地理信息系統設計與實現
Ⅰ 城市地理信息系統設計應循循的原則
系統設計原則
地理信息系統的建設是一項復雜的系統工程,需耗費大量的人力、物力和專財力。因此,在設計之初屬,就應考慮到各方面的因素,按照系統工程的方法實施。為了使這個信息系統能夠順利實施,開發系統時必須遵循以下原則:
1)實用性原則
實用性是系統建設的最基本原則,保證系統實用,滿足用戶對城市進行管理和規劃的需求。
2)先進性原則
系統的設計應立足於高起點、高水平,在考慮性能價格比的同時必須優先考慮系統的先進性。軟硬體平台選擇及採用的技術手段應選用目前國內外最新技術,避免系統過早被淘汰。
3)規范性原則
規范性是系統建設的基礎,在系統實施過程中首先要制定系統的規范標准及系統建設方式,以保證系統正確實施、按時完成,便於管理和擴充。
4)可擴充性原則
系統的功能、代碼和數據的組織必須考慮系統易於擴充,以便滿足將來發展需要。5)安全性原則
系統在設計之初就應對安全性問題給予充分的考慮,避免數據丟失和超范圍使用。6)可靠性原則
可靠性是系統運行的基本保證,沒有系統的可靠性,系統就難以正常運行,系統就難以發揮出效益。
Ⅱ 地理信息系統專業畢業設計
城市小區下墊面結構對熱環境的影響研究與
Ⅲ GIS系統的設計與實現(GIS程序設計與開發 武漢大學)
武大啊，gis專業都嚮往的學校，你這個是老師的題目吧，你這樣查會被發現的，給你點提內示吧，希容望你能自己做出來。
上面說結合你的工程實踐，可能是需要講你自己完成的項目，如果你沒有自己參與的項目，那你就找本gis程序設計的書，書後面一般有項目實例，仔細分析一下
1.系統設計方法選擇：設計方法就那麼幾種，教科書上都列出來了，你看看專門講的那章，哪個看著像就套哪個。
2.系統的定義，就是這個系統是做什麼的，比如是做消防的還是做疫情控制的，比如像網路地圖那種，一般來講就是定位就是公眾查詢，服務民眾的，講清楚系統是做什麼的就可以了。
3.總體設計，就是系統分為哪幾個模塊，比如登錄模塊，地圖顯示模塊，查詢模塊等等。
4.詳細設計，就是每個模塊都是怎麼實現的，用什麼方法，涉及到什麼演算法，裡面的難點是怎麼解決的之類的。
5.系統的實驗及測試等角度分析，就是從測試的角度，說說這個系統完成以後各有什麼優缺點，比如優點查詢方便、界面美觀，比如缺點，演算法的優化程度還不夠，導致查詢結果顯示緩慢啊等等。
當然上面都是我的一家之言，如果不對也別噴，僅供參考。 （獨家手打）
Ⅳ 地理信息系統的實現流程
需求分析（功能需求、數據需求）--->系統設計（架構設計、功能設計、數據組織設計)---->編碼現實---->部署安裝------>驗收完成
Ⅳ 如何開發地理信息系統有什麼開發工具及參考資料
開發復地理信息系統有底層制開發和二次集成開發之分：
底層開發主要使用C/C++、Java實現GIS的底層數據引擎、圖形引擎及相關分析等功能。底層開發需要強大的技術和資金背景才行，要求精通計算機底層技術和空間分析演算法。
二次開發是在GIS平台開發商提供的GIS開發包基礎上進行集成開發，目前主流的方式是組件開發和WEBGIS開發。GIS組件現在主要用ARC ENGINE、MO、MAPX和SUPERMAP OBJETS，WEBGIS平台主要是ARCIMS 、MAPEXETREME、SUPERMAP .NET S等。
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GIS帝國論壇
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Ⅵ 城市建設綜合信息系統的設計與實現
周 蓉1，2 牛德力1
