杜希科

(陜西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，陜西 西安 710082)

基于局域網(wǎng)數(shù)據(jù)共享的ArcEngine二次開發(fā)與實(shí)現(xiàn)
——以牛背梁自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)為例

杜希科

(陜西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，陜西 西安 710082)

地理信息系統(tǒng)是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)，是結(jié)合了地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)的技術(shù)系統(tǒng)，以陜西牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)為例，建立針對牛背梁自然保護(hù)區(qū)資源保護(hù)管理特征的地理信息系統(tǒng)，采用局域網(wǎng)數(shù)據(jù)共享方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，建立野生動植物保護(hù)信息數(shù)據(jù)庫，提供保護(hù)區(qū)內(nèi)地理空間數(shù)據(jù)存儲、顯示、采集、查詢、修改等功能，為保護(hù)區(qū)科學(xué)研究和決策提供重要幫助。

地理信息系統(tǒng)；牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)；數(shù)據(jù)庫

隨著計(jì)算機(jī)的普及和信息技術(shù)的快速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem,GIS)作為處理、顯示、管理和顯示地理空間數(shù)據(jù)的重要工具[1]，在林業(yè)、農(nóng)業(yè)、國土資源、氣象等眾多領(lǐng)域發(fā)揮了重大的作用[2-4]，但由于各個(gè)行業(yè)對GIS軟件使用的側(cè)重點(diǎn)不同，在專業(yè)GIS軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，對專業(yè)應(yīng)用功能進(jìn)行簡單化顯示，同時(shí)加入特定研究領(lǐng)域的需求模塊，定制GIS應(yīng)用程序顯得尤為必要[5]。

牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)地處秦嶺山脈東部，寧陜、柞水、長安三個(gè)縣區(qū)交界處，區(qū)內(nèi)地勢復(fù)雜，保護(hù)區(qū)內(nèi)植物垂直帶譜分布明顯，植物物種豐富，同時(shí)也棲息著大量的珍稀動物[6-7]，其中羚牛是牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)的保護(hù)重點(diǎn)。由于保護(hù)區(qū)內(nèi)珍稀動植物眾多、地形地勢復(fù)雜，給保護(hù)管理工作帶來了一定的困難，利用信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立牛背梁自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)，將保護(hù)區(qū)的保護(hù)管理等各項(xiàng)工作進(jìn)行信息化，在GIS的支持下，以二維、三維地圖的形式進(jìn)行集中管理和展示[8-9]，同時(shí)引入數(shù)據(jù)庫技術(shù)，將珍稀動植物保護(hù)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，大大提高了工作效率，也為數(shù)據(jù)的長序列積累與重復(fù)利用提供了可能[10]。

1 系統(tǒng)簡介

牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)利用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言visualstudio2010,基于ArcGISEngine和MicrosoftAccess數(shù)據(jù)庫進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，將地理空間數(shù)據(jù)、圖文數(shù)據(jù)、視頻宣傳數(shù)據(jù)、科研采集數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)格式進(jìn)行集中整合，采取局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)共享的方式進(jìn)行統(tǒng)一保存和管理。為了滿足用戶需求多樣化，以及信息安全性一致性。

1.1 系統(tǒng)登錄模式

為了滿足多種使用環(huán)境，根據(jù)系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)位置不同將版本分為有網(wǎng)絡(luò)版和單機(jī)版兩種，其中網(wǎng)絡(luò)版從統(tǒng)一服務(wù)器地址讀取數(shù)據(jù)，單機(jī)版從本機(jī)讀取數(shù)據(jù)，不需聯(lián)網(wǎng)。對網(wǎng)絡(luò)版權(quán)限劃分為管理員和普通用戶兩種，通過授權(quán)，限制普通用戶的操作，從而達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的目的。

1.2 系統(tǒng)模塊

牛背梁自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)按保護(hù)管理工作內(nèi)容分成九個(gè)模塊，包括牛背梁自然保護(hù)區(qū)概況，自然環(huán)境，三維視圖，保護(hù)管理，科學(xué)研究，社區(qū)共管，生態(tài)旅游，未來規(guī)劃和系統(tǒng)管理，按照模塊側(cè)重點(diǎn)不同進(jìn)行數(shù)據(jù)分配，主要數(shù)據(jù)包括地圖數(shù)據(jù)，圖層數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)，文字說明數(shù)據(jù)，圖片數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)六種。

圖1 牛背梁自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

牛背梁自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)按照保護(hù)區(qū)實(shí)際工作需要，設(shè)計(jì)最適宜保護(hù)區(qū)工作管理的地理信息系統(tǒng)，如圖2所示，針對數(shù)據(jù)類型做相應(yīng)的處理功能開發(fā)。

圖2 牛背梁自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

地圖數(shù)據(jù)主要有：保護(hù)區(qū)地理位置、固定樣地分布、地質(zhì)地貌、高清遙感圖、動植物監(jiān)測路線、森林資源二類調(diào)查、防火監(jiān)測塔分布、社區(qū)分布、三維立體圖等共計(jì)36幅電子地圖，針對地圖顯示設(shè)計(jì)放大、縮小、平移、測量、選擇等多個(gè)操作，并在地圖視圖中加入經(jīng)緯度坐標(biāo)實(shí)時(shí)顯示功能，方便用戶進(jìn)行定位。為用戶提供快速地圖輸出功能，導(dǎo)出地圖保存為jpg格式圖像。

