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基於B-S模式的土地信息發布系統的研究與應用

1概述

地理信息系統(GIS)是近幾十年發展起來的綜合應用系統。它可以將各種信息與地理位置和相關視圖相結合,融合地理學、幾何學、計算機科學、CAD技術、遙感、GPS技術、多媒體技術和虛擬現實技術,利用計算機圖形學和數據庫技術采集、存儲、編輯、顯示、轉換、分析和輸出地理圖形及其屬性數據。隨著我國數字城市建設的全面開展,GIS系統已廣泛應用於土地、規劃、房管、通信、市政工程等城市管理領域。系統結構也從單機應用和局域網應用進入了壹個全新的互聯網時代。就網絡結構而言,瀏覽器-服務器模式(B

-S)逐漸取代了傳統的客戶端-服務器模式(C-S),以無處不在的互聯網為載體,突破了時間和空間的限制,受到越來越多的關註。

在我國國土資源管理部門的日常工作中,大量的信息來源於海量的地圖數據(宗地圖、征地界址圖、土地紅線圖、道路紅線圖、基準地價圖、土地利用規劃圖等。)和宗地登記信息(使用者、面積、使用年限、用途等。),而存儲載體是紙質介質。近年來,信息化建設進壹步加強,通過建立地籍管理信息系統,獲得了大量的數據。如何使這些信息在保密和安全的前提下享有最廣泛、最便捷的查詢,將直接決定國土資源管理部門的工作效率和質量。在分析MAPGUIDE軟件結構和土地管理特點的基礎上,提出了壹種基於瀏覽器-服務器模式(B-S)的土地信息發布系統的解決方案和數據組織模型。

MapGuide是美國Autodesk公司推出的在線地圖發布軟件。它可以接收各種矢量和柵格數據格式,並根據圖形表達、瀏覽和信息檢索的具體要求,通過對空間數據和柵格數據的分層分級管理和屬性數據的分類組織,在廣域網和局域網上制作和發布地圖。它不僅可以通過網絡查詢地圖數據和屬性信息,還可以訪問相關的數據庫資源。此外,它還可以從當前地圖目標跳轉到相關主頁,使GIS用戶借助互聯網隨時隨地享受各種數據資源,突破了以往矢量地圖不能在互聯網上快速瀏覽的局限,充分體現了網絡地圖的優勢。

2 MapGuide環境的基本組成和工作模式

它主要由三部分組成,分別是Autodesk MapGuide(插件或ActiveX)、Autodesk MapGuide Author和Autodesk MapGuide Server。其他輔助數據處理和轉換工具有SDF Loader、Raster Workshop和SDF Toolkit。借助這些軟件,空間數據和屬性數據可以分開存儲,在後臺關系數據庫和ASP編程的支持下,在線瀏覽地圖圖形非常方便、快捷、安全,還可以在壹個網頁中實現地圖空間數據和宗地屬性信息的同步瀏覽和交互訪問。

其中,應用工具Raster Workshop主要用於轉換和處理光柵圖像,如航拍照片、衛星照片或掃描地圖。圖像可以按照指定的大小和矢量圖形進行嵌套,光柵圖像可以無縫拼接。SDF Loader和SDF Toolkit主要用於不同矢量數據源的轉換,如AutoCAD的DWG格式(也是目前土地管理部門使用最廣泛的矢量地圖空間數據格式)和Arc/Info的SHP格式。通過這種格式轉換,可以將其轉換成MapGuide特有的高壓縮比格式SDF(空間數據文件)文件,然後由作者編譯成地圖源文件MWF(地圖窗口文件)發布在網絡上,MapGuide服務器發布面向互聯網的信息。然後客戶端瀏覽器中的Autodesk MapGuide(插件或ActiveX)對地圖信息進行解釋和還原,完成地圖圖形的發布。下面重點介紹三個主要部分:

(1) Autodesk MapGuide(插件或ActiveX)是最終用戶使用的Internet瀏覽器上的壹個插件或控件,負責在WWW瀏覽器中解釋傳輸的矢量地圖窗口文件(MWF)。在這個插件/控件的幫助下,用戶可以訪問地圖和GIS站點。由於使用的是矢量地圖,可以分層操作,減少了大量地圖數據從服務器到客戶端的數據傳輸中的“瓶頸”問題。隨著地圖比例尺的增加,地圖內容細節可以不斷完善。此外,最終用戶可以通過網頁中的地圖熱點查詢和瀏覽其他相關資料。

(2)MapGuide Author是制作GIS信息進行在線發布的工具,針對MapGuide服務器提供的數據,在網站上創建、修改和發布基於矢量的交互式地圖。最終用戶瀏覽的地圖分為點、線、面、註記四層要素類型,每壹層數據都是要素類型的集合。

