【文章內(nèi)容簡介】 院和上海市測繪院率先利用 GIS 技術(shù)建立了《北京市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)》、《上海城市建設(shè)信息系統(tǒng)》。在有關(guān)院校、中科院研究所的支持下，深圳 、?？?、廣州、武漢等城市也建立了城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)以及各種專業(yè)數(shù)據(jù)庫，有力地推動和促進城市規(guī)山東科技大學(xué)工程碩士學(xué)位 論文 緒論 3 劃建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展 [10]。自 90 年代起，我國 GIS 步入快速發(fā)展階段，努力實現(xiàn)在基礎(chǔ)環(huán)境中進行數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，推進國產(chǎn)軟件系統(tǒng)的實用化、遙感和地理信息系統(tǒng)的技術(shù)一體化。這期間開展的主要研究及今后尚需進一步發(fā)展的領(lǐng)域主要有：城市地理信息系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用；建立數(shù)字化測繪技術(shù)體系；國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用；專業(yè)信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和應(yīng)用等。 控制點是基礎(chǔ)地理信息的重要組成部分，控制測量是一切測繪活動的基礎(chǔ)，隨著基礎(chǔ)地 理信息系統(tǒng)的發(fā)展，測繪活動的不斷深人，測量控制點成果也日積月累，數(shù)量不斷增多。為了充分利用已有成果，我們需要經(jīng)常查詢已有的控制點成果。因此能夠簡單、清楚地查詢到已有測量控制點的所有資料，成為測繪工作者之所需。鑒于此，開發(fā)測量控制點管理系統(tǒng)已成為當前重要的發(fā)展趨勢。 控制點數(shù)據(jù)的獲取需要花費大量的資金，測量控制點管理信息系統(tǒng)建立之后還需要進行定期復(fù)測以及控制點的維護，對資料進行有效的管理，是測繪工作的重要保障。目前，對于現(xiàn)有控制點成果的管理，大部分仍然采用手工管理方法。 傳統(tǒng)的測量控制點管理方法通常為 “一圖兩表 ”的方式，一圖指的是控制網(wǎng)略圖，兩表指的是測量控制點的成果表和點之記。 隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地籍、房屋管理對測量成果的使用越來越頻繁，手工管理已經(jīng)難以滿足當前的需要，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1． 測量控制點的數(shù)量急劇增長，等級、精度各不相同，最近幾年，由于自然因素的影響和人為的破壞，測量標志損壞嚴重，這使得測量控制點的管理難度增大； 2． 由于歷史的原因，許多城市幾套坐標系共存，尤其是在老城市中，易引起混亂； 3． 傳統(tǒng)的手工管理測量控制點的方式查詢速度慢，效率低，不能及時更新數(shù)據(jù)，采用單一的形式提供控制點的測量成果， 只 能提 供各個控制點的坐標，而不 能 提供與測量控制點相關(guān)的圖形方面的資料。 4． 紙質(zhì)的資料容易破損，難以長久的保存。 測量工作中，隨著數(shù)據(jù)采集和處理的逐步自動化、數(shù)字化，測量工作者怎樣更好地使用測量數(shù)據(jù)和管理包括隨時間長期積累的或工作中收集的大量測繪信息，怎樣才能更好地為經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù)，其最有效的方法是利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)或 GIS 技術(shù)建立測量控制點的數(shù)據(jù)庫或測量控制點的管理信息系統(tǒng)，如城市控制網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)、測量成果管理信息系統(tǒng)、地形圖數(shù)據(jù)庫等，建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫和管理信息系統(tǒng)的目的就是把大量的測量工作中得 到的數(shù)據(jù)或信息進行科學(xué)的存儲，以便于檢索、分析、分發(fā)和利用，以實現(xiàn)管理和服務(wù)的科學(xué)化、現(xiàn)代化。 