基于GIS的鐵路宗地信息管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

吳建華+舒志剛+余夢娟+萬洋洋+張濤明

摘 要：針對鐵路部門的鐵路宗地測繪數(shù)據(jù)管理的建設需求，研究實現(xiàn)了基于GIS的鐵路宗地信息管理系統(tǒng)。首先，從系統(tǒng)架構和系統(tǒng)功能方面介紹了系統(tǒng)的設計；其次，利用GIS二次開發(fā)組件ArcGIS Engine，采用插件式開發(fā)方法進行了系統(tǒng)實現(xiàn)，并對系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術進行了介紹。該系統(tǒng)實現(xiàn)了宗地的多源、多類型的數(shù)據(jù)集成管理、查詢、統(tǒng)計與更新等功能，有利于提高鐵路宗地信息化管理水平。

關鍵詞：鐵路宗地 插件式開發(fā) 地理信息系統(tǒng) ArcGIS Engine

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）05（b）-0013-05

我國鐵路建設正處于飛速發(fā)展時期，鐵路部門存有大量的鐵路用地圖資料和權屬檔案。實施鐵路用地信息化管理，提高鐵路用地管理水平，從而更好地服務于鐵路安全生產(chǎn)和土地綜合開發(fā)，已經(jīng)成為鐵路用地管理的必然選擇。地理信息系統(tǒng)（GIS）由于其強大的空間數(shù)據(jù)圖形化顯示能力、屬性信息查詢、檢索管理能力和復雜的量算和空間分析能力，在國民經(jīng)濟各部門得到了廣泛的應用[1]。針對鐵路部門實現(xiàn)鐵路宗地信息化管理的需求，該文設計了基于GIS的鐵路宗地信息管理系統(tǒng)，并利用ArcGIS Engine組件與C#.NET進行了系統(tǒng)實現(xiàn)。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)了宗地要素、測繪成果（測繪報告、CAD測量圖）、土地證等多源、多類型的數(shù)據(jù)集成管理、查詢、統(tǒng)計與更新等功能。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)總體架構

鐵路宗地信息管理系統(tǒng)架構采用Client/Server模式，總體結構如圖1所示，邏輯上分為以下4層。

（1）數(shù)據(jù)服務層：提供數(shù)據(jù)服務。其中，鐵路宗地CAD測量圖、界址點測繪成果表數(shù)據(jù)和國有土地使用證圖件、宗地檔案、用戶信息等利用關系型數(shù)據(jù)庫SQL Server 2008 R2進行管理，而宗地圖數(shù)據(jù)、鐵路線數(shù)據(jù)以及基礎底圖數(shù)據(jù)則存儲在基于空間數(shù)據(jù)引擎（ArcSDE）的空間數(shù)據(jù)庫。

（2）業(yè)務支持層：業(yè)務支持層是系統(tǒng)技術實現(xiàn)的業(yè)務邏輯，負責數(shù)據(jù)的訪問與處理。二次開發(fā)組件ArcGIS Engine及ADO.NET COM組件位于該層，可通過應用層進行調(diào)用，其中利用ArcGIS Engine接口進行空間數(shù)據(jù)訪問和操作，利用ADO.NET對屬性數(shù)據(jù)進行訪問和操作。

（3）應用層：應用層是用戶與系統(tǒng)進行可視化交互的界面表現(xiàn)部分，是系統(tǒng)的客戶端部分，向用戶提供友好的交互界面。

（4）用戶層：用戶層是系統(tǒng)軟件使用的用戶，用戶類型包括管理員和一般用戶。管理員和一般用戶的使用權限不同，管理員具有數(shù)據(jù)更新維護、用戶管理權限，一般用戶則只能對數(shù)據(jù)進行訪問。

1.2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能主要包括地圖瀏覽、地圖查詢、宗地統(tǒng)計、檔案管理和數(shù)據(jù)維護5個模塊。

（1）地圖瀏覽：地圖瀏覽模塊中功能包括地圖放大、地圖縮小、固定放大、固定縮小、平移、全圖顯示、前一視圖、后一視圖、書簽管理、復位等基礎功能。

（2）地圖查詢：地圖查詢模塊分為圖查屬性、查詢定位、要素選擇。具體實現(xiàn)點擊查詢、地圖量算、站點線路查詢、宗地查詢、屬性查詢、坐標文件定位查詢、按行政區(qū)查詢、選擇要素、清空選擇及圖形等功能。

