城市建设综合信息系统的设计与实现
周 蓉1，2 牛德力1
（1.解放军信息工程大学测绘学院，郑州，450052；2.南京军区73603部队，南京，210049）
摘要：作为土地信息系统应用领域之一，土地信息系统的信息化发展为城市信息系统的开发与建设带来了巨大的发展契机。其中，城市建设多媒体资料及城市电子地图作为城市建设源普查的重要成果，具有数量多、分布广、资料丰富等特点。利用计算机对城市建设普查成果资料进行集中管理，对城市建设综合信息的统计、评价、分析与规划利用具有重要意义。本文介绍了城市建设综合信息系统的系统需求分析、系统的体系结构、系统的数据库及功能设计，详细讨论了系统实现的关键技术，并总结了系统的特点。
关键词：SpatialWare；SQL Server；基础类库；城市建设综合信息
土地信息系统是国家信息资源的重要组成部分，正在向信息化方向发展，逐步成为面向21世纪的支柱产业——信息产业的重要组成部分。这场信息革命正从根本上改变着人们的生产、生活和相互交往的方式。而市政工程建设领域作为土地信息系统的应用领域之一，更是受到了巨大的冲击，而城市信息系统的开发与建设也因此得到了很大的发展契机。随着城市测绘相继形成了1∶1000、1∶5000、1∶10000等多尺度的电子地图，以及反映城市规划、建设的各种规划图件、土地利用图、道路网图、红线图、各种格式的文档、图档、视音频信息，这些丰富的城市建设信息如何在计算机中有效管理、快捷浏览、方便查询，是城市规划管理部门亟待解决的问题；另外土地规划、土地相关资料也需要长期保存和汇总；同时各种规划图也需要叠加掩饰和汇报演示以供评审和为领导决策提供依据，以前传统的存储管理方式已不能很好的满足要求，利用计算机对城市建设综合信息进行集中管理，可以实现信息整理、汇总的科学管理和高效利用，这对城市建设综合信息的统计、评价、分析与规划利用都具有重要意义。
1 系统需求分析
1.1 城市建设综合信息系统的建设目标
本系统主要是应用于城市建设规划，满足不断增长的业务需要，提供各种辅助工具和综合信息浏览及查询功能，可以处理各种文档资料（包括相关法律法规、历史存档信息、图片、电子地图、视音频文件等）的综合信息系统。
1.2 系统实现目标
（1）对规划院已测绘的多尺度电子地图及各种格式的文档、图档、视音频信息进行集中管理。
（2）对一个城市或区域的海量电子地图采用物理分幅存储、逻辑动态拼接管理模式，实现对电子地图从宏观到微观的分层快速聚焦漫游，并提供按地名、道路、图幅快速查询定位功能。
（3）提供城市道路库、地名库的采集、维护、管理与查询功能。
（4）系统提供批量信息收集工具，将散布在计算机中各种格式的文档、图片、视音频的文件信息快速收集到数据库，进行分类组织和集中管理，并能进行快捷浏览和各种查询。
（5）土地利用图的查询。
（6）系统功能完善、实用性强、界面美观，具有较强的权限管理功能。
2 系统设计
2.1 系统框架结构
城市建设综合信息系统主要是通过数据库管理系统管理四种信息：电子地图、图档信息、文档信息以及视频信息。本系统的框架结构如图1所示，框架图显示了系统从数据收集到数据管理、数据处理以及数据输出应用的整个过程。
图1 综合信息管理流程图
城市建设综合信息调查以调查小组的形式开展，调查小组上报记录综合信息的数据库文件，通过综合信息的录入汇总实现综合信息数据的上报与接收。
（1）系统使用SQL Sever数据库管理多媒体数据的属性信息及电子地图中各要素的属性信息与空间信息，保证了各种信息的安全性与***享性。系统应能实现对综合信息的管理与查询，对数据库进行维护等城市建设综合信息管理日常工作。
（2）系统应用体现在查询统计、报表与地图输出、对地图要素的快速检索并提供决策支持等方面。
2.2 数据管理策略
