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1.系統結構與功能框架

生態工業園區地理信息系統是一個綜合性的系統。它既要面向園區管理層,可供業務化運行,具有操作方便、界面友好以及圖、文、聲并茂等特點,并集成多源空間數據管理、應用模型開發和輔助決策支持,實現生態工業園區信息數據的管理與輔助分析功能;又要面向社會,建立基于WEBGIS服務器軟件的空間數據WEB系統,提供生態工業園區地理信息系統空間數據和屬性數據的網上瀏覽、查詢和檢索等功能,實現生態工業園區信息資源共享和信息服務。因此,在系統的結構和功能框架設計中,根據規范化、可擴充性和實用性的原則,結合實際的應用規模和用戶特點,充分考慮現有GIS軟件水平和Internet技術的現狀,設計EIPGIS由空間數據管理信息系統和地理信息共享系統兩部分組成。其中空間數據管理系統是基于Client\Server方式,實現園區數據的組織管理、空間分析和輔助決策等功能;信息共享系統是基于Browse\Server方式,通過園區數據的、瀏覽和查詢等功能,實現信息的共建共享。

2.空間數據庫的建立

2.1空間數據庫的設計

空間數據庫是GIS的核心,數據庫設計和建立的好壞直接決定生態工業園區地理信息系統的成敗。依據《煙臺市經濟技術開發區生態工業園信息系統研究報告》,和系統的預期目標、功能以及信息系統建設的基本技術要求,對園區涉及到的基礎地理、資源和環境等數據要素進行詳細分層,并針對每一層要素,設計屬性數據庫,確定其屬性項和屬性表結構,建立空間數據庫,實現系統數據的組織管理。我們把空間數據分為兩類信息對象:一類是面向園區成員的如企業、居民區、機關事業、科教文衛和餐飲娛樂業等單位的若干業務信息對象;另一類是行政區劃、綠地、道路和河流等若干種背景性信息對象,這些對象都是由點、線、面要素或其組合構成。背景信息對象主要用作業務信息對象的背景,重在顯示其圖形,反映其間環境和位置關系。用幾何形體和圖形符號將其數字化為圖形數據,建立拓撲關系,輸入空間數據庫管理。根據煙臺市生態工業園區的實際情況,其空間數據的層次信息如。

2.2空間數據庫的組織和管理

EIPGIS系統中涉及的數據包括圖形矢量數據、空間屬性數據和業務管理數據[3][4]。為了增強整個系統數據處理的靈活性和在GIS技術軟件先進性的基礎上,EIPGIS空間數據庫采用空間數據和屬性數據分別存儲的方式,空間實體位置與其屬性通過標識碼號建立聯系。考慮到空間數據是非結構化的,不定長的,而且施加于空間數據的操作需要GIS軟件來實現,因而用MapInfo的tab文件格式存放在特定的目錄下。MapInfo提供了面向對象的空間數據管理功能[5],在其支持下,空間數據以.tab文件格式分層存儲,保證數據的兼容性和共享性。這樣,EIPGIS系統中每一層數據以5類文件存儲,其中表文件(.tab)描述MapInfo表的結構或數據的文件的格式;幾何文件(.data)存儲特征的空間數據(幾何坐標);圖形對象(.map)描述地圖中的圖形對象,以上是3個最基本的文件,另外在進行空間操作時還可創立兩個索引文件(.id和.ind)。這兩種文件存儲特征的空間索引信息,它們僅在執行了圖層與圖層的選擇或進行圖層的空間鏈接對象和數據的交叉引用后才存在。EIPGIS的空間數據庫采用組件式GIS軟件MapX7.0來管理和操作,屬性數據庫采用SQLServer2000來管理。MapInfo表中每一個空間對象均有其對應的唯一的標識號ID,系統依此為索引建立該空間對象的圖形數據文件;在SQLServer2000數據庫中,各空間對象的屬性數據和業務管理數據記錄的關鍵字為表文件中該空間對象ID號,由此實現了空間對象與屬性數據的一一對應關系,有利于系統的集成和共享。

3.系統開發模式與集成應用目前,GIS的應用已經形成多層次和不同尺度的應用格局[6][7]。GIS應用系統開發主要有3種方式:(1)獨立開發,從空間數據的采集、編輯到數據的處理分析及結果輸出,所有的算法都由開發者獨立設計,利用VB、VC++等編程語言進行開發。其具有針對性,能夠根據需要進行修改;缺點是開發周期長,需要大量的人力、物力和財力。(2)單純二次開發,引進先進的GIS軟件(如ARCINFO、ARCVIEW等),利用其提供二次開發的宏語言為工具,結合自己的應用目標開發。這種方法簡單易行,主要缺點是移植性差,并且受開發工具的限制,不能脫離原系統軟件而獨立運行。(3)集成二次開發,利用支持面向對象技術的高級語言(如VB、VC++等)和GIS廠商提供的組件來開發面向最終用戶的GIS應用系統。這種方法開發周期短、成本低,可以脫離大型商業GIS軟件平臺而獨立運行,是未來GIS開發的重要方向。

上述3種方式各有優缺點,用戶可以根據不同的應用系統選擇不同的開發方式,以達到最好的效果。根據EIPGIS系統的特點和用戶的能力,考慮到未來系統的擴展,EIPGIS系統采用基于MapInfo的GIS組件技術實現。根據系統的總體功能框架,EIPGIS由空間數據管理系統和地理信息共享系統組成,在系統的實現過程中,針對兩個系統的具體情況,采用了不同的開發手段。空間數據管理信息系統采用組件式GISMapX7.0+Delphi7.0進行集成。借助組件式GIS軟件的優勢,EIPGIS系統實現了對GIS數據、遙感數據和多媒體數據的集成、組織和管理以及查詢統計與輔助決策分析功能。通過界面的設計,軟硬件的安裝調試,將系統的整個功能進行集成,形成一個友好的EIPGIS空間數據管理信息系統界面。