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地理信息系统设计范文1
引言
通过将地理信息系统应用到电力营销业务系统中，能够实现客户服务、电力业务、故障服务等智能化管理，形成高集成的自动化系统。通过两者融合，能够实现电力营销业务与其他生产专业的信息共享即业务融合，有利于扩大营销业务的融合力度，让电力营销向更加专业方向发展，有效提升电力企业精细化管理水平。
1地理信息系统的简介
地理信息系统又可以称为GIS，是一种空间信息系统，主要是利用现代网络地理图形技术、数据技术来采集地球表层的地基分布数据信息，并将相关数据进行传输、分析、运算、储存和显示的技术系统[1]。通过在电力营销系统中应用地理信息系统，能够反映出事物的地理空间文字和将其变成可视化图形，能够强化电力营销系统的空间地理环境信息，从而能够为电网规划、灾害预测等方面提供参考依据。将地理信息系统与电力营销系统集成起来，能够将营销资源与设备的属性相连接，构建出网络拓扑模型，便于电网企业可视化管理，能够为空间数据提供高效、精确服务。
2营销业务系统与GIS集成的方式
2.1集成关系
营销业务系统与GIS的集成关系分为四个部分，分别是电网GIS空间信息服务平台整合、营销平台整合、信息采集系统集成、安全生产管理系统集成。
2.2GIS系统与营销业务应用的集成
在营销业务方面，使用GIS能够营销资源系统维护和图形系统调用两种功能。其中，营销资源图形系统维护功能能够改进功耗业务和增加客户空间及拓扑关系，图形系统调用能够实现营销资产数据的图形管理。结合营销GIS应用模块和营销业务应用模块，能够实现电力营销的可视化管理，方便相关营销人员及时根据图形采取相应的解决措施，这样一来，相关营销人员就可以从系统中了解到更全面的信息数据，进而可以根据数据来进行报障、调度、处理的相关操作，为维修人员提供准确的故障信息，提升营销业务的服务质量。
2.3与电网GIS平台的集成
建立电网模型能够及时了解相关用电设备信息和电网资源数据，采用GIS技术建立电网营销平台，能够将用电设备信息空间位置有效结合起来，然后以图形方式进行展示，方便营销人员进行分析和统计，实现快速报修、抢修、线损管理等业务，是建立网格资产信息数字化管理的关键。
3电力营销地理信息系统的设计与应用
3.1电力营销地理信息系统的架构设计
电力营销地理信息系统由数据层、数据访问层、应用逻辑层、表现层四个部分组成[2]，如图1所示。
3.1.1数据层在设计数据层时，需要围绕电网地理信息系统平台数据和营销地理信息系统应用数据库开展，这样就能建立完善的数据信息服务平台。其中，电网地理信息系统平台数据需要包括基础地理信息数据、电网拓扑数据、空间数据、电型图数据、属性数据等，从而构建基于信息平台的电网资源图形管理；营销地理信息系统应用数据库是为业管理平台提高可靠数据的模块，需要包括营销业务数据、管理数据等相关信息。
3.1.2数据访问层数据访问层是提供数据接口的地方，通过采用逻辑组件对相关储存数据进行管理和维护，从而为营销地理信息系统、电网地理信息系统提供获取业务数据、图形数据、属性数据即相关电网拓扑数据。相关人员可以通过数据访问层实现对数据、文件的查看和编辑。
3.1.3应用逻辑层应用逻辑层由营销地理信息系统应用业务逻辑组件和地理信息系统平台应用服务组件组成。营销地理信息系统应用业务逻辑组件是基于电网地理信息系统，是数据层与表现层的桥梁，主要功能是业务逻辑功能封装和图形可视化，能够从电网总线实现对其他功能的调用。地理信息系统平台应用服务组件是为系统提供浏览服务、定位服务、电网分析服务等功能的米快，主要包括空闲信息服务组件和图形应用组件，相关操作人员能够在界面层实现对相关业务的调用和控制。
3.1.4表现层表现层是由系统管理工具、电网资源图形管理工具、营销应用框架等部分组成[3]。其中，系统管理工具的作用是对系统进行管理，包括各种数据信息的采集、管理和任务调度。电网资源图形工具的作用是方便营销管理人员通过使用图形进行管理和维护，主要集中于充电设备、服务网店、分布式电源、用户营销资源等方面。电力营销典型应用框架是表现层的支柱，需要采用B/S结构，接着通过利用RIA技术实现对电网图形、定位信息、电网功能的直观展示，实现对业扩包装、报修抢修、配网策划等可视化管理。
3.2应用功能分析
电力营销业务具有负责性，为了能够保证地理信息系统能够与电力营销系统完美融合，就必须实现以下几种功能：业扩管理功能、低压线损管理、负荷分析，如图2所示。
3.2.1业扩管理功能业扩管理是电力营销的重点环节，能够为电力营销系统升级改进提供充足空间。要想做好业扩工作，就必须建立专业的用户报装数据库，从而可以实现接收信息、处理信息、存储信息的功能。通过相关信息，能够实现负荷平衡和路径追踪目的，并能够自动设置路线，能够快速得出相关工程概况。因此，将地理信息系统应用到电力营销系统中，能够提升业扩管理的工作水平和效率，为用户提供高效、及时的业扩服务。
3.2.2低压线损管理在过去，由于传统低压电网管理方式有所欠缺导致低压电网存在很严重的线损问题，给电力企业带来极大损失，且电压电网存在线损问题容易导致电能浪费和危害到电网稳定运行，强化低压线损管理很有必要。而将地理信息系统融入到电力营销系统中，能够采用分台片式方法和分线路方法来对电网线损进行管理，能够将管理精确到每一条线路上，优化电网线损管理效率和质量，极大降低线损对电力系统的影响，确保电网能够安全稳定运行，提升电力企业经济效益。
3.2.3负荷分析由于每种电力设备都有一定的负荷限定，对线路进行负荷分析是确保线路能稳定运行的重要途径。在电力营销系统中采用地理信息系统能够对各区域的电网进行实时监测，能够对不同区域的电网负荷进行分析，特别是设备负荷、线路负荷及负荷密度等，通过对这些数据进行分析，然后将相应的数据显示到地理信息系统的显示层上，能够为用户提供个性化服务，根据每人的用电特定提供相应的电流路径，从而能够提升电力营销服务质量。
4软件平台的规划
软件是实现地理信息系统与电力营销系统融合的重要方式，通过使用软件，能够实现设备操作系统、服务数据管理、数据展示、应用备份等集成，从而为实现电力营销自动化、智能化提供可操作平台。为了确保电力营销系统能够空间信息管理，在选择软件平台时需要选择符合行业标准的主流成熟产品，这样才能确保建设出完善、系统的软件平台。
4.1操作系统规划与设计
电力营销业务地理信息系统的应用主要分为两个部分，分别是数据库服务器和地理信息系统应用服务器，通过这两种服务器将其建设成为拥有各种集成接口数据的服务器，从而建立一个智能的网点服务运营终端。具体来说，可以使用LINUX系统作为其的数据存储数据库服务器，既支持大型服务平台又能应用到嵌入式系统中，能够优化桌面环境，为其提供完备的图形界面。
