__ 基于GIS技术的测绘管理信息系统的设计与实现_ _

测绘与空间地理信息

GEOMATICS＆SPATIALINFORMATIONTECHNOLOGY

Vol.33,No.1

Feb.,2010

基于GIS技术的测绘管理信息系统的设计与实现

刘俊领

1,2

,王衍灵,赵　慧,喻孟良,王　勇

2334

(1.武汉大学测绘学院,湖北武汉430079;2.天津市大港区规划土地测量队,天津300270;

3.中国地质环境监测院,北京100081;4.中国生产力促进中心,北京100037)

摘要:文章分析了测绘管理信息系统的发展和研究现状,介绍了基于SQLServer2000数据库建立的天津市大

港区测绘管理数据库的结构及内容,阐述了建立天津市大港区测绘空间数据库的方法及过程,并论述了基于Ma-pOject2.4组件开发和ARCSDE9.2空间数据引擎的测绘管理信息系统的设计与实现,以及测绘管理信息系统的

主要功能及其在天津大港地区的应用。

关键词:GIS;测绘管理;空间数据库;信息系统;设计;实现

中图分类号:P208;C931.6　　　文献标识码:B　　　文章编号:1672-5867(2010)01-0131-05

DesignandImplementationofSurveyingandMappingManagement

InformationSystemBasedonGIS

LIUJun-ling,WANGYan-ling,ZHAOHui,YUMeng-liang,WANGYong

(1.SchoolofGeodesyandGeomatics,WuhanUniversity,Wuhan430079,China;2.TianjinDagangPlanningandLandSurveyingandMappingTeam,Tianjin300270,China;

3.ChinaGeologicalEnvironmentalMonitoringInstitute,Beijing100081,China;

4.ChinaProductivityPromotionCenter,Beijing100037,China)

Abstract:Thispaperanalyzedthedevelopmentandresearchstatusofsurveyingandmappingmanagementinformationsystem,andin-troducedthestructureandcontentsofsurveyingandmappingmanagementdatabaseofDagangdistrictinTianjinbasedonSQLServ-er2000.Thepaperillustratedthemethodandprocessofestablishingspatialdatabase,andalsodiscussedthedesignandimplementationofsystembasedonMapObject2.4andArcSDE9.2,anditsmajorfunctionsandtheapplicationinDagangdistrictinTianjin.Keywords:GIS;surveyingandmappingmanagement;spatialdatabase;informationsystem;design;implementation

1,2

2

3

3

4

0　引　言

测绘是国民经济和社会发展的一项十分重要的前期性、基础性的社会公益事业,改革开放以来,随着我国经

济、社会的快速发展,测绘不仅面向全社会提供全方位的服务,而且已经成为实现可持续发展的一种重要保障手段,成为实现信息化的一个重要基础。在我国全面建设小康社会的新的发展时期,对现势性强、分辨率高的基础地理信息提出了更高的要求,测绘科技面临着空前的发展机遇和挑战,面临着重大的发展和变革。

改革开放以来,我国城市建设实现了高速、持续的发展。在信息化的时代,信息己成为一项重要资产,对信息的有效管理和利用,将大大地提高企业内部运作效率和对市场需求的快速反应能力,最终增强市场竞争力。随

收稿日期:2009-03-18

着国内经济改革的进一步深化以及开放程度的日益提

高,测绘行业将面临更多的竞争压力,要应对这种压力,测绘行业只有通过信息化平台的建设,开发出适合测绘企业自身发展的测绘管理信息系统,有效提高运营效率和管理水平,为测绘行业竞争力的提高提供强大的动力。地理信息系统作为一门新兴的边缘学科,是一种融合计算机图形学和数据库技术于一体,存储和处理空间信息的高新技术。它把地理空间位置和相关属性有机地结合在一起,根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户,满足各种用户对空间信息的要求,同时借助其独有的空间分析和可视化表达方式,提供各种辅助决策功能,将GIS技术应用于测绘生产单位,建立测绘单位生产管理信息系统,充分利用现有资源,提高工作效率。实现管理现代化、办公自动化和决策科学化是测绘单位发

[1]

