基于SuperMap的蚌埠市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉虎

(蚌埠市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，安徽蚌埠 233000)

1 引言

隨著信息技術(shù)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(jīng)成為掌握未來發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)主動(dòng)權(quán)和制高點(diǎn)的重要條件。目前，蚌埠市基礎(chǔ)測(cè)繪成果以南方CASS軟件制圖居多。CASS數(shù)據(jù)依托于AutoCAD的DWG圖形數(shù)據(jù)庫，以圖元為單位記錄數(shù)據(jù)［1］。單個(gè)實(shí)體或圖元的數(shù)據(jù)記錄中通常包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，它主要存儲(chǔ)圖元的幾何數(shù)據(jù)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?fù)潢P(guān)系等地理信息數(shù)據(jù)的特點(diǎn)［2］，難以滿足深入的空間數(shù)據(jù)分析應(yīng)用需求。因此，將基于CASS的基礎(chǔ)測(cè)繪成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS格式數(shù)據(jù)，并用數(shù)據(jù)庫予以統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫建設(shè)迫在眉睫。

本文闡述了基于國產(chǎn) GIS軟件平臺(tái)SuperMap GIS［3］，利用 SuperMap D－Manager數(shù)據(jù)管理平臺(tái)［4］和SuperMap Objects二次開發(fā)組件［5］，開發(fā)和建立一個(gè)易于使用、靈活、功能強(qiáng)大的蚌埠市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)蚌埠市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫海量數(shù)據(jù)的高效管理、分發(fā)和應(yīng)用的業(yè)務(wù)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)與原始測(cè)繪數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，用以滿足蚌埠市對(duì)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用的需求。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

考慮到了管理數(shù)據(jù)量較大，按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性、實(shí)用性、先進(jìn)性、安全性、穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性原則，本項(xiàng)目選擇以O(shè)racle搭建核心數(shù)據(jù)庫，采用SuperMap及其相關(guān)組件和組件式(COM)開發(fā)技術(shù)開發(fā)空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理工具包。

2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

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

圖1 數(shù)據(jù)庫總體結(jié)構(gòu)

2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

CASS數(shù)據(jù)不能直接入庫，必須首先轉(zhuǎn)換為GIS格式，然后存入空間數(shù)據(jù)庫?；诂F(xiàn)有CASS數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，本著不丟失空間地物要素和屬性信息的前提，首先制定、設(shè)計(jì)、開發(fā)一套CASS碼和地理信息國標(biāo)碼的對(duì)照表。對(duì)原始CASS數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，嚴(yán)格按照點(diǎn)、線、面對(duì)地物要素進(jìn)行編輯。然后根據(jù)對(duì)照表將整理后的CASS圖轉(zhuǎn)換為SuperMap格式數(shù)據(jù)，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行包括拓?fù)錂z查等在內(nèi)的質(zhì)量檢查，合格則錄入數(shù)據(jù)庫中，否則再次對(duì)CASS數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和格式轉(zhuǎn)換，如圖2所示。

圖2數(shù)據(jù)處理、入庫流程圖

蚌埠市基礎(chǔ)地理空間信息數(shù)據(jù)庫擬以已有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施為支撐、以地理空間信息資源為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)共享與交換技術(shù)、軟件開發(fā)技術(shù)等結(jié)合，統(tǒng)一構(gòu)建、集中共享的管理模式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)總體框架圖

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)上述分析設(shè)計(jì)，蚌埠市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括3個(gè)模塊:數(shù)據(jù)處理工具包、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查子系統(tǒng)和空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。

(1)數(shù)據(jù)處理工具包

數(shù)據(jù)處理工具包主要包括3個(gè)子模塊:數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制作模塊用于新建、管理和編輯數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)XML文件;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊用于CASS數(shù)據(jù)到SuperMap數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并借助SuperMap桌面軟件對(duì)CASS圖進(jìn)行整理、查錯(cuò);數(shù)據(jù)入庫模塊用于SuperMap格式數(shù)據(jù)的批量入庫，也支持TIF等影像數(shù)據(jù)的直接入庫。

(2)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查子系統(tǒng)

為了確保數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)質(zhì)量，需要在入庫之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查，如果數(shù)據(jù)檢查不合格，需要找到錯(cuò)誤位置并修改，直到滿足質(zhì)量要求才能入庫。數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查子系統(tǒng)提供了4種類型的檢查:圖層結(jié)構(gòu)、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(jù)，關(guān)注的數(shù)據(jù)特征也不相同。針對(duì)基礎(chǔ)建庫中數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，系統(tǒng)提供了任務(wù)式的批量檢查，通過把不同的檢查任務(wù)添加到檢查方案中，根據(jù)檢查方案進(jìn)行批量數(shù)據(jù)檢查，提高了檢查效率。此外，系統(tǒng)還提供了錯(cuò)誤數(shù)據(jù)定位、檢查日志管理等功能模塊，方便用戶查看質(zhì)量檢查結(jié)果。質(zhì)量檢查流程如圖4所示。

圖4 質(zhì)量檢查流程示意圖

(3)空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)是整個(gè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的核心系統(tǒng)，用于各種地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和管理，實(shí)現(xiàn)多源、多尺度、海量空間數(shù)據(jù)的集成管理與更新維護(hù)，并依托于庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行一些分析應(yīng)用。系統(tǒng)主要功能模塊包括目錄管理模塊、數(shù)據(jù)庫邏輯管理模塊、視圖展示模塊、數(shù)據(jù)查詢與分析統(tǒng)計(jì)模塊、數(shù)據(jù)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(jù)管理子系統(tǒng)主界面。

圖5 蚌埠市空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

3 結(jié)論

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是空間信息產(chǎn)業(yè)的基石。本系統(tǒng)采用國產(chǎn)SuperMap軟件和組件式開發(fā)技術(shù)，在功能和規(guī)模上具有良好的先進(jìn)性、伸縮性和擴(kuò)展性。空間數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的很多統(tǒng)計(jì)分析功能為各部門的應(yīng)用分析提供了方便，具有很好的運(yùn)用前景。經(jīng)過一年的運(yùn)行，本系統(tǒng)已經(jīng)對(duì)5 000多幅地形圖數(shù)據(jù)進(jìn)行了入庫、更新和維護(hù)，在服務(wù)社會(huì)和生產(chǎn)中發(fā)揮了一定的作用。但是也有一些不足，比如在數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，此外分析應(yīng)用功能有限和數(shù)據(jù)更新時(shí)的一些問題，都是后續(xù)工作須完善的方向。

［1］王建設(shè)，時(shí)東玉，褚喆．AutoCAD二次開發(fā)解決二調(diào)中數(shù)據(jù)采集中的問題［J］．現(xiàn)代測(cè)繪，2008(6)．

［2］錢業(yè)宏，花向紅．AutoCAD擴(kuò)展數(shù)據(jù)在地形圖建庫中的應(yīng)用［J］．城市勘測(cè)，2008(1)．

［3］北京超圖．SuperMap Objects聯(lián)機(jī)幫助．

［4］北京超圖．SuperMap Objects程序員參考手冊(cè)．

［5］北京超圖．SuperMap Objects開發(fā)教程．