（1.解放軍信息工程大學測繪學院，鄭州，450052；2.南京軍區73603部隊，南京，210049）
摘要：作為土地信息系統應用領域之一，土地信息系統的信息化發展為城市信息系統的開發與建設帶來了巨大的發展契機。其中，城市建設多媒體資料及城市電子地圖作為城市建設源普查的重要成果，具有數量多、分布廣、資料豐富等特點。利用計算機對城市建設普查成果資料進行集中管理，對城市建設綜合信息的統計、評價、分析與規劃利用具有重要意義。本文介紹了城市建設綜合信息系統的系統需求分析、系統的體系結構、系統的資料庫及功能設計，詳細討論了系統實現的關鍵技術，並總結了系統的特點。
關鍵詞：SpatialWare；SQL Server；基礎類庫；城市建設綜合信息
土地信息系統是國家信息資源的重要組成部分，正在向信息化方向發展，逐步成為面向21世紀的支柱產業——信息產業的重要組成部分。這場信息革命正從根本上改變著人們的生產、生活和相互交往的方式。而市政工程建設領域作為土地信息系統的應用領域之一，更是受到了巨大的沖擊，而城市信息系統的開發與建設也因此得到了很大的發展契機。隨著城市測繪相繼形成了1∶1000、1∶5000、1∶10000等多尺度的電子地圖，以及反映城市規劃、建設的各種規劃圖件、土地利用圖、道路網圖、紅線圖、各種格式的文檔、圖檔、視音頻信息，這些豐富的城市建設信息如何在計算機中有效管理、快捷瀏覽、方便查詢，是城市規劃管理部門亟待解決的問題；另外土地規劃、土地相關資料也需要長期保存和匯總；同時各種規劃圖也需要疊加掩飾和匯報演示以供評審和為領導決策提供依據，以前傳統的存儲管理方式已不能很好的滿足要求，利用計算機對城市建設綜合信息進行集中管理，可以實現信息整理、匯總的科學管理和高效利用，這對城市建設綜合信息的統計、評價、分析與規劃利用都具有重要意義。
1 系統需求分析
1.1 城市建設綜合信息系統的建設目標
本系統主要是應用於城市建設規劃，滿足不斷增長的業務需要，提供各種輔助工具和綜合信息瀏覽及查詢功能，可以處理各種文檔資料（包括相關法律法規、歷史存檔信息、圖片、電子地圖、視音頻文件等）的綜合信息系統。
1.2 系統實現目標
（1）對規劃院已測繪的多尺度電子地圖及各種格式的文檔、圖檔、視音頻信息進行集中管理。
（2）對一個城市或區域的海量電子地圖採用物理分幅存儲、邏輯動態拼接管理模式，實現對電子地圖從宏觀到微觀的分層快速聚焦漫遊，並提供按地名、道路、圖幅快速查詢定位功能。
（3）提供城市道路庫、地名庫的採集、維護、管理與查詢功能。
（4）系統提供批量信息收集工具，將散布在計算機中各種格式的文檔、圖片、視音頻的文件信息快速收集到資料庫，進行分類組織和集中管理，並能進行快捷瀏覽和各種查詢。
（5）土地利用圖的查詢。
（6）系統功能完善、實用性強、界面美觀，具有較強的許可權管理功能。
2 系統設計
2.1 系統框架結構
城市建設綜合信息系統主要是通過資料庫管理系統管理四種信息：電子地圖、圖檔信息、文檔信息以及視頻信息。本系統的框架結構如圖1所示，框架圖顯示了系統從數據收集到數據管理、數據處理以及數據輸出應用的整個過程。
圖1 綜合信息管理流程圖
城市建設綜合信息調查以調查小組的形式開展，調查小組上報記錄綜合信息的資料庫文件，通過綜合信息的錄入匯總實現綜合信息數據的上報與接收。
（1）系統使用SQL Sever資料庫管理多媒體數據的屬性信息及電子地圖中各要素的屬性信息與空間信息，保證了各種信息的安全性與共享性。系統應能實現對綜合信息的管理與查詢，對資料庫進行維護等城市建設綜合信息管理日常工作。
（2）系統應用體現在查詢統計、報表與地圖輸出、對地圖要素的快速檢索並提供決策支持等方面。
