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地理信息系統設計范文1
引言
通過將地理信息系統應用到電力營銷業務系統中，能夠實現客戶服務、電力業務、故障服務等智能化管理，形成高集成的自動化系統。通過兩者融合，能夠實現電力營銷業務與其他生產專業的信息共享即業務融合，有利于擴大營銷業務的融合力度，讓電力營銷向更加專業方向發展，有效提升電力企業精細化管理水平。
1地理信息系統的簡介
地理信息系統又可以稱為GIS，是一種空間信息系統，主要是利用現代網絡地理圖形技術、數據技術來采集地球表層的地基分布數據信息，并將相關數據進行傳輸、分析、運算、儲存和顯示的技術系統[1]。通過在電力營銷系統中應用地理信息系統，能夠反映出事物的地理空間文字和將其變成可視化圖形，能夠強化電力營銷系統的空間地理環境信息，從而能夠為電網規劃、災害預測等方面提供參考依據。將地理信息系統與電力營銷系統集成起來，能夠將營銷資源與設備的屬性相連接，構建出網絡拓撲模型，便于電網企業可視化管理，能夠為空間數據提供高效、精確服務。
2營銷業務系統與GIS集成的方式
2.1集成關系
營銷業務系統與GIS的集成關系分為四個部分，分別是電網GIS空間信息服務平臺整合、營銷平臺整合、信息采集系統集成、安全生產管理系統集成。
2.2GIS系統與營銷業務應用的集成
在營銷業務方面，使用GIS能夠營銷資源系統維護和圖形系統調用兩種功能。其中，營銷資源圖形系統維護功能能夠改進功耗業務和增加客戶空間及拓撲關系，圖形系統調用能夠實現營銷資產數據的圖形管理。結合營銷GIS應用模塊和營銷業務應用模塊，能夠實現電力營銷的可視化管理，方便相關營銷人員及時根據圖形采取相應的解決措施，這樣一來，相關營銷人員就可以從系統中了解到更全面的信息數據，進而可以根據數據來進行報障、調度、處理的相關操作，為維修人員提供準確的故障信息，提升營銷業務的服務質量。
2.3與電網GIS平臺的集成
建立電網模型能夠及時了解相關用電設備信息和電網資源數據，采用GIS技術建立電網營銷平臺，能夠將用電設備信息空間位置有效結合起來，然后以圖形方式進行展示，方便營銷人員進行分析和統計，實現快速報修、搶修、線損管理等業務，是建立網格資產信息數字化管理的關鍵。
3電力營銷地理信息系統的設計與應用
3.1電力營銷地理信息系統的架構設計
電力營銷地理信息系統由數據層、數據訪問層、應用邏輯層、表現層四個部分組成[2]，如圖1所示。
3.1.1數據層在設計數據層時，需要圍繞電網地理信息系統平臺數據和營銷地理信息系統應用數據庫開展，這樣就能建立完善的數據信息服務平臺。其中，電網地理信息系統平臺數據需要包括基礎地理信息數據、電網拓撲數據、空間數據、電型圖數據、屬性數據等，從而構建基于信息平臺的電網資源圖形管理；營銷地理信息系統應用數據庫是為業管理平臺提高可靠數據的模塊，需要包括營銷業務數據、管理數據等相關信息。
3.1.2數據訪問層數據訪問層是提供數據接口的地方，通過采用邏輯組件對相關儲存數據進行管理和維護，從而為營銷地理信息系統、電網地理信息系統提供獲取業務數據、圖形數據、屬性數據即相關電網拓撲數據。相關人員可以通過數據訪問層實現對數據、文件的查看和編輯。
3.1.3應用邏輯層應用邏輯層由營銷地理信息系統應用業務邏輯組件和地理信息系統平臺應用服務組件組成。營銷地理信息系統應用業務邏輯組件是基于電網地理信息系統，是數據層與表現層的橋梁，主要功能是業務邏輯功能封裝和圖形可視化，能夠從電網總線實現對其他功能的調用。地理信息系統平臺應用服務組件是為系統提供瀏覽服務、定位服務、電網分析服務等功能的米快，主要包括空閑信息服務組件和圖形應用組件，相關操作人員能夠在界面層實現對相關業務的調用和控制。
3.1.4表現層表現層是由系統管理工具、電網資源圖形管理工具、營銷應用框架等部分組成[3]。其中，系統管理工具的作用是對系統進行管理，包括各種數據信息的采集、管理和任務調度。電網資源圖形工具的作用是方便營銷管理人員通過使用圖形進行管理和維護，主要集中于充電設備、服務網店、分布式電源、用戶營銷資源等方面。電力營銷典型應用框架是表現層的支柱，需要采用B/S結構，接著通過利用RIA技術實現對電網圖形、定位信息、電網功能的直觀展示，實現對業擴包裝、報修搶修、配網策劃等可視化管理。
3.2應用功能分析
電力營銷業務具有負責性，為了能夠保證地理信息系統能夠與電力營銷系統完美融合，就必須實現以下幾種功能：業擴管理功能、低壓線損管理、負荷分析，如圖2所示。
3.2.1業擴管理功能業擴管理是電力營銷的重點環節，能夠為電力營銷系統升級改進提供充足空間。要想做好業擴工作，就必須建立專業的用戶報裝數據庫，從而可以實現接收信息、處理信息、存儲信息的功能。通過相關信息，能夠實現負荷平衡和路徑追蹤目的，并能夠自動設置路線，能夠快速得出相關工程概況。因此，將地理信息系統應用到電力營銷系統中，能夠提升業擴管理的工作水平和效率，為用戶提供高效、及時的業擴服務。
3.2.2低壓線損管理在過去，由于傳統低壓電網管理方式有所欠缺導致低壓電網存在很嚴重的線損問題，給電力企業帶來極大損失，且電壓電網存在線損問題容易導致電能浪費和危害到電網穩定運行，強化低壓線損管理很有必要。而將地理信息系統融入到電力營銷系統中，能夠采用分臺片式方法和分線路方法來對電網線損進行管理，能夠將管理精確到每一條線路上，優化電網線損管理效率和質量，極大降低線損對電力系統的影響，確保電網能夠安全穩定運行，提升電力企業經濟效益。
3.2.3負荷分析由于每種電力設備都有一定的負荷限定，對線路進行負荷分析是確保線路能穩定運行的重要途徑。在電力營銷系統中采用地理信息系統能夠對各區域的電網進行實時監測，能夠對不同區域的電網負荷進行分析，特別是設備負荷、線路負荷及負荷密度等，通過對這些數據進行分析，然后將相應的數據顯示到地理信息系統的顯示層上，能夠為用戶提供個性化服務，根據每人的用電特定提供相應的電流路徑，從而能夠提升電力營銷服務質量。
4軟件平臺的規劃
軟件是實現地理信息系統與電力營銷系統融合的重要方式，通過使用軟件，能夠實現設備操作系統、服務數據管理、數據展示、應用備份等集成，從而為實現電力營銷自動化、智能化提供可操作平臺。為了確保電力營銷系統能夠空間信息管理，在選擇軟件平臺時需要選擇符合行業標準的主流成熟產品，這樣才能確保建設出完善、系統的軟件平臺。
4.1操作系統規劃與設計
電力營銷業務地理信息系統的應用主要分為兩個部分，分別是數據庫服務器和地理信息系統應用服務器，通過這兩種服務器將其建設成為擁有各種集成接口數據的服務器，從而建立一個智能的網點服務運營終端。具體來說，可以使用LINUX系統作為其的數據存儲數據庫服務器，既支持大型服務平臺又能應用到嵌入式系統中，能夠優化桌面環境，為其提供完備的圖形界面。
4.2數據庫軟件規劃與設計
