土地管理系统总体设计实验报告

土地管理信息系统总体设计报告土地管理信息系统总体设计报告 班班 级 级 XXXXXX 班班 学生姓名 学生姓名 XXXX 学学 号 号 XXXXXXXX 日日 期期 20112011 年年 4 4 月月 2 2 日日 目目 录录 基于 GIS 的土地管理信息系统总体设计报告 1 1 引言 1 1 1 编写目的 1 1 2 背景说明 1 2 用户需求分析成果 2 2 1 系统建设的必要性 2 2 2 系统总体需求 3 3 总体设计 4 3 1 设计目标 依据和方法 4 3 2 软件结构体系 4 3 3 软 硬件配置方案 4 3 4 软件模块设计 4 4 接口设计说明 4 4 1 内部接口 4 4 2 外部接口 5 4 3 用户接口 5 5 数据库设计 5 5 1 目的 引用的法规政策以及遵循的标准规范 5 5 2 数据库总体设计 5 6 界面设计 5 GIS 软件工程实验报告 1 1 引言引言 1 1 编写目的 随着我国经济的快速发展 城市化进程加速 城市面貌日新月异 旧城改 造 新城规划 土地信息在不断的变化 为了确保土地信息的准确性和现势性 必须及时更新土地管理数据库 传统的土地管理手段已经难以适应信息化的发 展进程 3S 技术的应用有效地加强了土地管理技术 提高了土地数据准确 性与现势性 提高了土地管理效率 降低了土地管理成本 其应用越来越广泛 随着土地供需矛盾的逐渐加剧 土地管理工作的重要性日益突出 土地管理工 作的任务量也随之加大 对土地管理的要求更加严格 传统的土地管理模式已 经难以胜任 土地管理信息系统的电子信息化很好的替代了原有的纸质图册表 格 能够合理地管理土地 能更加充分的 最大限度的利用好土地 本软件和 与之相配套的 3S 技术也在土地管理工作中能更好的服务于我国国民经济建 设中 1 2 背景说明背景说明 1 软件产品名称 土地管理信息系统 2 开发者 地理信息研究员 地理信息管理设计员 3 用户 政府部门 城市规划部门 社会公众以及各地土地管理局 2 用户需求分析成果用户需求分析成果 2 1 系统设计的系统设计的功能需求功能需求 1 系统功能函盖土地规划管理工作的日常业务 侧重于日常管理功能 地信 10801 王振 2 并提供信息查询 统计分析 报表和图件制作等功能 数据流转应能清楚体现 业务的工作流程 2 在系统设计时应留有数据接口 以方便地调用地籍数据 同时 也能为相关部门提供常用格式的数据 3 要充分利用数据库强大的管理功能和计算机高效的计算能力 实现有 关数据的提取 分析和计算 避免数据重复输入 实现报表的自动生成 同时 能对相关数据进行检查 4 为保障系统安全 对不同身份的用户设置不同的权限 每个用户只能 进入各自权限内的功能模块 只能对有权限的数据进行相应级别的数据操作 2 2 系统性能需求系统性能需求 土地管理信息系统的性能要求概况起来主要包括三个方面 1 系统界面友好 操作简单 2 系统稳定 即系统具有一定的容错和纠错功能 3 系统效率 即系统具有较高的运行效率 3 总体设计总体设计 3 1 设计目标 依据和方法 3 1 13 1 1 系统设计目标系统设计目标 随着Internet 和Intrant 的发展 各地越来越多土地部门的办公自动化系 统也在浏览器上实现 Browse Server 结构 那么也要求GIS 系统与OA 系 统融为一体 实现一般用户在客户端不用安装任何软件 只要有WEB 浏览器即可 进行GIS 查询分析等操作 这就要求新一代的GIS 软件可以实现Web 上的GIS 发布和真正的Web GIS 功能 使GIS 数据展现在Int ranet 或是Internet 上成 为可能 允许用户使用标准的Web 浏览器就可访问地理数据信息 而且 GIS 软件工程实验报告 3 它也应该能支持多源数据直接访问和发布 可动态地发布直接来自于不同的 最 新的 操作中的GIS 数据库中的矢量图形 光栅图形和属性数据 且无需将其转 成新的格式 或是复制此数据库 用户可以通过显示和查询功能就能生成他们自 己的交互式图形 在Int ranet 或Internet 上浏览和检索空间数据信息 另外 可做常规GIS 分析操作 如 路径分析 缓冲区分析等空间分析 在客户端 不需 要专用GIS 产品做支持 能无缝使用多种GIS 数据源 