自然资源一张图平台软件技术方案.docx
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自然资源一张图平台软件技术方案
XX自然资源一张图平台
总体设计
1.总体设计
1.1总体架构
自然资源一张图管理平台以数据为核心,采用先进的数据管理模式,具有海量数据管理能力,实现了多源空间数据的一体化集成。
为便于用户对空间数据的有效管理和维护,采用树状结构方式进行数据的组织和维护,系统主要按空间数据的逻辑关系实现对地理空间数据的有效组织和管理,以满足对数据资源的高度共享及应用的需要。
自然资源一张图平台总体框架图
自然资源一张图管理平台基于JLKEngine中间件平台库进行二次扩展开发,为满足地理空间数据综合管理需要而设计的一个应用系统。
JLKEngine中间件平台采用VS2013+C#+ArcEngine10.2进行开发,是按AE对象的处理为目的进行的AO底层类库的二次封装,它是以快速进行GIS应用系统开发为出发点进行设计开发的,他是一个易学易用的二次开发工具、支持多元化语种、高开发效率、具有统一编程模型,统一中间件运行库。
1.2总体目标
根据GIS基础平台的目标,自然资源一张图管理平台主要实现以下四大功能:
一是空间数据质检与入库;二是空间数据管理,实现地理空间数据的组织管理和维护,以建立逻辑空间数据库,并实现对地理空间数据的组织和管理;同时提供对逻辑空间数据库的扩展开发。
三是数据服务;四是运维管理系统。
系统总体功能结构图如下所示:
1.3运行环境
在每个系统客户端安装基于ArcEngine开发的基础平台软件系统,利用基于ArcObjects二次组件及
ArcSDE,实现对数据库服务器中的Oracle11G或SQLServer2012空间地理信息数据库的访问和编辑操作,完成数据建库成果的入库及管理等工作。
l硬件环境:
服务器端:
CPU:
2*2GH双核CPU;内存:
4G,DDR2667;硬盘:
至少100G。
客户端:
CPU:
英特尔(R)酷睿(TM)2双核(2.0G)以上;内存:
2G;显卡:
独立显卡/独立显存:
256M(推荐512M)以上。
l软件环境:
服务器端:
数据库软件是Oracle11G服务器版,ArcGISSDE10.2forOracle11g,操作系统,
WindowsServer2013。
客户端:
GIS软件是ArcGIS10.2(ArcEngine运行时或ArcGIS桌面版软件),数据库软件是
Oracle11G客户端,操作系统Windows7或Windows10。
l运行环境:
服务器端:
服务器运行框架是Microsoft.NetFramework4.5,
客户端:
ArcEngine10.2Runtime运行时或ArcGIS10.2桌面版,Microsoft.NetFramework
4.5。
1.4网络结构
根据系统建设的需求,满足新建设应用系统运行的需求,提供建议性网络设备及硬软件集成方案,包括硬件、系统软件、网络、集成等方面。
在满足应用性能和功能的要求下,充分利用甲方现有资源,保护原有投资。
系统采用C/S(客户端服务器)模式,网络结构图如下。
中心数据库服务器
数据服务发布服务器
政务内网
核心交换机A
VPN
外网系统发布服务器
广域网(英特网)
社会公众
内网系统发布服务器
核心交换机B
VPN
局内用户
局内用户
事件现场用户
1.5数据组织模型
自然资源一张图管理平台是通过逻辑空间数据库节点实现对不同类型空间数据库的组织和管理,这里的逻辑空间数据库都关联着一个物理空间数据库连接,不同逻辑空间数据库可以关联同一个物理空间数据库连接。
这里的逻辑数据库可以包括1:
500地形图、1:
2000地形图、电子地图、数据高程模型(DEM)、
数字正射影像(DOM)、各类规划数据、管线、现状路网、街景影像。
自然资源一张图管理平台数据组织管理模型结构图如下所示:
系统数据组织模型结构图
自然资源一张图管理平台采用逻辑数据库模型实现对空间数据库的管理和维护,利用管理平台可以将相同类型数据组织到一个逻辑数据库中,如可以将数据划分为基础地理数据、规划数据、管线数据、现状路网、街景影像数据等等。
每个逻辑数据库都定义了一个关联的空间数据库连接,不同逻辑数据库可以是相同空间数据库连接,也可以是不同的空间数据库连接。
1.6开发框架设计