(3)MapGuide Server是提供各種GIS數據在互聯網上發布的服務器軟件,是運行在NT4.0 Server或Windows 2000 Server上的地圖數據服務器軟件。通過配置Web服務器,MapGuide服務器可以獲得從Web服務器傳輸的訪問請求,並將結果返回給Web服務器,然後Web服務器將結果發送給用戶。每個MapGuide服務器通過ODBC支持對位於網絡上和本地計算機上的多個地圖庫文件和多個關系數據庫的並發鏈接訪問,真正實現了數據的分布式訪問。

3土地信息數據的分類

土地管理部門日常使用的各種紙質專題圖和地形圖只能表達壹定比例尺的圖形信息,其載荷受到限制。電子地圖和網絡地圖不僅可以整合不同歷史時期、多比例尺、不同詳細程度的地圖信息,還可以顯示相關文字、圖片等多媒體信息,以及鏈接的外部數據庫(存儲與宗地相關的各類文字和數據信息)等。,這就需要我們對它們做壹些研究。

3.1圖形數據

圖形數據可以用多種數字形式表示,日常生活中使用的電子地圖可以分為矢量形式和柵格形式。

(1)矢量數據強調數據之間的相關性,即拓撲關系,包括點、線、面之間的各種成對關系。這種格式的壹個特點是強調圖形對象之間的關系,比如道路和地塊之間的相鄰關系。其次,圖形物體的形狀是用數學方程記錄的,所以同樣的信息量所需的存儲空間要小得多,對網絡帶寬和傳輸速度的要求也更低。因此,這是建立土地信息發布信息系統的首選圖形文件格式,MapGuide中的SDF文件格式為矢量格式。

(2)在格網形式中,數據以水平掃描線或條紋組織,因此地理實體信息串與數據的邏輯組織沒有直接聯系。但由於格網數據使用了區域填充、真彩色等技術,看起來更像是“真實地圖”(紙質地圖)。此外,光柵圖像具有數字化工作量小、成本低的優點。在紙質地圖轉化為數字地圖的過程中,壹些不強調拓撲關系的專題地圖可以通過掃描直接轉化為計算機可以接收的位圖,但缺點是圖形占用空間大,不能根據圖形對象連接相關屬性數據庫。壹般將這類位圖文件(如地貌暈渲圖或航空影像圖)作為地形圖的背景圖層,配合矢量地圖可以顯示“真實”的地貌形態。

3.2屬性數據

屬性數據主要以數據庫的形式出現,圖形數據和屬性數據壹般存儲在單獨的組織中,以增強整個系統數據處理的靈活性。這是以前地圖數據庫系統中數據的組織原則。在土地信息中,這類數據壹般來源於地籍管理中的各類登記簿,主要以數字或文字的形式出現。可喜的是,目前各級土地管理部門普遍建立了地籍信息系統,這些信息大部分進入了數據庫。如樂山市地籍管理信息系統采用的是地星鎮地籍管理信息系統,宗地屬性信息存儲在DBF數據庫中。因此,在建立土地信息發布系統時,只需通過ODBC將屬性信息與圖形對象關聯起來即可。

MapGuide對空間數據采用主文件+索引文件的傳統組織形式,數據傳輸采用CGI技術,解釋客戶端的請求,由服務器計算後通過Web服務器將結果發送給瀏覽器,實現了在線地圖的可視化。此外,還可以用SQL構建,實現屬性到空間、空間到屬性的雙向信息查詢。

4土地信息數據的獲取

4.1圖形信息

根據樂山市中心城區土地管理現狀和要求,可收集1∶500地籍圖、1∶2千道路紅線圖、1∶5千基準地價圖、1∶1萬土地利用總體規劃圖、1∶65438。其中1∶500地籍圖為矢量地圖,1∶1千航片影像圖為柵格地圖,其他三種為紙質媒體地圖,可通過掃描矢量化轉換為數字地圖。

4.2屬性信息

主要來源於城鎮地籍測繪成果的宗地信息部分,包括登記發證過程中的申請表、地籍調查表、審批表等,可根據數據庫結構設計的要求,直接從地籍管理信息系統轉換而來。

5土地信息數據的組織

5.1空間數據組織

基於上述數據格式特點,在網上土地信息發布的數據組織階段,應根據不同的數據類型,采用不同的數據分類、分級和分塊原則。

5.1.1矢量圖形數據的組織

(1)分類原則。MapGuide環境根據要素類型對矢量數據進行分類,點、線、面和註記數據都可以以SDF文件格式出現。將待發布的專題地圖和地形圖中包含的圖形元素按照不同的比例尺進行分類提取,作為圖形顯示的不同圖層,通過控制不同圖層的顯示,使不同的用戶在客戶端看到自己所關心的不同比例尺的信息。以1∶500的比例尺為例,可以從城鎮地籍測繪成果圖中提取行政區劃、街道、宗地邊界、建築物、水域、控制點、宗地號、綠地及相應的標註等各種圖層。每壹層都獨立成為壹個文件,成為電子地圖的壹層。如果將所有圖層疊加在壹起,就可以得到完整的地籍圖。用戶可以根據自己關心的信息打開或關閉相應的圖層,使不同的圖層組合起來形成不同的專題地圖,既簡化了繪圖元素,又減少了圖形傳輸的數據量,提高了瀏覽速度。

