矿业权管理信息系统中图形子系统的设计及特点.doc

矿业权管理信息系统中图形子系统的设计及特点(图) 来源：本站 | 作者：原创 | 日期：2010年11月25日 | 浏览723 次 字体:大 中 小 一、概述 矿业权管理信息系统采用以关系型数据库管理矿权空间数据的思想，集成数据库、 GIS 、网络三大技术，构建了系统整体技术框架。基于 GIS 的矿业权图形子系统是系统的重要组成部分。我们采用低成本的 MAPENGINE GIS 组件作为图形子系统的开发平台，通过进行二次开发实现矿业权管理对图形功能的需求。 二、图形需求分析 矿业权图形数据来源于矿业权数据库的区域坐标。区域范围由一组或多组原始拐点坐标组成，表示一个矿权可以由一个或多个区域（采矿权表示多个区域，探矿、油气表示挖空区）组成。其中，采矿权区域除平面坐标外，每个区域都有采深上、下限数据，用于反映矿区的高程和各矿区的空间关系。坐标数据类型有经纬度地理坐标以及大地直角坐标。油气勘查开采、探矿与采矿的区域面积相差悬殊，区域形状也很复杂。 矿业权图形系统需要实现以下功能： （ l ）对地形图（作为底图）的管理和对勘查、开采区域图形的管理。 （ 2 ）图形库的建立。包括由一系列矿区的拐点坐标自动生成图层。 （ 3 ）实现矿权重叠检查，重叠检查报告（重叠矿区名称、重叠面积计算、重叠区拐点坐标的取得）；实现探矿权、采矿权、油气勘查开采之间的矿权重叠检查。实现采矿权不同标高情况的空间重叠检查。 （ 4 ）矿权坐标跨越本级行政区界的越界检查。 （ 5 ）各种图形查询功能；包括按政区范围查询、矩形开窗查询、半径查询、多边形查询、缓冲区（ Buffer ）查询、点选查询、定位查询等。 （ 6 ）勘查区块的划定、编辑（挖空、删除、新增等）、面积计算、区块（基本区块、 l / 4 区块、 1 / 16 区块）个数统计。 （ 7 ）坐标转换：经纬度坐标、 6 带、 3 带、 1.5 带坐标之间的坐标转换。 （ 8 ）检查矿权与国家公布的军事重地、自然风景、野生动物等保护区，以及与禁采区、限采区、自然保护区等的关系。 （ 9 ）图件的编辑打印功能。 （ 10 ） GIS 通用图形功能；包括坐标量算、图形放缩、图形漫游、图文互查、图层显示设置等。 （ 11 ）矿业权管理信息系统上网络环境运行时对图形的繁简、显示和速度等要求的考虑。 三、图形系统设计思路 为了满足远程通讯环境下 GIS 图形传输、显示的速度要求，提高空间数据的传输效率，本系统采用关系数据库结构化存储技术管理矿业权空间坐标数据。通过设立区域坐标字段，使矿业权空间坐标数据随矿业权登记表记录一并存储。同时，为实现按给定范围矿业权空间数据的 SQL 提取，设计了矿业权范围对角坐标字段（东经起、东经止、北纬起、北纬止），按地理坐标存储矿业权的最大边界范围。这种设计思路，解决了县市级数据扣心单机存储数据与远程省级、国家级数据中心相互查询的实际问题。县市级数据可通过拨号上网的方式，获取远程数据，同时，将获取的数据下载到本地进行拓扑检查，最终实现重叠检查、越界检查的目的。 矿业权管理信息系统的应用单元由数据库、图形（层）库、矿业权系统软件三部分构成。在矿业权管理信息系统总体设计中，强调以业务管理为主，将重要的矿权重叠检查、政区越界判别、勘查区区块示意图制作等图形功能内容分别融合到系统登记主业务流程中。 在以数据库管理为核心的方案中，完成图形库主要功能的前提是：建立图形库与矿业权数据库中字段 OID 的连接。并且以矿业权数据库记录为准，实现对图形库同步维护更新。在图形子系统中，设计开发了一系列函数，将数据库与图形（层）库的关联操作全部封装的系统内部，对图形库的更新操作全部在系统登记主业务流程中完成，关联操作包括了在对矿权数据操作时进行图形联动增加、删除、修改等依此设计，用户无须再进行额外的图形库维护操作。 四、图形库的主要图层设定 按照系统应用功能划分，图形（层）的图层分为两大类： （ 1 ）基础地理信息图层 基础地理信息图层主要作为矿业权图形系统的工作用底图，图形（曾）库的主要内容是1 : 50 万地理信息数据库提供的地理信息。信息包括了省行政区、县行政区、省界（国界）、县界、城市、乡镇居民点、县名、长江黄河、长城、大路、国道、高速公路、铁路、湖面、河流、六级河流、海洋、自然保护区、1: 5 万经纬网格、1:25 万经纬网格、 1 : 100 万经纬网格。数据以矢量的形式在图形库中存放。这部分内容基本固定，不作变更。 （ 2 ）矿业权信息专业图层 矿业权信息专业图层的信息是动态建立的。由系统随时进行矿权空间信息的写入追加、删除、变更。矿业权系统主要应用图层见表 1 。 五、矿业权图形子系统的功能 矿业权图形子系统的功能框架见图1。 （ 1 ）通用图形功能 图形放缩显示、漫游、全图、复原、面积及距离量算等； （ 2 ）图形操作 勘查区块的编辑、增加、删除、挖空等图层导入功能： 矿权范围越界检查及结果报告；矿权范围重叠检查及结果报告（重叠面积的计算、重叠区域拐点坐标）； 远程空间数据提取是系统的重要功能之一，可实现在指定区域范围内的远程数据对象调用，并叠加投影到显示屏幕上。 对选中的采矿权图形对象（或对重叠检查结果），可旋转浏览其立体图形。 （ 3 ）图形查询 各种图形查询功能；包括按政区范围查询、矩形开窗查询、半径查询、多边形查询、缓冲区（ Buffer ）查询、点选查询、定位查询等；查询结果开窗列表显示，并可图文互动浏览，结果输出保存。 （ 4 ）图形工具 系统设计的主要工具有：图层显示设置、阀值设置、图元颜色设置、分级显示，地图打印，坐标转换，投影方式设置等；以及导出矿权图形到其他 GIS 图形格式文件； 作为图形库维护工具，提供了将数据库中矿权坐标导入到对应的图层的功能模块，采用批处理方式实现图形库的维护，以保证客户端图形库的矿权内容与数据库保持同步。 六、矿业权图形系统 GIS 平台选择与二次开发 针对矿业权管理信息系统中 GIS 功能的要求，充分考虑到系统开发完成后需要在全国县一级范围的推广， GIS 平台的选择原则基本上是考虑低成本的而又满足系统开发的最低要求的 GIS 平台。经过筛选，系统确定的 GIS 平台为北京朝夕科技有限责任公司的“ MapEngine 桌面地理信息系统 Version2 . l ”。 MapEngine 桌面地理信息系统是个组件式、可视化管理图库的工具。矿业权图形系统的大部分图形功能是基于 MapEngine 的 GIS 平台上的二次开发，采用 VB 语言调用 GIS 组件进行编程。 对于使用 GIS 开发实现效果不佳的部分图形业务要求，采用了自主开发解决方案。 七、矿业权图形系统特点 1灵活的图形库联接 在系统中，数据库、图形库各部分相对独立，由矿业权管理信息系统完成两部分的关联。用户根据不同的需要，可选择连接不同繁简、不同比例尺底图的图形库。由于系统采用以数据库为核心的矿权空间数据管理，矿权空间（坐标）数据存储在数据库内，可快速方便的实现矿权数据导入到新图（层）库的操作，而无须担心矿业权图形库信息的破坏、丢失。 2与矿权数据库的同步更新 基于以数据库为核心的矿权空间数据管理思想，坐标更新主要在各业务数据库中实现，由系统完成矿权数据库与图形库的同步管理，基本实现了用户对图形库的零维护。 3面向应用的图形系统设计 图形快速定位功能的设计，实现了在业务审批过程中，对选中的矿权对象，直接切换到图形系统中快速定位，并居中高亮显示。矿权（图形）重叠检查可直接在专项业务处理中通过对图形系统功能的后台调用完成，而无须切换到系统的图形界面。 4图形补充开发与基于 GIS 的二次开发 为弥补 GIS 功能的不足，在系统中补充开发了矿区立体显示、旋转功能。对于有采深标高的采矿权区域，通过图文互查可得到矿区的立体简图显示。在油气、探矿区域重叠检查（不同大小区块统计计数需使用新的算法进行）上，由于区域面积大，区块形状复杂，区域内空洞数量多，导致在基于现有 GIS 的开发中出现了一些问题，并且始终不能得到满意的结果。项目开发人员对此开发了专用的在油气、探矿区域重叠检查模块以及区块计数统计模块。取得正确的结果，速度上也较为理想。 5图形数据的输出共享 由于矿业权图形系统并不具有专业编图软件的完整功能，其图件整饰功能相对较弱，为了提供用户一个可进行图形整饰编辑的工具，系统设置了将矿权区域坐标转换成多种其他图形文件格式的功能，对矿业权业务数据分图层导出为通用 GIS 明码格式（ MAPGIS 明码格式 . Wap 和 SharpFile ）文件，为用户编制精度较高的矿业权图件提供了基本手段。在进行图形文件转换之前，可对矿权数据进行条件查询、过滤，为应用者形成各种专题图提供了数据保证。 6多套不同繁简的地理底图备用 为了系统的推广应用，设计了多套不同繁简的地理底图，不同范围的全国和每个省（区、直辖市）的地理底图，以供国家级，省级，地区级和县级等不同级别的管理机构使用。 在系统中，根据不同的需要，可选择挂接不同繁简、不同比例尺的图层库。比如：国家级的矿业权管理信息系统可以使用全国范围的地理底图；省级的矿业权管理信息系统可以使用全省范围的地理底图。 7入位图图像 在矿业权管理信息系统中，专门设计了向图库文件中转入位图图像的方法。即将扫描好的大比例尺的位图图像衬在已有地理底图的最下层，以满足特殊要求。 8统一坐标管理与一体化的图形表示 在我国，探矿权区域、油气勘查开采区域的管理采用区块管理（见矿产资源勘查区块登记管理办法）。最小登记管理 1 / l6 之一区块。区域范围的拐点坐标使用经纬度（度分秒）标记。采矿权区域的拐点坐标主要为大地直角坐标，分有 6 带坐标、 3 带坐标、 1.5 带坐标。对海域采矿的坐标采用经纬度坐标。 在图形系统中，对多类型的原始坐标数据自动进行判别，并统一转换