基于SuperMap的蚌埠市基礎地理信息數(shù)據庫系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

劉虎

(蚌埠市勘測設計研究院，安徽蚌埠 233000)

1 引言

隨著信息技術的發(fā)展，充分利用信息化手段，最大限度地開發(fā)和利用空間信息資源，已經成為掌握未來發(fā)展競爭主動權和制高點的重要條件。目前，蚌埠市基礎測繪成果以南方CASS軟件制圖居多。CASS數(shù)據依托于AutoCAD的DWG圖形數(shù)據庫，以圖元為單位記錄數(shù)據［1］。單個實體或圖元的數(shù)據記錄中通常包括空間數(shù)據和屬性數(shù)據，它主要存儲圖元的幾何數(shù)據和幾何特性(如線型、圖層、要素名稱、類型、顏色、字體等)，但不包括拓撲關系等地理信息數(shù)據的特點［2］，難以滿足深入的空間數(shù)據分析應用需求。因此，將基于CASS的基礎測繪成果數(shù)據轉換為GIS格式數(shù)據，并用數(shù)據庫予以統(tǒng)一管理的基礎地理數(shù)據庫建設迫在眉睫。

本文闡述了基于國產 GIS軟件平臺SuperMap GIS［3］，利用 SuperMap D－Manager數(shù)據管理平臺［4］和SuperMap Objects二次開發(fā)組件［5］，開發(fā)和建立一個易于使用、靈活、功能強大的蚌埠市基礎地理信息數(shù)據庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對蚌埠市基礎地理信息數(shù)據庫海量數(shù)據的高效管理、分發(fā)和應用的業(yè)務化運行，實現(xiàn)GIS數(shù)據與原始測繪數(shù)據的統(tǒng)一管理，用以滿足蚌埠市對基礎地理數(shù)據的管理和應用的需求。

2 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

考慮到了管理數(shù)據量較大，按照項目設計的基礎性、實用性、先進性、安全性、穩(wěn)定性和可擴展性原則，本項目選擇以Oracle搭建核心數(shù)據庫，采用SuperMap及其相關組件和組件式(COM)開發(fā)技術開發(fā)空間數(shù)據管理系統(tǒng)及數(shù)據處理工具包。

2.1 數(shù)據庫設計

空間數(shù)據是地理信息系統(tǒng)的“心臟”，而空間數(shù)據庫是整個數(shù)據庫管理系統(tǒng)的核心。選擇超大型數(shù)據庫軟件Oracle搭建蚌埠市基礎地理數(shù)據庫，數(shù)據庫中除了存儲、管理核心的地理空間數(shù)據外，還有專題基礎數(shù)據，而每一種數(shù)據又可以是多比例尺和多時相的，是蚌埠市空間信息管理框架的核心。數(shù)據庫總體上分為系統(tǒng)核心元數(shù)據庫、基礎地理空間信息數(shù)據庫。數(shù)據庫總體結構如圖1所示。

圖1 數(shù)據庫總體結構

2.2 系統(tǒng)總體設計

CASS數(shù)據不能直接入庫，必須首先轉換為GIS格式，然后存入空間數(shù)據庫。基于現(xiàn)有CASS數(shù)據的特點，本著不丟失空間地物要素和屬性信息的前提，首先制定、設計、開發(fā)一套CASS碼和地理信息國標碼的對照表。對原始CASS數(shù)據進行整理，嚴格按照點、線、面對地物要素進行編輯。然后根據對照表將整理后的CASS圖轉換為SuperMap格式數(shù)據，再對數(shù)據進行包括拓撲檢查等在內的質量檢查，合格則錄入數(shù)據庫中，否則再次對CASS數(shù)據進行整理和格式轉換，如圖2所示。

圖2數(shù)據處理、入庫流程圖

蚌埠市基礎地理空間信息數(shù)據庫擬以已有的網絡設施為支撐、以地理空間信息資源為數(shù)據基礎，采用數(shù)據庫技術、GIS技術、數(shù)據共享與交換技術、軟件開發(fā)技術等結合，統(tǒng)一構建、集中共享的管理模式進行系統(tǒng)設計。系統(tǒng)總體框架結構如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)總體框架圖

