基于GIS的测量控制网成果管理系统的建立

摘要：介绍在VB 和MapObjects 组件环境下，利用高分辨率遥感影像作为地图背景，开发基于GIS 的可视化测量控制网成果管理系统的原理及实现过程。着重阐述所涉及的框架结构、数据入库、格式转换、显示、查询及数据更新等技术方法。此系统使查询于地图之上，结果直观显示，为控制点数据管理提供了便利。
关键词：测量控制网；成果管理；MapObjects；遥感影像；数据更新

一、前言
近年来，随着GIS 技术的发展，相继推出了许多优秀的GIS 平台，如ARC / INFO，MapInfo 等。由于GIS 在土地、房产、交通、规划、邮电、电力、环保、旅游、金融等诸多领域的广泛应用，专业GIS 的开发逐渐成为技术热点。一般GIS 平台都是通用型的，不能满足不同专业、不同水平的操作人员直接使用，所以这些平台同时也提供了二次开发途径。本文介绍在VB 环境下，以MapObjects 为主要工具，利用2003 年拍摄的某市QuickBird 全色遥感影像数据和2003 年完成的该市基础测量控制网改造工程中的外业成果作为实验数据，开发基于GIS的测量控制网成果管理系统的设计构思和程序实现的主要技术要点。此测量控制网成果管理系统可为广大用户（如城市规划部门、外业生产单位、相关测绘单位或管理部门等）提供方便、快捷的测量控制网影像浏览、成果查询等功能。
二、系统功能与结构设计
1 . 系统功能设计
测量控制网成果管理系统所具备的必要功能包括：
1 . 图形载入功能。为满足用户的不同需要，提供加载多种格式图形文件及存储功能。
2 . 图形变焦显示。能根据实际情况，通过鼠标方便地进行放大、缩小、漫游等屏幕操作，可实现图形变焦显示。
3 . 建立完善的控制网成果库。成果库的内容有点之记、基线和水准网的数据等。为维护数据的现势性与完整性，需要具备对数据库的维护与更新功能。
4 . 地理定位。能根据用户需要确定信息查询的地理范围，实现方式包括数据库信息定位和输入坐标数定位。
5 . 查询功能。能实现图形查属性（属性识别）、属性查图形和模糊查询等多种查询方式。
6 . 权限管理。可设置用户的权限等级，以维护数据库中数据的安全性、一致性。
7 . 辅助功能。能提供简单的绘图功能，如画点、线、矩形、圆形、多边形和标注文本；能提供对地图范围内鼠标附近图形属性的提示及对图层的清理功能。
8 . 输出功能。能根据用户需求将地图和数据信息打印输出。
9 . 帮助功能。提供系统的使用方法、使用时的注意事项等相关信息。
2 . 系统的结构设计
系统涉及信息种类多，除了有网型图、点之记与遥感影像等图形信息外，还有控制点成果表和相关文字说明。要求系统能快捷实现图形、文、表格的集成，并确保数据的安全性和保密性。因此，系统的总体结构要清晰明确，逻辑严谨。系统总体结构如图1 所示。
3 . 数据库设计
（1）控制测量成果库设计
控制测量成果库包括点之记数据表与控制网基线数据表。
点之记数据表的内容及其数据结构如表1 所示。基线数据表略。
（2）遥感影像数据库设计
为了能够成批地加载上百幅遥感影像，建立遥感影像数据库，须先进行遥感影像数据库结构设计，所设计的遥感影像数据库结构如表2 所示。
三、图形格式转换及数据入库
1 . AutoCAD 的dwg 文件到Shape 文件的转换系统需要的Shape 文件是从AutoCAD 的dwg格式文件转换而来的，可应用ArcGIS 的ArcToolbox将dwg 文件转换成shp 文件。
ArcToolbox 是通过一媒介Geodatabace 将AutoCAD文件和Shape 文件联系在一起。先将Auto-CAD 文件中一种图形（点、线、多边形或标注）转换成Geodatabace 数据库，接下来向Geodatabace 的表中填加属性。数据库中含有多个表，可以对其中一个表（point，polyline，polygon 或Annotation）进行相应修改，即增加或删除字段，并填加需要的属性数据，如图2 所示。最后，将修改好的Geodatabace 转换成Shape 文件。
2 . 数据入库
（1）遥感影像数据库
由于一幅城市的高分辨率遥感影像数据量非常大，为系统的运行增加了负担，所以我们在ERDASIMAGE 软件中将经过几何纠正的全市遥感影像切割成上百幅。这样，既方便了调用，又能保证计算机的高速运转。如图3 所示，本系统中应用的是每幅仅为4 km2 的遥感影像，每幅影像均按照左下角的公里坐标命名（与矢量图的命名规则相同），即XY 。将每幅影像的数据按表2 中所述的数据结构输入并保存到表中。此表内数据的变动将影响到地图背景影像的显示。