同时还应提供大量的控件 和对象 用于二次开发 以完成基于Web 的各种GIS 空间分析应用 3 1 23 1 2 系统设计依据系统设计依据 1 数据采集问题 数据采集问题是建立GIS 应用系统的瓶颈 它一直 困扰着GIS 应用的发展 所以 使用普及化的软件进行数据的输入 建库 是比 较实际可行的办法 因此 除了可利用GIS 软件 如GeoMedia Arc Info 等本 身的数据采集 光栅捕捉数字化 数据处理和建库的能力外 还可利用 AutoCAD Microstation Access Foxpro等软件进行图形和属性数据的输入建 库 假设我们利用AutoCAD 软件进行图形数字化采集 注意要面向对象进行 保 留图形的主特征点和线 并把点 线或面的图形的关键字段值注记在图上 如路 名 地块号等 再利用AutoCAD 进行数据预处理 数据检查等 利用数据转换程 序 或利用GeoMedia 可不经过数据转换直接打开CAD 文件和一般数据库的功能 先定义CAD 图层及属性与实体类的对照表 直接读取CAD 文件 再利用GeoMedia 的数据转换功能 将其图形数据和注记转换到数据库中 其次利用Geo2Media 的 数据处理功能进行数据加工处理 可重新构面 将文本注记转入图形的属性字段 利 用关联功能 与利用一般数据库输入的属性数据相关联 即可达到图文互联入库 建议使用Oracle 来存放数据比较理想 另外 也可以直接利用ADS ARX 的编 程 在 CAD 环境下直接将点 线和闭合的多义线 以及点上 线上和面内的注记 与数 据库中某字段相连接 生成其它GIS 软件的交换格式 如Map Info 的Mid Mif 文件 2 应用开发问题 现在的GIS 软件平台一般都支持控件开发和OL E 技术 如Arc Info 的MapObject GeoMedia 等 可利用其控件用VB VC 来开发一 地信 10801 王振 4 个有自己风格和界面的土地应用系统 并且可非常容易地溶入业务办公自动化系 统中 与其它应用系统结合较好 3 长事务处理L TT 问题 有些GIS 软件已开始支持Oracle 的长事务处理 对每个实体的修改要申请权限 修改锁定 放弃或提交 保存各版本历史数据 等操作 可锁定到实体 记录 不同实体有不同的版本 和不同的提交时间 并 可查看历史 如某年某月某日的图形情况 这是内嵌到Oracle 中的机制 任何第 三方程序直接修改其数据 也要遵守L TT 机制 这样 在土地管理系统中 可支 持多用户操作的长事务处理 4 数据发布问题 Web GIS 软件要方便地将各种数据源同时在Web 上发布 矢量或光栅 可进行属性数据查询 空间数据查询 专题图制作等功能 可 在Internet 或Intranet 上向大量的一般用户提供GIS 的数据发布和数据查询 等功能 Web GIS 软件还应支持控件开发和ASP 语言开发 可方便地实现真正的 Web GIS 用户通过一般的浏览器和Internet 即可实现GIS 数据的空间分析 如缓冲区分析查询 最佳路径选择等 5 真正3 维GIS 问题 最好能支持真正的3 维坐标系统 3 维显示和GIS 3 维分析 目前这方面还有不足之处 要利用其它软件一起来完成 3 1 33 1 3 系统设计方法系统设计方法 1 1 系统运行模式系统运行模式 现阶段网络化信息系统有两种运行模式 一种是Brow ser Server 结 构 另外一种是Client Server 结构 本系统选择基于Client Server 地运 行模式 原因有以下三点 1 用户的办公模式采用窗口化办公 流程化办公可以通过土地管理部门的 内部局域网进行 软件运行在小型局域网内 软件的维护带来的工作量不是特 别大 2 用户希望本系统更灵活 界面更加友好 功能更加完备 3 从开发角度考虑 基于GIS 平台进行二次开发的应用软件大多采用C S 结构 无论GIS 平台本身还是二次开发技术采用C S 结构都更加可行 GIS 软件工程实验报告 5 2 2 系统开发方式系统开发方式 CLU PM IS 可选择的开发模式有很多种 如 独立开 发 单纯的二次开发 组件式集成开发等 本系统选择组件式GIS 集成二次开 发模式 因为这种开发是通过利用GIS 厂家提供的GIS 功能组件 以通过程序 设计语言 