4.2数据库软件规划与设计
在数据库软件方面，可以使用Oracle11g版本，其具有上百项功能，并加强软件的高效性和兼容性，能够为电力营销业务地理信息系统提供安全保证，确保其能在普通服务器和存储器中稳定运行。
4.3中间件软件规划与设计
电力营销系统采用的中间件处理方式，营销业务地理信息系统也可以采用这种方式，从而实现应用软件弹性运行。首先，营销业务地理信息系统分为两个部分，系统前端的作用是构建相关的业务组件，系统后端是实现数据查看和编辑的主页面，然后通过中间件开发来提升应用程序的性能，进而构建性能完善的软件服务平台。
4.4备份软件设计
备份软件是确保信息和文件备份的关键，能够确保信息不会丢失。在进行备份软件设计时，需要从服务端、客户端即应用程序出发，规划好服务端的备份平台和客户端选件，从而建设出能够信息共享的备份软件，为营销业务系统保持相关数据和信息，方便日后查询与修改。
地理信息系统设计范文2
关键词：Skyline；地震应急；地理信息
我国是地震灾害频发的国家。统计数据表明，我国地震死亡人数约占全球地震死亡人数的一半，生态损失更是不可估量，是世界上地震灾害最严重的国家之一。如何减少地震灾害带来的损失和破坏，已成为各界广泛研究与关注的焦点，作为信息时代最主要的工具，地理信息系统作为一门成熟的技术，在美国、日本等发达国家的防震减灾中已得到了广泛的应用，形成了一定的规模。中国将GIS技术应用于防震减灾工作则较迟，但发展较快。当前一些地震研究机构和防震减灾管理部门先后开展了基于GIS平台的地震分析预报、地震早期趋势判定、地震应急、地震灾害预测、地震信息管理和查询等方面应用软件系统的开发研究，取得了丰硕的成果[1]。
与二维相比，三维GIS与传统二维GIS最大的一个不同就在于它们的表现形式截然不同，三维GIS以多种更贴近真实的方法表现抽象的数据。具有对空间信息的直观可视化表达、可进行多维度上的空间分析等优势，这使得三维成为当前各行各业信息化建设的重要组成部分，是目前研究和发展的主要方向[2]。将三维GIS技术引入地震应急领域是应急工作的必然趋势。本文以福建省地震局“地震应急三维基础地理信息系统”为例，介绍了Skyline平台软件，采用Skyline软件提供的TerraDeveloper组件作为开发平台建立了三维地理系统，以航空遥感影像、数字高程模型数据为基础，构建了福建全省的三维场景，并融合了地震应急基础数据的主要数据，叠加了地震影响场模块，从而不仅实现了三维基本操作、信息查询、空间分析和三维漫游等功能，而且实现了地震影响场估算，地震应急基础数据库信息展示。
1Skyline软件应用开发现状
Skyline软件家族的成员主要包括TerraExplorer、TerraBuilder、以及TerraGate等软件。Terra Explorer又可分为Terra Explorer、Terra ExplorerPro以及Terra Developer，其中TerraExplorerPro允许用户经由编辑，注记及分析资料，创建自己3D的可视化展示环境；TerraExplorer允许用户免费浏览Terra ExplorerPro所开发的专用功能并执行TerraExplorer所提供的基本功能；Terra Developer则是Terra ExplorerPro的二次开发包，用户可利用它定制自己的应用程序[3]。本系统中Terra Ex-plorer主要用于加载三维地形数据(mpt)、三维景观数据以及二维GIS数据，创建.Fly文件，打包后形成场景图。TerraBuilder通过叠加航片、卫星影像、数字高程模型以及各种矢量地理数据，高效便捷的实现对海量3D地形数据进行数据库创建。
Terra Builder能够对多种数据格式进行支持，并且可以对分辨率和大小不相同的数据进行裁剪、融合以及投影变换等操作，进而使用任意分辨率进行构建的三维场景均达到真实还原的效果并且形成海量地形数据库。本系统中Terra Builder作为平台主要将影像或者航片数据和DEM数据进行融合形成三维场景地形数据库(.mpt)。Terra Gate—数据网络，是一款强大的地形传输服务器，基于网络无缝可变带宽，当网络被连通中断时，Terra Gate的传输并不受影响。影像的分辨率会随网速的快慢而调整，网速慢时，发送低分辨率影像；网速快时，发送高分辨率影像。而且，支持流方式传输，即用户可实时浏览已传输的影像数据[4]。Skyline软件还提供了面向各种对象的二次开发的工具，在实现基本功能的基础上可以加入高级分析功能，以适应地震应急工作的需求。
2地震应急三维基础地理信息系统建设
2.1系统框架设计
福建省地震局的三维基础地理信息系统以高分辨率数字航空影像为数据源，Skyline三维可视化软件为基础平台。集成了高分辨率正射影像、高精度数字高程模型（DEM）、高仿真三维城市模型、城市大比例尺地形图、地震专题数据等多源数据，采用了数字摄影测量技术、真正射影像制作技术及先进的计算机网络技术，构建了三维基础地理信息系统，实现了地震信息与三维场景的融合。
2.2系统数据
系统的数据分为四个层次：基础地理信息库、遥感影像及数字高程库、三维模型数据库、地震应急基础数据库。
2.2.1基础地理信息包括：全省行政区划、全省交通数据、全省1:5万地名数据、全省山名及水系名称等。2.2.2遥感影像及数字高程库包括：全省九地市主城区0.2米分辨率彩色航拍影像；覆盖全省2.5米卫星遥感影像、及覆盖全省的1:5万的数字高程模型，叠加生成的三维场景。
2.2.3三维模型数据包括：省内主城区的建筑模型数据。2.2.4地震应急基础数据包括：历史地震、全省地震台站、全省断裂带、全省构造盆地、地质构造背景等应急基础数据库数据。
2.3系统特点
2.3.1在安全稳定性方面，该系统Skyline公司的TerraDevel-oper软件为开发平台，采用典型的3层体系架构，即底层数据库、平台服务层、客户应用层、该体系结构使得数据和应用完全独立，保证了数据的安全性、一致性和应用无关性。
2.3.2在系统性能方面，该系统系统采用高端服务器搭建系统服务端，中低端性能的普通PC机作为客户端。在同一局域网中多台客户端可以同时运行，客户端的三维场景调入和渲染速度快速、流畅、稳定，实现浏览无角度限制，渲染效率可以达到20帧/s，搜索效率毫秒级响应，可以满足海量城市三维模型的实时、快速浏览。