結(jié)合 GIS 工具軟件與當今可視化開發(fā)語言的集成二山東科技大學(xué)工程碩士學(xué)位 論文 緒論 4 次開發(fā)方式是當前 GIS 應(yīng)用開發(fā)的主流，其優(yōu)點是既能夠充分利用 GIS 強大的數(shù)據(jù)管理功能和空間分析功能，又可以充分利用其它可視化開發(fā)語言所具有的高效、方便等優(yōu)點，集二者之長，不僅能夠大大提高測量控制點管理信息系統(tǒng)的開發(fā)效率，而且使用可視化軟件開發(fā)工具開發(fā)出來的應(yīng)用程序具有更好的視覺效果，更強大的數(shù)據(jù)庫功能，更可靠的性能，同時又便于維護和移植 [9]。因此，利用 GIS 技術(shù)對控制 點進行管理已經(jīng)成為當前的重要發(fā)展趨勢。 為了使 GIS 技術(shù)在國民經(jīng)濟建設(shè)和社會進步中更好地發(fā)揮作用，政府和有關(guān)主管部門應(yīng)給予重視和支持，各有關(guān)專業(yè)部門要加強合作，努力開創(chuàng)地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新局面，去迎接信息時代的到來。 研究內(nèi)容及技術(shù)路線 測量控制點管理信息系統(tǒng)把 GIS 技術(shù)應(yīng)用到測量控制點的管理當中，解決了測量控制點管理混亂的問題，實現(xiàn)了控制點數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)化的共享。彌補了一般的管理信息系統(tǒng)的不足，實現(xiàn)了測量控制點的屬性信息和圖形信息的一體化管理 [12,13]。 研究內(nèi)容 針對基于 GIS 的 測量控制點管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)所需的技術(shù)與支撐環(huán)境，本文在分析傳統(tǒng)控制點管理方法的基礎(chǔ)上，研究基于 ArcGIS 的測量控制點管理方式，構(gòu)建基于 GIS 的測量控制點管理信息系統(tǒng)。通過搭建的平臺系統(tǒng)，實現(xiàn)通過直觀的方式提供快速的控制點管理信息服務(wù)功能。 本文圍繞基于 GIS 的測量控制點管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建，對其中涉及的一些關(guān)鍵問題進行分析與研究，主要內(nèi)容如下： 1) 對目前控制點管理的背景和意義進行了研究分析，總結(jié)了控制點的管理現(xiàn)狀及趨勢。研究分析了 GIS 相關(guān)理論以及系統(tǒng)開發(fā)控制點管理系統(tǒng)所需的技術(shù)支持，提出了控制點管理系統(tǒng)開發(fā) 的技術(shù)路線。 2) 研究了 GIS 相關(guān)的理論與技術(shù)，將 GIS 應(yīng)用到測量控制點的管理當中，實現(xiàn)按控制點的類型、等級、保存狀況等方式進行空間分析，通過檢索統(tǒng)計相應(yīng)的信息，形成餅圖或者柱狀圖，并生成文字報表以及輸出查詢結(jié)果。解決了控制點管理混亂的問題，實現(xiàn)了控制點數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)化的共享，實現(xiàn)了控制點的屬性信息和圖形信息的一體化管理。 3) 研究分析了測量控制點的數(shù)據(jù)特點，通過各種數(shù)據(jù)庫的對比，系統(tǒng)采用 Oracle 數(shù)據(jù)山東科技大學(xué)工程碩士學(xué)位 論文 緒論 5 庫統(tǒng)一存儲海量的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，通過研發(fā)空間數(shù)據(jù)庫引擎 ArcSDE 對空間數(shù)據(jù)庫進行管理和訪問 ，實現(xiàn)柵格數(shù)據(jù) 和矢量數(shù)據(jù)以及報表等的數(shù)據(jù)庫管理。通過 資料檢索和野外調(diào)查等方法，全面收集 系統(tǒng)所需的測量控制點網(wǎng)圖數(shù)據(jù)、點之記以及普查信息的數(shù)據(jù)。 4) 在對系統(tǒng)進行需求分析和可行性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計原則，提出了基于GIS 的測量控制點管理信息系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案及實現(xiàn)方法，并設(shè)計系統(tǒng)的具體功能模塊，包括視圖、瀏覽、數(shù)據(jù)管理、定位查詢、統(tǒng)計分析、審批功能、輔助工具、批量打印、系統(tǒng)管理、個人設(shè)置等功能。 5) 在以上基礎(chǔ)上， 按照軟件工程中的迭代型研究方法， 研發(fā)基礎(chǔ) GIS 的測量控制點管理信息系統(tǒng)， 通過編碼的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。根據(jù)系 統(tǒng)開發(fā)過程中出現(xiàn)的問題，提出合理的解決方法，最終實現(xiàn)一個完整的基于 ArcGIS 的測量控制點管理信息系統(tǒng)。 