天津港南疆港区GIS的实现

天津港南疆港区GIS的实现 ( 1 武汉大学资源与环境科学学院 ,武汉市珞喻路 129 号 ,430079 ; ) 2 天津市海岸带公司 ,天津市华苑产业区物华道 8 号 ,300222 摘 要 在简要分析了 GIS 开发平台特点的基础上 ,探讨了基于 Map Engi ne 平台的港区 GIS 的系统模块 、运行 环境 、数据模型 、数据结构和二次开发技术 ,并利用 VB 语言实现了系统功能 。 关键词 天津港 ; 地理信息系统 ; Map Engi ne ; 二次开发 ; 规划建设 [ 1 ] 统空间数据 、属性数据及用户的管理和维护 。管线管理 、规港口规划涉及信息量较大 ,且具有很强的地理特征 , GIS 应用于港口规划建设与土地管理 ,可逐步实现管理自动 ,对应不同的 划管理和演示汇报子系统构成系统的应用模块 [ 2 ] 化 ,为电子口岸的建设提供物理空间的数据平台 。天津港 管理业务 ,实现信息查询 、数据统计 、数据分析和规划设计等 南疆港区规划建设管理 GIS 的主要特点是将港口规划建设 管理中的历史的和现状的空间数据和属性数据纳入一个统 一的港口空间数据库 ,能进行相关专业基础信息的快速查询 和综合管理与维护 ,并通过空间分析 、应用模型分析 、数据库 和数据集成 、二次开发等技术提供多种专业应用模块 , 查询 与分析结果可通过系统数据输入 、输出模块与供水自动化 、 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 地质等港 内 其 他 管 理 信 息 系 统 进 行 信 息 交 换 、相 互 支 图 1 系统功能模块 功能 。而数据输入输出功能作为系统对外信息交流的工具 , 撑 ,以满足港口规划建设管理中的业务需求 。 各子系统都具备此功能 。1 开发平台 、系统结构及环境 1 . 3 系统环境 根据系统在港务局局域网运行的要求 ,本系统的运行环 1 . 1 开发平台的选择 境设计为客户端 、服务器模式的网络环境 。系统主体装载在 主要对国内外 4 种 GIS 开发平台进行分析 :服务器上 ,通过管理中心网络在客 户端以 Web 浏览器方式 ) 1A rc GIS 平台 :是目前国内外最为广泛使用的 GIS 平 进行分布式使用 : 查询与分析地 形图 、管线 、地块等 业 务 信 台 ,具有先进性 、稳定性和进行海量数据管理的可靠性等诸 息 ,维护系统数据 、打印输出系统数据和分析结果 。 多优点 ,但由于是进口软件 ,存在汉化程度不高 、二次开发功 能受限 、价格昂贵 、系统维护困难等缺点 。2 关键技术 ) 2Map Info 平台 :是目前国内外较为广泛使用的 GIS 平 台 ,具有与 A rc GIS 类似的特点 。但作为输出桌面出版系统 , 2 . 1 数据模型 该平台在海量数据管理及三维数据的管理和分析方面存在 系统采用空间数据和属性数据独立存储的双元模型 ,图不足 。 () 库文件 扩展名为 xdb存储空间数据和地图配置显示方式 。 ) 3Map GIS 平台 : 是 目 前 较 为 优 秀 的 国 产 GIS 开 发 平 ( 与之对应 , 存在一个数据库文件 Access 的 mdb 或 Fo x Pro 台 ,国内用户群广泛 ,具有全汉字化操作 、性能稳定 、应用模 ) 的 dbf 等格式保存其属性数 据 。在逻辑结构上 , 系统数据 块丰富 、价格适中等优点 ,但其升级换代周期较长 、二次开发可分为图库 、属性库 、复合图 、图层 、实体 、对象 。每个图库文 的底层关键技术应用受限制 。 件就是一个图库 ,每个图库包含若干复合图 ,一幅复合图又 ) 4Map Engine 平 台 : 是 较 为 优 秀 的 国 产 全 组 件 式 GIS由若干图层组成 。图层则由若干点 、线 、面不同类型的实体 平台 ,国内用户较为广泛 。该平台底层开放性较强 ,提供快 组成 ,每一类实体又包含若干具体的实体对象 。