网络工程师论文：浅谈地理信息系统的开发

　　摘要：本文是网络工程师论文，详细介绍了工业园多媒体地理信息系统的设计思路与结构、数据组织和技术特点等内容, 进行了系统总体功能设计, 并探讨了系统实现方法，供网络工程师参考。

　　关键词：网络工程师,地理信息系统,ArcGIS Engine,多媒体

　　1网络工程师系统的设计思路与结构

　　11 设计思路

　　针对目前国内城市地理信息系统的应用现状，并结合工业园的实际情况，系统建设的设计思路为：以数据为核心，用组件式GIS开发客户端图形应用系统，用关系数据库统一管理空间数据、属性数据和多媒体数据，开发面向大众和工业园内部用户的B/S和C/S混合结构的信息管理系统。

　　(1)以数据为核心

　　这里的数据包括基础地理数据、高分辨率影象数据、社会经济数据、多媒体数据以及文档数据。以数据为核心就是要建立合理的数据结构和数据模型，将它们有机地组织和管理起来，充分实现各部门之间的数据交流和数据共享;并以空间数据为支撑，实现基于地图的查询、统计、分析、制图和三维浏览等高级应用。

　　(2)以组件技术开发客户端的GIS应用系统

　　组件式GIS具有小巧灵活的特点，可直接嵌入MIS开发工具，很容易实现图文一体化应用开发。

　　(3)用关系数据库统一管理图文数据

　　当前GIS技术发展的最新趋势是采用关系数据库或对象关系数据库管理空间数据[3]，可以充分利用RDBMS数据管理的功能，利用SQL语言对空间与非空间数据进行操作，同时可以利用关系数据库的海量数据管理、事务处理、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能，使空间数据与非空间数据一体化集成。

　　(4)B/S和C/S混合结构

　　C/S面向工业园内部用户，实现基于GIS的高级应用，B/S同时面向工业园内部用户和Internet上的大众用户，实现办公自动化功能，二者共享同一数据库。

　　1.2系统总体结构

　　系统包括基于局域网的地理信息系统(C/S结构)和基于Internet的办公自动化(B/S结构)两大部分，地理信息系统包括信息查询、统计分析、专题制图、空间分析、三维仿真和系统管理六个模块，办公自动化包括工业园概况、文件共享、信息发布、人事管理、项目管理等功能，总体结构如图2-1所示：

　　图2-1工业园地理信息系统总体结构

　　2.网络工程师的数据采集与建库

　　工业园地理信息系统数据库包括基础地理数据、土地利用数据、企事业单位数据、地下管线数据、影像数据、多媒体数据和文档数据等类型。

　　根据现有的基础地理数据以及技术力量和技术设备, 充分发挥其在数据采集方面的优势, 采用多种技术手段和方法进行数据采集和编辑。包括：

　　(1) 对现有纸质形式的地形图、专题图、管线图等采用工程扫描和矢量化方法进行采集;

　　(2) 利用GPS 接收机、全野外数字化测量系统等进行实地数据采集和数据更新测量;

　　(3) 直接转换现有的CAD 格式的规划数据和卫星遥感图像数据;

　　(4) 进行必要的现场属性数据调查用于专题综合分析;

　　(5) 充分利用卫星遥感和航空遥感影像数据及相关产品, 结合GIS 空间图形数据, 进行城市变化、城市规划实施监督、土地利用调查、资源调查等。

　　为了建立符合GIS 规范的空间数据库, 在以上数据的基础上作进一步的处理, 主要包括:

　　(1) 空间要素的分层与编码;

　　(2) 建立符合GIS 要求的分层结构的空间数据库;

　　(3) 建立与空间数据库直接关联的属性数据库;

　　(4) 空间数据库与属性数据库的关联;

　　(5) 背景图(图形、图像) 的相关处理。

　　基础地理数据分层主要参照《1:500、1:1000、1:2000 地形图要素分类与代码》并结合工业园的实际数据情况和系统功能要求来进行分层。

　　3系统的功能和技术特点

　　31 系统功能

　　系统包括基于局域网的地理信息系统(C/S结构)和基于Internet的办公自动化(B/S结构)两大部分，地理信息系统包括信息查询、统计分析、专题制图、空间分析、三维仿真和系统管理六个模块，办公自动化包括工业园概况、文件共享、信息发布、人事管理、项目管理等功能。各功能模块详细介绍如下：

　　1)信息查询模块

　　系统提供空间查询和属性查询两种方式，以实现图形和文字的双向查询检索。信息查询分企业信息、社会公共单位信息、服务信息、管网信息、规划信息五个专题分别实现。

　　2)统计分析模块

　　根据不同的统计对象系统提供不同的统计菜单，使用户能够自定义统计项，并生成比较统计图，如二维直方图、三维直方图、二维曲线图、三维曲线图、面积图、散点图、饼图等，同时也可以对统计结果列表显示，并可以即时打印输出统计图形和表格。

　　3)专题制图模块

　　系统可根据不同的专题要素提供专题制图的功能，用户可以根据自己的需求，制作地下管网分布图(给水、排水、煤气、电力等)、企业专题图(包括企业类型、纳税额、占地面积、固定资产总额、企业职工总数等生成各种分级分类专题图)和街道建设现状图等。

