广州南沙勘测信息系统设计方案探讨

[摘要]文章以南沙地区勘测信息数据库的建立为依托，为南沙开发区城市规划地理信息综合应用系统提供统一的、动态更新的基础地理信息数据源和数据接口。

[关键词]GIS；GPS；DR，G勘测信息数据库；基础地理信息；广州南沙

[作者简介]李炼锋，广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州，511458

[中图分类号]TP393

[文献标识码]A

[文童编号]1007-7723(2009)09-0047-0003

一、引言

南沙处于珠江三角洲经济区的几何中心，位于珠江出海口虎门水道西岸，是西江、北江、东江三江汇集之处，东与东莞虎门隔海相望，西连中山市，以南沙为中心，周围60公里半径内有14个大中城市。海上距香港38海里，距澳门41海里。

1993年5月12日，国务院批准成立广州南沙经济技术开发区，2002年广州市委、市政府为了加快南沙开发区的建设和发展，成立了广州南沙开发区建设指挥部，按照广州城市规划，南沙规划区范围包括广州番禺沙湾水道以南的所有地区，总面积约797平方公里，其中陆地面积约575平方公里。由广州南沙开发区建设指挥部统一规划、开发、建设、管理的南沙开发区范围包括其中的黄阁镇、南沙经济技术开发区、灵山镇东南角、横沥镇、珠江管理区、万顷沙镇、番禺区围垦公司等区域，总面积约536平方公里，陆域面积约330平方公里。按照规划，南沙地区将发展为集物流产业、邻港产业、高新技术产业为一体的现代产业基地。

二、软件平台

地理信息系统的建立是一项复杂、艰巨的工程，它涉及到大量的财力、人力、物力的投入。为此，我们本着“总体设计、长远考虑、面向应用、近期见效”的指导思想，选择视图功能很强的Mapinfo软件作为开发平台，运用MapinfoMapX控件和Visual Basic6.0编程语言进行二次开发，与各职能部门和生产部门紧密结合，以解决实际问题为主，强调系统的实用性、可扩展性。以大型GIS与地球数字产品的空间数学基础为理论依据，采用全新的GIS技术路线，能够迅速地以DRG形式结构化集成某区域全部地图及相应资料图件，并可按用户所需精度和使用习惯在多比例尺地图上进行专业数据的目标化操作，满足城市规划的总体规划和详细规划设计的需要。它不仅具有一般的GIS的数据输入、存储、管理、分析、查询及输出功能，还能与MIS、GPS、RS(遥感)、InterNet、移动通讯等先进技术有机结合起来，充分发挥地理信息的各项效能，将Mapinfo制定成有自己应用目标和风格的南沙开发区基础地理信息系统(勘测信息系统)。

三、系统建设技术路线

(一)系统组成

根据用户的使用需求，本系统结构体系如图1所示。

(二)系统数据库组织和系统功能设计

广州市南沙开发区基础地理信息系统(勘测信息系统)数据库包含控制测量子系统数据库、基础地图子系统数据库、建设工程测量子系统数据库、工程地质子系统数据库、城市三维景观子系统数据库(见图2)，集成了广州市1:10000地形图、南沙开发区1:2000以及1:500地形图和DEM数据地图，这些地图为各子系统的通用地图。其逻辑结构为金字塔结构，上面为较小比例尺，下面为大比例尺地图，各层图与地面相应地区配准。通过系统ID码将某目标的属性数据、空间数据、多媒体数据和GPS数据连接在一起。

广州市南沙开发区基础地理信息系统(勘测信息系统)内嵌GPS、DEM、精密量算、查询、分析技术等，具备如下功能(见图3)。

1、多尺度可视化浏览功能。一个图层对应一个比例尺，不同图层之间可以随意切换。每个图层的所有相邻图幅均高精度地无缝无叠拼接，使得同一图层中所有地图拼接成一个完整平面。各图层均可进行任意方向连续平滑漫游、图形缩放、鹰眼放大等操作。可以选定显示比例尺，系统自动显示和隐藏相对应比例尺的地理信息，或者通过对同一位置同时打开不同比例尺图层和多窗口全区域连续平滑漫游的方法实现多尺度可视化浏览功能。

2、各层次矢栅图准确叠加或分离。系统提供对矢量、栅格数据的显示控制，如只显示栅格地图，或只显示矢量地图，或同时显示矢栅数据。

3、矢量数据输入功能。工程测量或标准地形图数据按所需精度或比例尺跨图幅标绘。实体按点、线、面等特征符号在不同比例尺地图上标绘并纳入同一矢量数据库。此外，实体分类编码可由用户自定义或使用缺省定义，可自定义符号库，并动态扩张。

4、可视化删除、编辑矢量数据功能和多媒体挂接、编辑功能。专业实体可以贴附多个图、文、声、像多媒体数据，删除、编辑、播放方便。

5、多种方式查询、显示和输出功能。查询采用SQL标准，如按名称、符号或其他属性查询目标，按图名、坐标、工程名称或编号或其他属性查询地图，实现图形。属性双向查询；提供准确、通配和模糊查询模式，查询结果为规范子库，便于二次开发；具有闪烁、声音提示等辅助浏览手段显示查询结果，利用显示、绘图、报表打印等手段，将查询结构以图形或表格形式显示、输出。

6、精密量算功能。提供在不同比例尺地图上的跨图幅长度、面积等几何特征量算，度量空间采用地球椭球体几何系统。

7、GPS功能。提供GPS控制网管理与应用功能，根据用户需要，控制点可以在北京坐标系、广州市城建坐标系和经纬度之间进行转换。内嵌GPS实时导航功能，可以采集运动轨迹和点状要素，具有多层次GPS数据接收、位置及状态显示能力，可以矢量地图为背景进行车辆GPS导航，在工程测量、放线、验收等工作中对控制点的定位与确定提供极大的方便。此外，接收的GPS数据可以存入矢量数据库中，经过编辑、符号化后，对矢量地图进行更新。

8、分析应用。实现空间拓扑关系查询、缓冲区分析、叠置分析、统计分析，其中三维分析功能，可以通过建立的南沙开发区范围内的数字高程模型(DEM)，进行模拟飞行、三维量测、可视域计算等多种地形三维分析，为城市规划提供极大的方便。

四、结论

本系统在建设路线上，采用数字栅格地图(DRG)为地理空间背景，专业信息为矢量数据的矢栅一体化的数据结构，专业矢量信息按需随时矢量化入库，从而避免矢量化地形图全要素的大量工作，使系统建设效率大大提高。特别是城市规划设计专业，并不需要分析所有的地形要素，对于大多数地形要素的使用只是将它作为专业实体定位的参考背景。所以，可以利用栅格地图获取简便、快速的特点，将它作为地理空间背景，需要进行分析和查询的实体随时矢量化，充分利用地图已有的丰富信息，在没有现成矢量数据的情况下，快速高效地完成城市规划设计等工作。

地形可视化和GPS导航功能是本系统的一个亮点。系统内嵌地形三维分析和GPS导航功能，并将数字栅格地图、专业矢量数据、DEM数据和GPS数据及其处理都建立在统一的空间数学基础之上，二维、三维、GPS功能浑然一体。

系统采用无缝无叠技术和基于椭球面几何系统的精密量算技术，完全做到各图幅之间的无缝拼接，保证数据的连续性与完整性；采用参考椭球面几何空间作为度量空间，确保了量测精度。

系统易动态扩张，容量仅受硬件限制。