通过系统内 速开发工具集 MeBa se ,可直接利用底层技术 。 部惟一的识别码 O ID ,图库中每个实体对象可与属性库中的 本项目是天津港规划建设管理信息化建设的先导 ,可用 属性数据建立联系 。需要说明的是 ,复合图是地图浏览显示 资金 、开发时间有限 。考虑到平台的适用性 、可靠性和经济 的单位 ,是一种地图显示的组织和配置方式 ,它和图层间是 性 ,特选用 Map Engine 作为系统开发平台 ,开发语言为 Vi su2 连接关系 ,因此同一图层可被包含到多个复合图中 。 al Ba sic 6 . 0 。 2 . 2 数据结构 1 . 2 系统功能模块, 管线端点 ,如管线控制阀 、人手井等 。管段是数据输入的弧示 。其中 ,管线的坐标数据不显式存储 ,需要时通过管段号 段 ,而管线是多条管段的逻辑集合 。管线数据结构如图 2 所在管段空间数据文件中读取 。管点的属性数据结构 点号下点号本点属性 1本点属性 2管顶高程管径沟底高程定位管点管段材质 N N 控制阀是钢管2 . 50 300 2 . 10 i i + 1 管点的空间数据结构 X横坐标 Y地面高程点号纵坐标 N X Y 5 . 5 i i i 管段的属性数据结构 管段号起点号终点号管线属性 1管线属性 2管顶高程管径管段材质 S N N 排水钢管2 . 50 300 i i j 管段的空间数据结构 管段号坐标串 S X , Y , X , Y , , X , Y i i i i + 1 i + 1 j j 管线的属性数据结构 管线号起点号连接点号管线属性 1管线属性 2管顶高程管径管段材质 控制阀2 . 50 300 钢管L N i k 管线的空间数据结构 管线号管段号 L S , S , S ,i i i + 1 i + 2 图 2 管线数据结构 义属性查询等多种空间查询方式 。交互查询是在实体被选2 . 3 组件式二次开发 中时 ,通过系统自动产生一个 mekMap 控件 的 Sel Entit y 消 GIS 平台软件 Map Engine 在本系统主要利用全组件式 息事件来实现 。图文互查是当用户在地图上点击某一实体 VB 编程环境下进行二次开发而成 。Map Engine 以 OCX 的 时 ,在相应的属性栏浏览该实体的属性 , 若点击属性栏的某 形式提供 A P I 便于用户进行组件式系统开发 ,支持 VB 、V C 、 一行时 ,在地图上可高亮显示该实体 。此功能可利用 mek2 BC 、Delp hi 及 Fo x Pro 等编程语言 。平台的开发组件分为两 Dat a Grid 控件实现 。自定义属性查询方式主要通过 Do t rack级 : Me X 为底层核心组件 ,可直接利 用该组件进 行 开 发 , 但 激发交互操作 ,在地图上画出要得 到的 Shape 对 象 ,然后再 编程难度较大 ; 为此 , Map Engine 提供快速开发工具包 Me2 通过此 Shap e 对象和系统提供的查询函数进行查询 ,结果以 Ba se ,封装了所有 Me X 的功能 ,可方便地开发地图显示与编 O IDA r ray 形式出现 。辑 、空间查询 、空间量算与空间分析等系统功能 。 ) 3空间量算和空间分析 。空间量算是通过交互方式对 ) 1地图显示和编辑 。编写地图的显示功能 ,先利用 Me2 地图对象 进 行 位 置 、长 度 和 面 积 等 的 量 算 过 程 。在 Map2 Ba se 中的 mek sp aDB 控件打开图库 ,再用地图控件 mekMap Engine 开发环境下 ,通过 Do Track 激发交互过程 ,然后从其 显示地图 。一旦打开地图 ,不用添加代码 ,就可直接使用键 返回的各种 Shape 对象中获得相应的位置 、长度和面积等几 盘上下左右键移动地图 、加减号键放大缩小地图 、W 键浏览 何属性 。对于不同类型的点 、线 、面三类实体 ,其量算内容有 全图 。 