基于ArcEngine的农村公路管理系统设计与开发

吕家骐，王 雷

（1.哈尔滨市勘察测绘研究院，黑龙江 哈尔滨 150010；2.哈尔滨数字城市科技有限公司，黑龙江 哈尔滨 150010）

近年来，通过全国农村公路专项调查工作，各市级管理单位初步建立了农村公路基础数据库和电子地图信息，实现了每年的数据更新，保障了农村公路基础信息的准确性。在此基础上，利用信息化手段，整合各类信息资源，进一步进行数据挖掘、应用，建立市－县－乡镇的农村公路基础数据采集维护体系，农村公路计划、建设、养护的综合信息管理系统以优化管理手段、提高管理效率，从而进一步提高农村公路项目监管力度，使有限的资金能够保障农村公路的完好率。

在日常农村公路管理过程中，受制于人员编制限制，市级农村公路管理人员往往面临以下问题：

1）农村公路分布广、密度大，道路、桥梁的空间位置、基本属性很难全面而准确地掌握。

2）农村公路数据来源广泛，尚未形成一套统一、详细的数据管理体系。

3）农村公路项目众多，每年列支计划过程中，面对各县区所申报项目，市级管理人员很难全面掌控，即使现场核查，也往往受制于地理位置的不熟悉，造成查看项目与申报项目的脱节。

4）项目施工过程中，管理仅局限于各县区的报表，即使经常跑现场，也无法用全面而有效的手段掌握各项目的分布、进展情况；项目的开发目的主要是针对上述问题以及农村公路管理的特点，利用GIS系统为各级农村公路管理人员提供一套完整的农村公路从信息采集到计划审批、项目管理的农村公路管理系统，达到提高管理效率、丰富管理手段的目的。

1 ArcEngine简介

ArcGIS Engine是用于构建定制应用的一个完整的嵌入式的GIS组件库。利用ArcGIS Engine，开发者能将ArcGIS功能集成到一些应用软件中。ArcGIS Engine包含一个构建定制应用的开发包。程序设计者可以在自己的计算机上安装ArcGIS Engine开发工具包，工作于自己熟悉的编程语言和开发环境中。ArcGIS Engine通过在开发环境中添加控件、工具、菜单条和对象库，在应用中嵌入GIS功能。

2 系统设计

2.1 系统总体框架

系统的基本设计思想是先将农村道路信息纳入数字地理空间框架并制定农村公路分类与编码体系；其次根据分类和编码体系建立农村公路信息系统数据库；随后以空间图形为载体，在平面电子地图上管理农村公路各种信息。总体框架如图1所示。

图1 系统架构

系统采用分层技术架构，依据项目建设需求，分别定义了硬件层、数据层、服务层和应用层。

1）硬件层：硬件层定义了项目运行的硬件条件，包括网络环境、服务器等基础硬件环境。

2）数据层：数据层定义了项目建设所需的数据，包括GIS数据、业务数据、多媒体数据等所有数据。数据的存储模式包括数据库和文件：主体数据均纳入数据库进行管理，包括新建数据库和建设单位已建立的空间数据库；对格式较大的图片、扫描文档等附件资料，以文件目录方式进行管理，并建立附件资料元数据表。

3）服务层：服务层将数据和功能以服务的方式进行发布，包括二维GIS服务和第三方发布的标准空间数据服务。服务层遵循统一标准，包括OGC相关服务协议，且遵循标准协议的服务可进行聚合叠置。

4）应用层：应用层由基础功能和定制功能组成。基础功能是可重用的基础功能，如地图浏览、图层控制、空间分析功能等，这些基础功能内嵌于基础开发框架，被多个子系统重用；定制功能依据功能建设需求和目标，属定制开发功能，满足各子系统建设要求。为实现与第三方服务交互，系统提供了数据接口和功能接口：前者仅提供数据访问接口，授予用户访问、使用数据的权限，所有操作均须用户自定义开发；功能接口提供了功能互动操作，用户仅需调用相应方法，不仅获得数据，还获得与接口相关的一系列操作效果，用于交互性接口开发。

2.2 数据库建设

空间数据库的建设方案为基于GeoDataBase的空间数据模型，管理组织基础空间数据和人防专题空间数据，采用Oracle11g进行所有数据存储，通过ArcSDE空间数据库引擎进行管理维护。依据数据种类，将数据划分为基础空间数据库、人防专题数据库、元数据库3个子数据库，空间数据以数据集（Dataset）和要素集（FeatureClass）的层级关系进行组织，关系模型数据以二维关系表的方式存储在Oracle数据库中。

2.3 系统模块设计

系统设计开发完成了地图展示模块、地图导航模块、位置采集模块、属性录入模块、查询分析模块、项目管理模块、项目进度模块、日常养护模块、水毁申报、处置模块9大功能模块。系统功能模块划分如图2所示。

图2 系统功能模块

2.3.1 地图展示模块

主要包括矢量图展示、影像图展示、专题图展示、地图服务聚合、地图数据管理、多地图比对。

2.3.2 地图导航模块

主要包括一些基本的GIS 功能，包括放大、缩小、中心放大、中心缩小、漫游、全屏、长度量算、空间查询、属性查询等功能。

2.3.3 位置采集模块

采集道路、桥梁以及项目的空间数据，形成道路、桥梁和项目的现状、点状空间数据。

2.3.4 属性录入模块

可根据用户的不同需要设定道路、桥梁、项目的基本录入信息，用户可直接现场进行数据的录入。

2.3.5 查询分析模块

在网络上实现对农村公路基础数据、项目信息、项目进展信息以及其他与交通相关的综合信息的查询、统计、分析。

2.3.6 项目管理模块

通过对空间数据、多媒体数据、属性数据调阅管理实现对年度计划的申报、审批、审核，更直观的为管理人员提供项目的空间分布、属性状况以及现状信息，提高项目的审批、管理的效率和合理性。

2.3.7 项目进度模块

实现了对审批后的项目进行全过程管理，包括施工、设计、监理招标记录；施工进度管理、施工采样信息管理、竣工管理等全过程管理，全面掌握农村公路的项目进展情况、质量情况。

2.3.8 日常养护模块

实现对农村公路日常养护资金的使用调度，养护路段养护巡查记录等日常管理。

2.3.9 水毁申报、处置模块

通过现场采集设备，及时发挥道路、桥梁的水毁信息、GPS现状多媒体信息，并通过网络进行审批以及修复资金的调度，提高了对水毁公路的应急处置能力。

3 结束语

本文结合农村公路管理现状进行了分析，研究了系统平台的总体框架设计，开发农村公路管理系统，建立一套满足于农村公路管理、监控、维护和决策分析的综合型信息系统，实现了农村公路管理工作的信息化。

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