自然资源一张图管理平台基于JLKEngine中间件平台进行二次开发扩展实现,应用功能开发扩展方式采用功能插件方式进行应用系统功能的扩充。
采用这种开放插件模式的应用扩展设计,采用“基础平台软件+业务应用插件”,实现软件开发过程中技术和业务之间的分离,使得系统具有较好的扩展性,系统功能的扩展仅需进行相应功能插件的开发后部署到系统运行目录下,即可实现对系统功能的扩充,使得系统具有较好的兼容性和可拓展性。
此外对相应功能插件的升级,也仅需要替换相应的插件库即可完
成。
系统二次开发框架设计结构图
1.7模块结构设计
自然资源一张图管理平台是基于数字地形图数据、地下管线的矢量数据库,采用C/S架构构建的。
主要包括以下功能模块:
空间数据入库、数据质量检查、元数据管理、历史版本管理、局部数据更新、系统调图、数据导出、制图模板、输出打印以及系统权限管理等功能模块。
2.接口设计
2.1用户接口
需求名称
描述
风格
系统主界面采用DEVExpress控件,可以更换各种风格的皮肤,美观大方,系统功
能菜单等采用Office2013模式的Ribbon风格体现。
屏幕布局
主界面主要分为:
菜单导航栏、工具栏、状态栏、地图视图窗口、图层树窗口、数
据管理树等。
快捷键
Enter:
确定;ESC:
取消。
错误信息
系统设计采用容错设计,特别是在用户输入时,能够自动纠正错误或提示输入的格
式。
数字化编辑快捷键
草图工具是一种通用的要素创建工具,可以创建点、线、面、文本等要素类型,所创建的要素类型由在创建要素面板中所选择的要素类型确定。
草图工具支持如下按键:
✧1对线面要素该变下段线的线型为折线
✧2对线面要素该变下段线的线型为圆弧
✧3对线要素有效,此时切换到以当前线为中心生成左右两条平行线的功能
✧C对线要素的该部分做闭合处理
✧F结束草图
✧H隐藏状态条上显示的面积信息
✧S创建面要素是时,弹出统计对话框
✧D反转线方向
✧pF2将当前鼠标点位置移动到屏幕中心
-缩小
✧+放大
✧backspace删除上一点
✧ESC取消创建要素
2.2外部接口
外部组件名称
版本号
接口描述
ArcSDE
10.2
ArcSDE提供了应用程序接口(API),开发人员可将空间数据检索
和分析功能集成到所开发的应用程序中。
Oracle
11g
Oracle是以高级结构化查询语言(SQL)为基础的大型关系数据库,通俗地讲它是用方便逻辑管理的语言操纵大量有规律数据的集合。
是目前最流行的客户/服务器(CLIENT/SERVER)体系结构
的数据库之一。
ArcEngine
10.2
ArcGISEngine是一个创建定制的GIS桌面应用程序的开发产
品。
ArcGISEngine包括构建ArcGIS产品ArcView,ArcEditor,
ArcInfo,和ArcGISServer.的所有核心组件。
使用ArcGISEngine可以创建独立界面版本(stand-alone)的应用程序,或者对现有的应用程序进行扩展,为GIS和非GIS用户提供专门的空间解决方案。
ArcGISEngine提供了COM、.NET和C++的应用程序编程接口
(API)。
这些编程接口不仅包括了详细的文档,还包括一系列高层
次的组件,使得临时的编程人员也能够轻易的创建ArcGIS应用程序。
JLKEngine
9.3
JLKEngine中间件平台库是基ArcEngine进行二次扩展开发,为满足地理空间数据综合管理需要而设计的一个应用系统。
采用
VS2013+C#+ArcEngine10.2进行开发,是按AE对象的处理为目的进行的AO底层类库的二次封装,它是以快速进行GIS应用系统开发为出发点进行设计开发的,他是一个易学易用的二次开发工具、支持多元化语种、高开发效率、具有统一编程模型,统
一中间件运行库。
2.3内部接口
本系统各模块间以工程文件、数字地形图数据、地下管线矢量数据、栅格影像数据为接口。
l底层核心库
它是整个框架的运行基础。
和系统的核心部件,其主要类依赖关系如下:
l符号管理类
提供了对ArcGISEngine所支持的样式的绘制实现类。
类结构图如下所示:
SymbolLib:
:
StyleDraw
+StyleDraw(inpStyle:
object)
+BackgroundDraw()
同时在该包里提供了一组符号控件,如符号按钮控件、符号组合框控件等。
同时系统实现了对style符号库的管理编辑界面,包括符号库管理器、符号选择器、点、线、面、文本符号编辑器等。
