基于GIS的移民信息系统设计

张 良,涂澜涛,邸国辉

（1.湖北省水利水电规划勘测设计院，湖北 武汉 430070）

工程占地区的实物调查是水利工程的必要环节，也是研究工程建设对地区经济影响、开展征地移民规划、设计、投资概算以及实施等的基础资料的主要依据。实物调查主要包含了工程占地区的自然资源、社会经济情况、移民安置意愿、地方政府对移民安置的初步方案、农村调查、城（集）镇调查、工业调查和专项调查[1]。引江济汉工程是南水北调中线工程的组成部分，全长67.23 km，渠底宽60 m，干渠沿线设计有有闸、泵站、倒虹吸、公路桥和铁路桥建筑共计83座，地跨荆州区、沙洋县、潜江市和仙桃市，共涉及9个乡镇和2个监狱农场，由此可见引江济汉项目占地区的移民安置规划业务种类繁多，信息量大。随着移民管理科学化、精细化要求不断提高，目前的应用方式将难以适应应用和管理的需要，主要表现在：调查成果数据以报表、图纸形式存在，数据结构标准化程度低，无法满足网络条件下实施与决策的需要；调查成果以图形、图纸的方式应用，通过CAD图件或报表方式管理，空间数据和属性数据分开存储导致数据增加、删除、修改、查询以及分析的困难，难以有效地指导管理和即时地支持决策，因此迫切通过新的技术和方法来提高移民拆迁安置的质量和效率。

移民调查成果涉及到大量的地理信息，而GIS则是处理和使用地理信息最合适的系统和技术[2]。本文以引江济汉工程移民工作信息化的实际需要为立足点，利用ArcSDE作为中间件，将关系数据库中的普通表转化为空间对象[3]，结合组建式GIS技术和数据库技术来实现引江济汉移民管理信息系统。它具有如下实践和理论意义：

1）实现了资源的集中管理，信息化的高度共享，对今后的移民工作中的信息管理以及各种资料的管理起到良好的作用。

2）方便快捷的查询分析功能，便于迅速地找到所需要的信息以及文档资料。

3）将基本属性数据和空间数据关联存储，将文本资料信息与属性信息相关联统一存储，方便统筹管理。

1 系统的设计

1.1 系统设计中的关键技术

1）组件对象模型（COM）。它是一种以组件为发布单元的对象模型[4]，通过COM技术把系统的各大功能模块划分为多个组件，每个组件完成不同的功能。GIS组件与非GIS组件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成GIS应用。

2）ArSDE数据库引擎。ArcSDE是ERSI公司针对空间数据的存储推出的一套空间数据库管理软件。ArcSDE可以看成一个连续的空间数据模型，通过ArcSDE可以把数据的空间几何坐标以二进制的数据流形式存储到数据库中去，这样可以让每一个地物都在数据库中有一条相对应的记录，从而达到在关系型数据库中存储空间数据的目的[5]。

1.2 系统设计目标

引江济汉移民管理信息系统主要是实现移民拆迁安置的信息化，其目标主要有：

1）以1∶2 000矢量地形图和二调土地数据为基础，将现有的资料图、设计图、规划图等数据叠置到其相对应的基础地理数据上，将现有的表册、文本资料和电子资料等信息录入到其相对应的矢量数据的数据库中，建立规划图、设计图、表册等和基础地理数据相一致的查询体系，可实现更新的图形数据库和属性数据库的统一，图数链接、互查；

2）对现有的移民统计资料进行整理，统一各个移民统计资料的编号规则，规范各类基础设施变化的信息表达，建立移民统计资料的现状数据库，移民统计资料动态变化数据库，实现移民统计资料的动态管理；

3）设定基础，设计建设动态更新维护的机制，实现征地移民统计资料的采集、存储、显示、编辑、反馈、分析、输出和应用等，用以实现移民统计数据管理的规范化、信息化和网络化。

1.3 系统总体框架

在系统的实施过程中，以数字化地形图和土地及其附着物动态管理作为主线，以ArcSDE为中间件来实时调用服务器上的空间数据和属性数据；通过ArcEngine组件，实现移民信息的动态管理，即数据统计、空间数据和属性数据关联查询和动态分析等；利用ADO.NET实现法律、法规、原始调查表和来往文件的增、删、改、查；利用Lucene.NET实现文本文档的全文检索；调用STL实现各类统计数据的计算；使用CSLA.NET构建系统的框架，C#开发语言实现系统功能。系统框架如图1所示。

图1 系统框架图

1.4 系统功能设计

根据移民信息系统的工作要求，按功能类型及其实现的方法对用户需求进行再归纳，系统主要应当满足对移民信息的空间数据、属性数据以及统计数据的管理需要，其主要功能为：

1）系统设置模块，主要包含了参数设置模块和权限管理模块。参数设置模块可以让管理员统一设定数据的基本参数和规范指标，从而保证处理数据的规范性和准确性；权限管理模块可以对用户访问权限进行精确控制，提高系统的安全性、保密性以及访问效率。

2）图形加载与操作模块，能够满足Shape文件、GeoDatabase数据、ArcSDE数据以及CAD文件等的加载，可以实现放大、缩小、复位、移动、全图、上一个视图、下一个视图、长度量算、面积量算等基本的地图操作。

3）局部补测调整管理模块，可以将后期补测地块的txt格式坐标直接读入系统中，转换成Shape文件，并将地块附着物的属性信息存储到图形对应的GeoDatabase中。

