土地利用总体规划管理信息系统设计报告（地理信息系统工程设计与实现）.doc

地理信息系统工程设计与实现课程设计乡镇土地利用规划管理信息系统专业：地图制图学与地理信息工程姓名： 学号： 摘 要乡镇土地规划管理信息化工作在我国刚刚起步，各种规划文档和数据的管理也还缺乏条理性和规范性。乡镇土地规划管理是国家土地规划中的底层规划，应当保证其科学性和合理性，这样才能有助于促进我国国民经济的可持续发展。为了提高乡镇土地规划管理工作的水平，需要建立土地规划管理信息系统，以便对乡镇土地规划工作进行统一规范的管理。本论文的主要研究工作和成果如下：（1）在认真分析当前乡镇土地规划管理工作中所存在问题的基础上，运用GIS技术并基于ArcGIS平台和.NET开发环境，构建了土地规划管理信息系统框架。在数据入库、信息统计与查询、土地利用现状分析、编制规划文档、规划实施，以及规划历史文档管理、专题分析和规划修订管理等方面，对土地规划管理信息系统的操作流程进行了设计。（2）该系统做到了图文一体化的管理，实现了空间数据与属性数据的互查功能，并侧重于利用图形来表达空间信息，提高了信息表述的可视化水平并有助于发现隐含的可用信息。（3）该系统的专题分析功能能够为土地规划、管理工作提供一定的决策参考数据，同时，也为土地规划、管理实现信息化提供了现代化手段和方法。（4）该系统融合GIS、网络于一体，并利用工作流、动态表单等技术，提高了土地规划、管理工作的效率，能够保证土地规划、管理数据的现势性和连续性，以及土地规划、管理工作的规范性，提高了乡镇土地规划管理工作的信息化水平。目 录第1章 绪 论51.1 问题的提出51.2 土地利用规划管理信息系统概述51.2.1 土地利用规划管理信息系统51.2.2 土地利用规划管理信息系统的研究意义51.3 土地利用规划管理信息系统现状61.3.1 土地利用规划管理信息系统研究现状61.3.2 土地利用规划管理信息系统面临的问题614 土地利用规划管理信息系统发展趋势7第2章 技术综述与系统平台92.1统一建模语言UML92.1.1标准建模语言UML的内容92.1.2标准建模语言UML的主要特点112.2系统设计工具PowerDesigner112.2.1PowerDesigner主要功能部分122.2.2 PowerDesigner的4种模型文件122.2.3 PowerDesigner通用特性132.3 系统GIS平台ArcGIS142.4 系统开发语言Visual C#.NET152.4.1 Visual C#.NET概述152.4.2 Visual C#.NET的特点162.5 系统数据库软件Microsoft SQL Server 2000172.5.1 Microsoft SQL Server 2000概述172.5.2 Microsoft SQL Server 2000的特点17第3章 系统总体设计193.1 系统分析193.1.1 需求分析193.1.2 系统目标分析193.2 系统运行环境203.2.1 硬件配置203.2.2 软件配置203.2.3 系统组网方案203.3 功能模块设计213.3.1 基本GIS功能213.3.2 规划辅助编制模块223.3.3 规划实施管理模块233.3.4 查询统计与专题分析模块253.3.5 规划成果管理模块263.3.6 系统用户管理模块263.4 系统界面设计273.4.1 工具栏设计273.4.2 菜单栏设计28第4章 数据库设计294.1 GIS数据库设计概述294.2 应用型GIS数据库设计的目标294.3 数据库逻辑设计304.4 数据库物理设计304.4.1 空间数据库的设计304.4.2 属性数据库的设计3 属性数据的编码3 土地利用规划要素属性表描述3 土地利用规划信息属性表结构334.4.3 Powerdesigner数据库设计374.4.4 属性数据与空间数据的连接38结 论(09011305)39结 论(09011306)40第1章 绪 论1.1 问题的提出乡镇土地利用规划是市县级土地利用规划的重要组成部分，是我国多层次规划体系中的底层规划。由于乡镇土地利用规划刚刚起步，与国家、市（地）、县（市）级土地利用规划相比，具有难度大、工作量大、定性、定位、定量要求高的特点。能否合理地进行乡镇级的土地规划管理，将影响到我国国名经济的可持续发展。目前乡镇土地利用规划存在着如规划权威性不够、规划文本、图件和表格相对孤立，特别是表格和图件无法互动对应、现有规划与其他规划衔接不当等问题，致使管理和应用十分不便，严重影响了工作效率。1.2 土地利用规划管理信息系统概述1.2.1 土地利用规划管理信息系统将GIS技术应用到土地利用规划管理工作中便形成了具有特定功能和服务对象的土地利用规划管理信息系统（ISLUPM）。土地利用规划管理信息系统服务于日常的土地利用规划管理工作，包括规划成果管理、指标管理、计划管理、建设用地预审、农用地转用、开发复垦、项目审查管理等等。系统以当前的土地信息作为分析对象，强调规划的意义，为各大土地利用决策提供最直接、最有效的依据。而一般的土地信息系统（LIS）的重要作用是全面的掌握当前的土地信息情况，适时提供各种空间和动态的土地信息，旨在获取和管理这些土地信息，为相关决策提供广泛的数据支持。