基于GIS的鐵路宗地信息管理系統設計與實現

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據管理的建設需求，研究實現了基于GIS的鐵路宗地信息管理系統。首先，從系統架構和系統功能方面介紹了系統的設計；其次，利用GIS二次開發組件ArcGIS Engine，采用插件式開發方法進行了系統實現，并對系統實現的關鍵技術進行了介紹。該系統實現了宗地的多源、多類型的數據集成管理、查詢、統計與更新等功能，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 地理信息系統 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和土地綜合開發，已經成為鐵路用地管理的必然選擇。地理信息系統（GIS）由于其強大的空間數據圖形化顯示能力、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，在國民經濟各部門得到了廣泛的應用[1]。針對鐵路部門實現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，并利用ArcGIS Engine組件與C#.NET進行了系統實現。該系統主要實現了宗地要素、測繪成果（測繪報告、CAD測量圖）、土地證等多源、多類型的數據集成管理、查詢、統計與更新等功能。

1 系統設計

1.1 系統總體架構

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

（1）數據服務層：提供數據服務。其中，鐵路宗地CAD測量圖、界址點測繪成果表數據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據庫SQL Server 2008 R2進行管理，而宗地圖數據、鐵路線數據以及基礎底圖數據則存儲在基于空間數據引擎（ArcSDE）的空間數據庫。

（2）業務支持層：業務支持層是系統技術實現的業務邏輯，負責數據的訪問與處理。二次開發組件ArcGIS Engine及ADO.NET COM組件位于該層，可通過應用層進行調用，其中利用ArcGIS Engine接口進行空間數據訪問和操作，利用ADO.NET對屬性數據進行訪問和操作。

（3）應用層：應用層是用戶與系統進行可視化交互的界面表現部分，是系統的客戶端部分，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，管理員具有數據更新維護、用戶管理權限，一般用戶則只能對數據進行訪問。

1.2 系統功能

系統功能主要包括地圖瀏覽、地圖查詢、宗地統計、檔案管理和數據維護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、按行政區查詢、選擇要素、清空選擇及圖形等功能。

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

（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）自動存入數據庫，檔案查詢實現對數據庫中已有宗地檔案的查詢。

（5）數據維護：數據維護模塊實現用戶管理、創建宗地、刪除宗地、屬性編輯和屬性掛接等功能。其中，創建宗地功能是根據界址點測繪成果表（Excel格式）創建具有宗地名稱、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Excel屬性表對宗地屬性進行完善。

2 系統實現及關鍵技術

2.1 系統實現

系統的集成開發環境為微軟公司的Microsoft Visual Studio 2010 .NET，開發語言為C#，其中，GIS功能基于ArcGIS Engine10.2組件進行二次開發。軟件采用插件式框架，可動態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。系統實現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，系統還可以根據土地證號、宗地名稱、宗地所在地區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查詢。圖4為宗地檔案資料入庫界面。圖5為宗地統計界面，用戶可以根據宗地使用權面積、宗地所在地區及使用權類型等對宗地進行分類統計，統計結果可選擇以柱狀圖或者餅狀圖的形式呈現，還可以對各地區的宗地總數目和面積進行統計。

2.2 系統關鍵技術

（1）ArcGIS Engine組件式開發技術。

隨著計算機技術的高速發展，在我國基于GIS組件的集成開發已經成為GIS應用系統開發的主流模式[2-3]。目前，GIS業界最為著名的組件式GIS開發產品當屬ESRI公司的ArcGIS Engine。ArcGIS Engine是一款獨立于應用程序的GIS二次開發產品，是一套完備的嵌入式GIS 組件庫和工具庫，其由一個軟件開發包和可以重新分發的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據的獲取、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。