2.3.3在系统操作方面，多种模式交互浏览功能：灵活的浏览控制模式，提供鼠标、键盘控制，用户可以在三维场景中前进、后退、改变方向、升高、降低视点，可以实现对数字三维模型的任意角度、任意高度的浏览、飞行、大场景无缝浏览、各种分辨率无极缩放显示。系统可以利用TerraExplorerPro提供的二次应用开发接口，实现加载应急基础数据的功能，可以将地震应急基础数据库中的矢量数据直观的展现在系统上。
2.4系统功能实现
三维基础地理信息系统采用基于Terra Developer进行界面定制和功能开发，以达到用户的需求。Terra Developer是基于ActiveX的软件开发包，允许用户自定义Terra ExplorerPro的应用和建立强大的3D地理空间用户界面。
2.5三维场景漫游及空间量算
TerraExplorerpro软件提供了较多三维场景漫游及空间量算的工具，在系统中可以多种模式交互浏览：其中三维场景漫游的操作包括鼠标模式(拖曳、滑行、倾斜与旋转)的切换；展示区域全图显示、平视、俯视；缩放及其规定尺度的显示范围控制；面北、环绕等。也可以沿固定路径交互式浏览飞行。支持全屏方式浏览。支持鸟瞰图功能。空间量算的工具主要有水平距离量算、垂直距离量算、空间斜线距离量算、区域量算，TerraDeveloper提供了IMenu接口，能轻松激活这些工具十分方便。
2.6地震影响场展示
在系统中嵌入已开发的地震影响场模块[5]，可以在三维地形图上直观的显示不同区域地震的影响程度，地震发生后用户可以直接在系统界面中输入地震三要素（时间、地点、震级），在该系统中就可以快速测算出不同烈度下的区域面积，对应急指挥长提供了很好的决策依据、便于应急救援方案的实施。
2.7查询点定位
该功能实现将用户感兴趣点快速定位到三维场景之中。用户在对话框中输入感兴趣点名称，系统将列出场景中包含所输入内容的标识，用户可选择准确的名称在三维场景中自动定位。主要通过在信息树中查找与建筑物名称对应的地物。信息树的存储方式为树形结构，可以通过遍历的方法得到建筑物在信息树中的ID号，实现定位。
2.8图层管理
该功能实现对三维场景中叠加的地理信息图层和地震专题信息的控制。通过在信息树中获取相应图层的文件夹，将图层信息以树形结构显示在系统操作栏中供用户进行图层控制。比如基础地理信息图层包括了行政区划、交通、河流水系等基础地理信息，地震专题图层包括了地震应急基础数据库的专题数据，例如历史地震、地震台站、断层分布等。
2.9城市三维景观展示
景点展示功能可以将系统中已建的三维建筑模型以定点或以游览的方式展示给用户。用户可以自由的设置游览路线，从不同角度观赏标志性景观、建筑群的风貌，这种三维模型及城市影像可以直观、生动地再现城市面貌，让用户在虚拟三维场景的飞行、漫游，给人一种身临其境的感觉。
2.10矢量数据导入
将地震应急数据库中的空间数据例如，重点目标、泥石流滑坡点、危险源分布等等.SHP格式专题数据导入该系统中，从而丰富了该系统的展示度，提高了地震应急工作能力。
结束语
地震应急指挥三维基础地理信息系统是利用计算机技术、虚拟现实技术、三维仿真等技术，用三维模拟空间代替了传统的二维地图的一种高科技的数字测绘产品，该系统Skyline软件为开发平台以地理信息数据为支撑，并与地震专题数据相结合直观的描述了建立在福建全省真实地理世界上的地震活动性、重点目标、重点监视防御区、各类地震监测台网分布、等地震信息资源；并内置了影响场生成模块，快速定位模块，直观的将烈度影响场显示在三维地形上。在未来的工作中，可以考虑建立基于网络的三维组件，构建三维地理信息平台，建立用户管理功能为用户提供分布式的可定制的地理信息服务。还可以将基于“三网一员”的灾情快速速报系统融入该系统，对地震应急工作是个很好的补充。
参考文献
[1]李先梅.Gis在防震减灾中应用[J].防灾科技学院学报，2006,8(2):73-76.
[2]潘立，张旭，任东风基于Skyline的三维GIS构建与研究[J].测绘与空间地理信息，2016(8):90-93.
[3]李佼.基于Skyline的三维GIS开发关键技术研究[D].华东师范大学,2009.
[4]宋世凯.基于Skyline的城市三维地理信息系统的设计与研究[D].石家庄:河北师范大学,2012.
地理信息系统设计范文3
关键词：园区地理信息系统 ArcGIS Engine 三维分析
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（b）-00-02
地理信息系统以其强大的数据可视化、空间数据库管理以及空间分析功能，为新建开发区的信息化管理提供了强有力的工具，构建新建开发区地理信息系统已是必然趋势。该文结合石家庄某开发区地理信息系统的设计和开发实践，对采用ArcGIS Engine作为GIS开发平台建立园区地理信息系统进行了较深入的研究。本系统融合当今GIS的主流技术―组件式GIS和数据库技术，能够较好地为开发区建设管理服务，为展现新园区信息提供了一个平台及可视化窗口。
1 需求分析
从开发区园区信息管理的实际需要出发，系统能够对新园区地形、建筑物、管线等数据进行统筹管理，记录新园区从规划初期到竣工建成的整个建设过程；提高园区设施管理的效率，便于查询和分析，对今后日常维护、资产管理、各种资料的保存及新园区改造提供依据，并可直观地展现三维立体的园区景观。
2 系统设计
2.1 系统总体结构
系统采用客户机/服务器（Client/Server）的体系结构。服务器端存储系统空间数据库，应客户端请求发送不同用途的数据，由系统维护人员负责空间数据库的管理和维护，客户端只需要安装ArcGIS Engine Runtime（运行时）即可。系统以目前在世界上占主流地位的开放型GIS软件―ArcGIS地理信息处理平台为基础，采用关系数据库SQL Server 2000和ArcSDE 9.2相结合的技术统一管理空间数据和属性数据，确保空间和非空间数据的一体化存储，实现数据的存储、管理、查询、检索及数据的深层次挖掘问题，为前端GIS应用功能的开发提供强有力的
支持。
2.2 系统功能模块
根据需求分析，将系统设计为10个功能模块来实现，分别为数据加载模块、数据编辑模块、地图浏览模块、影像播放模块、查询检索模块、三维显示模块、空间量算模块、三维分析模块、系统管理模块和地图打印模块。
3 数据库设计
3.1 数据库构成
本系统的数据库建设是一项长期、重要和基础性的工作，数据库中包括地形、规划和工程勘察数据以及系统配置数据，构成能够提供丰富的信息资源和服务能力的园区空间数据中心。
3.2 基于Geodatabase的空间数据组织模式
