应用ArcGIS的资源管理信息系统设计研究

汪淑霞

摘 要：由于数字林业中业务数据与日俱增，现有林业资源管理系统存在运行效率低下、操作繁琐、功能不完善等问题，难以满足当前海量数据浏览、数据管理、质量控制以及成果验收等需求。本文以我国林业大省黑龙江数字林业的建设为例，对应用GIS手段开发林業资源管理信息系统的关键技术进行深入剖析和探讨，在此基础上运用面向对象思想方法，对B/S架构的林业资源管理系统和C/S架构林业数据管理信息系统进行需求分析和设计，并完成系统开发工作。

关键词：ArcGIS 林业 资源管理系统 架构设计

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（c）-0132-02

数字林业系统建设为林业发展创建高效的管理机制，在我国信息化发展过程中，对保护森林资源、促进林业产业发展起到了重要作用。数字林业系统中对数据管理、数据展示、查询、分析等功能的应用，可以帮助决策者掌握林业资源概况并制定合理决策，为林业资源规划提供技术服务，最大程度降低生态建设工程建设问题，推动经济发展。林业信息化发展能够带动其他学科进步，是未来林业产业发展的重要方向。

1 系统功能需求

省级数字林业数据管理系统利用可视化的信息显示平台，对林业数据代码进行维护，实现国家代码与地方代码相互转换，对林业数据的几何特征进行拓扑检查并改正拓扑错误。根据林业调查实际工作需要，该系统的主要功能包括以下几个方面。

1.1 数据入库

提供加载shapefile格式的数据的功能，并对所加载的数据进行拓扑检查、空值检查、值域检查、小班惟一性检查、自定义条件检查，对检查后的数据进行导入到SDE和从SDE导出的服务。其主要功能是对数据拓扑进行检查并修复，然后入库。

1.2 视图操作

视图操作是系统的基本功能，是使用其他功能的基础，可对加载在窗口中的视图进行一系列的操作，如：拉框放大、拉框缩小、全图显示、平移地图、前一视图、后一视图、缩放到选择集、清除选择集等。

缩放地图：包括放大地图，缩小地图，连续缩放地图等功能。

漫游地图：可通过拖动浏览并查看任意范围内的地图内容。

全图显示：将所有图层的全部地图内容缩放到整个视图的中心位置。

缩放到选择集：当用户在数据中做了查询或选择后，可以快速缩放到选择的位置，方便用户对选中的数据进行浏览。

清除选择集：对所做的选择集进行清除。

1.3 查询功能

包括查看属性表、SQL查询、点选查询、框选查询。主要功能是用SQL语句或以点选（或框选）的形式选择地图要素，必要时可缩放至选择集，对其进行相关操作，结束操作后再清除选择集。

1.4 代码管理

数据编码转换功能完成国家编码与黑龙江数据生产编码的相互转换，以方便将国家编码的数据转换为黑龙江省编码，方便数据生产人员使用。

1.5 生成统计报表功能

对各类资源的各种因子进行统计，将统计结果以报表形式体现，并可以导出到Excel表格中，为决策者的方案提供数据支持。

1.6 快速定位功能

针对作业人员需要快速定位到某一地点的需求，系统提供多种快速定位功能，可根据坐标、图幅号、小班等定位条件直接定位到目标，并显示在当前视图中。

1.7 三维浏览功能

系统支持在三维环境下对目标区域进行放大、缩小、漫游、视角调整等功能，三维林业资源数据的展现，对客观世界的表达能给人更加真实的感受，不仅能表达空间对象间的平面关系，而且能描述和表达它们之间的垂向关系，为数据使用人员提供更加丰富的信息。

1.8 生成专题图的功能

根据用户要求调用数据生成满足某种特定条件的专题图，并为图幅添加图例、图号、指北针等专地图元素，将制作好的专题图打印输出。

2 系统开发平台的选择

2.1 地理信息系统平台

地理信息系统开发平台的选择对于系统的运行效率和系统功能至关重要，黑龙江林业资源管理系统在基础平台的选择上考虑了多种因素，在综合考虑系统对数据的管理和处理能力、二次开发的简洁性和灵活性、可扩展性、系统稳定性等因素，采用ESRI公司的软件产品作为GIS开发平台。