4）信息浏览查询，可以实现图形信息和属性信息双向查询。系统可以通过图形直接查询属性信息，点击查询的地块可以查询到该地快的属性信息；也可以通过属性信息直接跳转到图形信息。

5）政策法规文档管理。系统可以对政策法规、来往公文、原始调查表（扫描件）进行统一管理，提供文档的上传、下载，查询、删除文档信息，并且具有对文档信息全文检索的功能。

6）专题统计分析。系统可以提供给定范围内土地现状分析、专项调查成果分析，生成统计数据的柱状图、饼状图。

7）报表输出。系统可以自动分析运算给定范围内的各项统计指标，生产报表。

8）图件管理。系统可以灵活地控制图层，上传下载各类规划设计图，根据需要生成各类专题图。

“引江济汉工程移民管理信息系统”的主界面如图2所示。

图2 “引江济汉工程移民管理信息系统”主界面

1.5 数据连接

ArcSDE提供了3层模型的数据联接结构，在客户端通过ArcEngine中的IworkspaceFactory、IpropertySet和IWorkspace 3个接口来连接服务器端的ArcSDE服务，在服务器端通过ArcSDE在Oracle数据库中生成一个sde的普通Oracle数据库用户，sde用户负责ArcSDE和Oracle数据库交互，通过维护sde模式下的空间数据字典和运行程序模式包来保证空间数据库的读写一致性。当sde启动后，产生一个giomgr的服务进程，用来监听服务器端和接口，验证用户名和密码，并且为连接成功用户分配一个gsrvr进程在服务端和客户端进行数据传输[6，7]，核心代码如图3所示。

图3 核心代码截图

2 数据库设计

2.1 数据内容分析

依据实施管理实际与系统开发目的，数据大体上可分为：基础地理数据、土地利用现状数据、规划实施数据、实物调查数据、行政办公数据和辅助数据。

1）基础地理数据：包括行政区划数据（市、乡、村3级行政区划）、地形数据（市域河流、湖泊、水库、山体、滩涂等）、交通运输数据（市域铁路、公路、机场、港口码头、通行桥、站场等）、地名数据库、移民专题数据（居民点分布点图、通信分布图、供电分布图、广播电视线路分布图、管线分布图、工矿企事业单位分布图、水电设施分布图等）、数字影像数据库（卫星影像、航空影像）、GIS元数据库等。

2）土地利用现状数据：主要包括1∶2 000比例尺数字线划地形图（DLG）、2009年土地利用现状数据（二调）以及历年变更调查建库数据。

3）规划实施数据：包括设计、施工专业历次规划编制过程中产生的成果数据，主要有淹没范围图、水工建筑平面图、水工开挖图、施工渣场技施图等。

4）实物调查数据：主要指地上定着物的统计数据包括原始调查表、实物影像、数字化统计数据等。

5）行政办公数据：主要有法律、法规、公文流转、公文审批、会议安排、会议记录等一系列行政办公数据。

6）辅助数据：主要有用户角色信息、日志信息、数据备份、分类编码等数据。

2.2 数据组织与管理

移民信息涉及到了空间数据、属性数据、文档数据以及图件数据，不仅包含了土地现状利用数据以及土地附着物数据，而且也涉及到了水工建筑设计数据、施工规划数据、土地复垦整理数据等规划实施数据的动态更新。为了在系统中考虑如何有效地进行数据管理、实现数据合理存储和快速显示，将空间数据存储在Oracle数据库中，属性数据库、文档数据库、图件数据和辅助数据存储在SQL Server数据库中。

3 结 语

本文结合了移民信息化管理的需要，在逻辑上采用3层架构模式，在.net开发平台上，使用C#编程语言，结合CSLA.NET的框架和ArcgisEngine、ArcSDE、Lucene.NET等组件开发设计了组件式的移民信息系统，其主要优点如下：

1）本系统采用ArcGIS的组件，很好地将GIS和MSI结合在一起，综合了GIS的图形处理能力和MSI的数据管理能力，使数据查找更加直观、方便。

2）多版本的管理，可以让历史数据回溯，从而很好地解决了版本更新造成的冲突，实现了多用户编辑下版本的更新。

3）图形信息和属性信息双向查询，相对于传统的数据库查询提高了检索效率，而且形象直观。

4）自动生成报表功能极大地提高了日常统计工作的准确性和快捷性。

本系统应用于引江济汉移民工程中，可以极大地提高工作效率，减轻工作压力，并藉此推动水利事业的数字化建设。

[1]SL442-2009.水利水电工程建设征地移民实物调查范围规范[S].

[2]ESRI. The GIS Glossary http://www.geocities.com/CapeCanaveral/1224/term/esri_gloss.html. 2010-10/20

[3]邱洪刚,张青莲,陆绍强.ArcGIS Engine开发从入门到精通[M].北京：人民邮电出版社, 2010

[4]Peter Maurer.Component-level Programming[M]. 北京 :清华大学出版社,2003

[5]ESRI.ArcSDE. The Gateway for GIS Data in DBMS[M].ERSI Training Center, 2003

[6]ESRI.ArcSDE轻松入门[M].北京： ERSI中国(北京)培训中心,2008

[7]张伟. 基于ArcSDE和ArcEngine的集输管线管网管理系统的设计与实现[D].西安：西北大学，2008