●平台框架管理类
该包是构建应用程序运行框架的核心包,其中包括了框架的基本接口定义,如框架接口、应用程序的菜单工具栏管理接口、停靠管理接口、右键菜单接口等的定义。
菜单工具栏管理接口、停靠管理接口、右键菜单接口等由于采用不同的用户界面,其实现方式有很大差异,在本系统中基于.net中的菜单工具栏控件提供了一种标准框架的实现,同时也基于第三方菜单工具栏控件提供另外的一种框架实现方式。
在该包中提供了一个应用程序框架类,提供应用系统中菜单工具栏的事件处理以及地图控件的事件
处理,并实现了一种插件的动态加载机制,使得派生于BaseCommand和BaseTool的插件,可以方便的配置到应用系统中,而不需要对应用系统框架作任何修改。
●数据管理包
JLK.Catalog数据管理包提供了对空间数据的管理维护目录结构的实现。
类库包含数据管理目录树的定义和实现。
可用于维护计算机上的目录层次结构及系统所能支持的文件和数据类型。
其类结构图如下:
GxCatalog
提供了新建空间数据库连接界面、要素类和表的新建和维护界面、数据库属性界面,数据转换界面等;空间数据投影变换公共类定义以及空间投影信息维护的用户界面。
●应用系统包
应用系统包是在核心库包基础上根据GIS基础平台开发需要扩展的增加的功能包。
3.功能界面设计
3.1系统登录
进入本系统的操作人员均需要进行用户身份认证,可以从系统人员管理列表选择登录用户,也可以直接输入本人的登录用户ID,并输入正确的用户密码后,进入到系统框架主界面,而进入系统后,系统会根据管理员分派的用户权限,加载响应的具有操作权限的系统功能菜单,工具栏,以及数据管理目录树等应用系统功能插件。
对于别的用户在基础平台建立的目录树节点内容,如果管理员设置了共享访问权限的,则可以对别人在数据管理平台建立的数据库节点内容进行浏览访问操作,如果也被授予了对数据库节点的操作权限,可以对节点下面的要素集或要素类进行编辑修改以及进行数据提交操作。
3.2系统主框架
程序是标准的Windows程序,提供图形化的用户界面。
主框架界面图
●
添加数据库
在目录树根节点,添加数据库,完成一个逻辑数据库节点的创建
管理目录树可以通过建立不同的逻辑数据库节点,如上面的2011,2015,在不同数据库节点建立不同要素集合导入相应年度的数据。
对于导入后的数据图层要素类,不是按照ArcGIS那样_1,_2来区分的,要素类名称是以要素类名+时间的方式自动区分。
●添加要素集
在一个数据库节点,可以将不同年份,或者不同历史版本数据以要素集,或者以文件夹方式来区分。
对于数据的组织管理,对于一个测区的数据,可以按照不同年份分别入库管理,
在一个数据库节点下面,首先可以通过建立文件夹来按照年度区分,也可以直接通过建立要素集合就可以,如上述的A2011,A2012,A2013,A2014,这样分别将这几年的数据组织管理起来。
●添加文件夹
在每一个数据库节点下面,可以根据实际应用功能需要,建立自己的管理文件夹,这个文件夹可以不断递归创建,而不同年度的历史数据可以通过文件方式进行分类组织管理起来。
比如在2000标准的数据库节点下面,创建2011年与2015年的数据文件夹,然后在相应年份下面导入需要入库的GIS数据即可。
对于文件夹下面可以存放栅格,矢量等类型数据。
也就是在同一数据库节点可以通文件夹来实现分类组织管理。
●导入地理信息数据
在数据库节点下面创建了要素集后,可以进行数据入库导入操作,可以实现对于单个或多个
MDB、GDB、CAD、管线数据以及栅格数据的入库操作。
在选择好需要入库的数据后,进一步选择好数据入库的标准,对于选择的数据可以采用增量或者重新入库方式来完成数据入库操作。
3.3空间数据质检
●
数据标准管理
GIS基础平台提供了数据标准管理功能,在图层属性窗体增加了对属性编码信息的定义。
加强了对字段名称的合法性验证,确保字段名称的合法性。
●图层编码管理
可以通过导入方式,从编码文件中选择该图层所对应的编码。
●单图层质检
单图层检查是对当前加载到地图视图中一个图层进行质量检查,不管该图层所在逻辑数据库是否定义配置了质检方案。
其操作界面如下:
●多个mdb批量质检
选择要检查的mdb文件添加到待检查列表。
选择库体结构标注(用于属性检查)。
设置数据比例尺
(接边检查用于确定图幅范围),从树列表视图选择检查项目,然后执行检查即可,检查结果保存到相应的mdb数据库文件中,同时生成检查报告功能,用于实现数据库文件检查所生成检查报告。
