基于GIS的湖南省國(guó)土資源遙感綜合調(diào)查信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)new

1、基于GIS的湖南省國(guó)土資源遙感綜合調(diào)查信息系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)整理時(shí)間 2005-08-31 閱讀次數(shù) 31509 作者：鄧吉秋 ,鮑光淑 文字大小：【大】【中】【小】 摘要:湖南省國(guó)土資源遙感綜合調(diào)查信息系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)據(jù)可動(dòng)態(tài)更新的運(yùn)行系統(tǒng).分析了該信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)需求,并對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、功能、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行模式進(jìn)行了總體設(shè)計(jì).系統(tǒng)由3 個(gè)層次組成:底層是專業(yè)人員使用的數(shù)據(jù)編輯、動(dòng)態(tài)更新和空間綜合分析系統(tǒng);上層是供非專業(yè)人員使用的集成應(yīng)用系統(tǒng);中間層把底層系統(tǒng)所獲得的新數(shù)據(jù)和綜合分析的新成果,轉(zhuǎn)為可供上層集成應(yīng)用系統(tǒng)直接使用的數(shù)據(jù)庫(kù).系統(tǒng)采用ArcGIS 平臺(tái)結(jié)合MS SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)和可視化編程工具進(jìn)

2、行組件式開(kāi)發(fā),系統(tǒng)基本功能包括各種數(shù)據(jù)的管理、查詢、編輯、更新與分析等;系統(tǒng)運(yùn)行采用基于局域網(wǎng)的集成模式,數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立,又能統(tǒng)一集成. 關(guān)鍵詞:國(guó)土資源;遙感;GIS;系統(tǒng)分析;系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中圖分類號(hào):T P319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1005 9792(2003)02 0192 04 為了合理利用湖南省土地、礦產(chǎn)、水、森林、旅游資源,實(shí)現(xiàn)資源持續(xù)利用,加強(qiáng)生態(tài)建設(shè),加強(qiáng)自然災(zāi)害的防御能力,做好洞庭湖的治理工作,可運(yùn)用空間遙感技術(shù)手段1 ,2,對(duì)湖南省國(guó)土資源現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查,建立了運(yùn)行性的湖南省國(guó)土資源信息系統(tǒng),以對(duì)全省資源、環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)、規(guī)劃和管理;此外,利用3S(即

3、GIS,地理信息系統(tǒng);RS,遙感;GPS,全球定位系統(tǒng))集成技術(shù),建立可運(yùn)行的“湖南省國(guó)土資源遙感綜合調(diào)查信息系統(tǒng)”,通過(guò)該運(yùn)行系統(tǒng),使全省國(guó)土資源遙感綜合調(diào)查中以多種數(shù)據(jù)方式存貯的基礎(chǔ)遙感資料、專題解譯資料、輔助分析資料以及綜合調(diào)查資料有機(jī)結(jié)合、互為補(bǔ)充;實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索查詢、更新編輯、快速顯示等功能;為湖南省中長(zhǎng)期規(guī)劃、國(guó)土綜合開(kāi)發(fā)整治規(guī)劃、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃提供動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料和決策依據(jù)3 5 .1 數(shù)據(jù)和系統(tǒng)需求分析 湖南省國(guó)土資源遙感綜合調(diào)查的主要數(shù)據(jù)包括:標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、1 25 萬(wàn)數(shù)字地圖、TM 影像數(shù)據(jù)、各遙感課題的成果數(shù)據(jù)與報(bào)告,所有數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)掃描、矢量化、除錯(cuò)、補(bǔ)充、加工、投影變換、格式轉(zhuǎn)換

4、、地理配準(zhǔn)、重建拓?fù)?、建表入?kù)等數(shù)據(jù)預(yù)處理,可歸納為下述6 種數(shù)據(jù)類型:a . 矢量數(shù)據(jù);b . 可地理配準(zhǔn)的柵格數(shù)據(jù)(TM,DEM 和可定位的照片、插圖、附圖);c . 普通柵格數(shù)據(jù)(報(bào)告中勿需定位的照片、插圖和課題中間性成果附圖);d . 二維關(guān)系表記錄數(shù)據(jù)(關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)記錄);e . 文檔數(shù)據(jù)(以Word 格式存儲(chǔ)的電子報(bào)告、各圖件描述文檔);f . 多媒體數(shù)據(jù)(AVI 和MPG 視頻文件).1 .1 實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)和數(shù)據(jù)分析,系統(tǒng)目標(biāo)包括:a . 對(duì)全省范圍內(nèi)的TM 數(shù)據(jù)、鑲嵌影像等基本影像圖件和1 25 萬(wàn)、1 50 萬(wàn)數(shù)字地圖等基礎(chǔ)地理信息進(jìn)行幾何校正、高精度數(shù)字鑲嵌、地