2.3 系統(tǒng)實現(xiàn)

根據上述分析設計，蚌埠市基礎地理信息數(shù)據庫管理系統(tǒng)設計主要包括3個模塊:數(shù)據處理工具包、空間數(shù)據質量檢查子系統(tǒng)和空間數(shù)據管理子系統(tǒng)。

(1)數(shù)據處理工具包

數(shù)據處理工具包主要包括3個子模塊:數(shù)據標準制作模塊用于新建、管理和編輯數(shù)據標準XML文件;數(shù)據轉換模塊用于CASS數(shù)據到SuperMap數(shù)據的轉換，并借助SuperMap桌面軟件對CASS圖進行整理、查錯;數(shù)據入庫模塊用于SuperMap格式數(shù)據的批量入庫，也支持TIF等影像數(shù)據的直接入庫。

(2)空間數(shù)據質量檢查子系統(tǒng)

為了確保數(shù)據中數(shù)據質量，需要在入庫之前對數(shù)據進行質量檢查，如果數(shù)據檢查不合格，需要找到錯誤位置并修改，直到滿足質量要求才能入庫。數(shù)據質量檢查子系統(tǒng)提供了4種類型的檢查:圖層結構、屬性精度、幾何圖形、邏輯一致性檢查，每種類型的檢查適用不同數(shù)據，關注的數(shù)據特征也不相同。針對基礎建庫中數(shù)據量大的特點，系統(tǒng)提供了任務式的批量檢查，通過把不同的檢查任務添加到檢查方案中，根據檢查方案進行批量數(shù)據檢查，提高了檢查效率。此外，系統(tǒng)還提供了錯誤數(shù)據定位、檢查日志管理等功能模塊，方便用戶查看質量檢查結果。質量檢查流程如圖4所示。

圖4 質量檢查流程示意圖

(3)空間數(shù)據管理子系統(tǒng)

數(shù)據管理子系統(tǒng)是整個基礎地理信息數(shù)據庫的核心系統(tǒng)，用于各種地理信息數(shù)據庫的建設和管理，實現(xiàn)多源、多尺度、海量空間數(shù)據的集成管理與更新維護，并依托于庫中數(shù)據進行一些分析應用。系統(tǒng)主要功能模塊包括目錄管理模塊、數(shù)據庫邏輯管理模塊、視圖展示模塊、數(shù)據查詢與分析統(tǒng)計模塊、數(shù)據輸出模塊、文件資料管理模塊、索引管理模塊、系統(tǒng)安全管理模塊、系統(tǒng)日志模塊等。圖5為空間數(shù)據管理子系統(tǒng)主界面。

圖5 蚌埠市空間數(shù)據管理子系統(tǒng)

3 結論

基礎地理信息數(shù)據庫是地理信息系統(tǒng)的基礎，是空間信息產業(yè)的基石。本系統(tǒng)采用國產SuperMap軟件和組件式開發(fā)技術，在功能和規(guī)模上具有良好的先進性、伸縮性和擴展性。空間數(shù)據管理子系統(tǒng)中設計的很多統(tǒng)計分析功能為各部門的應用分析提供了方便，具有很好的運用前景。經過一年的運行，本系統(tǒng)已經對5 000多幅地形圖數(shù)據進行了入庫、更新和維護，在服務社會和生產中發(fā)揮了一定的作用。但是也有一些不足，比如在數(shù)據存入數(shù)據庫中時偶爾會出現(xiàn)錯誤數(shù)據，導致系統(tǒng)崩潰，此外分析應用功能有限和數(shù)據更新時的一些問題，都是后續(xù)工作須完善的方向。

［1］王建設，時東玉，褚喆．AutoCAD二次開發(fā)解決二調中數(shù)據采集中的問題［J］．現(xiàn)代測繪，2008(6)．

［2］錢業(yè)宏，花向紅．AutoCAD擴展數(shù)據在地形圖建庫中的應用［J］．城市勘測，2008(1)．

［3］北京超圖．SuperMap Objects聯(lián)機幫助．

［4］北京超圖．SuperMap Objects程序員參考手冊．

［5］北京超圖．SuperMap Objects開發(fā)教程．