在數據庫軟件方面，可以使用Oracle11g版本，其具有上百項功能，并加強軟件的高效性和兼容性，能夠為電力營銷業務地理信息系統提供安全保證，確保其能在普通服務器和存儲器中穩定運行。
4.3中間件軟件規劃與設計
電力營銷系統采用的中間件處理方式，營銷業務地理信息系統也可以采用這種方式，從而實現應用軟件彈性運行。首先，營銷業務地理信息系統分為兩個部分，系統前端的作用是構建相關的業務組件，系統后端是實現數據查看和編輯的主頁面，然后通過中間件開發來提升應用程序的性能，進而構建性能完善的軟件服務平臺。
4.4備份軟件設計
備份軟件是確保信息和文件備份的關鍵，能夠確保信息不會丟失。在進行備份軟件設計時，需要從服務端、客戶端即應用程序出發，規劃好服務端的備份平臺和客戶端選件，從而建設出能夠信息共享的備份軟件，為營銷業務系統保持相關數據和信息，方便日后查詢與修改。
地理信息系統設計范文2
關鍵詞：Skyline；地震應急；地理信息
我國是地震災害頻發的國家。統計數據表明，我國地震死亡人數約占全球地震死亡人數的一半，生態損失更是不可估量，是世界上地震災害最嚴重的國家之一。如何減少地震災害帶來的損失和破壞，已成為各界廣泛研究與關注的焦點，作為信息時代最主要的工具，地理信息系統作為一門成熟的技術，在美國、日本等發達國家的防震減災中已得到了廣泛的應用，形成了一定的規模。中國將GIS技術應用于防震減災工作則較遲，但發展較快。當前一些地震研究機構和防震減災管理部門先后開展了基于GIS平臺的地震分析預報、地震早期趨勢判定、地震應急、地震災害預測、地震信息管理和查詢等方面應用軟件系統的開發研究，取得了豐碩的成果[1]。
與二維相比，三維GIS與傳統二維GIS最大的一個不同就在于它們的表現形式截然不同，三維GIS以多種更貼近真實的方法表現抽象的數據。具有對空間信息的直觀可視化表達、可進行多維度上的空間分析等優勢，這使得三維成為當前各行各業信息化建設的重要組成部分，是目前研究和發展的主要方向[2]。將三維GIS技術引入地震應急領域是應急工作的必然趨勢。本文以福建省地震局“地震應急三維基礎地理信息系統”為例，介紹了Skyline平臺軟件，采用Skyline軟件提供的TerraDeveloper組件作為開發平臺建立了三維地理系統，以航空遙感影像、數字高程模型數據為基礎，構建了福建全省的三維場景，并融合了地震應急基礎數據的主要數據，疊加了地震影響場模塊，從而不僅實現了三維基本操作、信息查詢、空間分析和三維漫游等功能，而且實現了地震影響場估算，地震應急基礎數據庫信息展示。
1Skyline軟件應用開發現狀
Skyline軟件家族的成員主要包括TerraExplorer、TerraBuilder、以及TerraGate等軟件。Terra Explorer又可分為Terra Explorer、Terra ExplorerPro以及Terra Developer，其中TerraExplorerPro允許用戶經由編輯，注記及分析資料，創建自己3D的可視化展示環境；TerraExplorer允許用戶免費瀏覽Terra ExplorerPro所開發的專用功能并執行TerraExplorer所提供的基本功能；Terra Developer則是Terra ExplorerPro的二次開發包，用戶可利用它定制自己的應用程序[3]。本系統中Terra Ex-plorer主要用于加載三維地形數據(mpt)、三維景觀數據以及二維GIS數據，創建.Fly文件，打包后形成場景圖。TerraBuilder通過疊加航片、衛星影像、數字高程模型以及各種矢量地理數據，高效便捷的實現對海量3D地形數據進行數據庫創建。
Terra Builder能夠對多種數據格式進行支持，并且可以對分辨率和大小不相同的數據進行裁剪、融合以及投影變換等操作，進而使用任意分辨率進行構建的三維場景均達到真實還原的效果并且形成海量地形數據庫。本系統中Terra Builder作為平臺主要將影像或者航片數據和DEM數據進行融合形成三維場景地形數據庫(.mpt)。Terra Gate—數據網絡，是一款強大的地形傳輸服務器，基于網絡無縫可變帶寬，當網絡被連通中斷時，Terra Gate的傳輸并不受影響。影像的分辨率會隨網速的快慢而調整，網速慢時，發送低分辨率影像；網速快時，發送高分辨率影像。而且，支持流方式傳輸，即用戶可實時瀏覽已傳輸的影像數據[4]。Skyline軟件還提供了面向各種對象的二次開發的工具，在實現基本功能的基礎上可以加入高級分析功能，以適應地震應急工作的需求。
2地震應急三維基礎地理信息系統建設
2.1系統框架設計
福建省地震局的三維基礎地理信息系統以高分辨率數字航空影像為數據源，Skyline三維可視化軟件為基礎平臺。集成了高分辨率正射影像、高精度數字高程模型（DEM）、高仿真三維城市模型、城市大比例尺地形圖、地震專題數據等多源數據，采用了數字攝影測量技術、真正射影像制作技術及先進的計算機網絡技術，構建了三維基礎地理信息系統，實現了地震信息與三維場景的融合。
2.2系統數據
系統的數據分為四個層次：基礎地理信息庫、遙感影像及數字高程庫、三維模型數據庫、地震應急基礎數據庫。
2.2.1基礎地理信息包括：全省行政區劃、全省交通數據、全省1:5萬地名數據、全省山名及水系名稱等。2.2.2遙感影像及數字高程庫包括：全省九地市主城區0.2米分辨率彩色航拍影像；覆蓋全省2.5米衛星遙感影像、及覆蓋全省的1:5萬的數字高程模型，疊加生成的三維場景。
2.2.3三維模型數據包括：省內主城區的建筑模型數據。2.2.4地震應急基礎數據包括：歷史地震、全省地震臺站、全省斷裂帶、全省構造盆地、地質構造背景等應急基礎數據庫數據。
2.3系統特點
2.3.1在安全穩定性方面，該系統Skyline公司的TerraDevel-oper軟件為開發平臺，采用典型的3層體系架構，即底層數據庫、平臺服務層、客戶應用層、該體系結構使得數據和應用完全獨立，保證了數據的安全性、一致性和應用無關性。
2.3.2在系統性能方面，該系統系統采用高端服務器搭建系統服務端，中低端性能的普通PC機作為客戶端。在同一局域網中多臺客戶端可以同時運行，客戶端的三維場景調入和渲染速度快速、流暢、穩定，實現瀏覽無角度限制，渲染效率可以達到20幀/s，搜索效率毫秒級響應，可以滿足海量城市三維模型的實時、快速瀏覽。
2.3.3在系統操作方面，多種模式交互瀏覽功能：靈活的瀏覽控制模式，提供鼠標、鍵盤控制，用戶可以在三維場景中前進、后退、改變方向、升高、降低視點，可以實現對數字三維模型的任意角度、任意高度的瀏覽、飛行、大場景無縫瀏覽、各種分辨率無極縮放顯示。系統可以利用TerraExplorerPro提供的二次應用開發接口，實現加載應急基礎數據的功能，可以將地震應急基礎數據庫中的矢量數據直觀的展現在系統上。
2.4系統功能實現
三維基礎地理信息系統采用基于Terra Developer進行界面定制和功能開發，以達到用戶的需求。Terra Developer是基于ActiveX的軟件開發包，允許用戶自定義Terra ExplorerPro的應用和建立強大的3D地理空間用戶界面。
