土地集约利用信息系统的设计
2014-10-30贺伟李璋
贺伟 李璋
摘 要：随着地理信息技术的发展，使得全方位的掌控土地资源的合理利用更加方便、系统化。针对土地利用信息、规划信息、各类土地在利用中的比例分析来实现对土地资源的管理，使得土地利用更加高效合理化。系统主要实现统计分析、计量分析、动态模型的创建、GIS空间分析，用来处理通过手持终端和遥感采集来的元数据，将其绘制成文档或地图供直观参考，同时可以有效地分析利用情况、水域面积、绿化比例、规划合理性等信息，并可导出各类分析报告。
关键词：空间数据；ArcSDE数据引擎；GIS；信息化
中图分类号：F293.2 文献标志码：A 文章编号：2095-1302（2014）10-00-02
0 引 言
土地利用率已经成为现今社会发展的一大障碍，由此也成为当今研究的一个重要课题。尤其是在工业化和城镇化建设不断加快的今天，如何处理好土地资源和当今社会发展的关系，保证社会发展和自然和谐的原则，创建人与自然和谐相处的美好景象，由此转变土地利用方式是保障社会可持续发展的持久动力。有关的土地利用的研究开始深入，其研究内容设计生态学和地理学。主要研究土地利用变化机理、过程及效应进行分析统计[1]，同时通过系统数据的统计分析来解决土地利用效率低、空间布局不合理、资源利用不合理等问题。实现对土地利用、社会经济发展工作的监测与统计分析，为全土地集约利用管理提供全面、科学的基础数据和统计分析报告。土地集约利用信息化系统最终可以优化土地资源的配置，为当今社会、经济、自然和谐可持续发展提供一体化的信息化平台。
1 系统架构
1.1 主要架构
系统以土地集约利用架构作为基础，采用基于MIS、GIS、报表、表单等组建技术，为土地集约业务提供灵活的、可扩展的定制支持，以形成相应的检测区土地集约利用的业务模型和业务应用模块。
所有对数据的访问都由ArcSDE数据引擎实现。通过ArcSDE数据引擎实现对空间数据和非空间数据、结构化数据和非结构化数据进行整合、提取，形成完整的业务数据对象，为平台所支持的土地集约利用业务应用提供数据源。系统的总体结构如图1所示：
1.2 架构特点
土地利用信息系统界面供操作人员用来统计和分析数据，并提供合理可靠的参考。
图1 土地集约利用信息系统的架构
土地集约利用架构，完成各大功能组件，为管理系统提供数据分析和处理的各大功能。
土地集约数据库为整个系统这个海量空间数据的数据存储和处理能力，能够高效处理各种类型的数据，提供整个系统的数据支持。
2 系统设计
系统基于Visual Studio平台开发设计，实现美观的人机交互界面。主要系统功能模块框架如图2所示。
基于图2模块框架，部分功能设计如下：
2.1 数据的导入、导出功能
系统利用架构中二次开发的转换方法，只能选择具体的方法，提供导入及导出多种数据来源的格式数据，其中包括GPS、文本坐标，各种全站仪采集的数据，可直接读取SHP、DXF、DWG、VCT、EOO等数据格式。
2.2 坐标转换功能
系统提供数据的坐标转换，使得各种坐标可以互相关联利用，便于拓展和兼容其它平台。坐标转换主要使用建模组件中的分线性回归分析算法来实现的[2]。
2.3 地图基本功能的操作
提供常用的地图浏览功能，通过自己开发的绘制函数动态库，提供可靠的建模和绘制功能，此外可以根据3D坐标、边界索引、空中俯视等对地图进行精准的定位，通过选择对象进行其属性的查询，得到相应的空间信息并可以导出此坐标。效果如图3所示。
图3 空中视图
图4 对象效果
2.4 空间数据迭代分析
系统提供空间迭代数据叠加分析和个性化分析功能：空间迭代功能分析中对选择的对象实行高斯迭代方法，将导入的各类土地利用数据进行确定性分析，然后将各个图层对象迭代，最终绘制空间地图；个性化分析需要操作人员选择所需的迭代方式进行分析，各种分析也会更具个性化的需求得到相应的对象地图。效果如图4所示。
2.5 地图对比分析
系统满足用户业务管理的需要，提供将不同地区、不同时期的地图数据进行对比查询分析，用户自由选择对比图层，利用马尔可夫链原理排列多地图窗口同步操作的方式来提供对比分析的功能。效果如图5所示。
图5 对比分析效果
2.6 数据显示浏览
在主界面的数据列表中设计一个数据项，与之相关的属性数据将以表格方式显示。页面如图6所示。
图6 数据显示浏览图
3 数据库关键技术
数据库关键技术包含平台技术和空间数据组织两部分。
3.1 平台技术