所不同 。 地图编辑 功 能 是 通 过 MeBa se 中 的 meMap Edit Tool ba r 另外 ,项目使用了拓扑关系分析 、缓冲区分析 、叠置分析 和 meL ayer Co nfigCo mbo 控 件 来 方 便 地 实 现 。meMap Edit2 等基本的空间分析技术 。拓扑关系分析判断点 、线 、面实体 Tool ba r 是编辑工具栏控件 ,它除了已封装常用地图编辑功 之间的相邻 、相交 、分离 、包含等关系 。Map Engine 开发环境 能外 ,还能自动检测当前图库的连接状态 ,并确定编辑按钮 中 ,是通过 Entit y 对象的相关函数获得实体的拓扑关系 。如 的显示状态 。如果探测到网络连接状态 ,工具栏控件就会自 判断 实 体 间 的 相 交 关 系 , 可 利 用 Entit y 对 象 的 Inter sect动显示相应的网络编辑按钮 。而 meL ayer Co nfigCo mbo 是图 () o Entit y函数判断 。其中 ,o Entit y 是 Entit y 类型的参数 ,函 层编辑控件 ,用户可通过此控件选择或浏览当前操作的图层 数的返回值代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 两个实体是否相交的布尔量 。缓冲区分析 和实体类别 。 是对图层范围内的指定点 、线 、面实体建立缓冲区的过程 ,具 ) 2空间查询 。空间查询需对属性数据库进行访问和操 体可调用 MapL ayer 对象的 buff er 函数实现 。而叠置分析是 作 ,这在 Map Engine 二次开发环境中可方便地实现 。首先 , 将两个不同的图层进行叠加 ,得到其共同部分 。Map Engine 提供底层的叠 合 函 数 , 其 过 程 比 较 复 杂 , 另 外 , 可 利 用 Me2 利用 CDB Help er 类的 GenerateCo nnetio nSt ring 方 法 获 取 网 Ba se 中的 MeDlg 控件进行简单实现 。 络数据库服务器的 IP 、数据源名称 、用户名和密码等 ,再通过 Reco r dset 类的 Open 方 法 打 开 一 个 数 据 库 表 , 然 后 用 Me2 Ba se 体系中的 mbcQ uer y 组件成员 meqCo nditio nSingle Table3 系统实现 定义 sql 查询条件设置参数 ,运用 meDb Edit Tool bar 控件 ,实 3 . 1 地形图管理子系统现对属性记录集的浏览 、增加 、删除和保存等功能 。 系统中的用户角色 ,提供用户管理功能使得不同用户获取不路由查询 ,如图 4 所示 。提供三维 、二维窗口互动浏览功能 , 三维视口的移动可反映到二维窗口中 ,二维窗口的移动也可 同的系统使用权限 。 反映到三维窗口中 。 图 3 南疆港区地形图全图显示 ) 2图库管理 。提供不同比例尺地形图数据间的图层管 图 4 两管点间的最佳路由查询 理 、同一比例尺数据中不同类型数据的图层管理 、属性数据 ) 5数据分析 。提供管线路由分析功能 。提供两管点间 管理 。图层管理分面状地物 、线状地物 、点状地物及颜色的 的连通性分析 ;提供管线覆盖区域分析功能 ,给定管线影响 设定 ;根据图形性质 、用途等将底图图形划分为不同的层类 , 距离 ,可自动计算管线影响范围 ,即管线两侧的缓冲区分析 ; 提供层类的添加 、删除 、设置等层类管理功能 ; 提供添加 、删 ( ) 提供点间距离 、折线长度 、角度量算 夹角弧度 、夹角角度、 除图幅及其层类要素的图幅数据维护功能 ; 提供图号查询 、 圆域面积周长 、矩形面积周长 、任意多边形面积 、管线上任意 邻接图查询 、总图点取查询和拉框查询等 ,实现单图幅 、多图 点高程等量算分析 ;提供网络完整性检查功能 。 幅的检索以及跨图幅漫游 。) 6规划设计 。