2.5三維場景漫游及空間量算
TerraExplorerpro軟件提供了較多三維場景漫游及空間量算的工具，在系統中可以多種模式交互瀏覽：其中三維場景漫游的操作包括鼠標模式(拖曳、滑行、傾斜與旋轉)的切換；展示區域全圖顯示、平視、俯視；縮放及其規定尺度的顯示范圍控制；面北、環繞等。也可以沿固定路徑交互式瀏覽飛行。支持全屏方式瀏覽。支持鳥瞰圖功能?？臻g量算的工具主要有水平距離量算、垂直距離量算、空間斜線距離量算、區域量算，TerraDeveloper提供了IMenu接口，能輕松激活這些工具十分方便。
2.6地震影響場展示
在系統中嵌入已開發的地震影響場模塊[5]，可以在三維地形圖上直觀的顯示不同區域地震的影響程度，地震發生后用戶可以直接在系統界面中輸入地震三要素（時間、地點、震級），在該系統中就可以快速測算出不同烈度下的區域面積，對應急指揮長提供了很好的決策依據、便于應急救援方案的實施。
2.7查詢點定位
該功能實現將用戶感興趣點快速定位到三維場景之中。用戶在對話框中輸入感興趣點名稱，系統將列出場景中包含所輸入內容的標識，用戶可選擇準確的名稱在三維場景中自動定位。主要通過在信息樹中查找與建筑物名稱對應的地物。信息樹的存儲方式為樹形結構，可以通過遍歷的方法得到建筑物在信息樹中的ID號，實現定位。
2.8圖層管理
該功能實現對三維場景中疊加的地理信息圖層和地震專題信息的控制。通過在信息樹中獲取相應圖層的文件夾，將圖層信息以樹形結構顯示在系統操作欄中供用戶進行圖層控制。比如基礎地理信息圖層包括了行政區劃、交通、河流水系等基礎地理信息，地震專題圖層包括了地震應急基礎數據庫的專題數據，例如歷史地震、地震臺站、斷層分布等。
2.9城市三維景觀展示
景點展示功能可以將系統中已建的三維建筑模型以定點或以游覽的方式展示給用戶。用戶可以自由的設置游覽路線，從不同角度觀賞標志性景觀、建筑群的風貌，這種三維模型及城市影像可以直觀、生動地再現城市面貌，讓用戶在虛擬三維場景的飛行、漫游，給人一種身臨其境的感覺。
2.10矢量數據導入
將地震應急數據庫中的空間數據例如，重點目標、泥石流滑坡點、危險源分布等等.SHP格式專題數據導入該系統中，從而豐富了該系統的展示度，提高了地震應急工作能力。
結束語
地震應急指揮三維基礎地理信息系統是利用計算機技術、虛擬現實技術、三維仿真等技術，用三維模擬空間代替了傳統的二維地圖的一種高科技的數字測繪產品，該系統Skyline軟件為開發平臺以地理信息數據為支撐，并與地震專題數據相結合直觀的描述了建立在福建全省真實地理世界上的地震活動性、重點目標、重點監視防御區、各類地震監測臺網分布、等地震信息資源；并內置了影響場生成模塊，快速定位模塊，直觀的將烈度影響場顯示在三維地形上。在未來的工作中，可以考慮建立基于網絡的三維組件，構建三維地理信息平臺，建立用戶管理功能為用戶提供分布式的可定制的地理信息服務。還可以將基于“三網一員”的災情快速速報系統融入該系統，對地震應急工作是個很好的補充。
參考文獻
[1]李先梅.Gis在防震減災中應用[J].防災科技學院學報，2006,8(2):73-76.
[2]潘立，張旭，任東風基于Skyline的三維GIS構建與研究[J].測繪與空間地理信息，2016(8):90-93.
[3]李佼.基于Skyline的三維GIS開發關鍵技術研究[D].華東師范大學,2009.
[4]宋世凱.基于Skyline的城市三維地理信息系統的設計與研究[D].石家莊:河北師范大學,2012.
地理信息系統設計范文3
關鍵詞：園區地理信息系統 ArcGIS Engine 三維分析
中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-00-02
地理信息系統以其強大的數據可視化、空間數據庫管理以及空間分析功能，為新建開發區的信息化管理提供了強有力的工具，構建新建開發區地理信息系統已是必然趨勢。該文結合石家莊某開發區地理信息系統的設計和開發實踐，對采用ArcGIS Engine作為GIS開發平臺建立園區地理信息系統進行了較深入的研究。本系統融合當今GIS的主流技術―組件式GIS和數據庫技術，能夠較好地為開發區建設管理服務，為展現新園區信息提供了一個平臺及可視化窗口。
1 需求分析
從開發區園區信息管理的實際需要出發，系統能夠對新園區地形、建筑物、管線等數據進行統籌管理，記錄新園區從規劃初期到竣工建成的整個建設過程；提高園區設施管理的效率，便于查詢和分析，對今后日常維護、資產管理、各種資料的保存及新園區改造提供依據，并可直觀地展現三維立體的園區景觀。
2 系統設計
2.1 系統總體結構
系統采用客戶機/服務器（Client/Server）的體系結構。服務器端存儲系統空間數據庫，應客戶端請求發送不同用途的數據，由系統維護人員負責空間數據庫的管理和維護，客戶端只需要安裝ArcGIS Engine Runtime（運行時）即可。系統以目前在世界上占主流地位的開放型GIS軟件―ArcGIS地理信息處理平臺為基礎，采用關系數據庫SQL Server 2000和ArcSDE 9.2相結合的技術統一管理空間數據和屬性數據，確?？臻g和非空間數據的一體化存儲，實現數據的存儲、管理、查詢、檢索及數據的深層次挖掘問題，為前端GIS應用功能的開發提供強有力的
支持。
2.2 系統功能模塊
根據需求分析，將系統設計為10個功能模塊來實現，分別為數據加載模塊、數據編輯模塊、地圖瀏覽模塊、影像播放模塊、查詢檢索模塊、三維顯示模塊、空間量算模塊、三維分析模塊、系統管理模塊和地圖打印模塊。
3 數據庫設計
3.1 數據庫構成
本系統的數據庫建設是一項長期、重要和基礎性的工作，數據庫中包括地形、規劃和工程勘察數據以及系統配置數據，構成能夠提供豐富的信息資源和服務能力的園區空間數據中心。
3.2 基于Geodatabase的空間數據組織模式
本系統需要對園區建筑物、地下管線、運動場等多種地理要素的空間數據和屬性數據進行管理，涉及的數據種類多，數據量大，且各類數據之間存在一定的關系。因此，為了實現統一管理，采用新型的面向對象數據模型Geodatabase來設計和管理系統的地理數據庫。系統Geodatabase中的矢量數據包含要素數據集（Feature Dataset）和要素類（Feature Class）兩種數據結構，要素數據集是具有相同空間參考系統的要素類的集合，如基礎地形要素數據集；要素類是存儲相同幾何類型和屬性的要素的集合，要素類是各要素數據集中具有點、線或面幾何特征的地理實體，如道路線要素類。柵格數據集包含表達連續地理對象的柵格數據，柵格數據集能夠表示一副影像圖、一個表面、一個以格網采樣的環境屬性，或者有關特征的對象圖片，開發區園區用地的遙感影像圖（QuikBird衛星數據）是采用柵格數據集管理。關系表中的表文件是記錄的集合，本系統地理數據庫中的關系表為項目設計方案信息表。