1.2.2 土地利用规划管理信息系统的研究意义土地是国家的财富，能否合理有效地进行土地利用规划与管理将直接影响到国民经济的发展。土地管理针对各类用地进行各种指标管理、审批管理和成果管理等工作，在土地利用开发过程中起到了非常重要作用。土地利用规划从长远和全局的角度出发，对一定时期内城乡各类土地的利用进行综合调整和统筹安排，以实现土地资源的永续利用。土地是不可再生资源，只有充分有效地规划土地才能保证土地能长期为社会提供经济效益，可以认为土地利用规划是经济社会可持续发展的保障。虽然人们都知道土地利用规划与管理的意义很重大，但在实际操作过程中做的并不理想，批地、用地现象时有发生。我国人口众多，土地资源紧张，而当前乱占滥用耕地和盲目投资工程造成了土地资源的严重浪费。这也充分说明我国当前的土地管理还存在很多缺陷，但更为重要的是各部门在执行土地利用规划过程中没有考虑到长远和全局的发展，规划与管理工作做得不好。特别是乡镇的土地利用规划与管理缺乏有效的决策依据，没有相关的信息系统对土地利用进行全面的分析，从而使得整个规划与管理过程比较片面，甚至很混乱、糟糕。这些存在的问题都直接阻碍了乡镇的长期和全局的发展。土地利用规划管理信息系统（ISLUPM）就是专门为土地利用规划与土地管理工作服务的，它是在充分认识规划与管理的目的和意义，以及全面了解规划与管理的工作流程的基础上建立起来的信息系统，对我国当前乡镇土地利用面临的这些问题有很大的帮助。1.3 土地利用规划管理信息系统现状1.3.1 土地利用规划管理信息系统研究现状土地利用规划管理信息系统从90年代就开始发展起来，但那时主要是在经济比较发达的地区，由于目前城市化过程和城乡一体化建设，乡镇土地利用规划管理信息系统的建设也逐步发展起来。当前的城市土地利用规划管理信息系统在土地信息的管理方面做得较好，能够实现土地数据的有效采集、存储、查询和输出，同时也能对各种用地指标进行有效的控制，但在专题分析方面做得还不够，有时也难以为相关决策提供合理方案。当前的乡镇土地利用规划管理信息系统还主要停留在对数据的管理上，甚至在数据管理方面还不是很合理，数据的操作流程还存在一定的混乱。在为土地规划服务方面做得就更不理想了，尽管如此，这些系统仍然给相关部门的管理带来了一些方便，不必再填写和管理大量的纸质资料，信息的查询也快捷多了。1.3.2 土地利用规划管理信息系统面临的问题随着人们对土地利用规划与管理工作的重视，规划管理的意义越来越大，当前的土地利用规划管理信息系统在一定程度上存在着一些问题。（1）数据质量与完整性：乡镇土地数据获取不足或不完整，以及数据精度较低，使得乡镇土地利用规划管理信息系统的数据库中数据量很少，规划管理时不能做到准确的把握当前完整的土地信息。系统的模型分析功能得不到展现。（2）可视化二维地图数据：当前大多数比较落后的乡镇，地图资料较少，数据库中存储的地图很少，主要是一些文档资料，且更新很慢，更加倾向于一个MIS系统，而不是GIS系统，使得在土地利用规划过程中这些地图的参考性不够强。（3）三维地图：乡镇土地利用规划管理信息系统在三维方面涉及很少，也许是费用的原因使得其不想在建立乡镇的三维模型。当然随着经济的发展，以及土地利用规划的需要，三维地图会在土地利用规划管理信息系统得到很好的应用和发展。（4）专题分析：当前乡镇土地利用规划管理信息系统很多工作用在了土地信息的管理上，缺乏对土地信息的专题分析，使得整个系统在为土地利用规划方面不能提供有效的方案，不能为相关决策服务。14 土地利用规划管理信息系统发展趋势城市土地利用规划管理信息系统已经对我国国民经济的发展带来了很大的推动作用，在当前情况下，大量建立乡镇土地利用规划管理信息系统，从基层建立对土地信息的全面、细致的管理，这对于全国土地信息管理是非常重要的。（1）与相关规划融合，成为空间规划体系的重要组成部分。受体制等多方面的影响，包括国土规划、土地利用总体规划、区域规划和城市规划在内的我国空间规划体系待于重建。四种规划具有政府主导性质，分属不同的行政主管部门，在一些方面具有一定的交叉和重叠，为编制、实施和管理带来了诸多难题。伴随我国社会主义市场经济体制的不断完善，政府职能的不断转变以及工业化、城市化的快速发展，建立统一的空间规划体系是必然的趋势，土地利用规划将吸收相关规划的有益经验，发挥其独特的作用和功能。（2）建立相应的指标、标准和规章，土地利用规划逐步走向规范化。规范化是土地利用规划走向成熟的标志。以耕地保有量、建设占用耕地数量、补充耕地数量和基本农田保护数量为主的规划指标体系以及县、乡级土地利用规划规程均难以满足土地利用规划规范化的需求。规划的规范化发展首先体现为土地利用规划在国家空间规划体系中的地位和功能，以及与相关规划的关系。其次是明晰不同层级规划内在关系；第三是规划编制的规范化，包括建立各级土地利用规划编制的要点或规程，为各级土地利用规划编制提供指南。建立土地利用规划编制单位和个人的资格认证制度等；第四是规划审批和管理的规范化，包括系列规划审批、修改和实施条例、办法等的出台。（3）落实可持续发展理念，生态环境成为规划中的日益重要的因素。