基于ArcEngine的城市影像数据管理系统开发

郭范春，郭祥龙，侯 雪

（1.辽宁省测绘产品质量监督检验站，辽宁 沈阳 110034；2.辽宁省地理信息院，辽宁 沈阳 110034；3.中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队测绘院，辽宁 沈阳 110004）

随着卫星遥感以及数字航空摄影技术的发展，人们可以快速、廉价地获得各种分辨率的影像。影像数据形象、直观、易于识别，是人们获取信息的重要途径，人们越来越重视影像数据的管理和使用。在数字城市基础地理空间框架建设中，影像数据作为其中核心数据之一已成为重要的建设内容。一般包括0.5m 分辨率的二调DOM 数据、国家局支持的0.2m 分辨率的航空摄影和各地方大比例尺航测获得更高分辨率影像，以及历年获得的遥感影像和地图更新获得的航飞影像。这些数据具有多源、多分辨率、多时相的特点，为方便这些数据的管理和利用，需对它们进行高效地组织管理。

根据相关文献资料的查询和归纳，影像管理可大致归纳为4类：①以文件形式存储；②以数据库形式存储，主要包括利用ORACLE Spatial存储影像数据以及利用ESRI 公司的空间数据库中间件ArcSDE配合传统的关系数据库SQL Server＼Oracle＼DB2来存储影像数据；③文件数据库混合存储管理；④网络化的集群高性能存储。综合分析上面的存储形式，纯文件形式存储可维护性、安全性差，部署、移植数据烦琐，在动态显示时以块状相继出现，视觉上不连续等；数据库形式存储和网络化的集群高性能存储数据组织繁琐、投资大；文件数据库混合存储管理是可接受的一种方式。本文主要研究采用文件数据库混合存储，基于ArcEngine组件开发影像管理系统。

1 系统的开发与架构

1.1 系统的开发

城市影像数据管理系统需要实现的主要功能包括对遥感卫片、城市高分辨率影像、街景影像数据的预处理、入库、查询展示、分析决策、数据分发服务等，其实现的主要技术路线如下：

1）系统采用C／S模式构建，在C／S模式下实现相关影像数据预处理、数据入库、数据管理、数据分析、渲染展示、分发服务功能。

2）系统采用CJHJ 作为开发语言，采用Microsoft Visual Studio 2005 作为开发环境；部分工具利用C＋＋语言实现。

3）采用ESRI的ArcEngine作为GIS 平台，利用其相关组件实现基本的数据预处理、数据分析、数据浏览展示等功能。

4）采用Oracle作为数据库管理软件，采用编目文件展示、基于元数据查询影像的方式对影像成果数据统一管理。

1.2 系统架构

城市影像数据管理系统采用多层结构进行设计。系统在逻辑上主要划分为支撑层、数据层、组件层、应用层和用户层，如图1所示。

图1 系统架构

1）支撑层主要指支撑系统运行的软件和硬件设备，这里主要包括服务器、存储设备、网络设施等必须的硬件环境和操作系统等支撑系统运行必备的软件环境。

2）数据层主要为系统管理的数据资源，主要包括影像数据库、矢量数据库、元数据库和系统运行库等内容。其中，影像库存储各类专题影像；矢量数据库为与影像相关联的矢量类型数据，为矢量栅格一体化浏览提供数据支撑；元数据库为系统查询、浏览、下载影像提供数据支撑；系统运行库主要保存了系统运行所需的用户、权限及日志等数据库表。

3）组件层主要根据系统业务需要，完成相应的业务功能组件，包括影像数据预处理组件、影像数据入库组件、影像管理组件、影像分发组件，为应用层各功能提供支撑。

4）应用层通过对组件层各功能组件的集成应用，实现影像数据信息查询、影像快视图或原始影像浏览、矢栅一体化展示、影像数据分发等业务功能。

2 系统的功能设计与实现

城市影像数据管理系统（见图2）实现了从影像预处理、影像数据入库、影像查询浏览、分发提取能力。主要包括影像预处理工具集、影像入库工具集、影像查询浏览工具集、影像分发服务工具集，影响数据管理系统界面如图3所示。

2.1 影像预处理

2.1.1 元数据采集

支持不同类型影像数据的元数据采集，从影像数据提供的相关文件中提取元数据信息，生成符合入库要求的元数据文件，包括各种专题影像。

2.1.2 快视图采集

在提取影像元数据的同时，预处理工具提供影像数据快视图采集功能，并进行坐标配准。

2.1.3 快视图提取

重采样大数据量的影像数据（百兆甚至大于1GB），生成数据量较小（100～200KB）能进行快速浏览的影像，支持JPG、TIF、BMP 格式的快视图输出。

2.1.4 快视图配准

对生成的快视图进行坐标配准，使影像能落到正确的空间位置上。

2.1.5 影像质检

影像质检实现自动检查影像像元大小、影像范围、影像命名以及元数据一致性检查，并提供质检报告。

2.2 影像入库

数据入库：影像数据、元数据、快视图入库，并在数据库中生成影像范围索引，支持实时入库、“扫描式”入库。

2.3 影像管理

2.3.1 影像查询

包括关键字查询、空间查询、属性查询、复合查询。

2.3.2 影像浏览

影像覆盖范围浏览：提供快速查看某个项目或某种类型影像数据在全市范围内的空间分布。

2.3.3 元数据查看

查看单幅或多幅影像数据的元数据详细信息。

2.3.4 影像叠加浏览

支持将影像快视图叠加到地图上进行快速浏览。

2.3.5 目录管理

目录管理提供针对影像数据库管理的目录展示配置的功能。

2.3.6 安全管理

对系统功能操作权限和数据访问权限进行严格控制，支持功能角色安全管理，并实时记录用户的系统操作日志信息，保障数据库信息安全。

2.3.7 存储管理

存储管理对系统正常运行所需数据的存储进行管理，包括空间数据源管理、关系数据源管理。

2.4 影像分发

主要管理用户影像数据的分发申请、审批，并根据用户需求提取影像分发。

3 结束语

系统采用C／S 模式，CJHJ作为开发语言，ArcEngine作为GIS 平台，Oracle作为数据库管理软件。系统提供了4个数据库支持，影像库存储各类专题影像，矢量数据库为与影像相关联的矢量类型数据，为矢量栅格一体化浏览提供数据支撑，元数据库为系统查询、浏览、下载影像提供了数据支撑，系统运行库主要保存了系统运行所需的用户、权限及日志等数据库表。系统不仅实现了常规的影像数据信息查询、影像快视图或原始影像浏览、矢栅一体化展示、影像数据分发等业务功能，而且通过目录管理解决了多源、多时相、多分辨影像数据的组织问题，实现了影像数据的有效组织和管理。

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