4 系統開發與實現
4.1 系統開發環境
采用Visual studio 2005＋ArcGIS Engine 9.2作為系統的開發平臺，用面向對象的方法進行程序設計，通過Visual C#開發語言調用ArcGIS Engine組件庫的組件，利用相關接口和函數開發系統功能，實現了數據加載、數據編輯、地圖瀏覽、影像播放、查詢檢索、三維顯示、空間量算、三維分析、系統管理和地圖打印功能。
4.2 主要功能實現
以地圖瀏覽、三維顯示和三維分析為例進行說明。
(1）地圖瀏覽。地圖瀏覽界面主要由地圖顯示區、圖層控制區、菜單欄和工具欄組成。
地圖瀏覽功能可進行視圖控制和圖層控制操作，主要是利用ArcGIS Engine中己封裝的工具條控件（ToolbarControl）和目錄樹控件（TOCControl）實現，使用工具按鈕對地圖進行放大、縮小、移動等操作，方便用戶觀察目標和快速定位。圖層控制窗口用來顯示地圖的圖層，可以控制圖層的顯隱以及圖層在上層或下層的控制，便于用戶選擇感興趣的圖層和顯示方式進行地圖瀏覽和查詢分析，提高查找效率。
（2）三維顯示。通過顯示園區三維地形模型和地物模型，可以為開發區管理人員提供對園區布局和資源的可視化預覽，提供可視化的分析和決策環境，以地形表面模型建立為例進行說明。
①創建TIN（不規則三角網）。從1：500園區用地現狀地形圖中提取出測量點，測量點數據含有高程信息，使用測量點創建TIN。TIN用不規則三角網表達地形表面，三角形的網點存儲Z值（高程值），從而建立了園區用地現狀的地形表面模型。
②在TIN上疊加建筑物的高度。在TIN上分別疊加用地現狀地形圖上的居民地和規劃園區單體建筑的建筑高度，從而得到疊加居民地的地形表面模型和疊加園區單體建筑的地形表面模型，按照不同的高程段用不同的顏色顯示，展示了園區不同時期的三維地形景觀，如圖1和圖2所示。
（3）三維分析。三維分析是在創建了表面模型數據基礎上的分析，基于ArcEngine的接口和函數二次開發實現，三維分析功能可以為用地規劃和建筑選址提供決策依據，以剖面分析和視域分析功能為例進行介紹。
①剖面分析。系統可根據地形數據繪制地形剖面圖，地形剖面圖表示沿兩點連線前進時地形表面上高程變化的情況。首先，在TIN上選擇兩點，然后根據選擇的兩點創建剖面線（Polyline對象），然后計算出TIN與Polyline對象相交后的三維線（含有Z值的線），根據三維線對象在TIN上繪制圖形要素，最后根據三維線上每個點的距離和高程信息繪制地形剖面圖。
②視域分析。視域分析功能實現了兩點通視分析。首先需建立視線瞄準線，創建視線瞄準線可以判斷某點相對于另外一點而言是否可見。如果地形遮擋了目標點，則可以分析得出這些障礙物，以及視線瞄準線上哪些區域可視，哪些區域不可見。在瞄準線上，可視與遮擋的部分分別以不同的顏色表示。
5 結語
該文結合石家莊某開發區園區地理信息系統的開發實踐，探討了ArcGIS Engine組件技術在園區信息化管理中的應用和實現方法，在開發過程中得出以下結論。
（1）為了便于設計開發和維護管理，需要采用合理的GIS空間數據與屬性數據的組織結構，建立比較完善的空間數據和屬性數據關聯的GIS數據庫，這是實現GIS功能的前提條件和系統開發成敗的關鍵。（2）選擇ArcGIS Engine作為系統的GIS開發平臺，能夠滿足新園區信息管理對GIS功能的需要，較好地實現系統集成。利用可視化開發語言Visual C#進行開發集成，能夠方便靈活地實現GIS大部分功能。
參考文獻
[1] 董娜.基于ArcGIS Engine的××大學新園區地理信息系統研究與實現[D].昆明：昆明理工大學，2008.
[2] 顧留碗，鄭平建，張海榮.基于GIS技術的滁州學院管理系統[J].滁州學院學報，2009（1）.
地理信息系統設計范文4
問題，最后對系統的效應和有待改進之處做了說明。
關鍵詞：城市地理信息系統GIS
一、引言
城市地理信息系統(Urban Geographic Information System)，簡稱“UGIS”,它是地理信息系統的一個分支，是一種運用計算機軟、硬件技術，實現對城市各空間、非空間數據的輸入、存儲、查詢、檢索、處理分析、顯示、更新，并以處理城市各種空間實體及其關系為主的空間系統。
20世紀90年代以來，一場以信息技術為核心的革命正改變著我們的生活和社會的面貌，
在空間科學技術以及地理信息系統(GIS)、遙感(RS)、全球定位系統(GPS)取得了飛速發展。城市是人類文明的標志，是人們經濟、政治和社會生活的中心。城市化的程度是衡量一個國家和地區經濟、社會、文化、科技水平的重要標志，也是衡量國家和地區社會組織程度和管理水平的重要標志。城市化是人類進步必然要經過的過程，是人類社會結構變革中的一個重要線索，經過了城市化，標志著現代化目標的實現。只有經過城市化的洗禮之后，人類才能邁向更為輝煌的時代。然而，僅僅看到城市化所帶來的豐碩成果而贊嘆不已、振臂高呼是遠遠不夠的，城市化過程并不一定是一曲美妙的樂章，像很多進步一樣，城市化過程中也夾雜著許多不和諧之音。近年來，隨著我國城市化飛快速發展，正確認識城市化所帶來的不利影響，并采取必要的措施，在城市規劃初期，利用城市地理信息系統加以解決，對我國城市化的健康良好發展有著重要的意義。
根據城市的結構和特點，將城市地理信息和社會經濟、管理等信息數字化，建立并依托于城市地理信息系統強大的數據處理、空間分析，以解決城市化發展中復雜的規劃和管理問題，為城市化良好發展提供可靠的技術和決策支持。
二、系統需求分析與總體設計
2.1系統需求分析
隨著社會經濟的發展，人們對生活質量的要求越來越高，作為決策和服務之一的地理信息系統也在不斷的完善服務體制，城市規劃和決策者想及時了解城市的全部建設發展情況及挖掘一些有用信息，作為規劃和決策的依據。只有運用先進的科學管理手段，利用計算機系統管理才能實現這一管理模式。
根據信息管理系統可行性分析的四個基本方面可得如下結論：
經濟上的可行性：
從長遠角度來看，此系統的投入會給城市的規劃和發展帶來管理嚴格化、信息統計完整化、數據處理智能化、經濟預算科學化、業務處理高效化等多方面變化。
技術上的可行性：
經對現有城市地理信息系統應用、開發的實際考察發現，絕大多數部門、公司、個人都已具備計算機硬軟件和網絡環境，掌握計算機基本操作能力。技術環境以滿足開發和使用的技術條件。
管理上的可行性：
經過和城市規劃領導、專家、學者的接觸，可以看出幾乎所有領導都能意識到城市地理信息系統使用的必要性?？梢粤私獾剿麄儗π畔⑾到y已經有很高的認可度。管理可行性完全滿足。
社會上的可行性：
無論是對城市規劃決策的制定者，還是普通老百姓對城市地理信息系統使用的方便快捷性都表示很大的贊同。同時，系統的開發和使用對促進整個社會的信息化程度發展尤其是城市健康發展有巨大推動作用。
2.2系統總體設計