2.2 數據管理策略
地圖數據包括兩部分內容：空間數據和屬性數據。本系統採用全資料庫管理的數據管理模式，保證了數據的安全性與共享性。
2.2.1 資料庫設計
針對城市建設信息的特點，系統涵蓋了地圖信息、圖片信息、文檔信息與視頻信息四類信息。
系統用詞典表來記錄各綜合信息的類別信息。詞典就像是一個模板，各綜合信息從該模板中選擇的信息會根據模板的變化而變化，詞典的設計保證了系統信息的一致性。另外對細目信息、專業信息等，系統也利用詞典進行記錄。
對各規劃室中的各級別視頻信息，系統設計了視頻表來記錄視頻在計算機中的存儲路徑。
系統採用Sybase公司的Power Designer資料庫設計工具實現資料庫的設計，該建模工具的優點在於它能夠實現概念數據模型與物理數據模型的雙向轉換。利用Power Designer設計完成系統表結構後，將資料庫邏輯結構導入SQL Sever資料庫中，建立物理資料庫。
2.2.2 地圖空間信息的管理
對於地圖空間信息的管理，系統以MapInfo公司的空間數據引擎SpatialWare作為中間件，利用資料庫管理系統SQL Server對空間數據進行管理。
2.3 系統功能設計
作為城市建設工作的有力工具，系統要具備對於地理空間數據、城市要素屬性數據、多媒體數據等的管理功能，按照子系統功能劃分為以下幾個方面。
2.3.1 系統維護子系統
系統管理要實現對系統最基本信息的設置與維護，包括用戶設置、口令的更改、系統初始化、詞典的維護等。
2.3.2 信息瀏覽查詢子系統
該子系統主要包括兩種功能：多媒體數據瀏覽查詢；電子地圖瀏覽查詢。
多媒體數據主要包括文檔、圖檔以及視音頻文件。瀏覽查詢多媒體數據的屬性信息功能以表的形式直接將文檔、圖檔、視音頻文件的屬性數據存儲在SQL Server中，並採用「自適應」軟體啟動技術，使得瀏覽時，用戶可以根據文件的格式，自動啟動相應的軟體進行瀏覽多格式文檔，解決了在一個系統中快捷瀏覽不同種類、不同格式信息資料的技術難題。
瀏覽查詢電子地圖的空間信息與屬性信息的功能將地圖對象的位置信息與屬性信息使用SQL Server進行存儲。地圖對象具有ID及名稱等屬性信息，通過ID號即地圖對象的代號與屬性資料庫建立聯系，能對圖上任意區域選擇查詢，並將查詢結果以報表等方式進行顯示。
2.3.3 編輯工具子系統
該子系統實現了對城市建設綜合信息的增加、刪除、保存、列印、瀏覽等功能。
3 系統實現技術
3.1 利用基礎類庫進行的系統開發
利用「繼承」的思想，在PowerBuilder中進行基於基礎類庫的系統開發。系統中的PB子窗口、數據窗口對象等全部繼承自基礎類庫的祖先窗口、數據窗口對象，這樣創建的新對象會繼承祖先對象的所有特點，包括屬性、事件、函數等；還可以對繼承的對象進行適當修改，使其適合特定的需要。
基礎類庫中還有另外一些可繼承對象，如窗口、按鈕、全局函數等。基礎類庫的設計與實現提高了系統的可維護性，實現了編程的科學一致性。其主要的特點可以歸納為：提煉共性，獨立於應用。
3.2 實現數據的全資料庫管理
3.2.1 多媒體文件的資料庫管理
利用SQL Server中的image和text數據類型以及PowerBuilder中與之相對應的blob類型來保存像大文本和圖像之類的數據。
利用PowerBuilder開發工具將大文本和圖像等數據存入資料庫以及在系統中顯示通常要利用以下函數：
（1）將數據存入資料庫 Updateblob 表名 set Blob 類型欄位名＝： Blob 類型變數where子句。
