應用ArcGIS的資源管理信息系統設計研究

汪淑霞

摘 要：由于數字林業中業務數據與日俱增，現有林業資源管理系統存在運行效率低下、操作繁瑣、功能不完善等問題，難以滿足當前海量數據瀏覽、數據管理、質量控制以及成果驗收等需求。本文以我國林業大省黑龍江數字林業的建設為例，對應用GIS手段開發林業資源管理信息系統的關鍵技術進行深入剖析和探討，在此基礎上運用面向對象思想方法，對B/S架構的林業資源管理系統和C/S架構林業數據管理信息系統進行需求分析和設計，并完成系統開發工作。

關鍵詞：ArcGIS 林業 資源管理系統 架構設計

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（c）-0132-02

數字林業系統建設為林業發展創建高效的管理機制，在我國信息化發展過程中，對保護森林資源、促進林業產業發展起到了重要作用。數字林業系統中對數據管理、數據展示、查詢、分析等功能的應用，可以幫助決策者掌握林業資源概況并制定合理決策，為林業資源規劃提供技術服務，最大程度降低生態建設工程建設問題，推動經濟發展。林業信息化發展能夠帶動其他學科進步，是未來林業產業發展的重要方向。

1 系統功能需求

省級數字林業數據管理系統利用可視化的信息顯示平臺，對林業數據代碼進行維護，實現國家代碼與地方代碼相互轉換，對林業數據的幾何特征進行拓撲檢查并改正拓撲錯誤。根據林業調查實際工作需要，該系統的主要功能包括以下幾個方面。

1.1 數據入庫

提供加載shapefile格式的數據的功能，并對所加載的數據進行拓撲檢查、空值檢查、值域檢查、小班惟一性檢查、自定義條件檢查，對檢查后的數據進行導入到SDE和從SDE導出的服務。其主要功能是對數據拓撲進行檢查并修復，然后入庫。

1.2 視圖操作

視圖操作是系統的基本功能，是使用其他功能的基礎，可對加載在窗口中的視圖進行一系列的操作，如：拉框放大、拉框縮小、全圖顯示、平移地圖、前一視圖、后一視圖、縮放到選擇集、清除選擇集等。

縮放地圖：包括放大地圖，縮小地圖，連續縮放地圖等功能。

漫游地圖：可通過拖動瀏覽并查看任意范圍內的地圖內容。

全圖顯示：將所有圖層的全部地圖內容縮放到整個視圖的中心位置。

縮放到選擇集：當用戶在數據中做了查詢或選擇后，可以快速縮放到選擇的位置，方便用戶對選中的數據進行瀏覽。

清除選擇集：對所做的選擇集進行清除。

1.3 查詢功能

包括查看屬性表、SQL查詢、點選查詢、框選查詢。主要功能是用SQL語句或以點選（或框選）的形式選擇地圖要素，必要時可縮放至選擇集，對其進行相關操作，結束操作后再清除選擇集。

1.4 代碼管理

數據編碼轉換功能完成國家編碼與黑龍江數據生產編碼的相互轉換，以方便將國家編碼的數據轉換為黑龍江省編碼，方便數據生產人員使用。

1.5 生成統計報表功能

對各類資源的各種因子進行統計，將統計結果以報表形式體現，并可以導出到Excel表格中，為決策者的方案提供數據支持。

1.6 快速定位功能

針對作業人員需要快速定位到某一地點的需求，系統提供多種快速定位功能，可根據坐標、圖幅號、小班等定位條件直接定位到目標，并顯示在當前視圖中。

1.7 三維瀏覽功能

系統支持在三維環境下對目標區域進行放大、縮小、漫游、視角調整等功能，三維林業資源數據的展現，對客觀世界的表達能給人更加真實的感受，不僅能表達空間對象間的平面關系，而且能描述和表達它們之間的垂向關系，為數據使用人員提供更加豐富的信息。