系统采用关系型数据库Oracle配合二次开发的ArcSDE软件平台技术来统一管理空间数据、属性数据和界址点数据表，确保空间和非空间数据的完整高效的存储，为界面端GIS应用功能开发和空间信息的直观描述提供底层的支持。为了将土地集约数据、文件数据、报表数据等入库构成Oracle管理的数据库，使用ArcSDE（Spatial Data Engine即空间数据引擎）实现客户端与数据库的联接[3]。
当采用中间件访问时在服务器端要部署ArcSDE，它的连接机制是在服务器端把客户端空间请求转换成SQL命令发送到RDBMS上，并解释返回的数据。因此直接连接时在客户端耽误的时间较多，而间接连接时在服务器端耽误的时间较多。是采用动态直接连接还是中间件连接，要根据客户端的数量、服务器的性能、数据库的大小、访问等待时间长短等因素决定。
3.2 空间数据组织[4]
空间数据可按空间数据的逻辑关系或属性，如图7所示。主要实现过程：
（1）建立数据集，并设置数据集的投影系统和地理坐标系统；
（2）创建要素类，调查数据结构；
（3）向要素类中加载数据，检验数据的合法性；
（4）构建要素类之间的拓扑关系，检验、修正拓扑错误；
（5）构建图属实体间对应关系。
图7 空间数据组织方式
4 结 语
系统在数据管理的核心采用的是国际领先的ArcGIS 技术，采用在Oracle数据库上运行ArcSDE 的数据库模式，结合二次开发的数据库引擎，构建出构架完整、功能丰富的开发区土地集约利用评价系统，具有产品成熟度高、空间数据管理海量、空间分析能力强、应用广泛等特点。系统核心产品采用基于ArcSDE二次开发的组件/控件/自定义实现的API来实现的中间件；完美支持GeoDatabase数据模型的集成化要求，能够高效地处理空间数据。正是这种组件的技术使得最终的产品可以按照用户的需求快速地自定义开发，有效解决了信息化系统对数据用户决策判断的支持、方便了信息统计和发布，从而使得土地的利用能够更加合理高效。
参考文献
[1]孟斌，王劲峰.地理数据尺度转换方法研究进展[J].地理学报， 2005， 60（2）： 277-288.
[2]张金萍.城市土地集约利用潜力评价信息系统构建浅析[J].世界科技研究与发展， 2006， 28（4）： 65-69.
[3]费江涛，张晓清，潘清.基于表结构的海量数据管理系统技术综述[J].计算机与现代化，2010（1）：166-169
[4]刘长靑.基于本体的地震多源数据协同检索研究[D].北京：首都师范大学，2012
摘 要：随着地理信息技术的发展，使得全方位的掌控土地资源的合理利用更加方便、系统化。针对土地利用信息、规划信息、各类土地在利用中的比例分析来实现对土地资源的管理，使得土地利用更加高效合理化。系统主要实现统计分析、计量分析、动态模型的创建、GIS空间分析，用来处理通过手持终端和遥感采集来的元数据，将其绘制成文档或地图供直观参考，同时可以有效地分析利用情况、水域面积、绿化比例、规划合理性等信息，并可导出各类分析报告。
关键词：空间数据；ArcSDE数据引擎；GIS；信息化
中图分类号：F293.2 文献标志码：A 文章编号：2095-1302（2014）10-00-02
0 引 言
土地利用率已经成为现今社会发展的一大障碍，由此也成为当今研究的一个重要课题。尤其是在工业化和城镇化建设不断加快的今天，如何处理好土地资源和当今社会发展的关系，保证社会发展和自然和谐的原则，创建人与自然和谐相处的美好景象，由此转变土地利用方式是保障社会可持续发展的持久动力。有关的土地利用的研究开始深入，其研究内容设计生态学和地理学。主要研究土地利用变化机理、过程及效应进行分析统计[1]，同时通过系统数据的统计分析来解决土地利用效率低、空间布局不合理、资源利用不合理等问题。实现对土地利用、社会经济发展工作的监测与统计分析，为全土地集约利用管理提供全面、科学的基础数据和统计分析报告。土地集约利用信息化系统最终可以优化土地资源的配置，为当今社会、经济、自然和谐可持续发展提供一体化的信息化平台。
1 系统架构
1.1 主要架构
系统以土地集约利用架构作为基础，采用基于MIS、GIS、报表、表单等组建技术，为土地集约业务提供灵活的、可扩展的定制支持，以形成相应的检测区土地集约利用的业务模型和业务应用模块。
所有对数据的访问都由ArcSDE数据引擎实现。通过ArcSDE数据引擎实现对空间数据和非空间数据、结构化数据和非结构化数据进行整合、提取，形成完整的业务数据对象，为平台所支持的土地集约利用业务应用提供数据源。系统的总体结构如图1所示：
