参考文献：

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On Function Design of Rapid Database Establishment and Data Processing System