1.8 生成專題圖的功能

根據用戶要求調用數據生成滿足某種特定條件的專題圖，并為圖幅添加圖例、圖號、指北針等專地圖元素，將制作好的專題圖打印輸出。

2 系統開發平臺的選擇

2.1 地理信息系統平臺

地理信息系統開發平臺的選擇對于系統的運行效率和系統功能至關重要，黑龍江林業資源管理系統在基礎平臺的選擇上考慮了多種因素，在綜合考慮系統對數據的管理和處理能力、二次開發的簡潔性和靈活性、可擴展性、系統穩定性等因素，采用ESRI公司的軟件產品作為GIS開發平臺。

B/S架構的林業資源管理系統基于ArcGIS Server進行開發，Arc GIS Server在構建企業級地理信息應用服務平臺中具有顯著的優勢，該技術在基于網絡的應用程序開發中應用廣泛，功能全面，能夠實現對地理數據的查詢、管理、檢索、分析等一系列高級操作。ArcGIS Server SDK使開發人員可以建立集中式的GIS服務來實現GIS功能，發布基于Web的GIS應用，執行分布式的GIS運算等。

采用ArcGIS Server創建的應用程序可以在多種客戶端上應用，包括ArcGIS Desktop桌面產品以及用ArcGIS Engine開發的應用程序等。

C/S架構的林業數據管理系統基于ArcGIS Engine進行二次開發，ArcGIS Engine是ESRI推出的地圖組件庫，是基于AO進行構建的，AE組件庫中基本封裝了ArcGIS的所有功能，能夠定制開發各種應用程序，組件庫所包含的功能涵蓋數據創建、瀏覽、查詢、編輯、符號化、數據質檢、數據分析、地圖出圖等一系列高級應用。此外，AE支持所有標準的開發環境，如：.NET、COM、C++等環境，開發人員不需要額外學習編程語言，支持所有主流的操作系統，如：windows、UNIX、Linux等，是一種應用廣泛且兼容性好的開發環境。

2.2 系統總體設計

2.2.1 系統架構

省級數字林業系統是為各項林業工作服務的信息系統，系統的體系結構采用分層設計的方式，系統主要劃分為應用層（林業業務的具體應用）、應用服務層（提供功能借口）和提供數據支持的數據資源層（如圖1）。體系結構層次的劃分，可建立起統一的數據平臺及應用服務平臺，在這基礎之上構建各項應用模塊。endprint

數據資源層集中存儲與管理各種與林業各項工作相關的數據，主要包括系統數據庫、空間數據庫和業務數據庫。空間數據庫由基礎地理數據庫和小班數據庫組成，基礎地理數據庫主要包含各種基礎地理信息數據，如地形、影像、行政區、道路、水系等；而小班數據庫包含了小班信息數據。業務數據庫包含了林業各項工作所涉及的信息，如用戶人員信息、元數據等。系統數據庫是存儲系統運行相關信息的數據庫。

數據資源層之上是應用服務層，應用服務層提供了各種接口，即提供了地圖服務、空間數據服務、數據訪問服務及用戶權限的統一控制等公共服務接口，各項業務的具體應用都可調用這些公共服務接口。

應用層包含了各項林業相關業務的具體應用，如三維展示、小班查詢、資源統計等。應用層中的各個應用易于封裝成獨立的模塊，同時各應用模塊間又具有一定的耦合度，均基于共同的應用服務層和數據資源層，有機地構成了一個統一化、集成化的數字林業GIS系統。系統架構如圖1所示。

2.2.2 B/S系統功能模塊總體設計

B/S林業資源管理系統主要功能有：基礎地理信息三維展示、行政單位定位、各級單位資源概況查詢、輔助定位、資源統計、以不同資源因子顯示資源信息、信息查詢、鳥瞰及飛行瀏覽、輔助分析，每個功能模塊中又包含了更詳細的功能。

2.2.3 C/S系統功能模塊總體設計

C/S系統基于ArcObjects組件開發，根據作業需要，開發以下功能：拓撲檢查、數據屬性檢查、圖形可視化操作、數據導入導出、數據編碼轉換及后續相關業務功能。通過各相關功能組件，實現對生產作業數據與空間數據庫之間的相互轉換與導入導出。

3 結語

規劃并提出林業管理平臺總體建設方案。構建基于B/S和C/S混合結構的黑龍江林業資源管理系統，并進行了系統需求分析、系統總體設計以及功能模塊的詳細設計。

參考文獻

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