城市地理信息系統是一項非常復雜和龐大的系統工程，它包括城市一個城市的人口、土地、道路、交通、環境、管網等各個方面，具有明顯的空間地理特征。城市地理信息系統所涉獵的圖像、數據都是非常大的，系統應能非常方便快捷的輸入、存儲、處理各方面的圖像和數據，并能對這些空間數據以及屬性數據驚醒挖掘和分析，這正是建立地理信息系統的優勢所在。通過對這些海量數據的挖掘和分析能為城市規劃決策這提供技術支持和輔助，還可以通過可視化和多媒體技術給普通市民展現，使市民可以方面的參加到城市的建設和發展當中來，為城市的發展獻言建策，所以系統應采用B/S結構。所建成的地理信息系統將是用計算機硬、軟件及網絡技術，實現對城市各種空間和非空間數據的輸入、存貯、查詢、檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應用，以處理城市各種空間實體及其關系為主的技術系統。它是城市基礎設施之一，也是一種城市現代化管理、規劃和科學決策的先進工具。城市地理信息系統對城市具有動態監測和宏觀調控的能力，在城市化發展的過程中將發揮重要的作用。
2.3 系統設計的基本原則
1.標準化、規范化
要符合軟件設計的規范和標準及相關行業的標準和規范。
2、系統的可操作性
系統的操作界面應該盡量的簡潔明了，尤其是本系統的操作界面是B/S結構的，所以內容不該太多，界面的內容簡單，能夠使用戶在第一時間就明白本系統的主要功能。本系統應該作到操作簡單、快速、系統的反應時間要盡量的短。
3、系統的安全性
本系統是在計算機上進行管理的，主要的系統數據都要通過瀏覽器和服務器之間進行傳輸，這樣就很難保證系統信息不會遭到惡意的破壞，這就需要我們要盡量的對數據進行加密保護。另一方面，本系統是一個管理系統，這就有管理員和普通用戶的區分，這也需要我們在系統中對不同人員的使用權限進行區分，不同的使用人員所能訪問的頁面是不同的。這兩方面就保證了系統的安全性。
4、系統的可維護性
系統的維護主要有系統的日常維護和數據庫的日常維護、數據的備份及數據庫的災難后恢復工作。因為本系統是基于網絡上應用的，所以本系統的日常維護就沒有了客戶機端的維護，而只需要對服務器的數據庫進行維護，這樣維護人員就可以很方便的對系統進行日常維護。
5、系統的可擴展性
一個系統在被使用了一段時間后，使用者都會對系統提出很多的改進意見，這就要求我們編寫的系統要有很好的可擴展性。本系統由于是采用B/S標準編寫的，所有當用戶提出改進意見后，編程人員只需要在原來的基礎上，相應的修改程序，就會改變系統中相應部分的功能。所以本系統有很好的可擴展性。
2.4 系統體系結構
如圖2-1所示
圖 2-1
三、系統詳細設計
3.1 系統框架圖
如入3-1所示：
圖 3-1
3.2數據庫設計
城市地理信息系統，最復雜、最關鍵的是數據庫的設計和構建。數據庫設計時應把城市先前的基本信息，如人口、資源、環境、基礎設施、經濟和社會等方面的信息進行分類，在數據庫中應創建相應的表和索引，再借助GIS軟件建立空間數據庫，最后建立空間數據庫和屬性數據庫的鏈接，這樣才能保證在用戶訪問數據庫時的速度和效率，提高城市地理信息系統的服務質量?？臻g數據庫如圖3-2所示：
圖 3-2
影像數據庫如圖3-3所示：
圖 3-3
3.3子系統的設計
①城市歷史概況子系統，以該城市的歷史沿革、地理面貌、風俗、經濟發展等信息，集合GIS的強大功能，展現給用戶，滿足用戶的需求。
②城市人口戶籍子系統，系統要體現出城市中人口的數量和分布，可以做詳細的城市人口分布情況，比如年齡，性別，籍貫，文化程度，職業等在城市居住區的分布情況。結合GIS軟件在圖像中顯示出分布圖。
③城市交通道路子系統，在地圖中體現出城市的快速道、主干道、次干道以及生活道路，結合多媒體及GIS技術，可以對城市的主要道路的交通進行實時監控，以及對未來城市規劃過程中道路的擴、修建，起到重要的作用。
④城市環境保護子系統，城市環境是與城市整體互相關聯的人文條件和自然條件的總和。我們這里，只分析城市的美、綠化，以及城市郊區工廠的分布對環境的污染等。城市環境質量好壞直接影響城市居民的生產和生活活動。
⑤城市土地資源子系統，城市土地具有其特殊性，應對城市先有的土地面積，形狀、質量、權屬、區位利用現狀進行調查統計，并定期對城市土地進行遙感影像分析，檢測城市土里利用變化。從而方便城市政府通過經濟手段管理城市土地，能把投入城市土地的大量資金通過城市土地的有償使用予以回收，并在投入城市土地的整治和開發，從而實現城市建設資金的良性循環。同時，經濟手段是城市政府指導城市用地的重要杠桿，能充分發揮城市土地的使用效益。
⑥城市基礎設施子系統，主要是通過對城市所屬區域的電力管網、水道管網、通訊、學校、醫院、電視電話線路、郵政網點等信息進行統計，分析其相應的數量、面積密度、結構、走向、修建年月等方面進行調查統計分析，并結合GIS軟件在相關圖像上顯示出來，方便對城市基礎設施的管理和建設。
⑦城市經濟發展子系統，城市經濟是以城市為載體和發展空間，二、三產業繁榮發展，經濟結構不斷優化，資本、技術、勞動力、信息等生產要素高度聚集，規模效應、聚集效應和擴散效應十分突出的地區經濟。對城市的商業、企業的性質，規模，生產值，效益，分布等方面，在相關影像圖上進行顯示，為城市的規劃決策者提供依據，對城市產業結構調整，對城市的經濟發展提供輔助需求和技術支持。
四、系統的實現
4.1 客戶端的實現
城市地理信息系統使用者不僅有專家學者，也有普通市民，面對不同的客戶，系統前臺界面要美觀和簡潔，使用客戶一目了然，而且要充分考慮用戶和服務器之間的交互，為了減輕服務器的壓力，盡量在前臺對提交服務器的各種數據，如文字，圖像，聲音等進行提前判定和提示。
4.2服務器的實現
面對城市地理信息系統的復雜性，數據庫應支持各種類型的數據，如圖像、圖像、視頻、音頻、文字、表格等。還有圖形圖像的特殊性，還應把矢量數據的圖像和柵格數據的圖像做好相應的存儲，以便以后相互交互使用，以及圖像存儲格式之間的相互轉換，如bmp,jpg,tiff,gif,pcx,tga,exif,fpx,svg,psd,cdr,pcd,dxf,ufo,eps,ai,raw等。面對如此多的文字、圖像、視頻相關數據，數據庫應建立相應的索引和觸發器，提高數據庫的存儲查詢和分析的效率。為了保護數據庫的穩定性和長期性，必須對數據庫進行相應嚴格的維護，保證數據庫免受病毒侵害和意外情況的發生也能保證數據的安全。
五、結束語
城市地理地理信息系統是結合和運用計算機軟、硬件技術，以及GIS的現代地理信息系統，開發出的高級的強大的城市地理信息系統，不僅能滿足專家、學者的需求還能給決策者提供良好的輔助工具和決策分析，更難能可貴的是可以讓普通的市民參加到系統中來，為城市的美好發展建言獻策。城市地理信息系統的建設，必將對城市未來的數字化、信息化發展起到不可估量的作用。
參考文獻：
[1]陳燕申，羅成章，寇有觀.城市地理信息系統的系統分析與系統設計[M].北京:地址出版社，1999.