作者简介:刘俊领(1977-),男,天津宁河人,工程师,学士,2000年毕业于吉林大学测量工程系,主要从事工程测量以及地籍测绘的

研究工作。132

展的必然趋势。

测绘与空间地理信息　　　　　　　　　　　　　　　　2010年

作的重要性。无论在技术理论、生产模式,还是在组织管理、服务方式等方面都出现了崭新的景象。随着信息化建设的进程加快,国家管理、经济建设和社会生活对测绘产品提出了越来越高的要求。测绘行业所提供的包括地理空间信息在内的各种成果也越来越成为国家安全、经济可持续发展和社会进步不可或缺的重要信息资源。

随着GIS技术的应用已比较成熟,而各生产单位的生产也基本是在局域网上进行。一些生产单位根据需要,在一些成熟的GIS软件(如ArcGIS、AutoCAD等)上生成图幅结合表、加密分区图、像对范围等等来协助生产管理,尽管只是工具性的东西,缺乏组织,并没有充分发挥GIS技术及计算机的优点,但已经在一定程度上提高了工作效率和管理水平。所以,利用GIS技术建立科学、现代、有序的测绘管理系统,利用其自动化及图形化的特点,将生产管理中的各种流程、图形、数据相融合,帮助管理人员高效工作,可以使得工作流程更顺畅、资源利用更合理、质量控制更有保障,最终使生产企业获取更大的社会经济效益。

天津市大港区规划土地测量队长期从事土地测绘事业,在对已有测绘成果进行整合分析的基础上,结合自身业务需求,在“落实科学发展观”学习活动中,积极进取,与相关单位合作,采用先进的计算机技术、GIS技术、数据库技术,研发了一套功能全面、操作简便、快捷的测绘管理信息系统并投入到使用,大大提高了工作效率。

1　测绘管理现状及发展趋势

随着科学技术的迅猛发展、信息技术的迅速普及和地理信息系统进入实用化阶段,测绘基础理论、技术体系、产品模式、测绘保障手段都发生了根本性的变化。“九五”期间,随着数字测绘产品的试验、试生产、生产到规模化生产,以至于逐步取代了传统的摸拟测绘产品,为建立“数字中国”、“数字地球”等提供了空间数字基础地理信息资源。越来越多的测绘生产所用资料是数字化的,生产过程产生的副产品是数字的,生产成果也是数字的。现代测绘生产的特点主要有:①数字化生产自动化程度较高;②生产要求作业人员具有较高的综合素质;③数字化测绘生产对软硬件有极强的依赖性;④数字化生产对管理工作提出了新的要求;⑤数字化生产的前期投入较大[2]。

同时,生产过程中涉及的数据规模也越来越大,而且目前地图数据更新的频率明显加快。生产既要满足国家大规模、经常性的数据更新,又要不断地推陈出新,满足各行各业、多种用户的小批量、个性化需求。这样在数据安全、人力资源的最优配置、质量控制、数据的成果管理等方面都对管理人员提出了新的、更高的要求。如何运用现代的管理手段高效地监控、调度、规范生产过程和数字产品生产过程中海量数据的管理,是生产单位和管理者亟待解决的问题。

测绘是国民经济和社会发展的一项十分重要的前期性、基础性工作,是实现信息化的重要基础工作之一,信息化的一个重要基础设施就是“数字中国”地理空间基础框架,它是电子政务和各种信息系统的基础平台。建立地理空间数据基础设施主要是依靠测绘手段。没有测绘提供的地理空间信息保障,将影响我国所有的政府信息系统和其他地理信息有关的信息系统的建设和发展。加快地理空间基础框架建设是测绘的一项重要工作。胡锦涛总书记关于“推进`数字中国'地理空间框架建设,加快信息化测绘体系建设,提高测绘服务保障能力”的指示,充分体现了党中央对测绘事业的高度重视。

信息技术、3S技术的发展,对测绘行业产生了深远影响,从不同方面改变了获取信息、处理信息和管理信息的手段,改变了过去依靠野外勘测、数据采集、图件清绘、数据加工的历史,提高了信息采集、整理和再加工的自动化程度。

目前,数字化测绘生产已进入大规模产业化生产模式,它的科技含最高、人员结构层次化强、仪器设备种类繁多、生产环节复杂、质量要求高等特点,决定了管理工2　系统的设计目标及原则