环境目标一直与经济目标和社会目标相同，列为土地利用规划的三大目标之一。但在规划的编制过程中，由于在宏观尺度上土地利用与生态环境相互作用的研究不足以及基础数据的缺失，环境目标很少得到真正的落实。在规划的实施中，由于水土流失、沙漠化等生态环境问题分属不同的行政主管部门，难得到统一的实施。在规划中落实可持续发展理念，探讨生态环境问题的解决办法已经成为国际规划领域的共识。我国的环境影响评价法也要求市级以上的土地利用规划开展环境影响评价工作，体现了生态思想在土地规划的实践中的日益重要。第2章 技术综述与系统平台2.1统一建模语言UMLUnified Modeling Language (UML)又称统一建模语言或标准建模语言,是始于1997年一个OMG标准，它是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言,为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持，包括由需求分析到规格，到构造和配置。面向对象的分析与设计(OOAD，OOAD)方法的发展在80年代末至90年代中出现了一个高潮，UML是这个高潮的产物。它不仅统一了Booch、Rumbaugh和Jacobson的表示方法，而且对其作了进一步的发展，并最终统一为大众所接受的标准建模语言。UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。2.1.1标准建模语言UML的内容作为一种建模语言，UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。 （1）UML语义：描述基于UML的精确元模型定义。元模型为UML的所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明，使开发者能在语义上取得一致，消除了因人而异的最佳表达方法所造成的影响。此外UML还支持对元模型的扩展定义。（2）UML表示法：定义UML符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准。这些图形符号和文字所表达的是应用级的模型，在语义上它是UML元模型的实例。标准建模语言UML的重要内容可以由下列五类图（共9种图形）来定义：第一类是用例图，从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。第二类是静态图 (Static diagram)，包括类图、对象图和包图。其中类图描述系统中类的静态结构。不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构（类的属性和操作）。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期都是有效的。对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标识。他们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。一个对象图是类图的一个实例。由于对象存在生命周期，因此对象图只能在系统某一时间段存在。包由包或类组成，表示包与包之间的关系。包图用于描述系统的分层结构。第三类是行为图（Behavior diagram），描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系。其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常，状态图是对类图的补充。在实用上并不需要为所有的类画状态图，仅为那些有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。而活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。第四类是交互图（Interactive diagram），描述对象间的交互关系。其中顺序图显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交互；合作图描述对象间的协作关系，合作图跟顺序图相似，显示对象间的动态合作关系。除显示信息交换外，合作图还显示对象以及它们之间的关系。如果强调时间和顺序，则使用顺序图；如果强调上下级关系，则选择合作图。这两种图合称为交互图。第五类是实现图 （Implementation diagram）。其中构件图描述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系。一个部件可能是一个资源代码部件、一个二进制部件或一个可执行部件。它包含逻辑类或实现类的有关信息。部件图有助于分析和理解部件之间的相互影响程度。配置图定义系统中软硬件的物理体系结构。它可以显示实际的计算机和设备（用节点表示）以及它们之间的连接关系，也可显示连接的类型及部件之间的依赖性。在节点内部，放置可执行部件和对象以显示节点跟可执行软件单元的对应关系。