尤其是可视化开发工具为开发平台 将GIS 功能嵌入到应用程序中 不仅可以充分利用可视化开发工具在应用程序上的强大功能 又能充分发挥GIS 完备的空间信息管理和分析处理功能 3 3 开发工具的选择开发工具的选择 本系统选择Mapinfo 作为GIS 开发平台 Visual Basic 作为开发语言 因为根据我们开发和应用实践 我认为 选用软件应该 选用本身简单易学 运行环境要求低 便于日常维护GIS的基础软件 而M ap info 是符合县级土地管理部门客观实际的 一方面Mapinfo 具有很强的空间查 询 统计功能 以及与其他GIS 软件进行数据交换的能力 保证了数据的共享 和开放性 使用户在基础空间地图库方面的投资不会因为技术的发展而浪费 而且M apinfo 也具有对栅格图象数据的处理能力 可以将其与矢量数据叠加显 示 并对矢量数据进行屏幕跟踪修改 纠正 另外 Mapinfo 具有自定义各种不 同的现状 点状符号库的能力 既能满足一般地形用图 也能建立土地专用符 号库 同时也具有灵活的专题制图功能 VisualBasic 是一种可视化 面向对 象的 集应用程序开发 测试和调试等功能于一体的集成式开发环境和一个组 件与控件的大容器 它具有很强的数据库访问功能 使用简单 开发出的用户 界面友好 我们可以用Visual Basic 加载Mapinfo 提供的各种组件 完成应用 程序中 GIS 功能的实现 3 2 软件结构体系 系统体系结构设计 CLU PM IS 涉及界面的展望 人机交互 规划数据的 组织存取 业务数据流转处理等工作 根据三层 32Tier 思想 我们将CLU PM IS 设计为用户界面层 业务逻辑层 中间层 数据服务层三层 如图1 所示 地信 10801 王振 6 用户界面层负责界面的表达 与用户的交互工作 业务逻辑层来处理核心的业 务逻辑 数据服务层则负责空间数据 属性数据的管理工作 用户界面层 业务逻辑层 数据服务层 图 1 系统体系结构图 3 3 软 硬件配置方案 硬件及网络构成 鉴于需要处理海量数据和进行大范围站点服务 中心服务器我们选用了IBM NF7000服务器 CPU 200 2 ram 512GB 硬 盘27GB 网络带宽100MB 服务器输出100MB 微机共享100MB 微机为 奔腾以上 打印机采用针式 激光或喷墨打印机 软件构成 操作系统用windows9X 中心服务器采用Nt sever 4 0 等 前台windows 2000 03 编程语言vb 属性数据库orcale 图形处理和服务软件 采用AutoCAD系列产品 3 4 软件模块设计 根据土地利用规划业务的需求分析及系统设计模块化的要求 整个系统 可以按照规划业务的内容及规划管理工作的需要划分为系统配置模块 图形编 人 机 交 互 界 面 规划数据和业务数 据的组织 检验和 处理 业务数据流 转处理 规划专业 模型计算 空间数据库关系型属性数据库 模型库 土地利用规划管理信息系统数据库 GIS 软件工程实验报告 7 辑模块 土地利用规划辅助编制模块 土地利用规划成果管理模块及查询统计 模块 系统的模块划分结构如图2 所示 系统配置管理模块 系统配置管理模块 包括用户管理 权限管理 编码维护管理 规划实施业务流程配置管理数据库 管理 如图3 所示 其中 1 用户管理是进行用户信息的增 删 改 查以 及用户密码设置的管理 2 权限管理主要是进行用户权限设置 即通过对用 户所能使用的功能模块及数据进行控制 来保证系统全性和数据保密性 3 编码维护管理主要是进行辖区编码与名称设置 乡镇编码与名称设置 4 数据 库维护管理主要是讲行数据库的各份 导入等工作 5 规划实业务流程配置 主要是用户根据实际工作中规划实施业务的需求自己配置各部门的数据流转顺 序图形编辑模块 图形编辑模块主要是针对系统所涉及的各类空间数据提供方 便 实用的图形编辑功能 该核块主要包括工程文件管理 点文件编辑管理 线文件编辑管理 区文件编辑管理 红线图编辑功能以及投影转换等部分 系 统提供的图形编辑功能 不仅有一般的通用的图形处理功能 更根据土地利用 规划部门的业务特点提供了红线图编辑管理 如 键盘输入坐标点 辅助手工 勾画定面正积红线图 点 线 面的图形 拾取 等功能 具有实用 简单 针对性强等特点 图形编辑模块的主要功能如图4 所示 