5、理配準(zhǔn),建立RS 和GIS 一體化空間數(shù)據(jù)庫(kù); b . 在分層的基礎(chǔ)上,對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和各課題解譯成果(矢量、柵格數(shù)據(jù))依分景、分幅、分地區(qū)(14 個(gè)地級(jí)市州)進(jìn)行管理; c . 洞庭湖區(qū)相關(guān)數(shù)字地圖的管理;d . 全省及洞庭湖區(qū)相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的管理; e . 各遙感解譯成果的專題分析; f . 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索查詢、更新編輯、綜合分析等功能;g .有效集成湖南省國(guó)土資源遙感綜合調(diào)查中以多種數(shù)據(jù)方式存貯的基礎(chǔ)資料、專題解譯資料、輔助分析資料以及綜合調(diào)查資料.1 .2 基本功能需求 根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)和GIS 應(yīng)用系統(tǒng)特點(diǎn),系統(tǒng)基本功能包括:a . 圖文互查.這是地理信息系統(tǒng)應(yīng)該提供的最基本的功能.通過(guò)圖查到對(duì)

6、應(yīng)的屬性、圖片及文檔數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢結(jié)果得到對(duì)應(yīng)的圖形及相關(guān)文檔、屬性信息.b . 圖層控制.主要控制圖層疊加順序、顯示順序、比例尺控制等.c . 數(shù)據(jù)的編輯與動(dòng)態(tài)更新.d . 綜合分析.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) ArcInfo 數(shù)據(jù)庫(kù)的屬性管理功能比流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)功能弱,故在本系統(tǒng)中采用ArcInfo 管理空間數(shù)據(jù)及其固有的幾何屬性數(shù)據(jù),并采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理所有其他屬性數(shù)據(jù)6 . 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)包括3 部分:a . 專題數(shù)據(jù)庫(kù).包括10 個(gè)專題數(shù)據(jù)庫(kù),它們分別對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的第01 10 課題.b . 綜合數(shù)據(jù)庫(kù).是各課題專題數(shù)據(jù)庫(kù)的綜合,專題數(shù)據(jù)庫(kù)存放的是自系統(tǒng)建立以來(lái)未經(jīng)更新的數(shù)據(jù),綜合數(shù)據(jù)庫(kù)

7、存放各種數(shù)據(jù)的更新結(jié)果和空間分析結(jié)果數(shù)據(jù).c . 公共控制數(shù)據(jù)庫(kù).存放與數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用系統(tǒng)操作和控制有關(guān)的數(shù)據(jù),是系統(tǒng)的核心.2 .1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)2 .1 .1 數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)中各個(gè)子課題的數(shù)據(jù)分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)存放,數(shù)據(jù)表與各子系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng);為了便于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)綜合管理,在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立了所有數(shù)據(jù)的列表,包括數(shù)據(jù)名、數(shù)據(jù)層、所屬子系統(tǒng)、類型、查詢信息等.2 .1 .2 存儲(chǔ)過(guò)程設(shè)計(jì) 對(duì)各查詢內(nèi)容進(jìn)行定制.2 .1 .3 數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)路徑設(shè)計(jì) 采用程序與數(shù)據(jù)分離的方法,使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)只與系統(tǒng)參數(shù)有關(guān),與應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)關(guān).空間數(shù)據(jù)采用圖形與屬性分離的方法,圖形數(shù)據(jù)采用ArcInfo 的存儲(chǔ)方

8、式,屬性數(shù)據(jù)采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ);其他柵格、影像數(shù)據(jù)采用文件系統(tǒng)存儲(chǔ),由數(shù)據(jù)庫(kù)的索引表管理;其他非空間數(shù)據(jù)的相關(guān)屬性以及與系統(tǒng)控制有關(guān)的數(shù)據(jù),直接采用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ).在數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)路徑中,每大類數(shù)據(jù)分4 個(gè)目錄:Vector,存放矢量數(shù)據(jù);Raster,存放柵格、影像數(shù)據(jù);Doc,存放各種文檔數(shù)據(jù);Other,存放非以上3 類的其他數(shù)據(jù). 另外,為了保留各課題數(shù)據(jù)的完整性、原始性,第1 10 專題的數(shù)據(jù)自系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行起,不再變更.本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)記錄、管理系統(tǒng)的配置參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)等,整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心.系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)連接參數(shù)、系統(tǒng)路徑、子系統(tǒng)劃分、分幅(分區(qū))劃分、數(shù)據(jù)顯示參數(shù)等均存放在數(shù)據(jù)