UML的组成如下图所示：图2-1 UML组成2.1.2标准建模语言UML的主要特点 标准建模语言UML的主要特点可以归结为三点：（1） UML统一了Booch、OMT和OOSE等方法中的基本概念。（2） UML还吸取了面向对象技术领域中其他流派的长处，其中也包括非OO方法的影响。UML符号表示考虑了各种方法的图形表示，删掉了大量易引起混乱的、多余的和极少使用的符号，也添加了一些新符号。因此，在UML中汇入了面向对象领域中很多人的思想。这些思想并不是UML的开发者们发明的，而是开发者们依据最优秀的OO方法和丰富的计算机科学实践经验综合提炼而成的。（3）UML在演变过程中还提出了一些新的概念。在UML标准中新加了模板(Stereotypes)、职责(Responsibilities)、扩展机制(Extensibility mechanisms)、线程(Threads)、过程(Processes)、分布式(Distribution)、并发(Concurrency)、模式(Patterns)、合作(Collaborations)、活动图（Activity diagram）等新概念，并清晰地区分类型(Type)、类(Class)和实例(Instance)、细化(Refinement)、接口(Interfaces)和组件(Components)等概念。因此可以认为，UML是一种先进实用的标准建模语言，但其中某些概念尚待实践来验证，UML也必然存在一个进化过程。 2.2系统设计工具PowerDesignerPowerDesigner是Sybase公司的CASE工具集，使用它可以方便地对管理信息系统进行分析设计，它几乎包括了数据库模型设计的全过程。利用PowerDesigner可以制作数据流程图、概念数据模型、物理数据模型，可以生成多种客户端开发工具的应用程序，还可为数据仓库制作结构模型，也能对团队设计模型进行控制。它可与许多流行的数据库设计软件，例如：PowerBuilder，Delphi，VB等相配合使用来缩短开发时间和使系统设计更优化。2.2.1PowerDesigner主要功能部分1. DataArchitect：这是一个强大的数据库设计工具，使用DataArchitect可利用实体-关系图为一个信息系统创建“概念数据模型”CDM（Conceptual Data Model）。并且可根据CDM产生基于某一特定数据库管理系统（例如：Sybase System 11）的物理数据模型-PDM(Physical Data Model)。还可优化PDM，产生为特定DBMS创建数据库的SQL语句并可以文件形式存储以便在其他时刻运行这些SQL语句创建数据库。另外，DataArchitect还可根据已存在的数据库反向生成PDM，CDM及创建数据库的SQL脚本。2. ProcessAnalyst：分用于创建功能模型和数据流图，创建“理层次关系”。 3. AppModeler：为客户/服务器应用程序创建应用模型。4. ODBC Administrator：此部分用来管理系统的各种数据源。 2.2.2 PowerDesigner的4种模型文件（1） 概念数据模型（CDM）：CDM表现数据库的全部逻辑的结构,与任何的软件或数据储藏结构无关。一个概念模型经常包括在物理数据库中仍然不实现的数据对象。它给运行计划或业务活动的数据一个正式表现方式。（2） 物理数据模型（PDM）：PDM 叙述数据库的物理实现。藉由PDM，考虑真实的物理实现的细节。它进入帐户两个软件或数据储藏结构之内，通过修正 PDM 适合实现表现或物理约束。（3） 面向对象模型 （OOM）：一个OOM包含一系列包、类、接口和它们的关系。 这些对象一起形成所有的（或部份） 一个软件系统的逻辑的设计视图的类结构。 一个OOM本质上是软件系统的一个静态的概念模型。使用 PowerDesigner 面向对象模型建立面向对象模型(OOM)能为纯粹地对象导向的靠模切目的建立一个OOM, 产生Java文件或者PowerBuilder文件，或能使用一个来自OOM的物理数据模型(PDM)对象，来表示关系数据库设计分析。（4） 序模型（BPM）：BPM 描述业务的各种不同内在任务和内在流程，而且客户如何以这些任务和流程互相影响。BPM 是从业务合伙人的观点来看业务逻辑和规则的概念模型，使用一个图表描述程序、流程、信息和合作协议之间的交互作用。2.2.3 PowerDesigner通用特性（1） 需求管理：PowerDesigner可以把需求定义转化成任意数量的分析及设计模型，并记录需求及所有分析及设计模型的改动历史，保持对它们的跟踪。Microsoft Word导入/导出功能使业务用户能轻易处理流程工作。（2） 文档生成：PowerDesigner提供了Wizard向导协助建立多模型的RTF和HTML格式的文档报表。项目团队中非建模成员同样可以了解模型信息，增强整个团队的沟通。（3） 影响度分析：PowerDesigner模型之间采用了独特的链接与同步技术进行全面集成，支持企业级或项目级的全面影响度分析。从业务过程模型、UML面向对象模型到数据模型都支持该技术，大大提高了整个组织的应变能力。