辅助规划编绘模块 辅 助规划编制模块主要是应用GIS 技术 模型库技术来实现辅助编制土地利用总 体规划和专项规划的功能 如 土地利用现状分析 各种用地类型需求量预测 等功能 用户在规划基础信息录入模块录入了规划区域基础信息后 就可以直 接应用该模块所提供的各种分析 预测 辅助决策功能模块 得到所需要的信 息 辅助规划编制模块的主要功能如图5 所示 规划成果管理模块 规划成果管 理模块主要是对各类规划成果按一定的体系结构进行组织 以方便用户调阅和 管理 该模块提供了图件信息和文档信息的查询 浏览 统计 输出等功能 在本模块中用户可以按项目 土地用途等属性进行分类信息查询 也可以按行 政区域 土地用途 权属关系等作统计汇总 应用该模块可以对各种图件成果 进行标准分幅输出 任意区域减裁输出等 在图形出图时 系统可以自动生成 图件整饰所需的图例 比例尺 指南针等 以方便进行各种类型的图形输出 同时模块还实现了土地利用总体规划文本 规划说明书 专题研究报告及其他 相关文字资料等的存档 查阅 打印 导入导出数据库等功能 用户在此模块 地信 10801 王振 8 不能对管理的所有数据进行修改 模块的具体功能如图6 所示 规划查询统计模 块 查询与统计模块提供了综合的查询 统计和专题分析功能 应用该模块可 以对土地利用规划业务信息进行各种查询 统计和分析操作 得到的结果系统 可以通过图表 报表等多种形式来显示 该模块也提供了各种结果信息的导出 打印功能 规划查询 统计模块的详细功能如图7 所示 图 2 系统功能结构示意图 图 3 系统配置管理模块功能结构示意图 图 4 系统图形编辑模块功能结构示意图 规划 基础 信息 录入 土地管理信息系统 系统配置管 理 图形编辑辅助规 划编绘 规划成 果管理 规划查询 统计模块 系统配置管理模块 用户管理权限管理编码维护 管理 数据库维 护管理 规划实业务 流程配置 图形编辑模块 工程文件 管理 点文件编 辑管理 线文件编 辑管理 区文件编 辑管理 投影转换 辅助规划编辑模块 土地 利用 现状 分析 各种用 地需求 量预测 土地 供给 预测 规划 指标 及其 分解 土地 利用 结构 调整 土地利 用规划 方案评 价 GIS 软件工程实验报告 9 图 5 系统辅助规划编绘模块功能结构示意图 图 6 系统规划成果管理模块功能结构示意图 图 7 系统规划查询统计模块功能结构示意图 规划成果管理模块 图件管理 土 地 利 用 现 状 图 管 理 土 地 利 用 规 划 图 管 理 建 设 项 目 红 线 图 管 理 土 地 管 理 复 垦 图 管 理 农 田 保 护 图 管 理 文档管理 土地 利用 规划 说明 书文 档 土地 专项 规划 说明 书文 档 表格管理 成 果 表 管 理 说 明 表 管 理 查询 地 块 查 询 地 类 查 询 自 定 义 查 询 统计 按权 属各 地类 面积 汇总 任意区 域地类 面积汇 总 规划查询统计模块 计划指标查询 业务查询工作量统计 专题分析 年 度 计 划 指 标 查 询 指 标 使 用 情 况 查 询 项 目 审 查 进 度 查 询 项目 审查 业务 信息 查询 个 人 工 作 量 查 询 各业 务年 工作 量统 计 计 划 执 行 情 况 分 析 规 划 执 行 情 况 分 析 土 地 利 用 结 构 分 析 地信 10801 王振 10 4 接口设计说明接口设计说明 4 1 内部接口 内部接口 本软件提供内部模块之间的接口及用于二次开发的接口 4 2 外部接口 软件同其它软件及硬件间的接口关系 为本软件处了设计与其他软件之间的接口外 还充分考虑了软件使用的方 便性 与其他电脑 PC 及工作站都能对接 使本软件的使用更加便利 4 3 用户接口 5 数据库设计数据库设计 5 15 1 目的 引用的法规政策以及遵循的标准规范目的 引用的法规政策以及遵循的标准规范 本系统的数据既与空间位置密切相关 又有大量的文本属性数据 具体表 现为土地利用现状图 地形图等图形数据 以及以地块 行政区域为基本依据 单元的大量详细数据资料 如地块面积 用地类型 统计数据等 为了对这些 数据进行有效地管理 必须建立一个功能完善 能够适应多种数据类型的综合 数据库管理系统 因此宜采用空间数据和属性数据分别存储管理的策略进行系 统数据的存储 即分别建立空间数据