本系统需要对园区建筑物、地下管线、运动场等多种地理要素的空间数据和属性数据进行管理，涉及的数据种类多，数据量大，且各类数据之间存在一定的关系。因此，为了实现统一管理，采用新型的面向对象数据模型Geodatabase来设计和管理系统的地理数据库。系统Geodatabase中的矢量数据包含要素数据集（Feature Dataset）和要素类（Feature Class）两种数据结构，要素数据集是具有相同空间参考系统的要素类的集合，如基础地形要素数据集；要素类是存储相同几何类型和属性的要素的集合，要素类是各要素数据集中具有点、线或面几何特征的地理实体，如道路线要素类。栅格数据集包含表达连续地理对象的栅格数据，栅格数据集能够表示一副影像图、一个表面、一个以格网采样的环境属性，或者有关特征的对象图片，开发区园区用地的遥感影像图（QuikBird卫星数据）是采用栅格数据集管理。关系表中的表文件是记录的集合，本系统地理数据库中的关系表为项目设计方案信息表。
4 系统开发与实现
4.1 系统开发环境
采用Visual studio 2005＋ArcGIS Engine 9.2作为系统的开发平台，用面向对象的方法进行程序设计，通过Visual C#开发语言调用ArcGIS Engine组件库的组件，利用相关接口和函数开发系统功能，实现了数据加载、数据编辑、地图浏览、影像播放、查询检索、三维显示、空间量算、三维分析、系统管理和地图打印功能。
4.2 主要功能实现
以地图浏览、三维显示和三维分析为例进行说明。
(1）地图浏览。地图浏览界面主要由地图显示区、图层控制区、菜单栏和工具栏组成。
地图浏览功能可进行视图控制和图层控制操作，主要是利用ArcGIS Engine中己封装的工具条控件（ToolbarControl）和目录树控件（TOCControl）实现，使用工具按钮对地图进行放大、缩小、移动等操作，方便用户观察目标和快速定位。图层控制窗口用来显示地图的图层，可以控制图层的显隐以及图层在上层或下层的控制，便于用户选择感兴趣的图层和显示方式进行地图浏览和查询分析，提高查找效率。
（2）三维显示。通过显示园区三维地形模型和地物模型，可以为开发区管理人员提供对园区布局和资源的可视化预览，提供可视化的分析和决策环境，以地形表面模型建立为例进行说明。
①创建TIN（不规则三角网）。从1：500园区用地现状地形图中提取出测量点，测量点数据含有高程信息，使用测量点创建TIN。TIN用不规则三角网表达地形表面，三角形的网点存储Z值（高程值），从而建立了园区用地现状的地形表面模型。
②在TIN上叠加建筑物的高度。在TIN上分别叠加用地现状地形图上的居民地和规划园区单体建筑的建筑高度，从而得到叠加居民地的地形表面模型和叠加园区单体建筑的地形表面模型，按照不同的高程段用不同的颜色显示，展示了园区不同时期的三维地形景观，如图1和图2所示。
（3）三维分析。三维分析是在创建了表面模型数据基础上的分析，基于ArcEngine的接口和函数二次开发实现，三维分析功能可以为用地规划和建筑选址提供决策依据，以剖面分析和视域分析功能为例进行介绍。
①剖面分析。系统可根据地形数据绘制地形剖面图，地形剖面图表示沿两点连线前进时地形表面上高程变化的情况。首先，在TIN上选择两点，然后根据选择的两点创建剖面线（Polyline对象），然后计算出TIN与Polyline对象相交后的三维线（含有Z值的线），根据三维线对象在TIN上绘制图形要素，最后根据三维线上每个点的距离和高程信息绘制地形剖面图。
②视域分析。视域分析功能实现了两点通视分析。首先需建立视线瞄准线，创建视线瞄准线可以判断某点相对于另外一点而言是否可见。如果地形遮挡了目标点，则可以分析得出这些障碍物，以及视线瞄准线上哪些区域可视，哪些区域不可见。在瞄准线上，可视与遮挡的部分分别以不同的颜色表示。
5 结语
该文结合石家庄某开发区园区地理信息系统的开发实践，探讨了ArcGIS Engine组件技术在园区信息化管理中的应用和实现方法，在开发过程中得出以下结论。
（1）为了便于设计开发和维护管理，需要采用合理的GIS空间数据与属性数据的组织结构，建立比较完善的空间数据和属性数据关联的GIS数据库，这是实现GIS功能的前提条件和系统开发成败的关键。（2）选择ArcGIS Engine作为系统的GIS开发平台，能够满足新园区信息管理对GIS功能的需要，较好地实现系统集成。利用可视化开发语言Visual C#进行开发集成，能够方便灵活地实现GIS大部分功能。
参考文献
[1] 董娜.基于ArcGIS Engine的××大学新园区地理信息系统研究与实现[D].昆明：昆明理工大学，2008.
[2] 顾留碗，郑平建，张海荣.基于GIS技术的滁州学院管理系统[J].滁州学院学报，2009（1）.
地理信息系统设计范文4
问题，最后对系统的效应和有待改进之处做了说明。
关键词：城市地理信息系统GIS
一、引言
城市地理信息系统(Urban Geographic Information System)，简称“UGIS”,它是地理信息系统的一个分支，是一种运用计算机软、硬件技术，实现对城市各空间、非空间数据的输入、存储、查询、检索、处理分析、显示、更新，并以处理城市各种空间实体及其关系为主的空间系统。
20世纪90年代以来，一场以信息技术为核心的革命正改变着我们的生活和社会的面貌，
在空间科学技术以及地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)取得了飞速发展。城市是人类文明的标志，是人们经济、政治和社会生活的中心。城市化的程度是衡量一个国家和地区经济、社会、文化、科技水平的重要标志，也是衡量国家和地区社会组织程度和管理水平的重要标志。城市化是人类进步必然要经过的过程，是人类社会结构变革中的一个重要线索，经过了城市化，标志着现代化目标的实现。只有经过城市化的洗礼之后，人类才能迈向更为辉煌的时代。然而，仅仅看到城市化所带来的丰硕成果而赞叹不已、振臂高呼是远远不够的，城市化过程并不一定是一曲美妙的乐章，像很多进步一样，城市化过程中也夹杂着许多不和谐之音。近年来，随着我国城市化飞快速发展，正确认识城市化所带来的不利影响，并采取必要的措施，在城市规划初期，利用城市地理信息系统加以解决，对我国城市化的健康良好发展有着重要的意义。
根据城市的结构和特点，将城市地理信息和社会经济、管理等信息数字化，建立并依托于城市地理信息系统强大的数据处理、空间分析，以解决城市化发展中复杂的规划和管理问题，为城市化良好发展提供可靠的技术和决策支持。
二、系统需求分析与总体设计
2.1系统需求分析
随着社会经济的发展，人们对生活质量的要求越来越高，作为决策和服务之一的地理信息系统也在不断的完善服务体制，城市规划和决策者想及时了解城市的全部建设发展情况及挖掘一些有用信息，作为规划和决策的依据。只有运用先进的科学管理手段，利用计算机系统管理才能实现这一管理模式。