[2]郭達志，盛業華，杜培軍等，地理信息系統原理與應用[M].徐州：中國礦業大學出版社,2002.
[3]朱振海.數字式城鎮智能管理信息系統的構建[J].地球信息科學，2002.,4(1):27-31.
[4]李小慧.淺談城市地理信息系統.[J]. 中國科技信息，2006，3(6):246-247.
地理信息系統設計范文5
關鍵詞 城市軌道交通，地理信息系統，設計
0 引言
我國從1965年開始修建地鐵以來，城市軌道交通建設的規模不斷擴大[1]。40多年雖然已完成數量巨大的工程地質勘察及軌道項目建設，但在項目中產生出的大量規劃資料、基礎地質勘察資料等的城市軌道基礎地理信息，相當部分處在一種分散使用、分散保管、甚至大量遺棄的狀態;此外，目前對城市軌道交通基礎地理信息的存儲管理還是以文字、圖紙、圖表為主的傳統管理，查閱不便，尤其在處理大量工程數據時更是難以下手。因此，必須有一套現代的信息管理系統與之配套，而地理信息系統技術的發展為此提供了一種恰當和實用的工具。
地理信息系統(GeographicalInformationSys-tem，簡為GIS)是20世紀60年代開始迅速發展起來的地理學研究技術，是多種學科交叉的產物。近年來，地理信息系統在全球得到空前迅速的發展，成為實現現代化科學管理的高新技術。它被廣泛地應用到城市規劃、城市地下管網管理、城市交通、社會服務等方面。GIS具有處理海量數據的存儲、進行復雜的邏輯運算和數據挖掘的功能，同時也是實現空間圖形顯示與空間信息查詢、分析的有效工具。利用GIS的數據輸入、存貯、檢索、顯示和綜合分析應用等功能[2-3]，將軌道交通基礎數據的空間信息與其相關的屬性信息結合，能夠實現城市軌道交通基礎地理信息檢索、統計、分析、修改、打印等，為城市軌道交通基礎地理信息提供快速、準確的現代化管理手段;此外，城市軌道交通基礎數據中有大量的工程地質數據和地下管線數據，傳統的數據管理很難把不同類型的數據進行三維可視化顯示，亦無法對數據進行分析和處理。而地理信息系統的三維可視化功能是以適當的數據結構建立特征數學模型，采用計算機圖形技術將數學描述以3D圖像的形式予以表現，這樣可以實現城市軌道交通基礎數據管理的可視化。
1 城市軌道交通基礎GIS的分析與設計
1.1 總體結構
系統利用ArcGIS的強大的地圖操作功能，來實現對城市軌道交通所涉及的地層、鉆孔、監測、構筑物、管線等基礎地理數據的可視化管理和分析。系統由硬件、GIS軟件和系統軟件、數據庫、接口等4部分構成，其總體結構如圖1所示。
1.2 模塊設計
系統要對大量的軌道交通沿線的各種空間及屬性數據進行管理，同時也要實現地層數據、構筑物數據和管線數據的可視化分析。根據通用軟件設計原理，系統采用模塊化設計。分為專題信息管理、基礎信息管理和系統維護3個子系統總共由8個模塊組成，如圖2所示。
1.3 系統功能
系統要求把孤立、分散的各種城市軌道交通基礎數據以地理空間為紐帶建立起相關關系，在此基礎上開發形成基于GIS的城市軌道交通基礎地理信息系統。使各種鉆孔數據、軌道周邊構筑物基礎數據、地面地形數據、地下管線數據等形成一個有機的整體;對城市軌道交通基礎信息進行檢索、查詢、分析;同時可以使地層信息實現三維顯示;并初步形成一個可擴展的城市軌道交通基礎信息數據庫。系統的主要功能如下:
1)地圖的操作功能。包括地圖的放大、縮小和移動等操作;對各種圖形要素進行分層顯示的功能;此外，還可以執行圖形的任意范圍打印輸出功能。
2)屬性數據錄入編輯。對所有圖形的屬性建立專門的屬性數據庫表，通過數據維護子模塊完成數據的錄入、編輯、修改。主要的屬性數據操作對象包括軌道交通概況、鉆孔基本信息、軌道項目施工信息、地層分層信息、各類地下管線信息、地面建筑物信息、構筑物基礎信息、監測數據等。
3)圖形輸入編輯。系統數據包括空間數據和空間屬性數據兩種?？臻g數據是指二維平面數據，主要包括軌道交通及站點、地形地貌、地質構造、建筑物、鉆孔、管線、構筑物基礎等點、線、面狀數據。這些數據以層的方式進行組織，以矢量圖的形式在平面圖上表現出來。系統可通過數據維護子模塊對空間數據進行編輯，即進行點、線、面的添加、刪除操作。
4)信息檢索與查詢功能。系統可以同時對空間和屬性數據進行方便、靈活、準確的查詢與定位。實現空間圖形數據和屬性數據的雙向聯合查詢和分析，既可由圖形信息查詢所需的屬性信息，又可根據各種的屬性信息條件查詢圖形信息。系統設計了點擊、條件、邏輯等查詢方式，具有空間位置、屬性、范圍等多種查詢檢索功能。
5)信息可視化功能。系統可以將數據庫中的信息以文字、地圖、圖片等形式加以顯示，并為用戶提供分層顯示和各要素的選擇顯示等功能。系統將以點、線為基本形態，以鉆孔數據為基礎，選用適當的內插方法，將零散的、局部的二維地質鉆孔數據構成地層信息在三維空間中顯示;并重現地下空間形態和組合關系，重建三維模型，用三維圖形生動地表現出來，從而實現地下復雜空間結構與關系的表達、分析和過程的三維可視化。通過三維軌道可視化顯示，可以直觀、生動地反映軌道及其沿線各區域的概況。
轉貼于
6)空間分析功能。強大的系統分析功能是GIS的優點之一。在現有的空間數據基礎上，利用緩沖分析、網絡分析、疊合分析與數據挖掘技術，支持復雜空間問題的決策研究，模擬預測變化趨勢等。如:以軌道線為中心，建立任意長度的緩沖區，分析出在緩沖區范圍內各種管線的分布情況，顯示某范圍內距離軌道最近的管線或者對其進行碰撞檢查等;還可以對大量長期的軌道監測數據進行綜合分析，建立回歸分析模型，以預測軌道沉降變化。
7)數字影像疊合。對地面影像數據進行配準后可以疊合在矢量圖上，以此來增加地面可視化效果。同時也可在此基礎上進行地面要素分析。
8)用戶權限設置。根據需要設置兩類用戶:管理員、客戶。用戶必須使用帳號和密碼才能進入系統。管理員具有全部權限，可以進行系統備份、數據錄入、修改、查詢、刪除、打印輸出等，還可以增加、刪除客戶;客戶的基本權限有數據查詢、統計和打印輸出等，客戶可以有一個，也可以有多個。
2 城市軌道交通基礎GIS的實現
2.1 數據庫處理
依據系統基本功能和數據編碼等，建立基于SQLSever的數據庫管理系統。數據庫中數據模型對象可分為如下幾類:軌道工程信息表、鉆孔基本信息表、剖面地層信息表、地層基本信息表、鉆孔層位信息表、構筑物基礎基本信息表、構筑物基礎層位表、管線基本信息表、管線層位信息表等。以此來建立圖形屬性數據庫，并建立圖形屬性值與索引字段關聯。由圖形屬性值定位數據庫索引字段，以此來調用其他相關字段內容。
2.2 GIS二次開發技術
系統采用ArcGIS作為二次開發平臺，調用Ar-cGIS部分優秀的功能模塊，并對其進行修改、完善，具體體現在:
1)圖形數據屬性編輯。根據相關行業規范定義圖形屬性及其結構，建立與數據庫的連接，提高軟件的專業化水平。
2)庫文件擴充。根據行業標準定義圖例及各種專業符號，擴充ArcGIS的圖例庫、圖形庫，用于顯示調用。
3)以緩沖區分析和疊加分析為基礎進行軌道沿線構筑物基礎數據和管線數據的專題分析。
2.3 城市軌道交通基礎數據一體化顯示
1)采用遙感圖片配準、建筑物貼圖和三維造型技術，實現地面景觀和建筑物的立體顯示。