提供 施 工 图 的 生 成 与 编 辑 功 能 ; 选 定 管 ) 3图形裁剪 。提供图幅裁剪功能 ,裁剪后以文件形式输 段或管线 ,自动生成横 、纵剖面图 ; 选定管点 ,自动生成孔位 出该幅图的点 、线 、面图形 ;提供分层叠加裁剪 ,实现开窗情况 图 ;管线设施网络图 、分类实体图等规划设计图的图形打印(下不同地域 、不同专题类型信息 铁路 、公路 、建筑物 、设施 、绿 功能 。) 地 ,地上 、地下管线 ,货场 、照明 、泊位的分离 、抽取与汇聚 。 3 . 3 规划管理子系统) 4底图维护 。包括底图数据的创建和编辑 。采用功能主要对港区内土地利用的现状 、历史变更情况进行查询 强大的桌面系统 MeDe sk 对其进行管理 。和管理的功能模块 ,系统共集成了 32 宗地块信息 ,并对南疆 3 . 2 综合管线管理子系统港区的公路 、铁路及输油系统和码头 、泊位区域等用地信息 对给水 、排水 、消防 、供电 、输油 、电信等六类管线予以管 进行管理 。 理和分析 ,集成管理了各种港区内管线图约 600 幅 。 ) 1基本功能 。包括地形图管理子系统中的基本功能 。 ) 1基本功能 。包括地形图管理子系统中的基本功能 。) 2信息查询 。提供 鼠 标 拾 取 地 图 区 块 信 息 查 属 性 、坐 ) 2管线空间数据 维 护 。包 括 管 点 、管 段 和 管 线 的 编 辑 标拾取地图区块信息查属性等地块查询功能 ; 提供按地名 、 及拓扑关系的建立 。提供输入管点 、删除管点 、移动管点 、编 属性 、公司名称 、用途 、使用年代 、其他自定义等属性查询 ; 提 辑管点详图 、清除管点详图 、设置定位管点 、启用定位管点 、 供鼠标拾取查 面 积 、鼠 标 拾 取 地 块 检 索 边 界 坐 标 等 查 询 功 管点坐标并入属性 、单个管点坐标并入等管点编辑功能 ; 提 能 ;提供按时间 、属性 、公司名称 、用途 、档案编号 、其他自定 供管段连接 、管段加点 、管段移点 、管段删除点等管段编辑功 义的历史记录查询 ,对土地利用情况进行管理 。能 ;提供输入管线 、输入管段支线 、移动管线 、删除管线 、区域 ) 3属性变更和用地管理 。提供地块属性编辑功能如图删除管线 、管线反向 、管线上加管点 、管线上删除管点 、管点 5 所示 ,查询属性变更 、档案编号登记等属性变更历史 ,对地 处剪断管线 、加管点剪断管线 、管线连接 、管段生成管线等管块进行动态管理 ;提供对地块的出租 、回收 、买进 、卖出 、填海 线编辑功能 。 造田新增土地实施管理 ,对用地性质 、经济指标统计 、使用状 ) 3管线属性数据维护 。管线实体属性数据是除空间信 况进行管理 ,对土地利用情况及经济指标进行管理 。息之外的其他信息 ,具体包括管点 、管段和管线属性 ,这部分 ) 4输出 。将 查 询 信 息 以 图 形 或 表 格 文 件 形 式 进 行 输 数据存在于实体属性库中 ,每个实体通过一个键值同空间库 出 ,实现地块相关的地图输出打印 。 里的实体相对应 。实体属性编辑提供了直观的属性输入界 3 . 4 演示汇报子系统 ) 示 ;公路 、铁路 、输送等运输线路的光标动态演示 ; 运输模型 电子物流等相当普及 ,且处于领先地位 ; 国内不少港口也加 快了信 息 化 建 设 的 进 程 , 建 设 形 成 了 多 种 形 式 的 信 息 系 [ 325 ] 统 ,取得了成功的经验 。 在广泛调研港口 GIS 建设现状的基础上 ,天津港南疆港 区规划建设 GIS 主要从港区规划建设管理工作的实际需要 , 采用 GIS 有效管理区内规划建设相关行业的基础信息 ,实现 行业间的信息交流和协调合作 ;分析各种地下管线的拓扑关 系 ,为管线的合理规划和维护提供辅助信息 ; 通过大屏幕演 示系统把全港信息纳入计算机管理 ,并加以渲染演播 ,发挥 图 5 地块属性编辑界面 港区形象宣传作用 。