（2）從資料庫中提取數據 普通類型的欄位顯示是通過數據窗口，調用 Retrieve 即可。可是由於Blob類型的數據非常龐大，客戶端的主緩存區開辟多麼大的空間都不合適。PowerBuilder的解決方法是，不允許在數據窗口中放置Blob類型的欄位，而是提供專用的提取Blob類型數據的語句。語法如下：
Selectblob Blob類型的列名into：Blob類型變數from表名where子句。
3.2.2 空間數據的資料庫管理
利用MapInfo公司的空間數據引擎 SpatialWare 作為中間件的資料庫管理系統 SQL Server管理空間數據，使用SQL Server直接管理屬性數據，這樣就實現了空間數據的資料庫管理。
SpatialWare能夠把復雜的MapInfo地圖對象存入大型資料庫中，並能為其建立空間數據索引，從而實現在資料庫伺服器上實現對屬性數據和空間圖形對象數據進行統一的管理。前端用戶可以像訪問普通資料庫欄位一樣訪問這些圖形對象欄位，開發出完整的Cli-ent/Server模式下的MapInfo應用程序。如果用戶採用SpatialWare技術，那麼完全可以替代以往的基於文件伺服器模式共享MapInfo地圖文件的網路應用。
3.3 利用PB 進行基於MapX 控制項的二次開發
MapX是MapInfo公司推出的基於ActiveX技術的可編程式控制制項。它使用與MapInfo Pro-fessional一致的地圖數據格式，或使用利用SpatialWare作為中間件的資料庫管理系統管理的空間數據，能夠實現MapInfo Professional的大部分功能。在PowerBuilder可視化開發環境中，只需在設計階段將MapX控制項放入窗體中，並對其進行編程以設置屬性、調用方法或響應時間，即可實現數據可視化、專題分析、地理查詢、地理編碼等豐富的地理信息系統功能。PB環境下應用MapX組件，是利用OLE容器負責PB與MapX的交互通信。首先在窗口中插入OLE容器的控制項，選擇MapX控制項，就可以將其載入OLE容器。在OLE容器的屬性頁中自動合並了包含MapX屬性頁的按鈕，打開MapX可進行各種所需設置。
4 系統特點
利用GIS與MIS集成技術開發的城市建設綜合信息系統的特點如下。
4.1 用戶界面友好
系統界面的設計注重了一致性和個性化相結合，提供菜單、類似於瀏覽器的大圖標工具條等方式進行命令操作。另外系統採用樹狀信息瀏覽窗口，使瀏覽更加直觀，使用起來更加方便。
4.2 用戶管理許可權分明
用戶管理許可權的設計，使得具有不同許可權的使用者對數據的操作不同，可以保障數據的安全性與保密性。
4.3 多媒體信息和電子地圖信息的多條件查詢與統計
系統提供對於多媒體信息的多條件查詢與統計，特別是對地圖信息的添加與查詢，如圖2、圖3。
圖2 道路交叉口坐標採集
圖3 地圖查詢
4.4 多媒體信息及電子地圖的瀏覽
系統提供了對於多媒體信息和電子地圖信息各種形式的瀏覽，輔助了城市建設工作的順利開展。如圖4。
圖4 圖檔瀏覽
城市建設綜合信息系統是一個以電子地圖為載體，以資料庫為存儲介質，對城市的文檔資料、圖片資料、視頻等海量信息進行一體化管理的實用軟體系統。它實現了多媒體數據建庫的自動化、管理的網路化與查詢、統計、分析的可視化。本系統可以很好地滿足城市建設工作的需要，是城市建設普查成果整理、匯總、管理和高效利用的強有力工具。當然系統還有一些問題有待完善，如對於基礎類庫的功能還需要進一步的加強，對於用戶自定義列印表的靈活性還應進一步拓展。
參考文獻
郭寶利，康海濤，李冬冬.PowerBuilder9.0實用解析［M］.北京：電子工業出版，2004，406～410
MapInfo SpatialWare Ver4.8 User Guide ［M/CD］