1.2 架构特点
土地利用信息系统界面供操作人员用来统计和分析数据，并提供合理可靠的参考。
图1 土地集约利用信息系统的架构
土地集约利用架构，完成各大功能组件，为管理系统提供数据分析和处理的各大功能。
土地集约数据库为整个系统这个海量空间数据的数据存储和处理能力，能够高效处理各种类型的数据，提供整个系统的数据支持。
2 系统设计
系统基于Visual Studio平台开发设计，实现美观的人机交互界面。主要系统功能模块框架如图2所示。
基于图2模块框架，部分功能设计如下：
2.1 数据的导入、导出功能
系统利用架构中二次开发的转换方法，只能选择具体的方法，提供导入及导出多种数据来源的格式数据，其中包括GPS、文本坐标，各种全站仪采集的数据，可直接读取SHP、DXF、DWG、VCT、EOO等数据格式。
2.2 坐标转换功能
系统提供数据的坐标转换，使得各种坐标可以互相关联利用，便于拓展和兼容其它平台。坐标转换主要使用建模组件中的分线性回归分析算法来实现的[2]。
2.3 地图基本功能的操作
提供常用的地图浏览功能，通过自己开发的绘制函数动态库，提供可靠的建模和绘制功能，此外可以根据3D坐标、边界索引、空中俯视等对地图进行精准的定位，通过选择对象进行其属性的查询，得到相应的空间信息并可以导出此坐标。效果如图3所示。
图3 空中视图
图4 对象效果
2.4 空间数据迭代分析
系统提供空间迭代数据叠加分析和个性化分析功能：空间迭代功能分析中对选择的对象实行高斯迭代方法，将导入的各类土地利用数据进行确定性分析，然后将各个图层对象迭代，最终绘制空间地图；个性化分析需要操作人员选择所需的迭代方式进行分析，各种分析也会更具个性化的需求得到相应的对象地图。效果如图4所示。
2.5 地图对比分析
系统满足用户业务管理的需要，提供将不同地区、不同时期的地图数据进行对比查询分析，用户自由选择对比图层，利用马尔可夫链原理排列多地图窗口同步操作的方式来提供对比分析的功能。效果如图5所示。
图5 对比分析效果
2.6 数据显示浏览
在主界面的数据列表中设计一个数据项，与之相关的属性数据将以表格方式显示。页面如图6所示。
图6 数据显示浏览图
3 数据库关键技术
数据库关键技术包含平台技术和空间数据组织两部分。
3.1 平台技术
系统采用关系型数据库Oracle配合二次开发的ArcSDE软件平台技术来统一管理空间数据、属性数据和界址点数据表，确保空间和非空间数据的完整高效的存储，为界面端GIS应用功能开发和空间信息的直观描述提供底层的支持。为了将土地集约数据、文件数据、报表数据等入库构成Oracle管理的数据库，使用ArcSDE（Spatial Data Engine即空间数据引擎）实现客户端与数据库的联接[3]。
当采用中间件访问时在服务器端要部署ArcSDE，它的连接机制是在服务器端把客户端空间请求转换成SQL命令发送到RDBMS上，并解释返回的数据。因此直接连接时在客户端耽误的时间较多，而间接连接时在服务器端耽误的时间较多。是采用动态直接连接还是中间件连接，要根据客户端的数量、服务器的性能、数据库的大小、访问等待时间长短等因素决定。
3.2 空间数据组织[4]
空间数据可按空间数据的逻辑关系或属性，如图7所示。主要实现过程：
（1）建立数据集，并设置数据集的投影系统和地理坐标系统；
（2）创建要素类，调查数据结构；
（3）向要素类中加载数据，检验数据的合法性；
（4）构建要素类之间的拓扑关系，检验、修正拓扑错误；
（5）构建图属实体间对应关系。
图7 空间数据组织方式
4 结 语
系统在数据管理的核心采用的是国际领先的ArcGIS 技术，采用在Oracle数据库上运行ArcSDE 的数据库模式，结合二次开发的数据库引擎，构建出构架完整、功能丰富的开发区土地集约利用评价系统，具有产品成熟度高、空间数据管理海量、空间分析能力强、应用广泛等特点。系统核心产品采用基于ArcSDE二次开发的组件/控件/自定义实现的API来实现的中间件；完美支持GeoDatabase数据模型的集成化要求，能够高效地处理空间数据。正是这种组件的技术使得最终的产品可以按照用户的需求快速地自定义开发，有效解决了信息化系统对数据用户决策判断的支持、方便了信息统计和发布，从而使得土地的利用能够更加合理高效。
参考文献
[1]孟斌，王劲峰.地理数据尺度转换方法研究进展[J].地理学报， 2005， 60（2）： 277-288.