根据信息管理系统可行性分析的四个基本方面可得如下结论：
经济上的可行性：
从长远角度来看，此系统的投入会给城市的规划和发展带来管理严格化、信息统计完整化、数据处理智能化、经济预算科学化、业务处理高效化等多方面变化。
技术上的可行性：
经对现有城市地理信息系统应用、开发的实际考察发现，绝大多数部门、公司、个人都已具备计算机硬软件和网络环境，掌握计算机基本操作能力。技术环境以满足开发和使用的技术条件。
管理上的可行性：
经过和城市规划领导、专家、学者的接触，可以看出几乎所有领导都能意识到城市地理信息系统使用的必要性。可以了解到他们对信息系统已经有很高的认可度。管理可行性完全满足。
社会上的可行性：
无论是对城市规划决策的制定者，还是普通老百姓对城市地理信息系统使用的方便快捷性都表示很大的赞同。同时，系统的开发和使用对促进整个社会的信息化程度发展尤其是城市健康发展有巨大推动作用。
2.2系统总体设计
城市地理信息系统是一项非常复杂和庞大的系统工程，它包括城市一个城市的人口、土地、道路、交通、环境、管网等各个方面，具有明显的空间地理特征。城市地理信息系统所涉猎的图像、数据都是非常大的，系统应能非常方便快捷的输入、存储、处理各方面的图像和数据，并能对这些空间数据以及属性数据惊醒挖掘和分析，这正是建立地理信息系统的优势所在。通过对这些海量数据的挖掘和分析能为城市规划决策这提供技术支持和辅助，还可以通过可视化和多媒体技术给普通市民展现，使市民可以方面的参加到城市的建设和发展当中来，为城市的发展献言建策，所以系统应采用B/S结构。所建成的地理信息系统将是用计算机硬、软件及网络技术，实现对城市各种空间和非空间数据的输入、存贮、查询、检索、处理、分析、显示、更新和提供应用，以处理城市各种空间实体及其关系为主的技术系统。它是城市基础设施之一，也是一种城市现代化管理、规划和科学决策的先进工具。城市地理信息系统对城市具有动态监测和宏观调控的能力，在城市化发展的过程中将发挥重要的作用。
2.3 系统设计的基本原则
1.标准化、规范化
要符合软件设计的规范和标准及相关行业的标准和规范。
2、系统的可操作性
系统的操作界面应该尽量的简洁明了，尤其是本系统的操作界面是B/S结构的，所以内容不该太多，界面的内容简单，能够使用户在第一时间就明白本系统的主要功能。本系统应该作到操作简单、快速、系统的反应时间要尽量的短。
3、系统的安全性
本系统是在计算机上进行管理的，主要的系统数据都要通过浏览器和服务器之间进行传输，这样就很难保证系统信息不会遭到恶意的破坏，这就需要我们要尽量的对数据进行加密保护。另一方面，本系统是一个管理系统，这就有管理员和普通用户的区分，这也需要我们在系统中对不同人员的使用权限进行区分，不同的使用人员所能访问的页面是不同的。这两方面就保证了系统的安全性。
4、系统的可维护性
系统的维护主要有系统的日常维护和数据库的日常维护、数据的备份及数据库的灾难后恢复工作。因为本系统是基于网络上应用的，所以本系统的日常维护就没有了客户机端的维护，而只需要对服务器的数据库进行维护，这样维护人员就可以很方便的对系统进行日常维护。
5、系统的可扩展性
一个系统在被使用了一段时间后，使用者都会对系统提出很多的改进意见，这就要求我们编写的系统要有很好的可扩展性。本系统由于是采用B/S标准编写的，所有当用户提出改进意见后，编程人员只需要在原来的基础上，相应的修改程序，就会改变系统中相应部分的功能。所以本系统有很好的可扩展性。
2.4 系统体系结构
如图2-1所示
图 2-1
三、系统详细设计
3.1 系统框架图
如入3-1所示：
图 3-1
3.2数据库设计
城市地理信息系统，最复杂、最关键的是数据库的设计和构建。数据库设计时应把城市先前的基本信息，如人口、资源、环境、基础设施、经济和社会等方面的信息进行分类，在数据库中应创建相应的表和索引，再借助GIS软件建立空间数据库，最后建立空间数据库和属性数据库的链接，这样才能保证在用户访问数据库时的速度和效率，提高城市地理信息系统的服务质量。空间数据库如图3-2所示：
图 3-2
影像数据库如图3-3所示：
图 3-3
3.3子系统的设计
①城市历史概况子系统，以该城市的历史沿革、地理面貌、风俗、经济发展等信息，集合GIS的强大功能，展现给用户，满足用户的需求。
②城市人口户籍子系统，系统要体现出城市中人口的数量和分布，可以做详细的城市人口分布情况，比如年龄，性别，籍贯，文化程度，职业等在城市居住区的分布情况。结合GIS软件在图像中显示出分布图。
③城市交通道路子系统，在地图中体现出城市的快速道、主干道、次干道以及生活道路，结合多媒体及GIS技术，可以对城市的主要道路的交通进行实时监控，以及对未来城市规划过程中道路的扩、修建，起到重要的作用。
④城市环境保护子系统，城市环境是与城市整体互相关联的人文条件和自然条件的总和。我们这里，只分析城市的美、绿化，以及城市郊区工厂的分布对环境的污染等。城市环境质量好坏直接影响城市居民的生产和生活活动。
⑤城市土地资源子系统，城市土地具有其特殊性，应对城市先有的土地面积，形状、质量、权属、区位利用现状进行调查统计，并定期对城市土地进行遥感影像分析，检测城市土里利用变化。从而方便城市政府通过经济手段管理城市土地，能把投入城市土地的大量资金通过城市土地的有偿使用予以回收，并在投入城市土地的整治和开发，从而实现城市建设资金的良性循环。同时，经济手段是城市政府指导城市用地的重要杠杆，能充分发挥城市土地的使用效益。
⑥城市基础设施子系统，主要是通过对城市所属区域的电力管网、水道管网、通讯、学校、医院、电视电话线路、邮政网点等信息进行统计，分析其相应的数量、面积密度、结构、走向、修建年月等方面进行调查统计分析，并结合GIS软件在相关图像上显示出来，方便对城市基础设施的管理和建设。
⑦城市经济发展子系统，城市经济是以城市为载体和发展空间，二、三产业繁荣发展，经济结构不断优化，资本、技术、劳动力、信息等生产要素高度聚集，规模效应、聚集效应和扩散效应十分突出的地区经济。对城市的商业、企业的性质，规模，生产值，效益，分布等方面，在相关影像图上进行显示，为城市的规划决策者提供依据，对城市产业结构调整，对城市的经济发展提供辅助需求和技术支持。
四、系统的实现
4.1 客户端的实现
城市地理信息系统使用者不仅有专家学者，也有普通市民，面对不同的客户，系统前台界面要美观和简洁，使用客户一目了然，而且要充分考虑用户和服务器之间的交互，为了减轻服务器的压力，尽量在前台对提交服务器的各种数据，如文字，图像，声音等进行提前判定和提示。
4.2服务器的实现