依托先进的计算机、网络通讯、数据库、多媒体和GIS技术,为各级管理人员提供一个方便实用的技术平台,使各级管理人员能够高效地完成各自担负的重要职责,形成与数字化测绘方式相适应的管理模式,全面提高管理水平和工作效率。

测绘综合管理系统必须以具有空间定位信息的多尺度电子图表为基础,通过建立数据库,将GIS、MIS和OA在数据和技术上高度集成,只有这样才能满足各大单位的需求,进而推动测绘管理工作的自动化、规范化和信息化进程。通过调研各测绘单位目前现有的信息资源和实际工作流程可知,基于GIS的测绘管理系统必须实现下列目标:①整合档案、成果、生产计划、人事资料等资源,实现数据共享和办公自动化,满足多部门办公需要;②以业务为主线,加强各部门和人员的信息传递与信息管理能力,提高工作效率;③实现管理工作中各类报表的自动生成,避免无谓、低效的重复劳动;④支持权限分配,根据业务的分工,将系统的管理权限和角色关联,即角色的权限只定义与系统模块相关联的权限;⑤实现基于GIS的测绘档案资料、成果、工作计划和工作量的查询。

[3]

系统开发遵循的原则:①实用、可操作性强:系统内各功能项应切合实际需要,操作简单容易,能适用于不同层次的用户,易于推广使用;

②界面友好:系统界面应该友好,各种功能操作直观简便、可视化程度高,所有参数的输入、数据维护都可以通过人机交互的方式实现;

③可扩充性原则:由于软硬件产品不断地更新换代,同时用户的业务也没有完全定型,应用对系统的要求可能不断发展,所以系统必须具有良好的可扩充性;

第1期刘俊领等:基于GIS技术的测绘管理信息系统的设计与实现133

④系统安全可靠:安全可靠性具有二层含义,一是系统稳定,不会因误操作或遭受人为的破坏而丢失数据,对

重要数据应能自动备份;二是系统的保密性,系统可对不同的用户设置不同的访问和处理权限。

实时录入测绘任务进展情况。当外业工作完成后计算测绘收费金额,利用系统打印相关票据完成成果收费工作。并通过系统提交本次测绘任务的报告完成成果提交。测绘管理人员能够实时查询浏览本部门在一定时间段内的测绘任务数量、接件测绘任务的进展情况和收费情况,还可统计本部门一定时间内的收费金额情况、每个测绘工作人员的工作量完成情况等相关信息。系统用户分3级:测绘管理人员、测绘接件人员、测绘人员。测绘管理人员拥有查询、统计功能;测绘接件人员除了具有测绘人员所有功能外,还拥有分配测绘任务、对测绘人员进行用户管理、权限管理功能;测绘人员拥有编辑测绘任务信息、分解测绘任务、修改测绘任务进度、查询测绘任务信息、打印收费报表等功能。

3　系统流程分析

测绘管理系统的数据流程如图1所示。

4　系统的整体结构设计

根据测绘管理工作的特点,测绘管理信息系统总体架构的设计必须考虑高可用性、高可靠性以及可扩展性的应用需求。在比较多种可行方案性价比的基础上,系统采用关系数据库SQL-Server2000作为数据库管理平台,将矢量图、位图、文档、表格等一切可电子化的数据资

[4]

料存储到数据库中。以美国ESRI公司的Geodatabase为空间数据模型,通过有序的分类,进行统一资料管理。使用ArcSDE空间数据引擎管理测绘成果的空间数据和属性数据。

在系统研发过程中以VisualBasic作为主开发语言,以ESRI公司的专业GIS软件ArcGIS作为GIS平台,通过其专业组件MapObjects2.4开发系统的客户端应用模块。参照测绘成果资料集中式管理和分布式应用的原则,并保证系统安全正常地运行、维护和数据更新,测绘管理信息系统总体技术架构如图2所示。

图1　测绘管理信息系统流程

Fig.1　Flowofsurveyingandmappingmanagement

　　　　informationsystem

如上图所示,测绘管理信息系统流程如下:测绘单位

向测绘管理部门提交测绘申请,由测绘管理部门任务接收人员完成测绘接件工作,测绘接件人员根据本部门测绘人员的工作情况将测绘任务分配给相应的测绘人员,测绘人员利用自己的用户名和密码进入系统就能接收到分配给自己的测绘任务,测绘人员根据任务信息与测绘单位取得联系,确定测绘内容并对测绘任务进行分解,并