（4） 数据映射：PowerDesigner提供了拖放方式的可视化映射工具，方便、快速及准确地记录数据依赖关系。在任何数据和数据模型、数据与UML面向对象模型以及数据与XML模型之间建立支持影响度分析的完整的映射定义、生成持久化代码以及数据仓库ETL文件。（5） 开放性支持：PowerDesigner 支持所有主流开发平台：支持超过 60 种(版本)关系数据库管理系统，包括最新的Oracle、IBM、Microsoft、Sybase、NCR Teradata、MySQL等，支持各种主流应用程序开发平台，如 Java J2EE、Microsoft .NET(C#和 VB.NET)、Web Services 和 PowerBuilder，支持所有主流应用服务器和流程执行语言，如 ebXML 和 BPEL4WS 等。（6） 可自定义：PowerDesigner 支持从用户界面到建模行为以及代码生成的客户化定制。支持用于模型驱动开发的自定义转换，包括：对 UML 配置文件的高级支持、可自定义菜单和工具栏、通过脚本语言实现自动模型转化、通过 COM API 和 DDL 实现访问功能以及通过模板和脚本代码生成器生成代码。（7） 企业知识库：PowerDesigner 的企业知识库是存储在关系数据库中的完全集成的设计时知识库，具有高度的可扩展性，便于远程用户使用。该知识库提供以下功能：基于角色的模型和子模型访问控制，版本控制和配置管理、模型与版本的变更报告以及全面的知识库搜索功能。PowerDesigner 的知识库还可以存储和管理任何文档，包括 Microsoft Office和 Project 文件、图像和其他类型的文档。2.3 系统GIS平台ArcGISArcGIS是美国ESRI公司集近40年GIS研发经验，奉献给用户的一套从低到高、可无缝扩展的完整GIS平台系列产品，ArcGIS产品建立在工业标准之上，不但功能强大，使用方便，而且界面友好，它是一个GIS软件体系框架，在这个构架下产生了一系列的GIS产品。ArcGIS作为一个可伸缩的GIS平台，无论是在桌面、服务器、野外还是Web应用、为个人也为群体用户提供GIS功能。ArcGIS包含了四个方面的部署：桌面GIS（DeskTop）；服务器GISArcIMS、ArcGIS Server和ArcGIS Image Server；移动GISArcPad和ArcGIS Mobile；开发GISArcGIS Engine和EDN。下面是ArcGIS产品的基本构架：图2-2 ArcGIS基本构架2.4 系统开发语言Visual C#.NET2.4.1 Visual C#.NET概述为了解决程序设计的平台无关性的难题，微软推出了.NET软件开发平台。.NET Framwork的核心是其运行库的执行环境，称为公共语言运行库（CLR）或.NET运行库，在CLR的控制下运行的代码称为托管代码。C#是一种新的编程语言，而并非是某种语言的升级，可以说它是专门为在.NET平台量身定做的一种开发语言5。C#语言与JAVA语言编程风格很相似，这主要表现在其语法和编译机制上。C#与JAVA都是完全面向对象的，它们在类的申明上很相似。在编译方面，C#与JAVA都不是直接将源代码编译成标准的二进制形式。C#是将其源码编译成一种中间语言（Intermediate Language,简称IL）,或者托管代码。这种托管代码与JAVA字节码共享一种理念：它们都是低级语言，语法很简单（使用数字代码，而不是文本代码），可以快速地转换为内部机器码。它们都基于同样目标：平台无关性，提高性能，以及语言的互操作性。C#与C+也极为相似，它们在语法上大部分都相同，C#具备像C+一样强大的功能，但C#比C+更简单易学。另外C#也像Visual Basic一样简单易用，继承了Visual Basic快速开发的特点。总体而言，C#语言是在继承和发扬了JAVA、C+、Visual Basic，以及Delphi语言各自优点的基础之上形成的一种全新的开发语言，并且将会成为未来主流的开发语言5。2.4.2 Visual C#.NET的特点C#语言虽然与JAVA、C+很相似，但它作为一种新语言的出现，自身具备了很多其他语言没有的特点和优点，这也是C#语言备受关注和存在的意义。（1）简单实用。与C+相比，C#的最大特点就是简单实用，C#的开发者不必再担心C+中的内存管理和指针之类的烦琐问题，另外C#中的操作符与C+相比也减少了很多，而且更加好用和人性化了。同时C#以VB风格支持属性和事件，使得开发人员更容易理解。（2）完全支持类和面向对象编程。C#是一个完全面向对象的开发语言，支持面向对象的所有关键概念，如封装、继承和多态性。C#中不再有像Visual Basic等语言中的全局函数、全局变量和常量，所有东西都封装在类中，这些使得C#代码更加易读，并且可以有助于减少潜在的命名冲突。（3）自动清理动态分配的内存。.NET的垃圾收集器可以自动释放掉动态分配的托管资源，开发人员不用再为内存清理的问题而烦恼。（4）安全可靠。这个不是表现在.NET平台提供的通用的异常处理机制上，而是C#语言本身的安全性。