面对城市地理信息系统的复杂性，数据库应支持各种类型的数据，如图像、图像、视频、音频、文字、表格等。还有图形图像的特殊性，还应把矢量数据的图像和栅格数据的图像做好相应的存储，以便以后相互交互使用，以及图像存储格式之间的相互转换，如bmp,jpg,tiff,gif,pcx,tga,exif,fpx,svg,psd,cdr,pcd,dxf,ufo,eps,ai,raw等。面对如此多的文字、图像、视频相关数据，数据库应建立相应的索引和触发器，提高数据库的存储查询和分析的效率。为了保护数据库的稳定性和长期性，必须对数据库进行相应严格的维护，保证数据库免受病毒侵害和意外情况的发生也能保证数据的安全。
五、结束语
城市地理地理信息系统是结合和运用计算机软、硬件技术，以及GIS的现代地理信息系统，开发出的高级的强大的城市地理信息系统，不仅能满足专家、学者的需求还能给决策者提供良好的辅助工具和决策分析，更难能可贵的是可以让普通的市民参加到系统中来，为城市的美好发展建言献策。城市地理信息系统的建设，必将对城市未来的数字化、信息化发展起到不可估量的作用。
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地理信息系统设计范文5
关键词 城市轨道交通，地理信息系统，设计
0 引言
我国从1965年开始修建地铁以来，城市轨道交通建设的规模不断扩大[1]。40多年虽然已完成数量巨大的工程地质勘察及轨道项目建设，但在项目中产生出的大量规划资料、基础地质勘察资料等的城市轨道基础地理信息，相当部分处在一种分散使用、分散保管、甚至大量遗弃的状态;此外，目前对城市轨道交通基础地理信息的存储管理还是以文字、图纸、图表为主的传统管理，查阅不便，尤其在处理大量工程数据时更是难以下手。因此，必须有一套现代的信息管理系统与之配套，而地理信息系统技术的发展为此提供了一种恰当和实用的工具。
地理信息系统(GeographicalInformationSys-tem，简为GIS)是20世纪60年代开始迅速发展起来的地理学研究技术，是多种学科交叉的产物。近年来，地理信息系统在全球得到空前迅速的发展，成为实现现代化科学管理的高新技术。它被广泛地应用到城市规划、城市地下管网管理、城市交通、社会服务等方面。GIS具有处理海量数据的存储、进行复杂的逻辑运算和数据挖掘的功能，同时也是实现空间图形显示与空间信息查询、分析的有效工具。利用GIS的数据输入、存贮、检索、显示和综合分析应用等功能[2-3]，将轨道交通基础数据的空间信息与其相关的属性信息结合，能够实现城市轨道交通基础地理信息检索、统计、分析、修改、打印等，为城市轨道交通基础地理信息提供快速、准确的现代化管理手段;此外，城市轨道交通基础数据中有大量的工程地质数据和地下管线数据，传统的数据管理很难把不同类型的数据进行三维可视化显示，亦无法对数据进行分析和处理。而地理信息系统的三维可视化功能是以适当的数据结构建立特征数学模型，采用计算机图形技术将数学描述以3D图像的形式予以表现，这样可以实现城市轨道交通基础数据管理的可视化。
1 城市轨道交通基础GIS的分析与设计
1.1 总体结构
系统利用ArcGIS的强大的地图操作功能，来实现对城市轨道交通所涉及的地层、钻孔、监测、构筑物、管线等基础地理数据的可视化管理和分析。系统由硬件、GIS软件和系统软件、数据库、接口等4部分构成，其总体结构如图1所示。
1.2 模块设计
系统要对大量的轨道交通沿线的各种空间及属性数据进行管理，同时也要实现地层数据、构筑物数据和管线数据的可视化分析。根据通用软件设计原理，系统采用模块化设计。分为专题信息管理、基础信息管理和系统维护3个子系统总共由8个模块组成，如图2所示。
1.3 系统功能
系统要求把孤立、分散的各种城市轨道交通基础数据以地理空间为纽带建立起相关关系，在此基础上开发形成基于GIS的城市轨道交通基础地理信息系统。使各种钻孔数据、轨道周边构筑物基础数据、地面地形数据、地下管线数据等形成一个有机的整体;对城市轨道交通基础信息进行检索、查询、分析;同时可以使地层信息实现三维显示;并初步形成一个可扩展的城市轨道交通基础信息数据库。系统的主要功能如下:
1)地图的操作功能。包括地图的放大、缩小和移动等操作;对各种图形要素进行分层显示的功能;此外，还可以执行图形的任意范围打印输出功能。
2)属性数据录入编辑。对所有图形的属性建立专门的属性数据库表，通过数据维护子模块完成数据的录入、编辑、修改。主要的属性数据操作对象包括轨道交通概况、钻孔基本信息、轨道项目施工信息、地层分层信息、各类地下管线信息、地面建筑物信息、构筑物基础信息、监测数据等。
3)图形输入编辑。系统数据包括空间数据和空间属性数据两种。空间数据是指二维平面数据，主要包括轨道交通及站点、地形地貌、地质构造、建筑物、钻孔、管线、构筑物基础等点、线、面状数据。这些数据以层的方式进行组织，以矢量图的形式在平面图上表现出来。系统可通过数据维护子模块对空间数据进行编辑，即进行点、线、面的添加、删除操作。
4)信息检索与查询功能。系统可以同时对空间和属性数据进行方便、灵活、准确的查询与定位。实现空间图形数据和属性数据的双向联合查询和分析，既可由图形信息查询所需的属性信息，又可根据各种的属性信息条件查询图形信息。系统设计了点击、条件、逻辑等查询方式，具有空间位置、属性、范围等多种查询检索功能。
5)信息可视化功能。系统可以将数据库中的信息以文字、地图、图片等形式加以显示，并为用户提供分层显示和各要素的选择显示等功能。系统将以点、线为基本形态，以钻孔数据为基础，选用适当的内插方法，将零散的、局部的二维地质钻孔数据构成地层信息在三维空间中显示;并重现地下空间形态和组合关系，重建三维模型，用三维图形生动地表现出来，从而实现地下复杂空间结构与关系的表达、分析和过程的三维可视化。通过三维轨道可视化显示，可以直观、生动地反映轨道及其沿线各区域的概况。
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6)空间分析功能。强大的系统分析功能是GIS的优点之一。在现有的空间数据基础上，利用缓冲分析、网络分析、叠合分析与数据挖掘技术，支持复杂空间问题的决策研究，模拟预测变化趋势等。如:以轨道线为中心，建立任意长度的缓冲区，分析出在缓冲区范围内各种管线的分布情况，显示某范围内距离轨道最近的管线或者对其进行碰撞检查等;还可以对大量长期的轨道监测数据进行综合分析，建立回归分析模型，以预测轨道沉降变化。
7)数字影像叠合。对地面影像数据进行配准后可以叠合在矢量图上，以此来增加地面可视化效果。同时也可在此基础上进行地面要素分析。
