宁夏交通道路地理信息系统设计与实现

2019-01-22孙嘉欣

智能城市 2019年4期

孙嘉欣何杰

（宁夏大学资源环境学院，宁夏银川 750021）

关键字：道路交通；组件技术；Arc Engine；C#

本文通过遥感影像对陆地交通矢量化，得到宁夏回族自治区陆地交通矢量图，包括：以高速公路为骨架，国家公路、省公路为干线，县公路、乡公路为支线的公路交通网及铁路交通网为原始数据。Arc Engine和SQL Sever为工具，使用C#语言在.NET平台上开发出一个适用道路交通管理的地理信息软件，能够提供数据浏览、统计分析和规划管理的综合信息支持系统。

1 系统设计

1.1 系统结构设计

Arc Engine是一个简单、独立与应用程序的Arc Objects编程环境，开发人员用于建立自定义应用程序的嵌入式GIS组件的一个完整类库，具有简易、快捷、低成本等优点。因而在宁夏交通地理信息系统设计中选择它的接口，更实用、更方便。总体结构采用层次化的设计思想，将系统模块化，择优组合。

①表现层：负责向最终用户展示应用程序的控制方式以及数据、信息的布局和格式。使用Arc Engine功能界面控件，合理布局，形成一个方便使用的宁夏道路交通地理信息系统界面。②业务逻辑层：系统核心部分，负责逻辑性数据生成、处理及转换，包括基础功能、可视化、规划设计、数据访问、制图。主要使用Arc Engine接口，提高开发效率。③数据层：非原始数据操作层，为业务逻辑层提供数据服务，即对数据库的操作，在本系统中数据层由控件数据引擎ArcSDE和关系数据库管理系统（SQL Sever）组成。遥感影像、矢量数据、道路及基础地理数据等均通过Geodatebase进行集成管理，用户信息、用户权限等通过SQL Sever进行管理。

1.2 系统主界面设计

宁夏道路交通地理信息系统的实现能为城市规划管理、经济建设、战略布局等管理决策提供支持，系统使用过程中，使用者身份信息需要确认，设计过程中，需要登录界面和程序主界面。主界面设计主要使用NET内置控件及Arc Engine相关控件，分布包括：菜单栏、工具栏、状态栏、地图数据目录显示区、鹰眼导航区和地图显示与操作区六大部分。系统将几大功能模块分别键入菜单栏，用户在使用时点击相应菜单跳转进入对应功能。工具栏和地图数据目录显示区使用框架控件TOCControl和ToolbarControl，同时向ToolbarControl中添加保存、缩放、全局显示等常用工具，并与制图控件绑定。鹰眼导航区和地图显示与操作区使用制图控件MapControl和PageLayoutControl，MapControl用于地理数据显示和分析，PageLayoutControl用于生成成品地图。

1.3 系统功能设计

宁夏道路交通地理信息系统为用户提供道路分布浏览、道路信息查询、道路测量、道路相关因子量化等功能，便于全省交通道路管理，对城市发展规划、道路影响范围界定提供科学的精准数据依据，为做出合理决策提供支持，具体功能模块包括文件模块、交通节点绘制模块、道路测量模块、道路查询模块、控件分析模块、交通专题模块六大模块。

1.4 数据库设计

宁夏交通地理信息系统中数据库包括主程序使用的ESRI提供的ArcSDK分管地理数据库接口和管理人员入口使用的Microsoft提供的关系型数据库管理系统SQL Sever两大管理系统。

（1）宁夏道路交通矢量数据、省市县行政界线矢量数据等均存在于ArcSDK接口提供的Geodatabase中。

（2）用户信息登录名、密码、身份、系统日志等以关系表形式存在SQL Sever数据库中。

2 系统实现

C#是一种面向对象的开发语言，本系统采用Visual Studio2010作为开发环境。基于Arc Engine这个简单、独立与应用程序的Arc Object中进行开发本系统就是基于此环境下进行开发，通过ArcGIS SDE进行控件数据访问，关系型数据库采用SQL Sever。

（1）文件模块。常规的文件处理功能如图像的加载、保存、删除和退出。其中，图像加载根据图像格式不同分为加载地图文档、添加图层、添加SHP文件、加载CAD文件。保存分为保存当前文档和另存地图文档。

（2）交通节点绘制模块。在需要进行简单编辑时，可在该模块中绘制线、圆、矩形、多边形等形式。

（3）道路测量模块。根据用户使用需求，可用测量工具，对所需测量道路进行手动测量其长度。

（4）道路查询模块。Arc Engine中MapControl控件提供selectFeature方法。在规划管理、浏览信息中需要对要素信息进行查询，在本模块中分为目标查询、范围查询和里程查询。目标查询：可选定要素，查看其属性信息、规划信息等。范围查询：通过鼠标框选一定范围，查询此范围内各种地物信息。里程查询：查询宁夏回族自治区内各种道路里程信息。

（5）空间分析模块。ITopogicalOperator接口提供缓冲区分析等方法，在此方法下实现对象缓冲区拓扑操作。宁夏道路交通系统中缓冲区应用十分广泛，如在城市道路噪声污染范围预估；道路交点服务半径；道路规划过程中占地范围确定多个方面。

（6）交通专题图模块。浏览、查询、分析等操作之后需要将结果以图件的形式呈现出来，此模块需在布局视图下提供，指北针、图例、比例尺、边框、阴影和格网的添加。

3 系统主要功能开发

3.1 道路查询模块

系统中包含大量的信息，为了能够快速了解所需信息，查询功能是最好的工具，根据不同的查询依据产生了多种查询方式。宁夏交通地理信息系统中，为方便使用，开发了目标查询、范围查询和里程查询三种方式。

查询需设置相应查询条件，ArcGIS Engine中，FeatureLayer对象和IFeatureClass对象提供Search（）方法专门用于空间数据查询，查询过程中使用游标Cursor连接Row对象或要素，使用过滤器对象，IQueryFilter接口设定查询要求，筛选出要操作要素，得到查询结果后利用图像和要素对应关系，在地图上对符合条件的要素进行定位并刷新背景灯。