基于ArcGIS的城市测绘成果数据管理研究

高文静

摘 要：该文基于笔者从事GIS设计与实现的相关工作经验，以基于ArcEngine的城市基础测绘成果数据库管理系统设计实现为研究对象，首先从其中涉及的关键技术开始研究分析，在此基础上，详细论证了该数据库管理系统的设计和实现方法，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事数字城市相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：ArcEngine 基础测绘成果 数据库管理系统 设计

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（c）-0012-02

改革开放以来，我国城市建设实现了高速、持续的发展。在信息化的时代，信息已成为一项重要资产。对信息的有效管理和利用，将大大提高企业内部运作的效率和对市场需求的快速反应能力，最终增强市场竞争力。从城市建设规划决策层和各个管理决策层角度出发，决策者需要在宏观上对全市的测绘成果情况等综合指标有一个全面了解；对于各种建设工程的设计、施工以及管理操作人员来讲，实现测绘成果资料管理的全面化和自动化，才能更好地提高工作效率，顺应信息化社会的发展潮流。因此，在测绘成果的管理中，迫切需要引进一种新型的管理手段，能够依托计算机对现有数据进行有效地综合、分析和利用。于是，管理测绘成果的地理信息系统应运而生。

1 城市基础测绘成果数据库管理系统设计

1.1 系统总体设计

系统将包含以下功能：（1）数据操作功能；（2）数据检索统计功能；（3）图形显示功能；（4）控制点管理功能；（5）坐标转换功能；（6）竣工成果管理；（7）安全管理。

1.2 系统数据

在地理信息系统中，用来描述各种事物和现象的是数据，因此，数据是地理信息系统的核心，是系统操作的对象。该系统涉及到的数据有两种：即空间数据和属性数据。根据二次开发的特点，进一步把系统处理的数据分为背景数据和基础测绘成果数据两部分，背景数据是系统进行操作时，作为背景进行显示，并非系统处理的主要对象；基础测绘成果信息才是系统处理的主要对象，也是数据分析的重点。

1.2.1 背景数据

城市空间基准信息的形式主要包括：数字线划矢量数据（DLG）、数字正射影像数据（DOM）、数字高程模型数据（DEM）、数字栅格数据（DRG）以及相应的属性数据。系统的数据源来源于城市地图，是用ArcInfo分层存储的矢量化数据。虽然系统处理的主要对象是城市基础测绘成果，但是城市基础测绘成果是以背景数据为依托的，因此如果缺少了背景数据，系统将无法正常工作。这里的背景数据是指基础测绘成果信息以外的所有数据。为了让操作者对系统数据有较清楚的认识，帮助他们快速准确地查出所要的信息，根据地形要素分类体系把背景数据分为八类，即水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌、植被与土质和注记。

1.2.2 城市基础测绘成果

城市控制测量成果主要是指为城市工程建设提供基本起算数据的各类控制点的三维空间坐标信息。这些基本的空间控制信息是城市地理信息系统的重要组成部分，在城市化和城市建设中发挥着不可替代的作用。

对于具体工程应用，人们最关心的是控制点成果信息。而且在应用这些控制点时，人们总是假定这些控制点是完全可靠的。事实上，也只有可靠的控制点位置信息和高程信息才能正确有效地指导工程测量和为城市经济建设服务。该系统就是要将控制点位置信息、高程信息以及和控制点有关的其他属性信息，准确无误的存储于计算机内，并利用GIS技术系统的强大管理功能将控制点信息有效地管理起来，使控制点信息和城市地图有机地联系起来，全面实现在电子地图上查询、编辑、浏览等一系列功能，这是该系统研究的最终目的。

竣工测量是城市工程建设中不可缺少的重要环节，它不仅为工程的交工验收及将来进行的维修、改建、扩建提供依据，同时为城市的规划和城市管理提供完整、准确的基础资料，为数字城市的建设提供必备的数据。

