土地集約利用信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

引言

土地利用率已經(jīng)成為現(xiàn)今社會(huì)發(fā)展的一大障礙，由此也 成為當(dāng)今研究的一個(gè)重要課題。尤其是在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化建 設(shè)不斷加快的今天，如何處理好土地資源和當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的關(guān) 系，保證社會(huì)發(fā)展和自然和諧的原則，創(chuàng)建人與自然和諧相處 的美好景象，由此轉(zhuǎn)變土地利用方式是保障社會(huì)可持續(xù)發(fā)展 的持久動(dòng)力。有關(guān)的土地利用的研究開(kāi)始深入，其研究?jī)?nèi)容設(shè) 計(jì)生態(tài)學(xué)和地理學(xué)。主要研究土地利用變化機(jī)理、過(guò)程及效 應(yīng)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，同時(shí)通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)解決土 地利用效率低、空間布局不合理、資源利用不合理等問(wèn)題。實(shí) 現(xiàn)對(duì)土地利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作的監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析，為全土 地集約利用管理提供全面、科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告。 土地集約利用信息化系統(tǒng)最終可以優(yōu)化土地資源的配置，為當(dāng) 今社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然和諧可持續(xù)發(fā)展提供一體化的信息化平臺(tái)。 

1系統(tǒng)架構(gòu)

 1.1主要架構(gòu)

系統(tǒng)以土地集約利用架構(gòu)作為基礎(chǔ)，采用基于MIS、 GIS、報(bào)表、表單等組建技術(shù)，為土地集約業(yè)務(wù)提供靈活的、 可擴(kuò)展的定制支持，以形成相應(yīng)的檢測(cè)區(qū)土地集約利用的業(yè)務(wù) 模型和業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊。

所有對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)都由ArcSDE數(shù)據(jù)引擎實(shí)現(xiàn)。通過(guò) ArcSDE數(shù)據(jù)弓|擎實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù) 和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、提取，形成完整的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象， 為平臺(tái)所支持的土地集約利用業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)源。系統(tǒng)的總 體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

1.2架構(gòu)特點(diǎn)

土地利用信息系統(tǒng)界面供操作人員用來(lái)統(tǒng)計(jì)和分析數(shù)據(jù),并提供合理可靠的參考。

圖1 土地集約利用信息系統(tǒng)的架構(gòu)

土地集約利用架構(gòu)，完成各大功能組件，為管理系統(tǒng)提 供數(shù)據(jù)分析和處理的各大功能。

土地集約數(shù)據(jù)庫(kù)為整個(gè)系統(tǒng)這個(gè)海量空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)和處理能力，能夠高效處理各種類型的數(shù)據(jù)，提供整個(gè)系 統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于Visual Studio平臺(tái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)美觀的人機(jī) 交互界面。主要系統(tǒng)功能模塊框架如圖2所示。

基于圖2模塊框架，部分功能設(shè)計(jì)如下：

2.1數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出功能

系統(tǒng)利用架構(gòu)中二次開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)換方法，只能選擇具體的 方法，提供導(dǎo)入及導(dǎo)出多種數(shù)據(jù)來(lái)源的格式數(shù)據(jù)，其中包括 GPS、文本坐標(biāo)，各種全站儀采集的數(shù)據(jù)，可直接讀取SHP、 DXF、DWG、VCT、EOO 等數(shù)據(jù)格式。

2.2坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能

系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，使得各種坐標(biāo)可以互相關(guān)聯(lián)利用，便于拓展和兼容其它平臺(tái)。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換主要使用建模組件

中的分線性回歸分析算法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2.3 地圖基本功能的操作

提供常用的地圖瀏覽功能，通過(guò)自己開(kāi)發(fā)的繪制函數(shù)動(dòng)態(tài)庫(kù)，提供可靠的建模和繪制功能，此外可以根據(jù) 3D 坐標(biāo)、邊界索引、空中俯視等對(duì)地圖進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，通過(guò)選擇對(duì)象進(jìn)行其屬性的查詢，得到相應(yīng)的空間信息并可以導(dǎo)出此坐標(biāo)。效果如圖 3 所示。