图2　测绘管理信息系统总体技术框架

Fig.2　Generaltechniqueframeofsurveyingandmappingmanagementinformationsystem

　　系统从结构上划分为表现层、应用逻辑层和数据服

务层。表现层开发客户端软件作为系统的客户端,为用户提供交互界面,侧重于用户图形界面(GUI),负责接收用户的输入、向应用程序服务器发出处理请求和显示返

134

测绘与空间地理信息　　　　　　　　　　　　　　　　2010年

表3　角色表Tab.3　Role

CH ROLE字段名

类型

NotNullPKeyN

Y

备注角色ID

角色名称0-正常;1-废止

回的处理结果;应用逻辑层分为两个部分,即操作服务层和应用服务器层。操作服务器层通过连接器进行协调工

作,共同完成对来自客户端的请求和响应,实现地理信息的发布、浏览、信息查询等功能;数据服务层在平台项目中主要体现为存储了海量空间信息的大型对象关系数据库,非空间数据由应用服务器层通过ADO访问,空间数据通过ArcSDE访问。

Roleidint

Rolenamenvarchar(20)inUse

tinyint

5　系统数据库结构与文件组织

测绘管理数据库包括空间数据库、属性数据库和元

[5]

数据库三个子库,因此测绘管理数据库的建设就是3个子库的建设。

空间数据库的建设是在搜集、整理测绘管理工作区域的原始图件或相关项目数字化资料的基础上,经过图件扫描、图形矢量化、图形编辑修改、图面检查、图面整饰、建立拓扑、建立分层文件、属性录入和编辑等工作步骤,编制测绘管理区域的基本图件。

属性数据库建设是在对测绘管理数据的整理、分析的基础上,按照测绘管理数据库结构,将测绘管理专业数据按照属性数据库结构进行数据录入,建立测绘管理属性数据库。

元数据库的建设就是根据测绘管理数据库结构中元数据库结构,建立相应的元数据表,将空间及属性数据的结构和内容按标准录入元数据表中。形成完整的元数据库。

系统空间数据库结构及文件组织见表1。

表1　图件资料汇总表

Tab.1　Mapanddatasummarytable

图件地理底图

范围全区

格式矢量图矢量图矢量图　…

精度1∶20001∶20001∶2000　…

备注Shape文件Shape文件Shape文件　…

字段名IdtaskIdjsdIDCH RIGHT字段名ridrname

类型

表4　权限表

Tab.4　Authority

NotNullPKeyN

Y

备注权限ID权限名称

intnvarchar(20)

表5　用户-角色表Tab.5　User-Role

CH USER ROLE字段名useridroleid

类型nvarchar(20)

int

NotNullPKey

备注

表6　角色-权限表Tab.6　User-Authority

CH ROLE RIGHT字段名roleidrightid

类型intint

NotNullPKey

备注

表7　测绘任务表Tab.7　Survey-Task

CH SURVEY TASK

类型intbigintbigintdatetimedatetimedatetimedatetimenvarchar(60)nvarchar(20)nvarchar(20)

NotNullPKeyN

Y

备注主键任务编号(YYYYMDD00000)

结算单号登记日期接件日期交件日期(计划)完成日期(实际)

测绘单位联系人联系电话测绘位置

缴费状态(0-未交;1-已交,2-记账,

3-定金)

workstatussurveystatus

tinyinttinyint

工作进度(0-未完工;

1-已完工)测绘进度(……)

有字典表测绘任务(区域)全区测绘任务(管线)全区

　…

　…

系统属性数据库结构见表2～表14。

表2　用户表

Tab.2　User

CH USER字段名IdUseridpwd

类型Intnvarchar(20)nvarchar(20)

NotNullPKeyN

Y

备注主键用户名密码用户名字所在部门名称1-接件人;2-测绘人员;3-队长类型,0-正常;1-离

休;2-停用创建日期regdatebegindateenddatefinishdatesurveydwcmanctel

usernamenvarchar(20)bumennamenvarchar(20)typeid

tinyint

surveywznvarchar(60)paystatus

tinyint

ustatusinputdatetinyintdatetime第1期刘俊领等:基于GIS技术的测绘管理信息系统的设计与实现续表7Tab.7　(Continued)