門葆紅.組件技術在MIS與GIS集成中的應用［C］.中國GIS協會2001年論文集，2001
齊銳、屈韶琳等.用MapX開發地理信息系統［M］.北京：清華大學出版社，2003，173～200
Ⅶ 地理信息系統（GIS）
地理信息系統（GIS）是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術。目前國際上普遍承認。雖然GIS是一門多學科綜合的邊緣學科，但其核心是計算機科學，基本技術是資料庫、地圖可視化及空間分析，是處理地理數據的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機系統。地質環境評價主要是綜合考慮影響環境地質諸多方面的要素，藉助恰當的數學模型和專家經驗，對研究區的環境地質進行分區。
利用GIS可以實現地質環境信息的管理、可視化、查詢、輸出等功能，操作簡單、移植性強。把GIS技術應用在地質環境評價與災害預測中，其優點固然很多，但總的說來也存在如下的一些問題：
（1）在生態環境評價中，一般的GIS軟體雖然都能夠提供諸如數據檢索、疊加分析、屬性統計分析、數字地面模型（DTM）等各種空間分析功能，但是要想滿足為解決實際問題進行的專業分析的數據要求，僅僅依靠這些空間分析方法往往還很不夠，這就要求我們在GIS基礎軟體平台的基礎上進行二次開發，拓展其空間分析功能，提取我們感興趣的信息，但是具體如何操作，目前仍是一個亟需與相關學科的專家學者們相互協作、共同探討的問題。
（2）地質環境評價具有多因素、多層次、不確定性強等特點，目前在利用GIS眾多的評價預測模型中，不管是多災種還是單災種評價，人們都在努力尋求一種普遍適合的模型來解決地質環境的評價。雖然普遍的評價模型在宏觀決策中有重要的意義，適合建立面向大眾和政府的決策支持系統，但對中小尺度范圍的評價時往往不盡如人意，因此尋求特定地區特定的地質環境評價模型很有必要。
（3）地質環境評價工作是一項復雜的系統工程，數據採集和處理的工作量非常大，會涉及到地層、水文、地震及人類活動等各個方面，對於這些資料的搜集和整理，必然會涉及輸入到GIS中資料的准確性問題，因為GIS所能完成的工作只是依據所得到的資料，對其作出相應的處理，也就是說「如果輸入GIS的數據是『垃圾』，輸出的結果也只會是『垃圾』，這不會因昂貴的設備和高級技術人才而改變」。因此，我們必須對所有的資料做出必要的、合理的取捨，以保證輸入GIS的數據合理。
（4）從GIS在地質災害研究中的應用來看，就兩者的結合方式而言，大部分應用都集中在將GIS用於數據的前後期處理和結果的顯示輸出方面，兩者的結合還處於低階水平。作為緊緊追隨工業標准化要求發展的GIS技術，標准化適當數據的缺乏也構成其廣泛應用的桎梏；此外，GIS軟體處理分析能力以及對於數據誤差分析能力的不足、GIS處理包括時間在內的四維能力的不足、災害模型建立的高難度性以及機構間協調不夠而造成的成果用戶面太窄等因素都暫時限制了GIS在地質災害研究中的應用。
Ⅷ 地理信息系統設計主要有哪幾種方法各自有何特點
地理信息系統的設計方法主要有：
原型法：簡單實用，適用於小型的版GIS工程設計。
結構化生權命周期法：分階段實施，文檔驅動，上一階段的結束是下一階段的開始，方法成熟，但靈活性不夠，適用於需求明確，大中型GIS工程設計。
面向對象方法：階段劃分不明顯，階段之間無縫迭代，需要多次反復進行，是當前GIS設計發展的方向。
以上是幾種常用的設計方法，在具體的GIS工程設計中可能會幾種設計方法交互使用，以期達到最好的設計效果。
詳細內容可參閱吳信才或李滿春編著的《GIS設計和實現》等相關書籍。