该系统的建成为全港 GIS 的建设探索 移动( 固定线路) 与地形图立体模型的联动三维演示 。提供 0 了一个良好的建设模式 。 港区主要建筑物 、设施演播功能 : 设定移动路线插播港区现 貌录像 ,插入对主要建筑物进行变焦观察的工具 。 参考文献 [ 1 ] 罗美雪. 基于 VB 和 Map X 的港口规划信息系统建设初探 [ J ] . 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GIS 分析中的地理模式 [ J ] . 测绘信息 块实现电子文档的自动输入 ;提供符合各种文件要求的固定 ( ) 与工程 ,2004 , 29 2:12214 ( ) 表格 Excel 、Acce ss 、Fo xp ro 实现文件输出 ; 提供屏幕图形 、 [ 7 ] 李圣权 ,胡鹏 ,杨传勇 ,等. 3 G 技术 4D 集成在云南边防信息系统 分幅比例尺图形以及开窗等多形式的图形输出功能 。 ( ) 中的应用[J ] . 测绘信息与工程 ,2004 , 29 3: 37238 收稿日期 :2007203229 。 4 结束语 第一作者简介 :刘永琼 ,学士 ,实验师 ,现从事 GIS 与数字地图制图 的实验教学与研究 ,以及 GIS 与数字地图制图应用工程开发等 。 目前 ,欧洲 、北美 、日本等西方发达国家的多数港口 ,尤 E2ma il : syzx2003 @163 . co m ( 其是大型国际港口的信息管理技术 如电子商务 、数字港口 、 IMPL EMENT O F GIS FOR NANJ IAN G IN TIANJ IN PORT 112L IU Yo ngqio ng WU Ya nla n TON G J un (1 School of Re so urc e and Environment Scienc e , Wuhan Unive rsity , 129 Luo yu Ro a d , Wuhan 430079 , China ; )2 TianJ in Co a stal Zo ne Co mp any , 8 Wuhua Ro a d , Hua yuan Industry De velop ment Are a , Tianjin 300222 , China ABS TRAC T The cha racteri stics of 4 kinds of GIS platfo r ms are a nalyzed , and several key p ro blems of t he Tianjin po rt GIS ba sed o n Map Engine a re p re sented. Wit h t he p ro gra mming la nguage of VB , t he system f unctio ns a re implemented. KE Y WORDS Tia njin Po rt ; GIS ; Map Engine ; seco ndar y develop ment 更好地为洞庭湖区域防洪抗旱 ,提供最新的数字测绘产品 。 洞庭湖区地形图更新 渭河流域三维晕渲水系图 1 ?1 万比例尺地形图的现势性 ,湖南省全面启为了保持 黄河设计公司测绘信息工程院利用 GIS 技术和数字制 动了洞庭湖区域 1 ?1 万比例尺地形图更新项目 。该项目涉 ( ) 图技术相结合 ,利用渭河流域数字高程模型 D EM数据 ,采 及更新图幅 1 100 多幅 ,覆盖总面积 3 万多平方公里 ,一方面 用 GIS 表面分析技术 ,成功研制出渭河流域三维显示模型 , 充分利用测区已有图形资料 ,采取 DOM 数据和 DL G 数据叠 经与数字制图结合 ,编制出以三维晕渲方式表示地貌的渭河 加的方法进行地图更新 ;另一方面充分利用现代测绘技术手 流域水系图 ,直观清晰地表示了渭河流域地貌特征 ,水系与 段 ,采取全野外像控 、全要素调绘的传统摄影测量和先进的