8)用户权限设置。根据需要设置两类用户:管理员、客户。用户必须使用帐号和密码才能进入系统。管理员具有全部权限，可以进行系统备份、数据录入、修改、查询、删除、打印输出等，还可以增加、删除客户;客户的基本权限有数据查询、统计和打印输出等，客户可以有一个，也可以有多个。
2 城市轨道交通基础GIS的实现
2.1 数据库处理
依据系统基本功能和数据编码等，建立基于SQLSever的数据库管理系统。数据库中数据模型对象可分为如下几类:轨道工程信息表、钻孔基本信息表、剖面地层信息表、地层基本信息表、钻孔层位信息表、构筑物基础基本信息表、构筑物基础层位表、管线基本信息表、管线层位信息表等。以此来建立图形属性数据库，并建立图形属性值与索引字段关联。由图形属性值定位数据库索引字段，以此来调用其他相关字段内容。
2.2 GIS二次开发技术
系统采用ArcGIS作为二次开发平台，调用Ar-cGIS部分优秀的功能模块，并对其进行修改、完善，具体体现在:
1)图形数据属性编辑。根据相关行业规范定义图形属性及其结构，建立与数据库的连接，提高软件的专业化水平。
2)库文件扩充。根据行业标准定义图例及各种专业符号，扩充ArcGIS的图例库、图形库，用于显示调用。
3)以缓冲区分析和叠加分析为基础进行轨道沿线构筑物基础数据和管线数据的专题分析。
2.3 城市轨道交通基础数据一体化显示
1)采用遥感图片配准、建筑物贴图和三维造型技术，实现地面景观和建筑物的立体显示。
2)根据坐标的精确定位，确定构筑物基础数据、管线数据和轨道数据的位置关系，实现地下轨道基础数据的显示。同时，可以在ArcGIS功能模块支持下，进行系统查询功能开发，实现轨道范围内各种管线和构筑物基础数据的查询、分析。
3)依据多层DEM\TIN混合算法，以钻孔数据为基础，对轨道通过的地层数据进行可视化显示。首先，确定轨道沿线区域的综合地层顺序;其次，逐层形成单个地层的构建，各个地层体是通过上下两个地质层面表示的;最后，在区域范围内，在两层面间填充颜色、纹理[4-5]。
3 应用
1) 图形显示功能。如图3为本系统主界面，显示上海轨道交通规划图。
2) 轨道、管线等基础数据查询。点击图形要素，显示图形属性信息;亦可以输入查询条件，搜索数据库信息。如图4所示。
3) 地面建筑物三维显示。将遥感图像配准后，叠加在三维环境中显示，如图5所示。
4) 地下基础数据三维显示界面，如图6所示。
4 结语
1)城市轨道交通基础地理信息系统具有开放、通用、易操作、易维护、易扩展等特点，是一个集实用性和综合性为一体的多功能信息管理系统;
2)城市轨道交通基地理信息系统的应用，可以融合各种不同来源的城市轨道交通基础数据，进而达到数据的共享;
3)三维数据模型建立及其分析功能实现了轨道沿线各类基础地理信息的可视化表达，提供了一种直观的城市轨道交通基础地理信息游览查询，促进了城市轨道交通基础数据管理的信息化;
4)初步实现的地上建筑与地下要素关联显示和分析功能，具有良好的普适性，可进一步深入开发应用;
5)在充分实现系统内在功能的基础上可以不断深入地进行数据挖掘、开发集成所需的新功能，将可大大提高城市轨道交通基础信息管理的效率与质量，使城市轨道交通基础信息管理向科学化、数字化、可视化大步迈进。
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地理信息系统设计范文6
关键词：MapGuide软件；MySQL数据库；开源；地理信息系统
【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概述江苏油田开发所积累的大量历史数据在使用过程中存在如下问题：(1)数据格式不统一。有些数据存储在excel表中，有些存储在数据库中，有些是CAD文件，有些空间数据坐标系统采用北京54坐标，有些采用西安80坐标，这就造成了在使用过程中的诸多不便。(2)存储方式多样。有些是纸质的，有些是电子的。(3)由于文件众多，已经更新的数据，在文件中未能同步更新，导致时效性差，准确度较低。利用GIS技术有助于更好地管理、利用这些数据来为生产、决策服务。它不仅能够很好地管理数据，进行直观的可视化表达，还为管理者提供决策支持。在开发江苏油田地理信息系统时，如果采用一些商业软件，比如：ArcIMS，MapXtreme，MapGIS－IMS，SuperMap，除了要承担较高的开发成本(这些软件花费少则几万，多则几十万)之外，在软件选择时，还要考虑GIS平台和数据的兼容性[1]，且它们的开放性有限。相比之下，开源软件具有费用低(甚至零花费)、扩展性强等特点，而且开源软件一般都遵守OpenGIS规范，可定制性强，便于二次开放。综合考虑性能和成本因素，本系统的构建采用开源软件，GIS软件采用MapGuide，数据库采用MySQL。
2系统设计2.1系统总体结构设计本系统采用多层分布式应用模型，可以有效地分散数据层、逻辑层和表示层。多层结构设计最大的好处在于它的拓展能力和负载均衡能力[2]，系统结构如图1所示。浏览器TomcatServletMapGuide ServerJavaBeanJDBC影像文件数据库JspApache客户端网络服务器应用服务器数据层图1系统结构作者简介：崔伦辉(1985－)，男，硕士研究生，主研方向：WebGIS，空间数据库；张万昌、徐士进，教授、博士、博士生导师
2.1.1客户端系统客户端为“瘦”客户端，仅需一个浏览器，不需要安装其他任何软件。客户端开发采用Ajax技术，MapGuide为便于二次开发提供了MapGuide Viewer API，借助API函数实现了空间数据的显示和维护。2.1.2 Web服务器[3]系统的Web层由Jsp和Servlet组成。它们的管理和执行是靠Tomcat和Apache完成的。2.1.3应用服务器应用服务器层主要包括业务逻辑和GIS服务器。空间数据的操作通过FDO实现MapGuide Server与数据库的连接，属性数据的操作通过JDBC实现与数据库的连接。2.1.4数据层包括数据库服务器和影像文件。数据库存储空间数据和业务数据，影像文件包括江苏油田区域的QuickBird和中巴资源卫星影像文件。2.2数据库的设计江苏油田地理信息系统的数据源可以概括为3类：(1)基础数据。包括油井、水井、管线、房屋等信息的空间数据资料；(2)生产数据。包括设备、仪表、站库设施等属性信息；(3)遥感影像数据。其中，第(1)类和第(2)类数据存储在数据库中；第3类数据按文件方式存储。空间数据库部分根据实体性质，可以将地物划分为点状地物和线状地物。由于QuickBird影像比较清晰，因此避免了将房屋、罐等面状地物按点存储。点状地物包括油井、水井、计量站、配水间、联合站、中转站等；线状地物包括输水管线、输油管线、输气管线等。