表10　测绘项目(费用)计算字典表Tab.10　Dictionaryofcalculatedcontent

CH DIC CONTENT

NotNullPKey

备注负责人编码

负责人姓名单据类别(0-本单位测绘;1-委托测绘)

备注总金额,用money

类型麻烦大写总金额节点数缴费日期0-现金,1-支票资金帐户暂时废止

票据号收款金额(实际收款金额)内部备注,由测绘人员填写,队长等可看0-无,1-面;2-管线

CH SEQ ID字段名tid

tname

类型identity

nvarchar(20)

NotNullPKey

备注自增字段

表名

beizhu

nvarchar(80)

字段名IdchnridChnrnameChxmidChxmname

DwDjcstatus

类型Int

intnvarchar(40)nvarchar(20)nvarchar(40)nvarchar(20)

money

tinyint

NotNullPKeyN

Y

备注

135

CH SURVEY TASK字段名

类型

incuseridnvarchar(20)

incusernamenvarchar(20)taskTypeMemoZjezjeBigpointCountpaydatefkfszjzhpjhskje

tinyintnvarchar(200)

decimalnvarchar(40)

intdatetimetinyintnvarchar(40)nvarchar(20)decimal

主键

测绘项目类别id测绘项目类别名称

测绘项目id测绘项目名称计量单位单价是否参与计算(0-参与;1-不参与)

备注

表11　表内自增字段字典表Tab.11　Fielddictionary

pBeizhunvarchar(200)whattype

tinyint

表12　缴费类别字典表

Tab.12　Dictionaryofpaymenttype

CH DIC PAY TYPE字段名sid

snamesstatus

类型int

nvarchar(20)

tinyint

NotNullPKeyN

Y

备注类型代码

类别名称状态0-正常;

1-无效

表8　测绘任务-项目明细表

Tab.8　Task-Content

CH TASK CONTENT字段名IdtaskidchnridChxmidDwDjSLJEskjeBeizhu

类型Int,indentityBigintnvarchar(40)nvarchar(40)nvarchar(20)decimalIntdecimaldecimalnvarchar(100)

NotNullPKeyN

Y

备注主键任务编号(YYYYMDD00000)

测绘内容id测绘内容名称测绘项目id测绘项目名称计量单位单价数量金额收款金额(实际收款金额)

备注

Chnrnamenvarchar(40)Chxmnamenvarchar(40)

表13　测绘进度字典表

Tab.13　Dictionaryofsurveyschedule

CH DIC SURVEY SCHEDULE字段名sidsname

类型int

nvarchar(20)

NotNullPKeyN

Y

备注类型代码

类别名称

表14　坐标对

Tab.14　Dictionaryofcoordinates

CH TASK POS字段名

类型Int,indentity

bigintdecimaldecimaltinyint

NotNullPKey

备注自增字段

任务代号X坐标Y坐标0-测绘坐标,1-用地坐标

表9　人员-任务分配表Tab.9　User-Task

CH USER TASK字段名Iduseridtaskidisactive

类型intnvarchar(20)nvarchar(13)

tinyint

NotNullPKeyN

Y

备注主键用户编码任务ID是否活动任务(0-历史任务;1-活动任务)id

TaskidXYposType

6　系统功能设计与实现

根据测绘行业管理的现状、系统设计目标,系统所要

(下转第139页)第1期侯海滨等:基于MapGIS的县级土地利用数据库的建设139

数据字典,然后利用已建立的分幅索引、数据字典组建土地利用数据库,即完成数据的入库工作。

利于整体规划土地利用,为实现经济、社会、环境的协调发展作出贡献。

6.6　数据更新

土地利用数据库建成后,为了保证土地利用数据的现势性,还必须对其进行更新。数据更新流程与数据采

集流程一致,根据变更资料,利用MapGIS对发生变更的现状地物、图斑、零星地物、行政境界等进行分层矢量化采集,获取新的土地利用数据。

参考文献:

[1]　胡妍.浅析利用MapGIS建立市级土地利用数据库[J].南方国土资源,2006,(6):31-33.[2]　余红举,黄敬泉,余文斌,等.GIS在县级土地利用信息

化建没中的应用[J].地理空间信息,2008,6(5):68

-70.