（3）宗地統(tǒng)計：宗地統(tǒng)計模塊分為宗地統(tǒng)計和分類統(tǒng)計。宗地統(tǒng)計實現(xiàn)對各行政區(qū)內(nèi)宗地數(shù)量和面積的統(tǒng)計，并將所選區(qū)內(nèi)的宗地信息按照自定義的字段匯總并導出至Excel表中。分類統(tǒng)計實現(xiàn)對各行政區(qū)內(nèi)按照宗地的類型進行分類統(tǒng)計的功能，分類統(tǒng)計結果以柱狀圖（或餅狀圖）的形式呈現(xiàn)。

（4）檔案管理：檔案管理模塊分為檔案入庫和檔案查詢。檔案入庫實現(xiàn)將宗地檔案（國有土地使用證、測繪報告和CAD測量圖）自動存入數(shù)據(jù)庫，檔案查詢實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中已有宗地檔案的查詢。

（5）數(shù)據(jù)維護：數(shù)據(jù)維護模塊實現(xiàn)用戶管理、創(chuàng)建宗地、刪除宗地、屬性編輯和屬性掛接等功能。其中，創(chuàng)建宗地功能是根據(jù)界址點測繪成果表（Excel格式）創(chuàng)建具有宗地名稱、土地證號及權屬面積等屬性信息的宗地；用戶利用刪除宗地功能對選中的錯誤宗地進行刪除。屬性編輯功能幫助用戶對選中宗地的屬性信息進行修改。當宗地屬性信息不完整時，用戶利用屬性掛接功能根據(jù)Excel屬性表對宗地屬性進行完善。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)及關鍵技術

2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)的集成開發(fā)環(huán)境為微軟公司的Microsoft Visual Studio 2010 .NET，開發(fā)語言為C#，其中，GIS功能基于ArcGIS Engine10.2組件進行二次開發(fā)。軟件采用插件式框架，可動態(tài)地裝載和卸載功能菜單或工具條，方便了功能的擴展和界面的維護。系統(tǒng)實現(xiàn)的部分功能效果如圖2、圖3、圖4、圖5所示。圖2為地圖瀏覽界面。圖3為地圖查詢界面，除了可以進行點查詢和拉框查詢等通用的GIS功能外，系統(tǒng)還可以根據(jù)土地證號、宗地名稱、宗地所在地區(qū)等宗地的屬性信息進行查詢與空間定位。查詢完成后，用戶可以對該宗地的土地證、CAD測量圖和測繪報告進行關聯(lián)查詢。圖4為宗地檔案資料入庫界面。圖5為宗地統(tǒng)計界面，用戶可以根據(jù)宗地使用權面積、宗地所在地區(qū)及使用權類型等對宗地進行分類統(tǒng)計，統(tǒng)計結果可選擇以柱狀圖或者餅狀圖的形式呈現(xiàn)，還可以對各地區(qū)的宗地總數(shù)目和面積進行統(tǒng)計。

2.2 系統(tǒng)關鍵技術

（1）ArcGIS Engine組件式開發(fā)技術。

隨著計算機技術的高速發(fā)展，在我國基于GIS組件的集成開發(fā)已經(jīng)成為GIS應用系統(tǒng)開發(fā)的主流模式[2-3]。目前，GIS業(yè)界最為著名的組件式GIS開發(fā)產(chǎn)品當屬ESRI公司的ArcGIS Engine。ArcGIS Engine是一款獨立于應用程序的GIS二次開發(fā)產(chǎn)品，是一套完備的嵌入式GIS 組件庫和工具庫，其由一個軟件開發(fā)包和可以重新分發(fā)的ArcGIS Engine運行時（Runtime）組成[4-5]。ArcGIS Engine提供了一系列可以在ArcGIS Desktop框架之外使用的GIS組件及比較高級的可視化控件，各個組件完成諸如數(shù)據(jù)的獲取、處理、存儲、查詢、分析和制圖表達等不同功能。組件之間根據(jù)應用的需求按照一定的接口標準有效地結合在一起構建應用系統(tǒng)。