（2）控制测量成果数据库
控制测量成果数据库包括点之记和基线数据，将各点之记和基线的属性数据按表1 中所述的数据结构输入并保存到Access 表中，并分别命名为点之记和基线。此数据库为系统查询功能的实现提供了必要的数据依据，其数据（名称和坐标）的改变，将影响到查找的准确程度，如图4 所示。
四、基于MapObjects 的系统开发
1 . MapObjects 介绍
MapObjects （简称MO）是由GIS 技术的领头雁ESRI 公司开发的一组供开发人员使用的制图和GIS 功能组件。MapObjects2 . 0 包含了一个叫做地图控件（Map control）的OLE 控件（OCX）和45 个可编程OLE 对象（Objects）。MapObjects2 . 0 地图控件可以直接插入到许多标准开发环境的工具集中。可以通过属性页操纵地图，这些属性页是在诸如VB，VC+ + ，Delphi 等的开发环境中建立的，或者通过其他程序化相关对象来控制地图，继而开发嵌入式GIS 应用系统。
2 . 系统基本框架的建立
测量控制网成果管理系统菜单由文件、编辑、视图、图层、数据库管理、外业成果文档、帮助等7 个子菜单构成。各种功能分级实现，系统框架结构如图5所示。
3 . 编程实现
在VB 中嵌入MO，按设计功能和系统框架结构进行系统开发。
五、功能介绍
测量控制网成果管理系统的运行界面如图6 所示。
系统具有以下几种功能：
1 . 数据加载。通过文件菜单中的“打开图层”、视图菜单中的“地图属性”和图层菜单中的“增加图层”命令来添加图形数据，包括多种格式图形数据。
2 . 简单绘图。通过视图菜单中的绘图命令和工具栏中的绘图按钮打开绘图栏，进行简单的绘图。
3 . 图片保存。通过文件菜单中的“保存”命令将临时在地图上做的标记以位图格式保存下来。
4 . 图形的变焦显示。通过工具栏中的按钮和鼠标右键快捷菜单来进行变焦操作，同时界面左下角的全局小地图也适合变焦显示的操作，结果显示在大地图中。
5 . 位置查找。通过编辑菜单的“查找”和“地理定位”命令分别进行基于数据库的查询和用户自定义查询。
6 . 载入系统自带数据。通过视图菜单和快捷菜单中的“遥感影像”和“控制网”命令，批量地载入栅格图形和矢量图形。
7 . 对象选择。用户可通过“图层”菜单中的“空间选择”命令来选择地图中的不同对象。
8 . 文字资料的阅读。通过“外业成果文档”菜单查阅“控制网闭合差报告”等文档。
9 . 数据更新。数据库管理员可凭密码对数据库数据进行更新，数据的更改将影响到系统的查询功能和背景影像的正确载入。
10 . 打印。地图和窗体内的相关数据打印。
六、结论
本文对建立测量控制网成果管理系统的框架结构、系统功能等进行了详细设计，并在VB6 . 0 下嵌入MapObjects2 . 0 开发此系统。通过对测量控制网成果管理系统的研究和开发，可以得出：
1 . 基于GIS 的测量控制网成果管理系统具有包含数据信息种类多、集成性能好、系统功能齐全、操作简便的特点。
2 . VB 同MO 的组合，是系统得以顺利实现的前提。MO 作为一种优秀的基于COM 的Active X控件，在今后的GIS 开发应用中必将起到重要的作用。
3 . 测量控制网成果管理系统作为城市基础地理信息系统（数字城市）的重要组成部分，此系统的实现将打破传统关系数据库来管理测量控制网成果，只对成果数据进行单一管理的局面，使成果查询基于地图之上，达到可视化效果，从而大大降低了外业查找测量控制点的工作量。
4 . 在测量控制网成果管理系统中应用Quick-Bird 高分辨遥感影像同Shape 图形的叠合技术，使基于数据库的成果查询更容易，达到了图文并茂的效果。

参考文献：
［1］ 王育红，张健雄，陶忠刚. 基于MapObjects 的GIS 应用系统开发［J］. 焦作工学院学报（自然科学版），2002，21（3）.
［2］ 陈禹. 基于MapObjects 控件的地理信息系统设计与开发［J］. 计算机工程，2001，（4）.
［3］ 王伟长. 地理信息系统控件（Active X）———MapObjects培训教程［M］. 北京：科学出版社，2000 .

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