[3]　吕建军,李青山.MAPGIS的产业化发展[J].地理信息

世界,2004,2(3):10-14.[4]　郑智华,邓曙光,孔春芳.MAPGIS在土地利用现状库建设中的应用[J].测绘科学,2007,32(4):160-162.[5]　王克峰,李芹,吴家强.MapGIS在县(市)级土地利用总体规划中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2007,30(1):29-32.[6]　刘志军,贺瑜.全国1∶10000土地利用现状数据库建库探讨与应用[J].地理空间信息,2004,2(4):25-27.

7　结束语

土地利用数据库的建设是一项前瞻性工作,同时也

是一项技术性很强的工作。在土地详查数据库建设过程中,图形矢量化、属性数据的输入、数据库的建立,数据库的最终运行,每一个工作环节都丝丝入扣,不能脱节。

利用MapGIS建立土地利用数据库后,为土地利用总体规划、农用地分等定级和估价等工作提供真实准确、现势性强的土地利用基础数据和图件资料;为土地利用遥感动态监测、土地利用规划、耕地与基本农田、农用地等定级和估价等相关土地业务工作提供基础数据资料,有(上接第135页)

具备的主要功能包括数据资料入库、数据资料管理(录入、更新、修改、删除等编辑功能)、数据检索与查询、数据统计、数据浏览和打印输出(包括图件和文档)。

1)数据资料入库包括数据转换和数据导入。数据转换主要是实现dwg向ArcGIS系统数据格式的转换;数据导入包括地形图、控制点和其他测绘标志电子资料以及纸质资料扫描录入等。

2)借助GIS实现地图操作功能。包括放大、缩小、移动、还原、更新、复位等基本功能,实现地图分级显示和选择显示。

3)借助GIS实现数据检索与查询。包括属性查询和文件查询,具体有区域查询、拉框查询、自定义查询、点半径查询、分类查询、分等级查询等。

4)借助GIS实现测绘工作人员的工作量统计和查询。主要通过区域查询实现工作量统计,区域查询主要通过选择界点或拉多边形框实现。

5)用户管理功能。包括增加用户、删除用户、修改密码,分配用户角色和权限功能。

系统基于组件技术,在VB开发环境下,借助于Ma-pObjects2.4(MO)组件、ADO控件、ArcSDE空间数据引擎及专业应用控件搭建而成。

MapObjects2.4是美国ESRI公司为开发人员提供的一套图形和GIS组件,其结构合理、简洁、易于扩充,是目前较为流行的GIS控件。用户可用它来为自己或客户开发地理信息应用系统。MapObjects2.4包括一个Map控件,以及超过35个的OLE可编程对象。调用时其Map控件将直接放置到各通用开发环境的工具栏上(如VB,VC,Delphi)。用户可使用VB,VC,Dephi等平台进行二次开

[责任编辑:王丽欣]

发。系统利用MO组件实现地理信息子系统中的通用

GIS功能。在VB中借助报表控件、图表控件等专业控件实现测绘管理信息系统的专业应用功能。系统采用关系数据库SQLServer2000来存储管理空间及属性数据,这样便于数据的维护和共享使用。系统通过ADO控件与底层数据库进行通讯,通过ArcSDE空间数据引擎实现系统与后台数据库间的数据通讯。

7　结束语

利用计算机和GIS等各种技术对测绘行业传统的工作和管理模式进行改造是测绘行业发展的必然趋势。本文介绍了结合ArcGIS和Windows平台建立基于GIS的测绘管理信息系统的设计思想与方法,其实质是在GIS平台的基础上改善传统测绘管理系统的功能和实现传统测绘管理系统不能实现的功能,对于推进测绘综合管理,提高工作效率和管理水平具有较好的应用推广价值。

参考文献:

[1]　郝力.城市地理信息系统及其应用[M].北京:电子工业

出版社,2002.[2]　李荣兴.测绘管理基础[M].北京:测绘出版社,1991.[3]　张基温,曹渠江.信息系统开发案例[M].北京:清华大

学出版社,2006.[4]　孙在宏,陈惠明.土地管理信息系统[M].北京:科学出

版社,2005.[5]　RaghuRamakrishnan,Johannes.数据库管理系统原理与

设计[M].北京:清华大学出版社,2004.

[编辑:胡　雪]