(2)分類原則。在不同的比例尺下,地圖表達的信息量是不壹樣的。在1 ∶ 10000的比例下,無法表現街道甚至建築物,但在1∶500的比例下,可以清晰地表現房屋的陽臺甚至電線桿。在有限的顯示屏上同時表達不同尺度的各種信息是不現實的,不能突出主題。因此,雖然同壹個地圖對象可能來自各種比例尺,但必須控制在什麽比例尺,是否顯示,用什麽圖形符號。

5.1.2格網數據(主要是航拍照片、衛星照片、地貌暈渲圖)分塊組織。

針對航拍照片、衛星照片等遙感數據量大、網上傳輸速度慢的特點,采用圖形分塊、顯示分級的數據處理技術。主要依據是將已有的光柵圖像按照顯示區域的大小劃分成多個圖形塊,然後根據每個圖形塊所表達的信息量來確定顯示比例範圍。由於柵格數據在變形校正後采用1∶1千的分幅管理模式,因此每幅圖像可以視為壹個圖形塊。這樣在網絡上傳輸數據時,只傳輸可視範圍內的圖像文件數據,大大減少了傳輸量,提高了瀏覽速度。

5.1.3圖形和圖像配準

(1)矢量數據註冊。如果從紙質地圖中導出不同比例尺的矢量地圖,在地圖編制階段會由於紙質地圖的不同選擇和集成而產生壹定的變形和誤差,同壹區域的數據應該是壹致的。在具體實施階段,以1: 500地籍圖為基礎,可對1: 5千基準地價圖、1: 2千道路紅線圖、1: 1萬土地利用規劃圖等中小型專題圖進行校正,保證正常銜接。

(2)矢量柵格數據配準。柵格數據格式作為地理底圖,應該具有地理屬性,這是矢量與柵格地圖匹配的基本條件。對於圖形和圖像數據的格式差異,圖像可以註冊到矢量數據,矢量圖形也可以投影到光柵數據坐標系。用1∶500的地籍圖匹配航空攝影影像圖是壹種簡便的方法。

5.2屬性數據和空間數據的連接

土地信息除了地塊形狀等空間信息外,很大壹部分是數據庫中存儲的文字、數字等屬性信息。對於每壹個宗地,只有屬性信息和空間信息相結合才能成為完整的宗地信息。如何才能在客戶端同時看到這兩種不同的存儲形式?MapGuide提供了這樣的解決方案:SDF Loader轉換矢量圖形時,每個地圖對象(如宗地號、宗地名稱等。)可以被賦予壹個鍵值,這個鍵值類似於數據庫中表的主鍵,它可以自動與數據庫中指定表中具有相同主鍵的記錄連接起來。這樣,當您單擊壹個地圖對象時,您可以很容易地訪問與之相關的數據庫屬性信息。另壹方面,如果您知道屬性信息,您也可以很容易地找到並顯示相關的圖形對象。

5.3土地信息發布信息系統的結構

圖1土地發布信息系統拓撲結構圖

6系統功能

6.1地圖顯示內容選擇

(1)您可以疊加任何感興趣的地圖圖層。

(2)可以控制無關圖層的移除。

6.2地圖數據範圍定位

(1)根據頁號(1∶500)定位。

(2)根據宗地屬性快速定位。

(3)根據城市坐標快速定位。

6.3空間數據和屬性數據查詢

(1)根據宗地空間信息,查詢相應的屬性信息(用戶、使用年限、用途等。).

(2)根據宗地屬性信息查詢相應的空間信息。

(3)查詢土地定級,直觀顯示各宗地基準地價。

6.4圖紙上的測量

(1)地圖對象之間的距離測量。

(2)宗地面積的測量。

6.5通過用戶名和密碼管理,為客戶端訪問設置不同的權限。

7系統應用價值

(1)高度整合土地管理部門各部門各種格式的地圖和數據,實現最大享受。

(2)突破以往基礎地圖分幅管理的限制,實現不同比例尺、不同數據源地圖的橫向拼接和縱向疊加,提高查詢速度。

(3)打破時空限制,實現土地信息異地在線查詢。

(4)實現宗地空間數據和屬性數據的同步查詢。

(5)計算任意地塊的面積和邊長,為土地投資和市政建設提供科學詳實的數據。

(6)系統安全高效。客戶端只有瀏覽和查詢的權限,數據不能修改。服務器只將顯示窗口內的圖層動態傳輸給瀏覽器,而不是將所有的地圖數據傳輸給客戶端,避免了地圖數據的丟失和泄露。

(7)構建樂山數字城市空間數據基礎平臺。在這個系統的基礎上,其他的公共* * *管理部門可以通過增加相應的專業層來建設自己的GIS系統,如燃氣、公安等,最大限度的避免重復建設。

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