2.4空間數(shù)據(jù)迭代分析

系統(tǒng)提供空間迭代數(shù)據(jù)疊加分析和個(gè)性化分析功能：空 間迭代功能分析中對(duì)選擇的對(duì)象實(shí)行高斯迭代方法，將導(dǎo)入 的各類土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行確定性分析，然后將各個(gè)圖層對(duì)象 迭代，最終繪制空間地圖；個(gè)性化分析需要操作人員選擇所 需的迭代方式進(jìn)行分析，各種分析也會(huì)更具個(gè)性化的需求得 到相應(yīng)的對(duì)象地圖。效果如圖4所示。

2.5地圖對(duì)比分析

系統(tǒng)滿足用戶業(yè)務(wù)管理的需要，提供將不同地區(qū)、不同 時(shí)期的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比查詢分析，用戶自由選擇對(duì)比圖層,利用馬爾可夫鏈原理排列多地圖窗口同步操作的方式來(lái)提供對(duì)比分析的功能。效果如圖 5 所示。

2.6數(shù)據(jù)顯示瀏覽

在主界面的數(shù)據(jù)列表中設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)將以表格方式顯示。頁(yè)面如圖 6 所示。

3數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)鍵技術(shù)包含平臺(tái)技術(shù)和空間數(shù)據(jù)組織兩部分。

3.1平臺(tái)技術(shù)

系統(tǒng)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle配合二次開(kāi)發(fā)的ArcSDE 軟件平臺(tái)技術(shù)來(lái)統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和界址點(diǎn)數(shù)據(jù) 表，確保空間和非空間數(shù)據(jù)的完整高效的存儲(chǔ)，為界面端GIS 應(yīng)用功能開(kāi)發(fā)和空間信息的直觀描述提供底層的支持。為了將 土地集約數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)、報(bào)表數(shù)據(jù)等入庫(kù)構(gòu)成Oracle管理 的數(shù)據(jù)庫(kù)，使用ArcSDE（Spatial Data Engine即空間數(shù)據(jù)引擎） 實(shí)現(xiàn)客戶端與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)接叫

當(dāng)采用中間件訪問(wèn)時(shí)在服務(wù)器端要部署ArcSDE,它的連 接機(jī)制是在服務(wù)器端把客戶端空間請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成SQL命令發(fā)送 到RDBMS上，并解釋返回的數(shù)據(jù)。因此直接連接時(shí)在客戶 端耽誤的時(shí)間較多，而間接連接時(shí)在服務(wù)器端耽誤的時(shí)間較 多。是采用動(dòng)態(tài)直接連接還是中間件連接，要根據(jù)客戶端的 數(shù)量、服務(wù)器的性能、數(shù)據(jù)庫(kù)的大小、訪問(wèn)等待時(shí)間長(zhǎng)短等 因素決定。

3.2空間數(shù)據(jù)組織

空間數(shù)據(jù)可按空間數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系或?qū)傩?，如圖7所示。 主要實(shí)現(xiàn)過(guò)程：

（1）建立數(shù)據(jù)集，并設(shè)置數(shù)據(jù)集的投影系統(tǒng)和地理坐標(biāo) 系統(tǒng)；

（2）創(chuàng)建要素類，調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

（3）向要素類中加載數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性；

（4）構(gòu)建要素類之間的拓?fù)潢P(guān)系，檢驗(yàn)、修正拓?fù)溴e(cuò)誤；

（5）構(gòu)建圖屬實(shí)體間對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4 結(jié) 語(yǔ)

系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理的核心采用的是國(guó)際領(lǐng)先的 ArcGIS 技術(shù)，采用在 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)上運(yùn)行 ArcSDE 的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，結(jié)合二次開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，構(gòu)建出構(gòu)架完整、功能豐富的開(kāi)發(fā)區(qū)土地集約利用評(píng)價(jià)系統(tǒng)，具有產(chǎn)品成熟度高、空間數(shù)據(jù)管理海量、空間分析能力強(qiáng)、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。系統(tǒng)核心產(chǎn)品采用基于 ArcSDE 二次開(kāi)發(fā)的組件 / 控件 / 自定義實(shí)現(xiàn)的 API 來(lái)實(shí)現(xiàn)的中間件；完美支持GeoDatabase數(shù)據(jù)模型的集成化要求，能夠高效地處理空間數(shù)據(jù)。正是這種組件的技術(shù)使得最終的產(chǎn)品可以按照用戶的需求快速地自定義開(kāi)發(fā)，有效解決了信息化系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)用戶決策判斷的支持、方便了信息統(tǒng)計(jì)和發(fā)布，從而使得土地的利用能夠更加合理高效。

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