代娜

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊 山東德州 253072）

引言

科學技術的創(chuàng)新發(fā)展與應用，為各領域各行業(yè)現(xiàn)代化建設與發(fā)展提供了驅(qū)動力，技術與生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、設計、文化等的融合發(fā)展成為社會與時代的主要特征。數(shù)字化測繪技術則是在此環(huán)境下形成的測繪方式，能夠?qū)⒖臻g要素與相關信息轉化為數(shù)字信息，并依據(jù)要素之間、信息之間存在的關聯(lián)性，進行抽象化處理，最終以數(shù)字文件的形式進行具體存儲與呈現(xiàn)。而在地質(zhì)測繪管理中，多數(shù)數(shù)據(jù)信息來源于GIS。因此，為提升系統(tǒng)應用質(zhì)量，設計開發(fā)基于GIS下的數(shù)字化測繪系統(tǒng)成為必然需求。

1 GIS技術

GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）是地理學、計算機科學、地圖學等多學科有機結合下形成的綜合性學科，是用于進行地理數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、查詢、顯示的信息管理系統(tǒng)。GIS系統(tǒng)又被稱之為“地理信息科學系統(tǒng)”（Geographic Information Science）或“地理信息服務系統(tǒng)”（Geographic Information service）[1]。GIS技術的興起最早可追溯到20世紀60年代，應用于工程測量中。隨著GIS技術的不斷創(chuàng)新與完善，其功能逐漸由數(shù)據(jù)信息處理轉化為空間地理信息處理，并在眾多領域（包括科學調(diào)查、發(fā)展規(guī)劃、地質(zhì)勘察、路線規(guī)劃、資源與采場管理等）得到廣泛應用。通常情況下，GIS主要由數(shù)據(jù)、硬件、軟件、過程、人員等五部分組成，如圖1所示。測量人員能夠利用GIS技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入，并由系統(tǒng)核心功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，形成三維模型以滿足信息應用可視化需求。

圖1 GIS系統(tǒng)組成結構簡圖

2 基于GIS下數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)的設計

針對GIS特征與功能，結合數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)應用需求，進行如下設計：

2.1 系統(tǒng)設計總體思路

基于GIS下數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)是一項綜合性管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息大規(guī)模、多樣化、可視化處理與應用。對此，設計的GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)其核心功能是將數(shù)據(jù)信息轉化為表格、矢量圖、位圖等數(shù)字化、可視化符號，并將其存儲在數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)數(shù)據(jù)信息內(nèi)容與特征進行科學分類與一體化管理[2]。當系統(tǒng)接收導用戶請求時，系統(tǒng)啟動并根據(jù)請求進行相關資料檢索與抓取，將獲取的結果進行具體呈現(xiàn)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效共享與科學利用。與此同時，GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)在設計過程中也許對系統(tǒng)使用者實際情況，包括系統(tǒng)應用風格、系統(tǒng)應用目的、系統(tǒng)應用環(huán)境等，以提升系統(tǒng)構建的科學性、體驗性、實用性，提升系統(tǒng)應用效果。

2.2 系統(tǒng)模塊設計

GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)的構建是由多個模塊共同組成的，不同模塊功能不同，其設計內(nèi)容也不同。本次所設計的GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)其模塊結構如圖2所示，主要由“地下管線模塊”、“土地利用管理模塊”、“地籍管理模塊”與“工程應用模塊”共同構成[3]。

圖2 GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)結構簡圖

2.2 .1 系統(tǒng)模塊設計之“地下管線模塊”

在GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)中，地下管線模塊設計的功能在于：依據(jù)用戶系統(tǒng)應用需求，滿足地下管線管理工作要求，做好相關數(shù)據(jù)處理與利用工作，降低工作難度與強度。在進行設計時，需對相關數(shù)據(jù)信息進行有效收集，在保證數(shù)據(jù)真實、全面、準確的基礎上，以其為基本數(shù)據(jù)進行計算，并結合預設結構，構建模型，形成地下管線數(shù)據(jù)庫，以滿足管線圖繪制需求，并以可視化的形式進行呈現(xiàn)。因此，地下管線模塊可分為數(shù)據(jù)錄入、管線屬性信息管理、信息輸出與利用等幾部分。

2.2 .2 系統(tǒng)模塊設計之“土地利用管理模塊”

在GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)中，土地利用管理模塊設計的功能在于：滿足圖斑設計需求，依據(jù)有關信息生產(chǎn)圖斑。因此，土地利用管理模塊需具備圖斑屬性信息輸入、更改、查詢等功能，同時能夠根據(jù)輸入的屬性信息實現(xiàn)圖斑弧線的科學繪制，并根據(jù)用戶操作形成最終所需要的結果。以建筑物管理為例，通過輸入相關信息，實現(xiàn)建筑物屬性的標準，繪制其邊界，并通過建筑物屬性內(nèi)容的完善與補充，達到用戶需求。