Ⅸ 基於多媒體GIS技術標准樣地管理系統的設計與實現
劉耀林 劉洋 劉敏 蘭澤英
（武漢大學資源環境科學學院，武漢，430072）
摘要：通過對多媒體技術和GIS的結合進行簡介，主要闡述了基於多媒體GIS技術的標准樣地管理系統的設計與實現，主要包括數據模型設計，數據的組織和管理，系統功能設計和物理實現。
關鍵詞：多媒體；GIS；標准樣地
1 引言
1.1 標准地塊概述
標准地塊是指在農用地分等定級對象所在區域內，在一定的栽培管理技術條件下，該區域內農作物產量水平最高的若干個農用地分等定級單元。標准地塊所處位置的氣候、地形、土壤、灌溉排水、土地利用等條件最優，農業生產條件最好。
設立標准樣地具有十分重要的作用和意義，是農用地分等定級工作中必不可少的環節。通過設立標准樣地可以直觀地獲得農用地質量等級信息，並對農用地分等定級成果進行評價、控制和校訂；通過對標准地塊的監測與管理，間接地對農用地質量等級變化進行動態監測與管理。
標准地塊分國家級、省級和縣級分別設置。標准地塊的設置遵循3個原則，即分層設置原則，生產條件最好的原則，永久性標志的原則。
標准樣地信息十分豐富，包括樣地的空間數據、屬性數據及其多媒體數據。其中空間數據是指標准樣地的坐標及其拓撲關系；屬性數據主要有樣地編號、級別、二級區名稱、實地位置、平面坐標、規劃用途、氣候、土壤、地形、農田基本建設情況、產量、土地利用和土地經濟等方面的內容；多媒體數據則包括了樣地的景觀圖片和剖面圖片，以及介紹當地人文風貌、風土人情的文檔、音頻、視頻數據。
1.2 採用多媒體GIS 技術管理標准樣地信息的必要性
傳統的地理信息系統主要研究空間數據的管理和分析，這些信息主要是以字母和數字的形式進行表達，手段單一而呆板。在GIS中採用多媒體數據，可將圖形圖像的直觀性、數字的准確性、音頻視頻的引導性和親切感相結合，充分調動用戶的多種感官，增強GIS的信息處理和傳輸的效果。將空間資料庫和多媒體資料庫相結合，採用兩者的數據存儲與處理方法，以空間對象為主框架，將多媒體數據附著於對象上，可以解決多媒體數據與空間數據之間的整合關系。由於標准樣地的數據具有多樣性和復雜性，它不僅包括一般地理目標的空間數據和屬性數據，還包括了大量與之相關的多媒體數據。為了對這些龐雜的數據進行高效的管理，方便查詢和實時的更新，基於多媒體GIS技術開發了標准樣地管理系統。
2 多媒體技術與 GIS 的結合
多媒體空間數據是以數值、文字、圖形、圖像和聲音等多媒體形式表示的GPS數據、RS影像數據、GIS數據、視頻數據、聲音及其他屬性數據。
多媒體空間資料庫系統是多媒體GIS的核心，它將多媒體空間數據有機地集成於一體，不僅提供空間數據的存儲與操作，還提供相應多媒體數據的存儲與操作。多媒體空間資料庫結合空間資料庫和多媒體資料庫的特點，採用兩者的數據存儲與處理方法，以空間對象為主框架，將多媒體數據附著於對象上，解決多媒體數據與空間數據之間的無縫整合關系，為多媒體地理信息系統提供數據管理基礎。
多媒體空間資料庫系統主要包括3個部分：關系資料庫，多媒體對象資料庫和空間資料庫。關系資料庫與空間資料庫的作用分別是管理屬性數據和空間數據，多媒體資料庫是用來管理多媒體數據。如圖1所示。
圖1 多媒體空間資料庫系統的結構
3 標准樣地管理系統的設計與實現
3.1 標准樣地管理系統的配置環境
標准樣地管理系統的設計與開發是2004年國土資源部試點項目「湖北省農用地分等成果匯總」工作的一部分。為了科學有效地管理省級標准樣地數據，並以視覺、聽覺等形式直觀、形象、生動地表達樣地信息，為用戶提供一個友好活潑的界面環境。開發採用當前流行的組件式GIS技術和多媒體技術標准樣地管理系統。系統的配置主要有：PC機，Windows2000 操作系統，VC ＋ ＋ 開發平台，MapObjects 控制項，Access 資料庫。