[2]张金萍.城市土地集约利用潜力评价信息系统构建浅析[J].世界科技研究与发展， 2006， 28（4）： 65-69.
[3]费江涛，张晓清，潘清.基于表结构的海量数据管理系统技术综述[J].计算机与现代化，2010（1）：166-169
[4]刘长靑.基于本体的地震多源数据协同检索研究[D].北京：首都师范大学，2012
摘 要：随着地理信息技术的发展，使得全方位的掌控土地资源的合理利用更加方便、系统化。针对土地利用信息、规划信息、各类土地在利用中的比例分析来实现对土地资源的管理，使得土地利用更加高效合理化。系统主要实现统计分析、计量分析、动态模型的创建、GIS空间分析，用来处理通过手持终端和遥感采集来的元数据，将其绘制成文档或地图供直观参考，同时可以有效地分析利用情况、水域面积、绿化比例、规划合理性等信息，并可导出各类分析报告。
关键词：空间数据；ArcSDE数据引擎；GIS；信息化
中图分类号：F293.2 文献标志码：A 文章编号：2095-1302（2014）10-00-02
0 引 言
土地利用率已经成为现今社会发展的一大障碍，由此也成为当今研究的一个重要课题。尤其是在工业化和城镇化建设不断加快的今天，如何处理好土地资源和当今社会发展的关系，保证社会发展和自然和谐的原则，创建人与自然和谐相处的美好景象，由此转变土地利用方式是保障社会可持续发展的持久动力。有关的土地利用的研究开始深入，其研究内容设计生态学和地理学。主要研究土地利用变化机理、过程及效应进行分析统计[1]，同时通过系统数据的统计分析来解决土地利用效率低、空间布局不合理、资源利用不合理等问题。实现对土地利用、社会经济发展工作的监测与统计分析，为全土地集约利用管理提供全面、科学的基础数据和统计分析报告。土地集约利用信息化系统最终可以优化土地资源的配置，为当今社会、经济、自然和谐可持续发展提供一体化的信息化平台。
1 系统架构
1.1 主要架构
系统以土地集约利用架构作为基础，采用基于MIS、GIS、报表、表单等组建技术，为土地集约业务提供灵活的、可扩展的定制支持，以形成相应的检测区土地集约利用的业务模型和业务应用模块。
所有对数据的访问都由ArcSDE数据引擎实现。通过ArcSDE数据引擎实现对空间数据和非空间数据、结构化数据和非结构化数据进行整合、提取，形成完整的业务数据对象，为平台所支持的土地集约利用业务应用提供数据源。系统的总体结构如图1所示：
1.2 架构特点
土地利用信息系统界面供操作人员用来统计和分析数据，并提供合理可靠的参考。
图1 土地集约利用信息系统的架构
土地集约利用架构，完成各大功能组件，为管理系统提供数据分析和处理的各大功能。
土地集约数据库为整个系统这个海量空间数据的数据存储和处理能力，能够高效处理各种类型的数据，提供整个系统的数据支持。
2 系统设计
系统基于Visual Studio平台开发设计，实现美观的人机交互界面。主要系统功能模块框架如图2所示。
基于图2模块框架，部分功能设计如下：
2.1 数据的导入、导出功能
系统利用架构中二次开发的转换方法，只能选择具体的方法，提供导入及导出多种数据来源的格式数据，其中包括GPS、文本坐标，各种全站仪采集的数据，可直接读取SHP、DXF、DWG、VCT、EOO等数据格式。
2.2 坐标转换功能
系统提供数据的坐标转换，使得各种坐标可以互相关联利用，便于拓展和兼容其它平台。坐标转换主要使用建模组件中的分线性回归分析算法来实现的[2]。
2.3 地图基本功能的操作
