基于GIS下數字地質測繪管理系統的設計與實現

代娜

（山東省地質礦產勘查開發局第二水文地質工程地質大隊 山東德州 253072）

引言

科學技術的創新發展與應用，為各領域各行業現代化建設與發展提供了驅動力，技術與生產、經營、管理、設計、文化等的融合發展成為社會與時代的主要特征。數字化測繪技術則是在此環境下形成的測繪方式，能夠將空間要素與相關信息轉化為數字信息，并依據要素之間、信息之間存在的關聯性，進行抽象化處理，最終以數字文件的形式進行具體存儲與呈現。而在地質測繪管理中，多數數據信息來源于GIS。因此，為提升系統應用質量，設計開發基于GIS下的數字化測繪系統成為必然需求。

1 GIS技術

GIS（Geographic Information System，地理信息系統）是地理學、計算機科學、地圖學等多學科有機結合下形成的綜合性學科，是用于進行地理數據采集、存儲、分析、查詢、顯示的信息管理系統。GIS系統又被稱之為“地理信息科學系統”（Geographic Information Science）或“地理信息服務系統”（Geographic Information service）[1]。GIS技術的興起最早可追溯到20世紀60年代，應用于工程測量中。隨著GIS技術的不斷創新與完善，其功能逐漸由數據信息處理轉化為空間地理信息處理，并在眾多領域（包括科學調查、發展規劃、地質勘察、路線規劃、資源與采場管理等）得到廣泛應用。通常情況下，GIS主要由數據、硬件、軟件、過程、人員等五部分組成，如圖1所示。測量人員能夠利用GIS技術實現數據錄入，并由系統核心功能實現數據處理，形成三維模型以滿足信息應用可視化需求。

圖1 GIS系統組成結構簡圖

2 基于GIS下數字地質測繪管理系統的設計

針對GIS特征與功能，結合數字地質測繪管理系統應用需求，進行如下設計：

2.1 系統設計總體思路

基于GIS下數字地質測繪管理系統是一項綜合性管理系統，能夠實現數據信息大規模、多樣化、可視化處理與應用。對此，設計的GIS數字地質測繪管理系統其核心功能是將數據信息轉化為表格、矢量圖、位圖等數字化、可視化符號，并將其存儲在數據庫中，根據數據信息內容與特征進行科學分類與一體化管理[2]。當系統接收導用戶請求時，系統啟動并根據請求進行相關資料檢索與抓取，將獲取的結果進行具體呈現，以實現數據信息的有效共享與科學利用。與此同時，GIS數字地質測繪管理系統在設計過程中也許對系統使用者實際情況，包括系統應用風格、系統應用目的、系統應用環境等，以提升系統構建的科學性、體驗性、實用性，提升系統應用效果。

2.2 系統模塊設計

GIS數字地質測繪管理系統的構建是由多個模塊共同組成的，不同模塊功能不同，其設計內容也不同。本次所設計的GIS數字地質測繪管理系統其模塊結構如圖2所示，主要由“地下管線模塊”、“土地利用管理模塊”、“地籍管理模塊”與“工程應用模塊”共同構成[3]。

圖2 GIS數字地質測繪管理系統結構簡圖

2.2 .1 系統模塊設計之“地下管線模塊”

在GIS數字地質測繪管理系統中，地下管線模塊設計的功能在于：依據用戶系統應用需求，滿足地下管線管理工作要求，做好相關數據處理與利用工作，降低工作難度與強度。在進行設計時，需對相關數據信息進行有效收集，在保證數據真實、全面、準確的基礎上，以其為基本數據進行計算，并結合預設結構，構建模型，形成地下管線數據庫，以滿足管線圖繪制需求，并以可視化的形式進行呈現。因此，地下管線模塊可分為數據錄入、管線屬性信息管理、信息輸出與利用等幾部分。

2.2 .2 系統模塊設計之“土地利用管理模塊”

在GIS數字地質測繪管理系統中，土地利用管理模塊設計的功能在于：滿足圖斑設計需求，依據有關信息生產圖斑。因此，土地利用管理模塊需具備圖斑屬性信息輸入、更改、查詢等功能，同時能夠根據輸入的屬性信息實現圖斑弧線的科學繪制，并根據用戶操作形成最終所需要的結果。以建筑物管理為例，通過輸入相關信息，實現建筑物屬性的標準，繪制其邊界，并通過建筑物屬性內容的完善與補充，達到用戶需求。