平台采用多线程方式同时完成一个或多个mdb的数据质检操作,对mdb质量检查工具调整说明如下:
对线相交、线自相交、线重叠、面重叠、悬挂点、伪节点等部分拓扑检查功能修改为通过构建拓扑方式进行检查。
因此对提供检查的mdb文件中空间数据组织方式有如下要求:
(1)mdb文件中所有的要素类均放到一个要素集下面
(2)一个mdb文件中只能有一个要素集
特别说明:
目前版本已经采用了多线程对于不同要素类同时进行相关质检规则的质检操作,从实际操作建议看,还是以质检规则分别以拓扑,属性,接边,成图环境等几项分别质检,尤其对于大数据质检更是如此。
3.4空间数据入库
●导入单个表
●导入多个要素类
●导入多个表
●导入栅格数据
●按建库标准导入CAD
按建库标准导入CAD是按照建库标准,将CAD数据导入空间数据库。
选择要导入的CAD文件,并选择库体结构标准文件,然后选择重新导入或追加导入方式导入。
重新导入将清空要素类中所有要素,追加导入将CAD文件中的数据按照其编码导入到空间数据库中。
●多个mdb批量导入
除单个mdb导入方式外,也提供了多个mdb批量导入的方式:
首先添加要导入的MDB文件到类表中,每次添加一个,添加进来的mdb文件要求要素类的个数及名称一致,每添加一个要素类将检查和第一个是否一致,一致才能被添加到类表中去。
本地数据导入中增加库体标准选项,选中了按标准导入数据,如没有选择,则按本地数据库结构直接入库。
(因此将功能名称,由原功能按库体标准导入本地数据库修改为导入本地数据库)在添加打开的文件对话框,注意显示类型组合框下面选择所加载的文件类型;
在添加打开的文件对话框,注意显示类型组合框下面选择所加载的文件类型;
●导入管线数据
管线数据入库将自动根据所导入的管线数据类型创建出其对应的管线点、管线线、地面建筑物范围面、地下井室范围面4个要素类。
(如果导入的管线数据mdb文件中没有地面建筑物范围或地下井室,
则该要素类将不会创建)。
在选择好的一个mdb管线数据库后,程序自动根据管线分类创建要素集合,已经已经存在的要素集分类则直接追加数据,不存在的再进行导入时自动创建。
导入后结果:
按不同类别创建要素集,在要素集下放置同类管线数据。
●大数据入库
首先在数据库节点2015天府新区建立要素集A2015D1,
然后,在要素集A2015D1右键选择导入本地数据库(可以支持mdb与gdb类型的大数据库入库)
在选择好需要入库的大数据mdb或gdb数据库文件后,点击按钮确定执行入库操作,
平台对于大数据的入库采用多线程的方式完成,极大的提升了大数据入库的速度性能,而入库的要素类个数以及没一个批次提交数据库的要素个股都可以根据实际数据大小进行调整,以便达到最佳的入库效果。
3.5空间数据管理
●数据库创建
数据库创建功能是在管理平台中添加一个新的逻辑数据库管理,用来组织和管理一组空间数据,其操作
界面如下:
●空间数据库连接
在创建逻辑空间数据库中,需要同时设置关联的物理空间数据库连接信息,逻辑空间数据库对应的物理空间数据库可以和当前管理平台所关联的物理空间数据库一致,也可以配置到新的物理空间数据库连接。
设置新的空间数据库连接窗体如下:
●创建地理数据库
创建地理数据库用于在数据库管理系统中创建一个空的物理数据库,在数据库平台上创建同时会在管理表中创建和其关联的逻辑数据库。
其界面如下:
●元数据管理
元数据用来为逻辑空间数据库定义元数据,其窗体如下:
元数据信息包括标识信息、数据质量信息、空间参照系统信息、内容信息、分发信息和联系信息等几个部分组成,通过元数据导入窗体完成元数据信息入库到空间数据库中。
在数据库节点、要素集节点、文件夹节点增加导入元数据功能。
选择元数据要素类,点击确定即可完成导入。
3.6历史版本管理
●创建编辑版本
对于空间数据,要进行数据的编辑或变更等操作,需要先将数据库节点下面的要素集或者要素类进行版本注册,完成注册后的地图数据就可以进行历史版本管理。
从而可以对于不同版本的数据进行浏览对比,以及回溯到任意版本的数据,而不同版本的数据显示,系统通过多地图视图的方式进行浏览,也就是通过页面标签的方式切换不同版本数据。
输入版本名称和别名,点击创建即可。
●版本提交
●版本比较
点击版本比较按钮,弹出加载数据选择窗体,点击确定后即可打开比较窗体,并进行数据加载。
●版本查询