3.2 標准樣地管理系統的數據模型
由於大多數數據模型不支持復雜對象（影像和聲音），而面向對象的數據結構支持定義復雜的數據結構，並且面向對象的數據模型具有以下的特點：
（1）多媒體GIS系統中定義的空間信息，如點、線、面和非空間信息，如多媒體數據，每一個數據不再是分散的，而是集成為統一的實體。
（2）用戶可以根據需要定義自身系統的數據類型，編寫相關的輸入、輸出和執行函數。
（3）具有類的繼承性。
因此，標准樣地管理系統採用了面向對象的技術，每個標准地塊都是一個對象實體，有一個唯一的對象標識並包含有屬性數據、空間圖形數據、靜態圖像數據、視頻數據和聲音數據等，如圖2。
圖2 標准樣地對象模型
定義 1：一個標准樣地實體對象是一個7元組：［Oid，Aid，Gid，Wid，Pid，Mid，Sid］，其中，Oid為該樣地對象的對象標識；Aid是屬性數據標識；Gid是空間數據標識；Wid是文檔數據標識；Pid是靜態圖像數據標識；Mid是視頻數據標識；Sid是聲音數據標識。
3.3 標准樣地管理系統的數據組織和管理
3.3.1 空間屬性數據的組織和管理
空間數據是標准樣地管理系統的核心，是整個系統的主體。基本空間數據類型有點、線和面。在矢量格式中點目標用一個坐標對（X1，Y1）表示，線目標用一串坐標對（X1，Y1） （X2，Y2）……（Xm，Ym）表示，面目標則用首尾相接的一串坐標對（X1，Y1） （X2，Y2）……（Xn，Yn） （X1，Y1）來表示。標准樣地的屬性數據是指其非空間、非多媒體數據，如樣地編號、級別、二級區名稱、實地位置等，屬性數據由多個屬性數據項組成，如圖3所示。在標准樣地管理系統中，採用MapObjects控制項默認的shape文件格式來組織空間數據，而屬性數據則由shape文件對應的dbf文件來組織。
圖3 標准樣地的屬性數據列表
3.3.2 多媒體數據的組織和管理
多媒體數據的管理方式一般有兩種。一是採用統一的資料庫，把所有的多媒體數據以BLOB對象納入其中進行統一的管理。其優點是便於數據的集中管理，但是資料庫會顯得過於龐大，且訪問數據的速度較慢。二是將多媒體的源數據和描述性信息分開存放。在硬碟中，每一個媒體數據以單個文件的形式存放，並將這些文件存放在一個特定的目錄下，形成一個媒體資料庫。在關系資料庫中儲存數據的描述性信息如數據的編號、名稱、路徑、格式、容量、默認表達方式等。通過建立空間目標與數據的描述性信息的聯系，來間接訪問多媒體數據文件，如圖4所示。其缺點一是數據的主體信息和描述性信息分開存放不便於統一管理，二是需要常用媒體軟體的支持；但是這種方式實現起來十分簡單，響應速度較快。本系統將採用第二種方式對多媒體數據進行管理。
圖4 多媒體數據的管理
3.3.3 系統的資料庫設計
本系統的資料庫分為兩個部分，即描述性信息資料庫和主體資料庫。前者以Access關系資料庫管理著圖件數據的描述性信息表和多媒體數據的信息表。後者又分為空間資料庫和多媒體資料庫。其中空間資料庫管理著所有的空間數據和屬性數據，它是硬碟中一特定目錄下shape文件、dbf文件及shx文件的集合；而多媒體資料庫管理著標准樣地的所有多媒體數據，它是硬碟中一特定目錄下各類多媒體數據文件的集合。系統以描述性信息資料庫為媒介訪問主體資料庫，如圖6中所示。
圖5 圖件數據的描述性信息表結構
圖6 多媒體數據的描述性信息表結構
3.4 標准樣地管理系統的功能模塊設計