2.2 .3 系統模塊設計之“地籍管理模塊”

在GIS數字地質測繪管理系統中地籍管理模塊設計的功能在于：界址位置的科學管理、宗地屬性信息的科學管控、地基表格以及權屬圖的有效繪制。其中界址位置管理主要是指系統能夠對通過界址點排序、修改實現界址點表格的有效繪制，以滿足用戶相關信息查詢、修改、應用需求；宗地屬性信息管理是指系統能夠具備宗地屬性信息輸入、輸出、查詢、修改等功能；地基表格繪制主要是指系統能夠根據相關數據進行地籍表格的自動化繪制，并通過數據讀取、處理與轉化形成地籍表格；權屬圖繪制主要是指系統能夠根據工程實際情況，進行適當權屬生成文件的選擇與利用，并生成權屬圖[4]。

2.2 .4 系統模塊設計之“工程應用模塊”

在GIS數字地質測繪管理系統中關于工程應用模塊的設計，其核心在于構建數據庫。通過數據庫構建實現數據有效整合利用。在此過程中，管理系統的數據庫應具備以下功能：圖形直觀化顯示、數據大規模存儲、多樣化類型數據處理、數據多元化形式體現、數據綜合分析等。

3 基于GIS下數字地質測繪管理系統的實現

3.1 GIS數字地質測繪管理系統登陸

管理系統的有效應用需保證用戶系統的順利與安全登陸。對此，系統必須具備身份識別與驗證功能。在此過程中，可在系統登陸模塊中應用身份識別技術、密鑰保護技術進行實踐。用戶在系統使用過程中，輸入密碼與用戶名稱，當二者相匹配后方可進入系統。

3.2 GIS數字地質測繪管理系統數據庫構建

數據庫作為數字地質測繪管理系統中的重要組成部分，根據其設計目標與要求，采用傳統方法進行構建已經無法滿足實際需求。對此，可應用GIS空間數據引擎進行構建。值得注意的是，在數據庫構建過程中，相關工作人員需針對系統使用群體進行綜合分析，實現數據庫數據的有效整理與分類。通常情況下，地勘人員進行數據采集，而管理人員將采集到的數據錄入到系統中，并由系統數據庫進行統一管理，實現各類數據整理與分類，形成各類地質測繪資料，以滿足用戶資料檢索、查詢、利用需求。

3.3 GIS數字地質測繪管理系統模塊實現

以土地利用模塊為例，土地利用模塊的實現主要是利用圖斑屬性進行的信息處理。即用戶利用系統進行信息輸入，通過選擇相對應的圖斑實現圖斑信息添加。與此同時，當在圖形框架確定位置后，用戶可根據提示以及實際需求進行圖斑屬性信息修改與存儲，實現圖斑信息更新。以工程應用模塊為例，工程應用模塊的實現則是基于E-R模式利用下實踐的，包括位置距離、坐標點等信息的查詢。E-R模式能夠對現實世界各實體進行具體描述，并通過矩形、圓角矩形、菱形等符號表示“實體”、“屬性”以及“聯系”形成關系結構，通過實體編碼成成工程應用模塊。在實踐過程中，通過在菜單欄中選擇選擇所要查詢的幾何要素，獲取相應的信息。例如，關于兩點間距離的潮汛，則需利用鼠標確定點的位置，系統根據點坐標，以線段偏移量等形式進行距離表示；關于實體面積的查詢，在保證實體為閉合狀態時，可通過利用鼠標確定實體，獲取相關信息；在進行實體編碼時，用戶可根據系統提示確定所要添加、修改過刪除的實體，根據實體實際情況進行編碼添加或修改或刪除。

4 結論

在信息化、大數據時代背景下，信息已經成為各領域各行業穩定與可持續競爭發展的重要戰略資源。就數字化地質測繪管理系統而言，提升信息采集、分析、挖掘、利用能力成為社會與市場對其提出的重要要求。對此，依托GIS技術優勢及其與數據地質測繪系統存在的關聯性，可進行基于GIS下數字地質測繪管理系統的設計與開發，以提升管理系統GIS空間分析功能與數據管控功能，增強信息采集與處理能力，提升系統性能，以更好滿足管理需求，實現管理與工作質量、效率的提升。