2.2 .3 系統(tǒng)模塊設計之“地籍管理模塊”

在GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)中地籍管理模塊設計的功能在于：界址位置的科學管理、宗地屬性信息的科學管控、地基表格以及權屬圖的有效繪制。其中界址位置管理主要是指系統(tǒng)能夠?qū)νㄟ^界址點排序、修改實現(xiàn)界址點表格的有效繪制，以滿足用戶相關信息查詢、修改、應用需求；宗地屬性信息管理是指系統(tǒng)能夠具備宗地屬性信息輸入、輸出、查詢、修改等功能；地基表格繪制主要是指系統(tǒng)能夠根據(jù)相關數(shù)據(jù)進行地籍表格的自動化繪制，并通過數(shù)據(jù)讀取、處理與轉化形成地籍表格；權屬圖繪制主要是指系統(tǒng)能夠根據(jù)工程實際情況，進行適當權屬生成文件的選擇與利用，并生成權屬圖[4]。

2.2 .4 系統(tǒng)模塊設計之“工程應用模塊”

在GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)中關于工程應用模塊的設計，其核心在于構建數(shù)據(jù)庫。通過數(shù)據(jù)庫構建實現(xiàn)數(shù)據(jù)有效整合利用。在此過程中，管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應具備以下功能：圖形直觀化顯示、數(shù)據(jù)大規(guī)模存儲、多樣化類型數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)多元化形式體現(xiàn)、數(shù)據(jù)綜合分析等。

3 基于GIS下數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)登陸

管理系統(tǒng)的有效應用需保證用戶系統(tǒng)的順利與安全登陸。對此，系統(tǒng)必須具備身份識別與驗證功能。在此過程中，可在系統(tǒng)登陸模塊中應用身份識別技術、密鑰保護技術進行實踐。用戶在系統(tǒng)使用過程中，輸入密碼與用戶名稱，當二者相匹配后方可進入系統(tǒng)。

3.2 GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫構建

數(shù)據(jù)庫作為數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)中的重要組成部分，根據(jù)其設計目標與要求，采用傳統(tǒng)方法進行構建已經(jīng)無法滿足實際需求。對此，可應用GIS空間數(shù)據(jù)引擎進行構建。值得注意的是，在數(shù)據(jù)庫構建過程中，相關工作人員需針對系統(tǒng)使用群體進行綜合分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的有效整理與分類。通常情況下，地勘人員進行數(shù)據(jù)采集，而管理人員將采集到的數(shù)據(jù)錄入到系統(tǒng)中，并由系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)整理與分類，形成各類地質(zhì)測繪資料，以滿足用戶資料檢索、查詢、利用需求。

3.3 GIS數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)模塊實現(xiàn)

以土地利用模塊為例，土地利用模塊的實現(xiàn)主要是利用圖斑屬性進行的信息處理。即用戶利用系統(tǒng)進行信息輸入，通過選擇相對應的圖斑實現(xiàn)圖斑信息添加。與此同時，當在圖形框架確定位置后，用戶可根據(jù)提示以及實際需求進行圖斑屬性信息修改與存儲，實現(xiàn)圖斑信息更新。以工程應用模塊為例，工程應用模塊的實現(xiàn)則是基于E-R模式利用下實踐的，包括位置距離、坐標點等信息的查詢。E-R模式能夠?qū)ΜF(xiàn)實世界各實體進行具體描述，并通過矩形、圓角矩形、菱形等符號表示“實體”、“屬性”以及“聯(lián)系”形成關系結構，通過實體編碼成成工程應用模塊。在實踐過程中，通過在菜單欄中選擇選擇所要查詢的幾何要素，獲取相應的信息。例如，關于兩點間距離的潮汛，則需利用鼠標確定點的位置，系統(tǒng)根據(jù)點坐標，以線段偏移量等形式進行距離表示；關于實體面積的查詢，在保證實體為閉合狀態(tài)時，可通過利用鼠標確定實體，獲取相關信息；在進行實體編碼時，用戶可根據(jù)系統(tǒng)提示確定所要添加、修改過刪除的實體，根據(jù)實體實際情況進行編碼添加或修改或刪除。

4 結論

在信息化、大數(shù)據(jù)時代背景下，信息已經(jīng)成為各領域各行業(yè)穩(wěn)定與可持續(xù)競爭發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。就數(shù)字化地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)而言，提升信息采集、分析、挖掘、利用能力成為社會與市場對其提出的重要要求。對此，依托GIS技術優(yōu)勢及其與數(shù)據(jù)地質(zhì)測繪系統(tǒng)存在的關聯(lián)性，可進行基于GIS下數(shù)字地質(zhì)測繪管理系統(tǒng)的設計與開發(fā)，以提升管理系統(tǒng)GIS空間分析功能與數(shù)據(jù)管控功能，增強信息采集與處理能力，提升系統(tǒng)性能，以更好滿足管理需求，實現(xiàn)管理與工作質(zhì)量、效率的提升。