每一地物类型在数据库中存储为一张表，对应MapGuide中的一个图层。设备、仪表、泵、罐等属性数据存储为一般的关系表。根据原始数据的内容、特征和生产需求，将数据库中的空间数据划分为以下11层：油井层，水井层，计量站层，配水间层，联合站层，中转站层，注水站层，输油管线层，输水管线层，输气管线层和影像层。考虑系统的安全因素，不同人员拥有不同权限，因此，要明确设备、设施等实体的隶属关系。以油井为例作一介绍，油井作为点状地物存储，其表结构如表1所示。2.3系统安全设计安全性是一个系统的必要特征，按照安全保密重要程度由大到小的排列顺序，依次为信息安全、病毒防治、介质安全、数据库安全、系统安全、网络安全、设备安全[4]，如图2所示。设备安全网络安全系统安全数据库安全介质安全病毒防治信息安全图2安全体系结构在开发江苏油田地理信息系统的过程中，要考虑的安全因素包括数据库安全和系统安全。(1)数据库安全。采用基于视图的数据访问机制，用户只能使用已授权的功能，可将访问权限控制在记录级，为防止介质崩溃，定期备份数据库数据。(2)系统安全。通过设置NT的域用户管理，在网络内部使用网关，设置网络防火墙，限定IP地址访问，安装防病毒系统等方式来提高系统的安全性。
3系统实现系统在设计开发过程中，运用系统工程的理论和方法，对各业务模块进行统一的系统功能分析，各功能模块之间采用统一的对象模型、标准代码体系、约定的处理方式及通用接口，充分利用MapGuide软件所提供的现有功能，并拓展油田实际生产过程中的具体需求功能，力求开发出界面友善、功能完善、结构灵活、性能良好的系统。3.1 MapGuide简介开源MapGuide包括MapGuide Server和MapGuide WebServer Extensions。Server在操作系统中是作为一个服务来运行的，既可存取本地服务器上的数据，也可存取通过FDO技术连接到其他服务器上的数据。Web Server Extensions提供了完整的API函数，它是用户与Server交互的“桥梁”，支持PHP，.NET，Java这3种开发语言。MapGuide Studio为用户提供一个便于地图的管理工具，在Studio中地图应用的步骤是：(1)创建Data Connection；(2)创建Layer，选择Map中需要显示的Layer；(3)生成Layouts，地图应用。3.2数据的预处理3.2.1空间数据的处理原始空间数据只有点坐标，且不同厂区采用的坐标系不同，为方便管理，将它们统一转换到WGS84坐标系下，并在ArcGIS中生成shp文件，然后导入到MySQL数据库中。每个图层对应数据库中的一张表，表中包含属性数据和空间数据，为使FDO能够读取数据库中的数据，需要创建几个辅助表。比如，表f_attributedefinition定义了每个空间数据表的属性字段类型；表f_classdefinition定义了每个空间数据表的classid；表f_classtype定义了类别；表f_schemainfo中记录了模式信息；表f_spatialcontextgroup中记录了坐标系信息。3.2.2影像数据的处理江苏油田位于东经117.5°～120.5°，北纬32°～33.5°之间，覆盖面积约为30 000 km2。油田分布零散，缺乏大比例尺的基础数据。为了直观地显示，购买了油井密集区0.6 m分辨率的QuickBird影像，其他地区使用免费的19.5 dm分辨率的中巴资源卫星影像。由于QuickBird影像中存在的阴影会影响视觉效果，因此需要剔除。常用的阴影剔除方法有基于直方图的方法、基于同态系统消除阴影技术、归一化处理，以及纹理分析。本文采用由虢建宏等人提出的一种多波段阴影检测法和基于能量信息补偿去除阴影的理论模型法来去除QuickBird影像中的阴影[5]。将剔除阴影后的高分辨率影像与中巴资源卫星影像融合，进行配准校正，得到江苏油田全区0.6 m分辨率的影像。由于数据量较大，为加快浏览速度，将影像进行分片处理，共将影像分为8级。3.3系统功能3.3.1 GIS基本功能包括用于地图浏览的放大、缩小、漫游功能，并设定参数，使系统在不同比例尺下显示不同的内容，同时，用户可以灵活设置各个图层的显示或隐藏，任意选择激活当前要操作的图层，突出显示某些环境要素，满足地图综合和专题制图的需要。地图打印功能：用户可以在限定范围内，选择要打印地图的大小与比例尺；距离量算功能；图属互查功能：通过图形的点选择、矩形选择、圆选择功能来查看选择图形要素的属性数据，通过属性数据可以查询和定位到满足条件的图形数据，同时，也提供模糊查询功能。3.3.2生产预警由于设备在生产过程中会老化甚至出现故障，为便于管理者掌握设备、管线的第一手资料，系统提供生产预警功能。比如，对于维修次数超过3次的油井、水井，使用超过5年的油井管线，使用超过6年的注水井管线和计量站集油管线，使用超过8年的配水间注水干线和总干线都会预警。3.3.3数据报表系统根据用户的查询条件生成各种类型的工程报表，直接打印或保存到Excel中。3.3.4布线决策在管线的布设上，借助GIS的缓冲区分析和距离量算功能，综合考虑地形、地质等因素，最终确定管线走向。3.3.5地图编辑系统提供了对点、线等地图要素进行增、删、改的维护功能。当新增加井位时，管理员能在地图上直接添加新井，也可通过输入坐标的方式添加新井；同样，对于需要新增的管线，可以直接在地图上添加，也可以通过坐标输入。技术人员可以在权限范围内修改井、站、管线等地图要素的属性信息。3.3.6用户权限管理为保证系统安全，将用户级别分为6级，不同人员拥有不同权限。比如，普通用户只能浏览；1级管理员可对全厂地理信息系统的数据进行维护；2级管理员仅对管辖范围内的数据进行维护；注采部门人员仅能添加新井。
4结束语本系统借助开源WebGIS软件MapGuide，采用开源数据库MySQL，通过FDO来连接MapGuide与MySQL，实现了空间数据和属性数据的一体化存储，对影像数据进行分片处理，加快数据的浏览访问速度。由于系统采用MapGuideStudio开发，MapGuide Studio对系统进行了封装，因此系统界面不太美观，有些功能也不易添加(如鹰眼功能，即根据鼠标捕获地物，弹出属性标签；鼠标滚轮的放大缩小功能)。下一步系统将尝试改善界面，增加系统功能，并将该系统与自动化系统集成，充分发挥基础数据的作用，为用户提供一个直观的操作界面。系统的建成将加快江苏油田“数字油田”建设的步伐。采用开源软件，不仅节省费用，而且能够开发出功能强大的系统，对于中小企业地图来说，无疑是个很好的选择[6]。
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