標准樣地管理系統是目標管理系統的一種，它是多媒體技術和傳統地理信息系統結合的產物。系統主要對基礎數據、底圖數據和標准樣地數據進行了管理。基礎數據主要是道路圖層、水系圖層、注記圖層等輔助性數據；底圖數據採用了1∶50萬的湖北省農用地分等單元圖，它是各分等單元（面狀目標）空間數據和屬性數據的集合；標准樣地數據則包括了省級樣地（點狀目標）的空間數據，屬性數據及其多媒體數據。
針對以上的數據，系統主要提供了圖層管理、圖形編輯、統計分析、目標查詢和多媒體數據處理五個功能模塊。圖層管理模塊是對基礎圖層、分等單元圖和標准樣地圖層進行顯示、添加、刪除和移動等操作的方法的集合；圖形編輯模塊則提供了對點目標、線目標及面目標進行編輯的功能；統計分析模塊主要針對分等單元圖層數據，提供了各縣市各等別面積統計和各地類各等別面積統計兩個基本功能；目標查詢模塊和多媒體數據處理模塊是系統的核心，其中查詢模塊提供了空間點擊查詢、空間分析查詢和組合條件查詢3種查詢方式；而多媒體數據處理模塊則用來存取和表達多媒體數據。運用系統提供的查詢功能和多媒體數據處理功能，用戶可以快速地捕捉標准樣地目標並對其屬性數據和多媒體數據進行詳細的瀏覽。系統功能模塊設計如圖7所示：
圖7 系統的功能設計
3.5 標准樣地管理系統的功能模塊的物理實現
標准樣地管理系統在實現的過程中主要採用了組件式GIS技術和多媒體技術。其中組件式GIS技術實現系統中所有與空間數據和屬性數據有關的功能，而多媒體技術和資料庫技術則實現與多媒體數據有關的功能。
MapObjects控制項提供CMoMapLayer，CMoPoint，CMoLine，CMoPolygon 等類介面中的屬性和方法可以用來實現空間數據的操作。屬性數據的操作則依靠 MO 控制項提供的CMoRecordset類介面中的屬性和方法來實現。
多媒體數據的表達則視數據的類型而定。對於標准樣地景觀圖片和土壤剖面圖片數據，可以視其為柵格圖層數據，採用MO控制項提供的CMoImageLayer類介面中的屬性和方法來實現；樣地文檔數據、音頻和視頻數據的表達則分兩步進行。先要通過ADO或DAO提供的資料庫操作函數訪問關系資料庫中的多媒體數據描述性信息表，根據標准樣地對象實體的ID號，在信息表中找到此樣地的多媒體數據的描述記錄；然後根據記錄中路徑欄位的信息從多媒體資料庫中訪問其多媒體數據文件，最後調用ShellExecute函數根據文件格式激活應用程序對多媒體數據進行表達，具體過程如圖8所示。
3.6 標准樣地管理系統的運行簡介
標准樣地管理系統主要是為了對標准樣地數據進行科學有效的管理和圖、文、聲、影並茂的展示。為了把多媒體數據較好地連接到地理目標上，借鑒空間型超級文本的有關原理，即地理空間實體作為信息的結點，以地理實體的空間位置作為索引，由這樣的結點和索引組成鏈表，用戶可以對鏈表進行瀏覽、查詢等操作。這種方式比較簡單方便，但尚不能達到真正意義上的超文本。
伴隨著啟動界面和背景音樂，進入標准樣地管理系統。首先在圖層管理器中選擇標准樣地圖層激活並顯示它，運用系統查詢功能模塊提供的其中一種查詢方式捕捉到目標標准地塊。此時目標變成紅色，系統開始播放當地的民歌，接著屬性信息對話框出現，可以在出現的對話框中瀏覽到樣地的所有屬性信息，還可以運用對話框中的多媒體介面進一步欣賞到目標標准地塊的景觀圖片和土壤剖面圖片，以及與當地風土人情有關的文字和視頻信息。本系統改變了傳統GIS呆板、沉悶的界面環境，給人耳目一新的感覺。
圖8 系統的物理實現
圖9 標准樣地的剖面圖片和景觀圖片查詢
圖10 標准樣地的文檔和視頻信息查詢
參考文獻
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