基于GIS的山西古城系統的設計與實現

薛江帆 張會霞 牛俊杰

歷史古城是人類與自然相互交融和發展的一種體現，反映出我國不同地域不同歷史階段的獨特且合理的文明現象。山西古建筑文化歷史悠久、底蘊深厚、現存古城資源眾多。但山西地勢多山且不便利的交通，給古城遺址的保護和發展帶了很多不便。并且古城旅游開發符合山西省經濟轉型的重要戰略，也是其旅游轉型的重要方向。所以高效且便捷的山西古城信息管理十分重要。

隨著我國互聯網和地理信息系統的發展，在古代建筑的保護和信息保存上早就有了多種且有效的手段。但在以往學者的研究中，學者多以單一建筑的保護建立數字化模型，如王崇恩等對歷史建筑以建立歷史建筑信息模型的方式進行研究，白焱利用REVIT技術將山西晉祠魚沼飛梁進行了還原。他們的主要研究都是對單個建筑進行具體分析，雖然這些研究詳細并且全面，但只是單一的研究古代建筑的信息，沒有把握建筑之間的關聯性和完整性。而地理信息系統的二次開發就是綜合表達和管理地理信息最常用的方法之一。本文采用SQL Sever2012存儲屬性數據，采用C#開發ArcGIS Engine組件建立山西古城管理系統。

一、系統設計

1.系統開發的目標

本研究以山西為例，搜集和查詢山西古代城市的基本數據，并對數據進行分析和處理。建立山西古城管理系統。主要是為了方便人們對古城數據的管理和保護，使用系統中的功能可以方便人們對山西古城信息查詢及信息保護。

具體來說，就是開發一個山西古代城市信息數據庫管理系統，建立山西古城數據庫，并搭建山西古城信息系統。最終對山西古城數據庫系統進行運行和維護，滿足系統開發的基本需求。

2.系統結構設計

該系統使用C/S結構。

前端的客戶機，主要完成用戶界面顯示，完成山西古城地圖的瀏覽、屬性查詢、多媒體查詢等應用功能。后端的服務器，主要是運行DBMS，在服務器中儲存山西古城的數據信息，方便對古城信息進行存儲和更新，提供數據庫的查詢和管理。

該系統包括數據加載、數據庫連接、地圖瀏覽、屬性查詢和多媒體查詢等功能。

二、數據庫的設計

地理數據庫是地理信息系統數據管理的基礎。該數據庫主要包含了兩大類數據：空間數據和屬性數據。古城位置信息根據相關資料標注，屬性信息來源于山西省文物局官網，山西省其他矢量數據來源于CSDN官網。

1.空間數據庫的設計

使用ArcGIS軟件矢量化山西古城。先矢量化山西行政圖。對山西省一到五級河流、基本道路和基本鐵路等信息相對于地圖進行配準。然后使用ArcCatalog新建點、線、面數據圖層，修改地理坐標系和地圖投影，最后在ArcGIS中由底圖添加古城數據，繪出山西省行政區、交通和河流的等信息，完成矢量化。可以更加直觀和準確地表達山西古城數據的分布范圍和分布密度等信息。

2.屬性數據庫的設計

屬性數據庫的主要信息有山西各個古城的歸屬省、歸屬市、歸屬縣、遺址名稱、遺址朝代、建城朝代等字段以及文字介紹、圖片和視頻信息，并存儲在SQL Sever 2012中。空間數據加載前將屬性數據庫連接到空間數據庫上。

三、系統功能的實現

1.數據庫連接

（1）首先在系統開發的程序中定義數據庫的連接字符串，包括datasource服務器，Initial Catalog數據庫名和身份驗證信息。

（2）定義數據庫連接變量并傳入數據庫連接字符串參數。

（3）打開數據庫連接。

（4）string SQLstr01 = "Select * from 山西古城信息"，定義查詢語句。

（5）SqlDataAdapter MyAdapter = new SqlDataAdapter(SQLstr01, conn01)。

（6）新建一個空的數據集。

（7）執行SQL，將結果給ds01。

（8）打開窗體，填充數據。

2.瀏覽功能

主要是對山西古城地圖進行地圖瀏覽的功能的開發。利用ToolbarControl控件可以使鼠標實現矩形框任意放大縮小功能，還可以點擊“地球”樣式的圖標進行全圖顯示。使用MapControl控件和EagleEyeMapControl控件實現數據視圖和鷹眼的功能。再使用PageLayoutControl控件可以實現視圖功能，方便用戶輸出地圖信息，可以用來制作所需的山西古城專題化地圖。也可以在axTOCControl控件中添加contextMenuStrip控件進行屬性表的瀏覽。

3.查詢功能

屬性查詢：基于山西古城的空間數據，通過構建SQL查詢語句來進行搜索，首先使用IQueryFilter接口定義屬性查詢的條件，再使用WhereClause方法輸入where的子句，從而得到查詢的結果，查詢的結果會顯示在地圖上，如圖1所示。

圖1 屬性查詢

4.多媒體查詢功能

把山西古代城市的信息儲存在數據庫中。通過山西古城的名稱進行查詢，系統會彈出窗口并利用richTextBox、pictureBox、WindowsMediaPlayer控件顯示文字介紹和圖片并播放介紹視頻，如圖2所示。信息可以讓使用者從多個方面了解山西古城的過去和現狀，更加直觀地表現出古城信息。

圖2 多媒體查詢

四、結論

本文以山西古城數據庫管理系統為例，以山西省基礎地理信息、空間地理信息為核心，論述基于ArcGIS Engine二次開發一個古城信息系統的過程。在開發的過程中要遵循了科學合理原則，不但滿足山西古城遺址的多樣化查詢，而且建立一個完善山西古城管理的系統。使用該系統就可以查詢相應的山西古城信息，使人們可以更加方便快捷地了解山西現存歷史文化古城，也能幫助人們更好地了解深厚的山西文化，從而對古城加以保護和發揚。