C+中的指针可以自由的强制转换为任意类型，这是C+编程语言不严格的类型安全，同时指针也可以直接访问和操作内存地址，这给数据的存储和操作带来了很大的安全性问题。C#中实施最严格的类型安全，保证应用程序能够正确执行。C#中不允许直接访问所引用变量的地址，而是给变量赋予存储引用的实际内容。C#中强烈建议不使用指针，因为指针会带来相关风险，所有C#只允许在特别标记的代码块中使用指针，并将带有指针的代码块用关键字unsafe（不安全代码）进行标记。（5）一定程度上解决“DLL陷阱”问题17。“DLL陷阱”是程序员头疼的关于版本可控的问题，由于版本的更新，对某些相同名字的DLL组件进行了升级，使得新、老版本的DLL不能一起工作，从而使得整个软件不能正常工作，更严重会造成其他软件也不能工作。C#可以最好地支持版本控制，尽管C#不能确保正确的版本控制，但它可以为程序员保证版本控制成为可能，它可以确保类库升级时仍然保持已存在客户应用程序的二进制兼容。（6）兼容性。C#语言具有很强的互操作性，可以方便的通过互操作来访问现有的COM组件和Win32 API函数，这样就能够最大程度的使用现有的资源。综上所述，C#是一种优雅、简单、类型安全、面向对象，以及与.NET平台密不可分的语言5。2.5 系统数据库软件Microsoft SQL Server 20002.5.1 Microsoft SQL Server 2000概述SQL Server是一种关系型数据库管理系统，微软将SQL Server专用于Windows 系列平台上推出了一系列SQL Server数据库管理系统，从SQL Server 7.0，SQL Server 2000，SQL Server 2005，再到SQL Server 2008，Microsoft SQL Server数据库管理系统在不断的完善，功能在不断扩大。但在微软的SQL Server数据库发展进程中，Microsoft SQL Server 2000是一个代表性很强、功能很强大、使用很方便的大型数据库管理系统，目前仍然是主流的数据库管理系统（同时的主流数据库管理系统还有Oracle 9i，Sybase，DB2）。2.5.2 Microsoft SQL Server 2000的特点Microsoft SQL Server 2000是一个功能完备的数据库管理系统，包括支持开发的引擎、标准的SQL语言和扩展的特性等，而像存储过程和触发器等特性，是Access等小型数据库管理系统多无法相比的2。Microsoft SQL Server 2000之所以能成为广大用户首先的对象，这与其自身的优点和特点密不可分，主要表现在以下几个方面：（1）兼容性良好。当今微软的Windows操作系统占主导地位，而Microsoft SQL Server 2000是微软专门为Windows打造的数据库管理系统，所以选择SQL Server必定会在兼容性方面取得一定的优势。同时SQL Server具有扩展性，可靠性，可以快速开发新的因特网系统的功能。（2）数据仓库。Microsoft SQL Server 2000具有强大的OLAP（联机分析处理）功能，可以很多中小企业用户也可以使用数据仓库的一些特性进行分析。OLAP可以通过多维存储技术对大型、复杂数据集执行快速、高级的分析工作2。（3）上手容易。Microsoft SQL Server 2000的使用者有一个共同的感觉就是它很容易学习，上手很快，不像Oracle、DB2的使用对人的要求比较高。另外Microsoft SQL Server 2000并不因为其容易上手就显示其功能不强大，SQL Server 2000与其他大型数据库管理系统一样完全可以支持各种大型数据库的管理，而且效果很好。（4）强大的分布式查询。SQL Server 2000 引入了一个名为OPENROWSET 的函数它可以指定在分布式查询中的一个特定的连接信息分布式查询优化器的功能有了进一步的提高授予了OLEDB数据源更多的SQL 操作权。（5）支持存储过程、触发器、数据备份和恢复。SQL Server 2000支持完善的SQL语言，可以进行复杂的查询。同时也支持Transact-SQL语言，用户可以用该语言编写自己的函数，使服务器执行一些定制的事务逻辑处理。这是大型数据库管理系统应该具备的功能。（6）网络库增强。SQL Server 2000简化了客户机的配置并支持在同一台计算机上的多实例连接。（7）强大的全文检索功能。SQL Server 2000中改进了跟踪和图形过滤的功能，其中图形过滤功能允许对存储在IMAGE类型列中的文档进行查询和创建索引。第3章 系统总体设计3.1 系统分析3.1.1 需求分析当前的乡镇土地规划管理工作系统性和规范性不足，数据管理缺乏科学性，导致各类土地资料的管理存在以下问题：（1）很多乡镇的土地资料如图形和各种表格数据还以纸质资料存放起来，而没有输入到计算机中存储起来，使得数据的查找、统计和更新很不方便；（2）没有专门的分析功能对土地利用规划进行合理的分析，土地信息得不到充分的利用；（3）对各种用地指标的管理不够完善，不能进行有效的衡量；（4）对土地的变更等方面的管理不全面，土地信息现势性较差；（5）整个土地规划与管理操作流程不够完善，不够系统化，还没有真正实现办公自动化。