2)根據坐標的精確定位，確定構筑物基礎數據、管線數據和軌道數據的位置關系，實現地下軌道基礎數據的顯示。同時，可以在ArcGIS功能模塊支持下，進行系統查詢功能開發，實現軌道范圍內各種管線和構筑物基礎數據的查詢、分析。
3)依據多層DEM\TIN混合算法，以鉆孔數據為基礎，對軌道通過的地層數據進行可視化顯示。首先，確定軌道沿線區域的綜合地層順序;其次，逐層形成單個地層的構建，各個地層體是通過上下兩個地質層面表示的;最后，在區域范圍內，在兩層面間填充顏色、紋理[4-5]。
3 應用
1) 圖形顯示功能。如圖3為本系統主界面，顯示上海軌道交通規劃圖。
2) 軌道、管線等基礎數據查詢。點擊圖形要素，顯示圖形屬性信息;亦可以輸入查詢條件，搜索數據庫信息。如圖4所示。
3) 地面建筑物三維顯示。將遙感圖像配準后，疊加在三維環境中顯示，如圖5所示。
4) 地下基礎數據三維顯示界面，如圖6所示。
4 結語
1)城市軌道交通基礎地理信息系統具有開放、通用、易操作、易維護、易擴展等特點，是一個集實用性和綜合性為一體的多功能信息管理系統;
2)城市軌道交通基地理信息系統的應用，可以融合各種不同來源的城市軌道交通基礎數據，進而達到數據的共享;
3)三維數據模型建立及其分析功能實現了軌道沿線各類基礎地理信息的可視化表達，提供了一種直觀的城市軌道交通基礎地理信息游覽查詢，促進了城市軌道交通基礎數據管理的信息化;
4)初步實現的地上建筑與地下要素關聯顯示和分析功能，具有良好的普適性，可進一步深入開發應用;
5)在充分實現系統內在功能的基礎上可以不斷深入地進行數據挖掘、開發集成所需的新功能，將可大大提高城市軌道交通基礎信息管理的效率與質量，使城市軌道交通基礎信息管理向科學化、數字化、可視化大步邁進。
參考文獻
[1]賈學天.關于地理信息系統在地鐵中應用的初步設想[J].中國市政工程，2003(5):71.
[2]陳述彭，魯學軍，周成虎.地理信息系統導論[M].北京:科學出版社，1999.
[3]吳信才.地理信息系統設計與實現[M].北京:電子工業出版社，2002.
地理信息系統設計范文6
關鍵詞：MapGuide軟件；MySQL數據庫；開源；地理信息系統
【Abstract】After several decades of development，Jiangsu oilfield has accumulated large amounts of historical data.For effective use of these datafor daily production and decision-making，the Geographic Information System(GIS)for Jiangsu oilfield is developed by using MapGuide.Thissystem contains spatial data，production data and images，while MapGuide connecting the database via FDO technology.In order to reduce useraccess waiting time，the large images are separated into small pieces.This system has lots of functions such as information sharing，data query andanalysis and map management.Practical results show its efficiency.
【Key words】MapGuide;MySQL;open source;Geographic Information System(GIS)
1概述江蘇油田開發所積累的大量歷史數據在使用過程中存在如下問題：(1)數據格式不統一。有些數據存儲在excel表中，有些存儲在數據庫中，有些是CAD文件，有些空間數據坐標系統采用北京54坐標，有些采用西安80坐標，這就造成了在使用過程中的諸多不便。(2)存儲方式多樣。有些是紙質的，有些是電子的。(3)由于文件眾多，已經更新的數據，在文件中未能同步更新，導致時效性差，準確度較低。利用GIS技術有助于更好地管理、利用這些數據來為生產、決策服務。它不僅能夠很好地管理數據，進行直觀的可視化表達，還為管理者提供決策支持。在開發江蘇油田地理信息系統時，如果采用一些商業軟件，比如：ArcIMS，MapXtreme，MapGIS－IMS，SuperMap，除了要承擔較高的開發成本(這些軟件花費少則幾萬，多則幾十萬)之外，在軟件選擇時，還要考慮GIS平臺和數據的兼容性[1]，且它們的開放性有限。相比之下，開源軟件具有費用低(甚至零花費)、擴展性強等特點，而且開源軟件一般都遵守OpenGIS規范，可定制性強，便于二次開放。綜合考慮性能和成本因素，本系統的構建采用開源軟件，GIS軟件采用MapGuide，數據庫采用MySQL。
2系統設計2.1系統總體結構設計本系統采用多層分布式應用模型，可以有效地分散數據層、邏輯層和表示層。多層結構設計最大的好處在于它的拓展能力和負載均衡能力[2]，系統結構如圖1所示。瀏覽器TomcatServletMapGuide ServerJavaBeanJDBC影像文件數據庫JspApache客戶端網絡服務器應用服務器數據層圖1系統結構作者簡介：崔倫輝(1985－)，男，碩士研究生，主研方向：WebGIS，空間數據庫；張萬昌、徐士進，教授、博士、博士生導師
2.1.1客戶端系統客戶端為“瘦”客戶端，僅需一個瀏覽器，不需要安裝其他任何軟件?？蛻舳碎_發采用Ajax技術，MapGuide為便于二次開發提供了MapGuide Viewer API，借助API函數實現了空間數據的顯示和維護。2.1.2 Web服務器[3]系統的Web層由Jsp和Servlet組成。它們的管理和執行是靠Tomcat和Apache完成的。2.1.3應用服務器應用服務器層主要包括業務邏輯和GIS服務器。空間數據的操作通過FDO實現MapGuide Server與數據庫的連接，屬性數據的操作通過JDBC實現與數據庫的連接。2.1.4數據層包括數據庫服務器和影像文件。數據庫存儲空間數據和業務數據，影像文件包括江蘇油田區域的QuickBird和中巴資源衛星影像文件。2.2數據庫的設計江蘇油田地理信息系統的數據源可以概括為3類：(1)基礎數據。包括油井、水井、管線、房屋等信息的空間數據資料；(2)生產數據。包括設備、儀表、站庫設施等屬性信息；(3)遙感影像數據。其中，第(1)類和第(2)類數據存儲在數據庫中；第3類數據按文件方式存儲?？臻g數據庫部分根據實體性質，可以將地物劃分為點狀地物和線狀地物。由于QuickBird影像比較清晰，因此避免了將房屋、罐等面狀地物按點存儲。點狀地物包括油井、水井、計量站、配水間、聯合站、中轉站等；線狀地物包括輸水管線、輸油管線、輸氣管線等。每一地物類型在數據庫中存儲為一張表，對應MapGuide中的一個圖層。