查看版本用于查看逻辑数据库中的版本信息,数据库节点右键菜单中查看版本功能界面如下:
3.7局部更新管理
●提取数据到CAD
首先加载编辑数据到地图视图,然后启动编辑。
点击提取数据到CAD,在地图上绘制矩形区域后,弹出如下窗体:
设置转换CAD文件的编码和图层对照标准,设置CAD模板文件(无模板文件将无法生成点块文件),设置输出CAD文件名,点击确定即可。
成功转换生成2个文件,
其中测试.conn为测试.dwg所连接的空间数据库对象。
●
由CAD提交编辑
选择编辑后的CAD文件,选择库体结构标准(也就是CAD转换ArcGIS格式的标准文件),点击确定就完成数据迁入。
●提取数据到mdb或gdb
局部编辑提取数据到本地可支持导出mdb和gdb两种类型数据,选择哪种类型通过显示类型选择
如图保存的为gdb数据库,在名字框中仅输入保存名称,不需要带扩展名。
如图,保存为mdb文件。
3.8空间数据服务
l导入CAD
用于将CAD数据导入一个逻辑数据库。
首先选择逻辑数据库节点,然后点击导入CAD,弹出如下窗体:
如果所选择的逻辑数据库已经定义了库体结构标准,则库体结构标准文本中显示采用对应数据库的库体结构定义。
在窗体中选择要导入的CAD数据文件,设置所采用的库体结构标准,确定是追加导入或重新导入后,点击确定就可以开始进行CAD数据导入:
lCAD转换所需标准文件准备
导出CAD首先需要建立CAD图层及编码对照文件,使用下面工具来建立该XML文件
其操作可库体结构定义基本相同。
点击添加按钮可以添加一个新的图层定义:
所以图层定义好后,点击保存为xml模板就完成了一个转换对照文件的定义。
l导出为CAD
用于将逻辑数据库中要素类或单个要素类导出生成CAD文件。
要素类框右下表图标是定义要导出的要素类图层的编码字段和需要导出的属性。
这里根据需要设置编码字段和要导出的属性,转出的属性会添加到CAD实体的XData中。
默认下,系统自动检索如果有Code字段,将自动设置为编码字段,转出属性字段也是全部可编辑字段,用户根据数据情况进行调整。
最后依次设置CAD标准文件、CAD模板文件、输出CAD文件,如下图:
设置好后,点击确定即可将所有的要素类导出到CAD中。
lCAD数据转换
数据转换中的CAD数据转换,用于将CAD数据转换为shapfile、个人数据库、逻辑数据库等ArcGIS的数据格式,相对于单独的入库工具,该工具可满足CAD数据转换为多种数据格式的要求,
目录或空间数据库后可以选择转换后数据存放位置,其位置可以选择一个文件夹、空间数据库或逻辑数
据库,如下,
如果选择一个文件夹,
然后点击保存选择了该文件夹作为数据保存位置,此时CAD数据转换为shapefile文件。
如果选择一个空间数据库,如下图:
点击保存后,表示选中该空间数据库作为结果保存位置。
l转换为CAD
数据转换中的转换为CAD,则同样可以满足多种类型ArcGIS数据转换生成CAD数据的要求。
其窗体如下:
选择各类要转换的要素类,选CAD标准和CAD数据模板文件。
l从空间SDE输出到CAD
以导出SDE空间数据输出到500dwg为例导入的操作说明,在数据在数据库节点,要素集右键,选择导出CAD,先选择导出标准文件,
然后选择dwg的导出模板
最后选择导出路径后执行导出操作。
3.9制图输出
●图框基本信息设置
在模板类别节点点击右键,弹出菜单选择创建模板菜单项,弹出创建模板向导窗体:
宗地图都采用矩形图框,所以选择矩形分幅。
下一步进行如下设置窗体:
对于模板中固定的文本,直接输入文本内容即可,如宗地图。
对应需要根据参数变化的文本,则需要利用表达式方式进行定义。
如宗地编号显示信息。
点击表达式可以定义相应的文本表达式
如宗地图模板中关于宗地编号文本可以按如上窗体设置文本框。
定义好后,可以进行模板元素的编辑、修改等操作,在模板元素节点上点击右键,选择属性菜单项,可编辑其属性,如下窗体:
除在模板元素节点上通过向导方式创建模板元素外,在制图工具下的一些功能也能用于对模板元素的编辑操作。
如新建矩形可用于创建一个矩形元素。
3.10系统权限管理
●用户权限管理
用户权限管理用来添加用户,并设置用户
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- 特殊限制:
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