上述问题的存在，给乡镇的土地利用规划管理工作带来了很多不便，如何充分地利用和管理好各类土地信息，使得规划管理流程更加合理，充分使用GIS技术对规划工作进行全面的分析，挖掘地区发展的内在潜力，从而使得乡镇有长足的发展等等这些内容都是当前土地利用规划管理信息系统所急需解决的问题。3.1.2 系统目标分析系统基于ArcGIS 9.2专业GIS平台，采用组件式GIS和数据库等技术，将乡镇土地利用、土地规划管理等信息以地理信息系统的方式高效的组织和管理起来。按照不同的用户权限可以进行不同的操作，系统提供多种空间查询统计功能、专题分析和数据操作等功能以解决当前土地利用规划管理信息系统存在的问题，基本做到以下内容：（1）实现土地利用规划的辅助设计与编制；（2）实现土地利用规划成果（图件和文档）管理；（3）实现土地利用规划的实施管理；（4）实现土地利用规划的专题分析；（5）实现业务流与数据流一致协调。3.2 系统运行环境3.2.1 硬件配置（1）CPU ：要求1.7GHz以上（2）内存： 最低要求为128M，推荐256M或以上（3）显存：本系统推荐显存为32M（4）数字输入设备：扫描仪、数字化仪等（5）数据输出设备：绘图仪、打印机等3.2.2 软件配置（1）操作系统：Microsoft Winsows2000以上（2）GIS平台：ArcGIS DeskTop9.2，ArcGIS Engine9.2（3）数据库：Microsoft SQL Sever 2000（4）编程语言：Microsoft Visual C#.NET 2005（5）辅助软件：AutoCAD 2004 ，Microsoft Office 20033.2.3 系统组网方案目前在应用型地理信息系统中，大多数都采用简单的C/S技术框架，这样的网络运行模式已经不能满足当前工作的需要，纯C/S的网络运行模式主要表现在系统维护要求高、操作复杂，这样对于一般的使用部门往往出现因为管理人员的维护不当而是系统出错甚至系统崩溃。C/S方式对网络要求比较高，一般适用于局域网内部使用，对于分机构和下属单位，如果要进行信息化建设则必须通过广域网与总部或上级机构的服务器连接13。随着Web技术的成熟，网络带宽的不断增加，采用B/S网络结构建立GIS信息系统完全成为可能。采用这种胖服务器、瘦客户机的运行模式，主要的命令执行、数据计算都在服务器完成，应用程序在服务器安装，客户机不用安装应用程序，所有日常办公操作可通过免费的浏览器来完成。采用这种B/S结构，大大地减轻了系统管理员的工作量，而且这种方式对前端的用户数没有限制，土地部门可公开发布信息，普通市民也可通过浏览器进行查询，所以采用B/S结构是最好的组网方案。 Internet/Intranet规划辅助编制专题分析建设项目审查成果管理综合维护窗口办文综合查询数据服务器Web服务器土地管理系统数据库图3-1 系统组网方案3.3 功能模块设计乡镇土地利用规划管理信息系统包含6个子系统，总体结构如下：图3-2 系统总体结构3.3.1 基本GIS功能（1）地图数据的显示：通过在ArcGIS 9.2中对当前乡镇的纸质地图进行矢量化，然后将矢量结果导入到系统中，作为系统显示和分析的背景数据。（2）CAD数据源：AutoCAD是绘制原始地籍图的常用工具，相关部门的CAD数据也较多，所以可以充分利用好这些CAD数据，将这些数据导入到系统中生成所需要的数据格式。图3-3 系统基本GIS功能3.3.2 规划辅助编制模块耕地、城镇用地、产业用地、农村居民点用地等不同用地类型的发展规模预测是规划的主要内容。编制土地利用总体规划，进行土地利用分析（包括土地利用现状分析、土地利用潜力分析、土地需求分析等）。对土地利用总体规划的执行情况实行动态管理，建立土地利用动态监测系统。实现该地区的土地利用总体规划图、专题规划图、土地评价图、土地利用分区图及其有关图件的编绘、查询、修改、输出，并可输出土地利用面积平衡表、用地优先顺序表以及用于土地开发和复垦规划的资料等。编制及修订基本农田保护规划的图件，编制土地利用年度计划，可以方便地进行审核建设项目的选址。规划方案的评价和选择目前多采用建立包括经济效益、社会效益和生态环境效益在内的指标体系并计算综合得分的方法。规划平衡表法既通过计算不同规划方案下不同规划目标的平衡表格实现对规划方案的选择。而目标效益法也是从行动方案入手，建立不同行动与规划目标的关联矩阵，并要求决策者通过判断来比较不同方案符合目标的程度。该模块中可以进行指标的管理，包括用地指标管理和规划指标管理等功能。指标核减和业务流程紧密结合，可实时查看各类指标的下达、使用、结余情况，并可进行汇总统计，对统计结果可进行多种格式数据的输出，其他各种规划管理都将以这些用地指标为分析处理问题时衡量的标准。图3-4 规划辅助编制图3-5 规划操作流程3.3.3 规划实施管理模块按照工作流的管理模式，对规划实施管理中的建设项目用地预审、单独选址建设项目用地规划审查、城镇分批次建设用地规划审查、土地整理复垦开发项目规划审查等进行流程化的作业管理，按职能权限进行业务分工，协调完成工作。