9、庫(kù)中,便于系統(tǒng)參數(shù)的編輯以及系統(tǒng)的移植.2 .2 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施主要包括以下工作:用DDL 定義數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、組織數(shù)據(jù)入庫(kù)、編制與調(diào)試應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)3 .1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 作為一個(gè)可運(yùn)行的遙感成果,GIS 應(yīng)用軟件系統(tǒng)體系由3 個(gè)層次組成:底層是專業(yè)人員掌握使用的數(shù)據(jù)編輯、動(dòng)態(tài)更新和空間綜合分析應(yīng)用系統(tǒng);上層是供非專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)部門直接使用的集成應(yīng)用系統(tǒng);中間層則是一套實(shí)用程序,它的主要功能是把專業(yè)人員操縱底層應(yīng)用系統(tǒng)所獲得的新數(shù)據(jù)和綜合分析新成果,轉(zhuǎn)為可供上層集成應(yīng)用系統(tǒng)直接使用的數(shù)據(jù)庫(kù)(見(jiàn)圖1). 本系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)來(lái)源多種多樣,容量龐大,后臺(tái)數(shù)據(jù)處理復(fù)雜的特

10、點(diǎn),在綜合比較多種開(kāi)發(fā)方案以后,決定采用流行的GIS 軟件二次開(kāi)發(fā)的模式來(lái)建設(shè)系統(tǒng).利用軟件商提供的地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具以及WINDOWS 應(yīng)用編程接口API,結(jié)合其他開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行組件式集成開(kāi)發(fā)7 ,系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式如圖2所示.3 .2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)體系 本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理和交互分析功能分別支持具有不同任務(wù)的不同用戶,這種分層功能概念決定了本系統(tǒng)的體系是基于組件方式的高度綜合,地理信息系統(tǒng)為模型生產(chǎn)和操作參數(shù),輸入和闡述變量,構(gòu)造輸出模式等提供附加輸出選項(xiàng),但必須將系統(tǒng)充分模塊化.圖3 為系統(tǒng)功能模塊劃分示意圖.圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖圖2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式示意圖圖3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)與模塊劃分示意

11、圖3 .3 系統(tǒng)主要功能 a . 圖文互查.以圖形查數(shù)據(jù),圖查到對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù),在屏幕上選取對(duì)象,獲得選中對(duì)象的信息,并以合適的形式表達(dá)給用戶;以數(shù)據(jù)查圖形,通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢結(jié)果得到對(duì)應(yīng)的圖形及相關(guān)信息,將信息分類提供給用戶,讓用戶確定類型及具體的查詢條件,然后提供滿足條件的信息并將對(duì)應(yīng)的圖形定位呈現(xiàn)給用戶. b . 圖層控制.使眾多的圖層通過(guò)組合及定義相互關(guān)系能明確、有序、清晰地表達(dá)信息,主要控制圖層間的相互關(guān)系、順序以及圖層的顯示比例尺. c . 子系統(tǒng)控制.對(duì)系統(tǒng)界面和各子系統(tǒng)界面進(jìn)行統(tǒng)一控制和管理.4 系統(tǒng)運(yùn)行模式設(shè)計(jì) 系統(tǒng)運(yùn)行采用基于局域網(wǎng)的集成模式.數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫(kù)由集中式的數(shù)據(jù)端存儲(chǔ),

12、系統(tǒng)的集成應(yīng)用由專用的應(yīng)用端完成,系統(tǒng)的更新、維護(hù)由專用的處理端維護(hù).數(shù)據(jù)端、處理端、應(yīng)用端協(xié)調(diào)運(yùn)行于高速的局域網(wǎng)環(huán)境,數(shù)據(jù)端提供數(shù)據(jù)的訪問(wèn)支持和數(shù)據(jù)的安全維護(hù);處理端完成數(shù)據(jù)的輸入、輸出、編輯、更新、分析等,以及集成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)裝配;應(yīng)用端處理數(shù)據(jù)的界面化集成,包括顯示、圖文互查等功能的實(shí)現(xiàn).三者緊密結(jié)合,構(gòu)成一個(gè)可動(dòng)態(tài)更新的運(yùn)行系統(tǒng)(見(jiàn)圖4).圖4 系統(tǒng)集成運(yùn)行模式5 結(jié) 語(yǔ) a . 系統(tǒng)所集成的數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)以及相關(guān)的表格、文檔與多媒體數(shù)據(jù). b . 系統(tǒng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)所有數(shù)據(jù)的集成管理,包括顯示、查詢、編輯、更新與分析. c . 基于圖形與屬性相分離的原則,圖形采用Arcinfo 管理,屬性采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理. d . 基于程序與數(shù)據(jù)相分離的原則,系統(tǒng)數(shù)據(jù)端、處理端、應(yīng)用端協(xié)調(diào)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo).參考文獻(xiàn):1 宋國(guó)耀,肖克炎,朱裕生,等.國(guó)土資源信息系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀及對(duì)策J.物探化探計(jì)算技術(shù),2000,22(4):289 294 .2 黃方紅,趙崇廣.基于遙感數(shù)據(jù)源的福建省國(guó)土資源信息系統(tǒng)J.福建地質(zhì),2000,19(4):209 213 .3 陳 俊,宮 鵬.實(shí)用地理信息系統(tǒng)M.北京:科學(xué)出版社,1998 .4 鄭人杰,殷人昆,陶