設備、儀表、泵、罐等屬性數據存儲為一般的關系表。根據原始數據的內容、特征和生產需求，將數據庫中的空間數據劃分為以下11層：油井層，水井層，計量站層，配水間層，聯合站層，中轉站層，注水站層，輸油管線層，輸水管線層，輸氣管線層和影像層。考慮系統的安全因素，不同人員擁有不同權限，因此，要明確設備、設施等實體的隸屬關系。以油井為例作一介紹，油井作為點狀地物存儲，其表結構如表1所示。2.3系統安全設計安全性是一個系統的必要特征，按照安全保密重要程度由大到小的排列順序，依次為信息安全、病毒防治、介質安全、數據庫安全、系統安全、網絡安全、設備安全[4]，如圖2所示。設備安全網絡安全系統安全數據庫安全介質安全病毒防治信息安全圖2安全體系結構在開發江蘇油田地理信息系統的過程中，要考慮的安全因素包括數據庫安全和系統安全。(1)數據庫安全。采用基于視圖的數據訪問機制，用戶只能使用已授權的功能，可將訪問權限控制在記錄級，為防止介質崩潰，定期備份數據庫數據。(2)系統安全。通過設置NT的域用戶管理，在網絡內部使用網關，設置網絡防火墻，限定IP地址訪問，安裝防病毒系統等方式來提高系統的安全性。
3系統實現系統在設計開發過程中，運用系統工程的理論和方法，對各業務模塊進行統一的系統功能分析，各功能模塊之間采用統一的對象模型、標準代碼體系、約定的處理方式及通用接口，充分利用MapGuide軟件所提供的現有功能，并拓展油田實際生產過程中的具體需求功能，力求開發出界面友善、功能完善、結構靈活、性能良好的系統。3.1 MapGuide簡介開源MapGuide包括MapGuide Server和MapGuide WebServer Extensions。Server在操作系統中是作為一個服務來運行的，既可存取本地服務器上的數據，也可存取通過FDO技術連接到其他服務器上的數據。Web Server Extensions提供了完整的API函數，它是用戶與Server交互的“橋梁”，支持PHP，.NET，Java這3種開發語言。MapGuide Studio為用戶提供一個便于地圖的管理工具，在Studio中地圖應用的步驟是：(1)創建Data Connection；(2)創建Layer，選擇Map中需要顯示的Layer；(3)生成Layouts，地圖應用。3.2數據的預處理3.2.1空間數據的處理原始空間數據只有點坐標，且不同廠區采用的坐標系不同，為方便管理，將它們統一轉換到WGS84坐標系下，并在ArcGIS中生成shp文件，然后導入到MySQL數據庫中。每個圖層對應數據庫中的一張表，表中包含屬性數據和空間數據，為使FDO能夠讀取數據庫中的數據，需要創建幾個輔助表。比如，表f_attributedefinition定義了每個空間數據表的屬性字段類型；表f_classdefinition定義了每個空間數據表的classid；表f_classtype定義了類別；表f_schemainfo中記錄了模式信息；表f_spatialcontextgroup中記錄了坐標系信息。3.2.2影像數據的處理江蘇油田位于東經117.5°～120.5°，北緯32°～33.5°之間，覆蓋面積約為30 000 km2。油田分布零散，缺乏大比例尺的基礎數據。為了直觀地顯示，購買了油井密集區0.6 m分辨率的QuickBird影像，其他地區使用免費的19.5 dm分辨率的中巴資源衛星影像。由于QuickBird影像中存在的陰影會影響視覺效果，因此需要剔除。常用的陰影剔除方法有基于直方圖的方法、基于同態系統消除陰影技術、歸一化處理，以及紋理分析。本文采用由虢建宏等人提出的一種多波段陰影檢測法和基于能量信息補償去除陰影的理論模型法來去除QuickBird影像中的陰影[5]。將剔除陰影后的高分辨率影像與中巴資源衛星影像融合，進行配準校正，得到江蘇油田全區0.6 m分辨率的影像。由于數據量較大，為加快瀏覽速度，將影像進行分片處理，共將影像分為8級。3.3系統功能3.3.1 GIS基本功能包括用于地圖瀏覽的放大、縮小、漫游功能，并設定參數，使系統在不同比例尺下顯示不同的內容，同時，用戶可以靈活設置各個圖層的顯示或隱藏，任意選擇激活當前要操作的圖層，突出顯示某些環境要素，滿足地圖綜合和專題制圖的需要。地圖打印功能：用戶可以在限定范圍內，選擇要打印地圖的大小與比例尺；距離量算功能；圖屬互查功能：通過圖形的點選擇、矩形選擇、圓選擇功能來查看選擇圖形要素的屬性數據，通過屬性數據可以查詢和定位到滿足條件的圖形數據，同時，也提供模糊查詢功能。3.3.2生產預警由于設備在生產過程中會老化甚至出現故障，為便于管理者掌握設備、管線的第一手資料，系統提供生產預警功能。比如，對于維修次數超過3次的油井、水井，使用超過5年的油井管線，使用超過6年的注水井管線和計量站集油管線，使用超過8年的配水間注水干線和總干線都會預警。3.3.3數據報表系統根據用戶的查詢條件生成各種類型的工程報表，直接打印或保存到Excel中。3.3.4布線決策在管線的布設上，借助GIS的緩沖區分析和距離量算功能，綜合考慮地形、地質等因素，最終確定管線走向。3.3.5地圖編輯系統提供了對點、線等地圖要素進行增、刪、改的維護功能。當新增加井位時，管理員能在地圖上直接添加新井，也可通過輸入坐標的方式添加新井；同樣，對于需要新增的管線，可以直接在地圖上添加，也可以通過坐標輸入。技術人員可以在權限范圍內修改井、站、管線等地圖要素的屬性信息。3.3.6用戶權限管理為保證系統安全，將用戶級別分為6級，不同人員擁有不同權限。比如，普通用戶只能瀏覽；1級管理員可對全廠地理信息系統的數據進行維護；2級管理員僅對管轄范圍內的數據進行維護；注采部門人員僅能添加新井。
4結束語本系統借助開源WebGIS軟件MapGuide，采用開源數據庫MySQL，通過FDO來連接MapGuide與MySQL，實現了空間數據和屬性數據的一體化存儲，對影像數據進行分片處理，加快數據的瀏覽訪問速度。由于系統采用MapGuideStudio開發，MapGuide Studio對系統進行了封裝，因此系統界面不太美觀，有些功能也不易添加(如鷹眼功能，即根據鼠標捕獲地物，彈出屬性標簽；鼠標滾輪的放大縮小功能)。下一步系統將嘗試改善界面，增加系統功能，并將該系統與自動化系統集成，充分發揮基礎數據的作用，為用戶提供一個直觀的操作界面。系統的建成將加快江蘇油田“數字油田”建設的步伐。采用開源軟件，不僅節省費用，而且能夠開發出功能強大的系統，對于中小企業地圖來說，無疑是個很好的選擇[6]。
參考文獻
[1]鄭斌，唐旭.基于開源GIS的城市基準地價信息平臺的設計與實現[J].國土資源科技管理，2006，23(5):69-74.
[2]劉梅彥，袁梅冷.基于J2EE平臺的網絡輔助教學系統的設計與實現[J].計算機工程與科學，2007，29(1):41-44.
[3]馮宇.基于開源WebGIS的干線公路網用地控制系統[J].公路與汽運，2007，(2):44-47.
[4]梁瑞才，鄭彥鵬.渤海油田示范區地理信息系統(GIS)的規劃設計[J].海洋科學進展，2006，24(2):238-243.