同时结合一体的空间分析和年度计划指标管理功能，实现在土地利用规划实施管理中的科学性和准确性。图3-6 规划实施管理图3-7 建设项目用地预审管理流程3.3.4 查询统计与专题分析模块可根据一定的条件查询符合的要素集合，突出显示这些要素，并保存当前的查询结果。提供现状土地占地分析、规划用途分区占地统计、按行政区现状占地统计等功能，为指标核减和规划审查提供真实有效的依据。并且可以获取详细的地籍信息，对每个地块、宗地进行单个查看。根据实际的需要对现状进行空间分析，得到分析后的专题地图。包括计划执行情况分析、规划实施情况分析、指标下达情况分析、建设占用土地情况分析、新增耕地情况分析等。统计分析结果以多种图表的方式显示，包括直方图、折线图、饼图、面积图等。统一管理土地利用日常工作中的图斑、零星地物、现状地物、飞地、争议地、基本农田保护区等空间数据以及包括图斑号、地类号、权属名称、权属性质和面积等各类属性数据，方便地实现信息的查询、更新。在处理变更时，充分发挥地理信息系统空间分析的优势，仅采集每一土地管理要素数据发生变化的部分进行处理。另外，模块还可以进行土地利用现状分析与评价，土地利用潜力分析，土地供给与需求预测等功能。图3-8 查询统计与专题分析3.3.5 规划成果管理模块规划成果管理包括图件管理和文档管理。图件管理中可以进行地图的导入导出、打印、浏览；文档管理中可以进行各类文档的浏览、打印。同时该模块中还可以进行操作日志的管理。系统采用文件目录式操作和数据库式存储各类文档，文档可按用户需求自定义层次结构。可实现多种格式文档的分类加密管理，如Word，Excel，Html，并支持文档查询和按照预先规定的格式打印输出报表。同时，该模块也可查询规划历史资料并打印出图。系统的规划历史管理提供规划局部调整的用途分区分割、合并、面积自动调整和用途变更等工具，可根据图形调整结果自动生成调整方案表。系统提供了包括用途分区级、项目级、要素级等多种粒度的历史查询，并提供历史和现状的对比。规划历史资料中存有矢量型的图层，也有之前生成的栅格图形。图3-9 规划成果管理3.3.6 系统用户管理模块由于土地信息的重要性，必须对其进行严格的保密管理，防止数据的流失，所以应按照不同的级别设置不同的用户权限，从而对土地信息进行层层严格的管理。主要权限划分如下：（1）管理员：拥有对系统所有功能的操作权限，如浏览图形和数据、编辑处理各种图形和数据、数据的导入和输出、空间查询和分析和各种文档管理等等，其他所有用户必须由管理员授权。（2）受限用户：拥有对操作系统部分功能的权限，它可又分为以下两类：处理型用户：拥有使用型用户的所有权限，另外还可以对数据进行编辑、处理和各种分析等操作，除了不具备分配用户权限外，其他使用权限与管理员相同；使用型用户：这类用户只能使用已经做好的各种图形和数据，可以进行各种浏览操作，但不能对这些图形和数据进行编辑处理。图3-10 系统用户管理3.4 系统界面设计系统界面采用当前主流的Windows人机界面，各个界面之间灵活性强，界面做到美观、友好、操作方便，操作流程符合相关单位的工作方式。下面是主界面的工具和菜单设计情况。3.4.1 工具栏设计人们很喜欢用工具命令来操作Windows应用程序，合理的工具栏设计要求对各种工具命令进行布局，这样才能使得用户使用起来方便、快捷。系统主要设置了一些操作地图的按钮，如地图的放大、缩小、漫游、全图显示等地图浏览的功能，同时也加入了一些地图编辑的按钮，如文本标注、符号标注、清理选中的要素、清理当前选中工具、绘制点线面等工具命令。3.4.2 菜单栏设计主界面具有丰富的菜单，用户在这里可以完成大部分的操作，同时也可以方便的链接到其他功能界面。主界面的菜单功能大致如下：数据管理：管理空间数据和属性数据。空间查询统计：实现基于某一条件的空间要素的查询和基于某一指标的土地信息的统计。图形编辑：可以绘制简单的要素，点、线、面，以及自定义对当前图层进行文本和符号的标注。规划辅助编制：按照上级指标进行地类图斑的绘制，并可以进行更新显示和统计，将不符合规范的地类图斑做突出显示。专题分析：对土地利用现状、土地变更、开发、复垦等进行管理分析，按照某一统计分析的结果制作专题地图并输出成果。规划实施管理：主要进行建设项目用地的管理，建立了工作流。规划成果管理：按照相关指标实施各种规划操作，管理各种文档资料和规划历史资料。第4章 数据库设计4.1 GIS数据库设计概述数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在的应用处理和数据抽象成一个数据库的具体结构的过程8，具体的讲就是对于一个给定的应用环境，提供一个确定最优数据模型与处理模型的逻辑设计，以及一个确定数据库存储结构与存取方法的物理设计，建立能反映现实世界信息和信息联系，满足用户要求，能被某个数据库管理系统所接受，同时能实现系统目标并有效存取数据的数据库。GIS数据库的设计又要有更多的考虑，因为地理数据有矢量和栅格之分，各种数据又同时具有空间和属性的特征，有的还有时间上的信息特征，各种特征的信息可能要用不同的结构来表达。各类数据的开发可能是使用不同的GIS软件来完成的，这样数据的格式也各不相同，一个数据库可能要求