提供常用的地图浏览功能，通过自己开发的绘制函数动态库，提供可靠的建模和绘制功能，此外可以根据3D坐标、边界索引、空中俯视等对地图进行精准的定位，通过选择对象进行其属性的查询，得到相应的空间信息并可以导出此坐标。效果如图3所示。
图3 空中视图
图4 对象效果
2.4 空间数据迭代分析
系统提供空间迭代数据叠加分析和个性化分析功能：空间迭代功能分析中对选择的对象实行高斯迭代方法，将导入的各类土地利用数据进行确定性分析，然后将各个图层对象迭代，最终绘制空间地图；个性化分析需要操作人员选择所需的迭代方式进行分析，各种分析也会更具个性化的需求得到相应的对象地图。效果如图4所示。
2.5 地图对比分析
系统满足用户业务管理的需要，提供将不同地区、不同时期的地图数据进行对比查询分析，用户自由选择对比图层，利用马尔可夫链原理排列多地图窗口同步操作的方式来提供对比分析的功能。效果如图5所示。
图5 对比分析效果
2.6 数据显示浏览
在主界面的数据列表中设计一个数据项，与之相关的属性数据将以表格方式显示。页面如图6所示。
图6 数据显示浏览图
3 数据库关键技术
数据库关键技术包含平台技术和空间数据组织两部分。
3.1 平台技术
系统采用关系型数据库Oracle配合二次开发的ArcSDE软件平台技术来统一管理空间数据、属性数据和界址点数据表，确保空间和非空间数据的完整高效的存储，为界面端GIS应用功能开发和空间信息的直观描述提供底层的支持。为了将土地集约数据、文件数据、报表数据等入库构成Oracle管理的数据库，使用ArcSDE（Spatial Data Engine即空间数据引擎）实现客户端与数据库的联接[3]。
当采用中间件访问时在服务器端要部署ArcSDE，它的连接机制是在服务器端把客户端空间请求转换成SQL命令发送到RDBMS上，并解释返回的数据。因此直接连接时在客户端耽误的时间较多，而间接连接时在服务器端耽误的时间较多。是采用动态直接连接还是中间件连接，要根据客户端的数量、服务器的性能、数据库的大小、访问等待时间长短等因素决定。
3.2 空间数据组织[4]
空间数据可按空间数据的逻辑关系或属性，如图7所示。主要实现过程：
（1）建立数据集，并设置数据集的投影系统和地理坐标系统；
（2）创建要素类，调查数据结构；
（3）向要素类中加载数据，检验数据的合法性；
（4）构建要素类之间的拓扑关系，检验、修正拓扑错误；
（5）构建图属实体间对应关系。
图7 空间数据组织方式
4 结 语
系统在数据管理的核心采用的是国际领先的ArcGIS 技术，采用在Oracle数据库上运行ArcSDE 的数据库模式，结合二次开发的数据库引擎，构建出构架完整、功能丰富的开发区土地集约利用评价系统，具有产品成熟度高、空间数据管理海量、空间分析能力强、应用广泛等特点。系统核心产品采用基于ArcSDE二次开发的组件/控件/自定义实现的API来实现的中间件；完美支持GeoDatabase数据模型的集成化要求，能够高效地处理空间数据。正是这种组件的技术使得最终的产品可以按照用户的需求快速地自定义开发，有效解决了信息化系统对数据用户决策判断的支持、方便了信息统计和发布，从而使得土地的利用能够更加合理高效。
参考文献
[1]孟斌，王劲峰.地理数据尺度转换方法研究进展[J].地理学报， 2005， 60（2）： 277-288.
[2]张金萍.城市土地集约利用潜力评价信息系统构建浅析[J].世界科技研究与发展， 2006， 28（4）： 65-69.
[3]费江涛，张晓清，潘清.基于表结构的海量数据管理系统技术综述[J].计算机与现代化，2010（1）：166-169
[4]刘长靑.基于本体的地震多源数据协同检索研究[D].北京：首都师范大学，2012