技術(shù)路線 圖 技術(shù)路線圖 Technology Roadmap 首先通過對傳統(tǒng)控制點管理方法和基于 GIS 控制點管理的方法進行研究，根據(jù)分析結(jié)果研究確定系統(tǒng)的構(gòu)建方案。然后對系統(tǒng)所需關(guān)鍵技術(shù)進行研究，同時進行所需控制點數(shù)據(jù)的采集和整理。然后進行測量控制點管理信息系統(tǒng)的設(shè)計，包括系統(tǒng)的總體設(shè)計、系統(tǒng)的功能設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè) 計等，最終通過編程實現(xiàn)系統(tǒng)的功能并對系統(tǒng)的性能進行測試。最后進行軟件的部署、試運行及后期維護，同時整理各類技術(shù)文檔，進行項目總結(jié)，最終結(jié)題。 論文的組織結(jié)構(gòu) 根據(jù)研究內(nèi)容，論文共分為五章，章節(jié)具體結(jié)構(gòu)如下： 第一章 緒論。闡述課題研究的背景和意義，探討了控制點管理現(xiàn)狀及趨勢，概述了論文的主要研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)。 第二章 相關(guān)技術(shù)綜述。對課題研究中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進行分析介紹，其中主要包括傳統(tǒng)的控制點管理方法分析 基于 GIS 的控制點管理方法設(shè)計 確定系統(tǒng)構(gòu)建方案關(guān)鍵技術(shù)研究 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)編程 與實現(xiàn) 基于 GIS 的測量控制點管理信息系統(tǒng) 山東科技大學(xué)工程碩士學(xué)位 論文 緒論 6 地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、系統(tǒng)的開發(fā)平臺的相關(guān)剖析介紹。 第三章 系統(tǒng)設(shè)計。詳細介紹了基于 GIS 的測量控制點管理信 息系統(tǒng)的設(shè)計，主要是對系統(tǒng)的需求分析，可行性分析，系統(tǒng)總體設(shè)計，系統(tǒng)功能設(shè)計，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計進行了深入的剖析。 第四章 系統(tǒng)實現(xiàn)。主要對測量控制點管理信息系統(tǒng)的登錄界面和 視圖、瀏覽、數(shù)據(jù)管理、定位查詢、統(tǒng)計分析、審批功能、輔助工具、批量打印、系統(tǒng)管理、個人設(shè)置等 主要的功能模塊進行了詳細的闡述。 第五章 總結(jié)與展望。主要對論文的研究內(nèi)容和相關(guān)成果進行了總結(jié)，分析了系統(tǒng)存在的不足，對未來工作的展望。 山東科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 相關(guān)技術(shù)綜述 7 2 相關(guān)技術(shù)綜述 地理信息系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng)的定義 地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ) ，在計算機軟件、硬件的支持下，對與空間相關(guān)的數(shù)據(jù)進行采集、輸入、處理、組織管理、操作、分析、模擬顯示和輸出，并采用地理模型分析方法，實時提供地理信息，為復(fù)雜的規(guī)劃、管理和決策服務(wù)而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。通俗的講，地理信息系統(tǒng)是有空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)組成的綜合體 [14,15]。 地理信息系統(tǒng)具有以下特征 [14]： 第一，具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動態(tài)性； 第二，由計算機系統(tǒng)支持進行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息 ，完成人類難以完成的任務(wù)； 第三，計算機系統(tǒng)的支持是地理信息系統(tǒng)的重要特征，因而使得地理信息系統(tǒng)能以快速、精確、綜合地對復(fù)雜的地理系統(tǒng)進行空間定位和過程動態(tài)分析。 地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成 一個完整的地理信息系統(tǒng)由計算機的硬件系統(tǒng)、計算機的軟件系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)或空間數(shù)據(jù)、人員（包括系統(tǒng)管理操作人員和用戶 )、應(yīng)用模型和方法共同組成 [16]。