1.3 系统数据库设计

该系统数据主要由九大类要素集组成：测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界、地貌、植被与土质和注记。每一类要素集又划分为多个要素类，其中，定位基础包含的要素类有：测量控制点和数学基础；水系包含的要素类有：其他水系要素点、河流线、湖泊面和其他水系要素面；管线包含的要素类有：输电线点、输电线和通信线；交通包含的要素类有城际公路线、城市道路线、城市道路中心线和乡村道路线；境界包含的要素类有：国外地区、国家行政区域、省级行政区界线等；植被与土质包含的要素类：农林用地点和农林用地面；地貌包含的要素类有：高程点注记点、等高线线、自然地貌线和斜坡线。

对于空间数据库，采用的是ArcInfo软件提供的数据库结构（Geodatabase）。在空间上，把数据组织成一个整体；在内容上，把数据组织成层（Layer）结构。分幅存放的基础地形图进入数据库后，在逻辑上是无缝的，没有图幅的概念。内容上，空间数据库主要包括测量控制点、居住建筑、工矿设施、交通、管线设施、水系、境界、地质土貌、农田植被等九大类基础数据及元数据信息。

根据具体的入库需求，在测量控制点、居住建筑及设施、交通、管线、水系、境界、地貌、植被与土质和注记九类数据中，按照不同的内容进一步细化，大致分为37层数据（如表1所示）。

Geodatabase利用RDBMS表存贮点、线、面数据，它的每一要素类仅存贮一个单一要素类型，但只要有统一坐标系统，就可以轻而易举地将它们组织在要素集中。一些Geodatabase要素类如几何网络也具有拓扑关系，可以模拟对象间邻接关系。ArcInfo支持三种类型的Geodatabase物理实现；Personal Geodatabase、ArcSDE Geodatabase、File Geodatabase。Personal Geodatabase为小项目所设计，以.mdb格式Microsoft Access存贮，不必购买任何别的软件来访问和管理Personal Geodatabase。ArcSDE Geodatabase为大型企业级GIS应用和数据库所设计，它利用RDBMS格式存贮地理数据，需要购买相应RDBMS软件来存贮数据。File Geodatabase类似文件夹管理，也不必购买任何别的软件来访问和管理File Geodatabase。

2 基于ArcEngine的数据库管理系统实现

该系统主要用于测绘成果的管理，可管理各等级控制点点号，点名，等级，所属区域，该点的54坐标，80坐标，国家高程等各种控制点信息以及竣工平面图图形，竣工日期，竣工单位等竣工测量成果信息。系统采用GIS技术来对测绘成果进行可视化管理，竣工平面图等图形数据直接存于数据库中。

系统具有的主要功能如下。（1）可进行控制点信息的输入、更改、删除操作。（2）可进行图形的基本操作，如平移、放大、缩小、漫游。（3）可根据点号、点名等信息查询控制点。（4）可以通过画矩形、画圆、画多边行以及输入缓冲半径等查询其范围内的控制点。（5）可进行报表的生成与制作，并可以把生成的报表以Excel、pdf等多种格式输出。（6）可以通过输入竣工日期、施测单位、项目名称等查询竣工测量工程项目。（7）可以通过选择所属工程项目信息查询竣工平面图，并可以双击查询到的图形文件名自动打开cad图形。

系统操作简洁、方便，主界面如图1所示。系统主界面包括：系统菜单、系统工具栏、图形显示区和系统状态栏。系统菜单栏：提供系统操作的菜单选项。系统工具栏：提供系统操作的工具按钮。图形显示区：显示当前图层的图形。

3 结语

随着城市建设规模的不断扩大，城市测绘成果管理信息量也会大大增加，传统的城市测绘成果管理方式已不能满足现代化的需要，因此，有必要对测绘成果科学、合理、有效地组织和动态地采集、存储、管理及利用。测绘成果涉及地理空间数据、属性数据、社会经济、法律法规等，内容多、处理过程复杂。采用以GIS技术和IT技术为核心的新技术、新方法对城市的测绘成果信息进行管理，是测绘成果及其日常管理工作发展的趋势和现实可行的选择。

参考文献

[1] 李炼恒，赵俊三，赵耀龙.城市基础地理信息系统的功能与总体设计研究[J].昆明理工大学学报，2002，27（3）：8-12.

[2] 田茂义，卢秀山，张燕，等.基于oracle的“数字城市”基础地理空间数据库的实现[J].测绘科学，2005，30（3）：7，80-82.