地圖文檔是由多個(gè)專題圖層疊加顯示而成，對圖層的交互處理尤為重要，在牛背梁自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)中，加入對圖層屬性信息的查詢檢索功能，快速顯示查詢對象地理位置。允許用戶修改圖層顯示符號，自定義地圖表達(dá)形式，展現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢，圖層位置、屬性信息的可編輯增加了數(shù)據(jù)的可維護(hù)性和擴(kuò)展性。

針對野生動物監(jiān)測等流動性較強(qiáng)的專題空間信息，系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫錄入的同時(shí)提供矢量數(shù)據(jù)生成功能，直接將野外觀測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能在地圖上疊加顯示的地圖圖層，快速直觀的顯示野生動物分布狀況。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)監(jiān)測工作分為固定樣地監(jiān)測和固定樣線監(jiān)測兩種，其中固定樣地監(jiān)測以植物監(jiān)測為主要監(jiān)測對象，固定樣線監(jiān)測以野生動物為主要監(jiān)測對象。保護(hù)區(qū)內(nèi)珍稀動植物眾多，保護(hù)工作量大，積累了大量的動植物監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，利用紙質(zhì)數(shù)據(jù)表的形式進(jìn)行存儲遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足數(shù)據(jù)處理和利用的需求，因此在牛背梁自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)庫，并提供監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳、查詢、導(dǎo)出等操作處理模塊，實(shí)現(xiàn)動植物保護(hù)數(shù)據(jù)存儲、瀏覽、提取等工作。

固定樣地監(jiān)測內(nèi)容主要有草本植物群落、灌木層、喬木層和每木檢尺四大主要類別，共五個(gè)數(shù)據(jù)表，表格屬性如表1所示。其中固定樣地與喬木層、灌木層、草本群落以及每木檢尺均為一對多模式，通過屬性列樣地號進(jìn)行連接可以獲得相應(yīng)的屬性值。

表1 固定樣地監(jiān)測表

牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)是我國I級保護(hù)動物羚牛的主要棲息地，固定樣線監(jiān)測在常規(guī)野生動物進(jìn)行監(jiān)測的同時(shí)，專門針對羚牛制定了保護(hù)監(jiān)測內(nèi)容。固定樣線監(jiān)測數(shù)據(jù)表主要包括：野生動物種群監(jiān)測、羚牛種群監(jiān)測、羚牛采食植物監(jiān)測、羚牛活動范圍監(jiān)測，數(shù)據(jù)表屬性如表2所示。不同數(shù)據(jù)表格以樣線號進(jìn)行連接，與樣線號的對應(yīng)關(guān)系為多對一。

表2 固定樣線監(jiān)測表

4 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果及分析

4.1 專題地圖

在牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)中，共集成了專題圖35幅，三維地圖1幅，全面覆蓋了牛背梁自然保護(hù)區(qū)的遙感、地形、動植物分布、規(guī)劃布局等各個(gè)方面，并且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的瀏覽、測量、查詢、編輯等空間處理操作。圖3為旅游景點(diǎn)專題圖，并且對專題圖界面進(jìn)行了展示。

4.2 動植物保護(hù)數(shù)據(jù)管理

牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)中針對動植物保護(hù)信息設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，并編寫了相應(yīng)程序?qū)?shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，主要包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)上傳與數(shù)據(jù)修改功能，圖4為珍惜動物監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳界面，將痕跡類型、坡向、坡位、坡度、生境類型、蓋度、郁閉度等具有固定選項(xiàng)的屬性值以下拉框的形式提供數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)上傳的工作效率，并且能夠根據(jù)經(jīng)緯度信息生成矢量文件，數(shù)據(jù)表的信息則會以屬性列的方式呈現(xiàn)在矢量數(shù)據(jù)中，矢量數(shù)據(jù)可以在任意專題圖上顯示，為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)空間分布研究提供了支持。

圖3 專題圖界面示例

圖4 數(shù)據(jù)庫管理界面示例

5 結(jié)語

以牛背梁國家級自然保護(hù)區(qū)為例，將地理信息系統(tǒng)技術(shù)引入保護(hù)區(qū)的相關(guān)工作中，與林業(yè)保護(hù)、資源開發(fā)、動植物監(jiān)測等具體需求進(jìn)行結(jié)合，建立具有保護(hù)區(qū)特色的地理信息系統(tǒng)，快速、直觀、準(zhǔn)確、全面的展示了保護(hù)區(qū)的各種資源以及工作規(guī)劃等信息，同時(shí)也為用戶提供了數(shù)據(jù)檢索、地圖交互、矢量數(shù)據(jù)生成等功能，對保護(hù)區(qū)資源經(jīng)營、管理和決策工作提供幫助，推動了保護(hù)區(qū)資源管理信息化進(jìn)程，提高了保護(hù)區(qū)的工作效率。

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Secondary Development and Realization of Data Sharing through ArcEngine based on LAN Data——GIS System Application in Niubeiliang Nature Reserve

DUXi-ke

(Shaanxi Institute of Forest Inventory , Design and Planning, Xi'an, Shaanxi 710082)

GeographicInformationSystem(GIS)isaspecifictoolformapsandgeospatialdata.TheauthortookShannxiNiubeiliangnationalnaturereserveasanexampletoestablishaGeographicalInformationSystem.TheGISrealizesthedatasharing,unifiesmanagementwithintheLANandbuildsadatabaseofwildlife,greatsupportstothestorage,display,collection,inquiry,modificationofgeographicspatialdata.Thesystemprovidesimportanthelptonaturalreservescientificresearchanddecisionmaking.

GIS;Niubeiliangnationalnaturereserve;database

2016-08-15 作者簡介：杜?？?1966-),男,陜西周至人,本科,助理工程師,主要從事林業(yè)地理信息系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用、森林防火、野生動物監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)等工作。

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