其中，計算機系統(tǒng)（包括計算機的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)）是核心，地理數(shù)據(jù)或空間數(shù)據(jù)主要反映 GIS 的地理內(nèi)容，系統(tǒng)管理操作人員和用戶決定了系統(tǒng)的工作方式和信息表達方式 [17]。 山東科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 相關(guān)技術(shù)綜述 8 圖 地理信息系統(tǒng)的組成 Composition of GIS 地理信息系統(tǒng)的功能 GIS 的核心問題可歸納位置、條件、變化趨勢、模式和模型，依據(jù)這些問題，可以把GIS 功能分為數(shù)據(jù)采集和編輯，數(shù)據(jù)處理和變換，數(shù)據(jù)存儲、組織和管理，查詢、檢索和統(tǒng)計，空間分析，顯示與輸出 [18]。 圖 地理信息系統(tǒng)的功能 Function of GIS 山東科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 相關(guān)技術(shù)綜述 9 地理信息系統(tǒng)與一般管理信息系統(tǒng)的比較 表 地理信息系統(tǒng)與一般管理信息系統(tǒng)的比較 Compared GIS with General Management Information System 地理信息系統(tǒng)與一般管理信息系統(tǒng)的比較 GIS 有別于 DBMS （數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)） GIS 具有以某種選定的方式對空間數(shù)據(jù)進行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，這種能力使用戶能得到關(guān)于數(shù)據(jù)的知識，因此， GIS是能對空間數(shù)據(jù)進行分析的 DBMS， GIS 必須包含 DBMS。 GIS 有別于 MIS （管理信息系統(tǒng)） GIS 要對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫共同管理、分析和應(yīng)用， GIS 的軟硬件設(shè)備要復(fù)雜、 系統(tǒng)功能要強； MIS 則只有屬性數(shù)據(jù)庫的管理，即使存貯了圖形，也是以文件形式管理，圖形要素不能分解、查詢、沒有拓撲關(guān)系。管理地圖和地理信息的 MIS不一定就是 GIS， MIS在概念上更接近 DBMS。 GIS 有別于 地圖數(shù)據(jù)庫 地圖數(shù)據(jù)庫僅僅是將數(shù)字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空間分析，提供輔助決策的信息，它只是 GIS 的一個數(shù)據(jù)源。 GIS 有別于 CAD 系統(tǒng) 二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但 CAD 系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能 力。 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 隨著科技的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)逐步走進千家萬戶，生活中我們常用的 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)就與地理信息有著不可分割的聯(lián)系。 GIS 以其獨特的優(yōu)勢成為公眾關(guān)注的焦點。地理信息系統(tǒng)的博才取勝和運籌帷幄的優(yōu)勢，使它成為國家宏觀決策和區(qū)域多目標開發(fā)的重要技術(shù)工具。也成為與空間信息有關(guān)各行各業(yè)的基本工具，以下簡要介紹地理信息系統(tǒng)的一些主要應(yīng)用領(lǐng)域： 1． 測繪與地圖制圖： 地理信息系統(tǒng)技術(shù)源于機助制圖。地理信息系統(tǒng)（ GIS）技術(shù)與遙感（ RS）、全球定位系統(tǒng)（ GPS）技術(shù)在測繪界的廣泛應(yīng)用，為測繪 與地圖制圖帶來了一場革命性的變化。數(shù)字地圖、網(wǎng)絡(luò)地圖、電子地圖等一批嶄新的地圖形式為廣大用戶帶來了巨大的應(yīng)用便利。 2． 資源管理： 資源清查是地理信息系統(tǒng)最基本的職能，這時系統(tǒng)的主要任務(wù)是將各種來源的數(shù)據(jù)匯集在一起，并通過系統(tǒng)的統(tǒng)計和覆蓋分析功能，按多種邊界和屬性條件，提供區(qū)域多種條山東科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文