　　4) 空间分析模块

　　本系统提供缓冲区分析、区域分析和空间量算等功能。

　　5) 三维仿真模块

　　可建立城市三维模型，并通过鼠标控制实现三维场景的漫游。

　　6) 系统管理模块

　　系统提供了用户管理、权限管理、日志管理等功能。

　　7) 办公自动化(OA)

　　本模块主要为网络办公提供一个共享的平台，系统包括工业园概况、信息发布、文件共享、合同管理、人事管理等功能模块，其中工业园概况模块面向大众，宣传工业园的基本情况，用户不需登陆可直接访问，其他模块面向工业园内部用户，需登陆后才能访问。

　　32 技术特点

　　1) 企业信息查询中嵌入多媒体要素。企业信息查询中引用了音频、视频、图像、三维动画多媒体信息,利用数据库互联(ODBC) 技术能与企业信息热点进行灵活连接,通过热点、热线、热面连接属性数据,实现了矢量数据与属性数据的相互关联和查询。

　　2) 多比例尺地图的空间无缝拼接可以实现地区的空间无缝性和不同比例尺地图的平稳过渡,即保持视觉的连续性。

　　3)引入专题制图的概念。系统为用户提供了地图所见即说得的专题制图功能，方便用户快速制作所需的专题地图。

　　4)三维仿真技术实现二维到三维空间的转换。系统利用工业园的基础地形数据，通过ArcGIS制作三维模型，生成SXD文件加载到系统中实现二维到三维的空间转换，为管理者提供了一个三维立体的视图。系统还提供了三维漫游、模拟飞行等功能，方便用户全方位的查询园区的信息。

　　4系统的开发方法

　　系统基于局域网的地理信息系统(C/S结构)只要采用VB.NET + ArcGIS Eninge +SQL Server 的模式来开发的。系统是以基础地理数据为基础,包含城市多种信息,通过专业多媒体集成软件和相关软件将各种信息进行编辑、分类和整合,并建立逻辑关系,形成一个集多种媒体于一体的园区地理信息查询编辑系统。

　　41 基础地理信息数字地图的编辑与处理

　　基础地理信息数字地图作为系统的基础信息载体[1],直接影响到系统其他信息的现势性和准确性,因此,要求数字地图精度高,现势性强。系统提供了基础地理要素更新编辑处理的功能，保证数据的现势性。

　　42 多媒体数据的调用方法

　　由于媒体数据种类繁多，如果数据库只提供媒体数据源，则这些媒体数据在系统中的具体表现要由应用程序来实现，这种数据结构信息与数据本身的分离既不利于应用系统的开发。因此应建立一套机制来实现数据结构信息和数据本身的联系。可以在方法库中建立Multimedia对象[2]，在该对象中实现图像、视频、声音及动画等媒体数据的处理接口，这些接口提供诸如对多媒体数据的读取、存储、显示或播放等方法。当需要从多媒体数据库中获取这些媒体数据时，只要数据库把Multimedia对象的引用传递给用户即可。当用户得到这一对象的引用，也就意味着用户得到了多媒体数据本身和媒体数据的解释信息，从而实现数据本身和数据解释信息的一致性。为了实现多媒体数据与空间实体间的联系，可以在GIS属性库中用一个或多个字段来实现。需要多媒体数据时，只要得到相应空间实体的一个或多个字段值，然后将这些字段值赋给Multimedia对象，据此Multimedia可自动在多媒体数据库的信息表项中进行匹配，如能匹配上，则由多媒体数据库系统传递一个Multimedia对象的引用给用户，如未能匹配上，则传递一个空的Multimedia对象。从而很方便地实现多媒体数据与空间实体之间的连接。

　　5开发实例

　　工业园地理信息系统目前已经开发完成并投入使用，系统运行稳定。图5-1所示为系统企业信息查询界面，图5-2所示为园区三维仿真模块运行界面。

　　6.网络工程师论文总结

　　工业园地理信息系统为整个工业区的规划、建设、管理和科学决策提供基础性保障，为基于空间数据库的其他系统建设提供统一的地理定位基础以及实时、准确的数据源。本系统除了具有常用GIS功能外，还增加了多种空间信息媒体形式,以听觉、视觉等多种感知形式,直观、形象、生动地表达园区内的各种信息,系统具有广阔的应用前景,能极大地满足人们对信息的需求。三维仿真技术的应用，能够清晰直观地反映园区的三维地貌，为决策者提供更加丰富的三维空间信息，为工业园城市规划提供计算机辅助决策与分析，从而促进工业园业务管理的信息化、科学化和规范化。

　　参 考 文 献

　　1 边馥苓主编. GIS 地理信息系统原理与方法. 北京: 测绘出版社, 1996.

　　2 任福,杜淦远,蔡忠亮. 电子地图在城市公众信息服务中的运用[J].城市勘测,2003,(4)

　　3 陈述彭.城市化与城市地理信息系统[M].北京: 科学出版社,1999.

　　4 邹艳红. GIS在城市小区建设管理中的应用初探[J].测绘技术装备,2000 ,(4).

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