B/S架构的林业资源管理系统基于ArcGIS Server进行开发，Arc GIS Server在构建企业级地理信息应用服务平台中具有显著的优势，该技术在基于网络的应用程序开发中应用广泛，功能全面，能够实现对地理数据的查询、管理、检索、分析等一系列高级操作。ArcGIS Server SDK使开发人员可以建立集中式的GIS服务来实现GIS功能，发布基于Web的GIS应用，执行分布式的GIS运算等。

采用ArcGIS Server创建的应用程序可以在多种客户端上应用，包括ArcGIS Desktop桌面产品以及用ArcGIS Engine开发的应用程序等。

C/S架构的林业数据管理系统基于ArcGIS Engine进行二次开发，ArcGIS Engine是ESRI推出的地图组件库，是基于AO进行构建的，AE组件库中基本封装了ArcGIS的所有功能，能够定制开发各种应用程序，组件库所包含的功能涵盖数据创建、浏览、查询、编辑、符号化、数据质检、数据分析、地图出图等一系列高级应用。此外，AE支持所有标准的开发环境，如：.NET、COM、C++等环境，开发人员不需要额外学习编程语言，支持所有主流的操作系统，如：windows、UNIX、Linux等，是一种应用广泛且兼容性好的开发环境。

2.2 系统总体设计

2.2.1 系统架构

省级数字林业系统是为各项林业工作服务的信息系统，系统的体系结构采用分层设计的方式，系统主要划分为应用层（林业业务的具体应用）、应用服务层（提供功能借口）和提供数据支持的数据资源层（如图1）。体系结构层次的划分，可建立起统一的数据平台及应用服务平台，在这基础之上构建各项应用模块。endprint

数据资源层集中存储与管理各种与林业各项工作相关的数据，主要包括系统数据库、空间数据库和业务数据库。空间数据库由基础地理数据库和小班数据库组成，基础地理数据库主要包含各种基础地理信息数据，如地形、影像、行政区、道路、水系等；而小班数据库包含了小班信息数据。业务数据库包含了林业各项工作所涉及的信息，如用户人员信息、元数据等。系统数据库是存储系统运行相关信息的数据库。

数据资源层之上是应用服务层，应用服务层提供了各种接口，即提供了地图服务、空间数据服务、数据访问服务及用户权限的统一控制等公共服务接口，各项业务的具体应用都可调用这些公共服务接口。

应用层包含了各项林业相关业务的具体应用，如三维展示、小班查询、资源统计等。应用层中的各个应用易于封装成独立的模块，同时各应用模块间又具有一定的耦合度，均基于共同的应用服务层和数据资源层，有机地构成了一个统一化、集成化的数字林业GIS系统。系统架构如图1所示。

2.2.2 B/S系统功能模块总体设计

B/S林业资源管理系统主要功能有：基础地理信息三维展示、行政单位定位、各级单位资源概况查询、辅助定位、资源统计、以不同资源因子显示资源信息、信息查询、鸟瞰及飞行浏览、辅助分析，每个功能模块中又包含了更详细的功能。

2.2.3 C/S系统功能模块总体设计

C/S系统基于ArcObjects组件开发，根据作业需要，开发以下功能：拓扑检查、数据属性检查、图形可视化操作、数据导入导出、数据编码转换及后续相关业务功能。通过各相关功能组件，实现对生产作业数据与空间数据库之间的相互转换与导入导出。

3 结语

规划并提出林業管理平台总体建设方案。构建基于B/S和C/S混合结构的黑龙江林业资源管理系统，并进行了系统需求分析、系统总体设计以及功能模块的详细设计。

参考文献

[1] 程承旗，胡雪莲.自适应型WebGIS构成模式初探[J].北京大学学报：自然科学版，2002（1）：115-120.

[2] 王刚，吕海宝，颜树华.GIS的发展方向——WebGIS[J].东北测绘，2001（4）：13-16.

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