地图数据包括两部分内容：空间数据和属性数据。本系统采用全数据库管理的数据管理模式，保证了数据的安全性与***享性。
2.2.1 数据库设计
针对城市建设信息的特点，系统涵盖了地图信息、图片信息、文档信息与视频信息四类信息。
系统用词典表来记录各综合信息的类别信息。词典就像是一个模板，各综合信息从该模板中选择的信息会根据模板的变化而变化，词典的设计保证了系统信息的一致性。另外对细目信息、专业信息等，系统也利用词典进行记录。
对各规划室中的各级别视频信息，系统设计了视频表来记录视频在计算机中的存储路径。
系统采用Sybase公司的Power Designer数据库设计工具实现数据库的设计，该建模工具的优点在于它能够实现概念数据模型与物理数据模型的双向转换。利用Power Designer设计完成系统表结构后，将数据库逻辑结构导入SQL Sever数据库中，建立物理数据库。
2.2.2 地图空间信息的管理
对于地图空间信息的管理，系统以MapInfo公司的空间数据引擎SpatialWare作为中间件，利用数据库管理系统SQL Server对空间数据进行管理。
2.3 系统功能设计
作为城市建设工作的有力工具，系统要具备对于地理空间数据、城市要素属性数据、多媒体数据等的管理功能，按照子系统功能划分为以下几个方面。
2.3.1 系统维护子系统
系统管理要实现对系统最基本信息的设置与维护，包括用户设置、口令的更改、系统初始化、词典的维护等。
2.3.2 信息浏览查询子系统
该子系统主要包括两种功能：多媒体数据浏览查询；电子地图浏览查询。
多媒体数据主要包括文档、图档以及视音频文件。浏览查询多媒体数据的属性信息功能以表的形式直接将文档、图档、视音频文件的属性数据存储在SQL Server中，并采用“自适应”软件启动技术，使得浏览时，用户可以根据文件的格式，自动启动相应的软件进行浏览多格式文档，解决了在一个系统中快捷浏览不同种类、不同格式信息资料的技术难题。
浏览查询电子地图的空间信息与属性信息的功能将地图对象的位置信息与属性信息使用SQL Server进行存储。地图对象具有ID及名称等属性信息，通过ID号即地图对象的代号与属性数据库建立联系，能对图上任意区域选择查询，并将查询结果以报表等方式进行显示。
2.3.3 编辑工具子系统
该子系统实现了对城市建设综合信息的增加、删除、保存、打印、浏览等功能。
3 系统实现技术
3.1 利用基础类库进行的系统开发
利用“继承”的思想，在PowerBuilder中进行基于基础类库的系统开发。系统中的PB子窗口、数据窗口对象等全部继承自基础类库的祖先窗口、数据窗口对象，这样创建的新对象会继承祖先对象的所有特点，包括属性、事件、函数等；还可以对继承的对象进行适当修改，使其适合特定的需要。
基础类库中还有另外一些可继承对象，如窗口、按钮、全局函数等。基础类库的设计与实现提高了系统的可维护性，实现了编程的科学一致性。其主要的特点可以归纳为：提炼***性，独立于应用。
3.2 实现数据的全数据库管理
3.2.1 多媒体文件的数据库管理
利用SQL Server中的image和text数据类型以及PowerBuilder中与之相对应的blob类型来保存像大文本和图像之类的数据。
利用PowerBuilder开发工具将大文本和图像等数据存入数据库以及在系统中显示通常要利用以下函数：
（1）将数据存入数据库 Updateblob 表名 set Blob 类型字段名＝： Blob 类型变量where子句。
（2）从数据库中提取数据 普通类型的字段显示是通过数据窗口，调用 Retrieve 即可。可是由于Blob类型的数据非常庞大，客户端的主缓存区开辟多么大的空间都不合适。PowerBuilder的解决方法是，不允许在数据窗口中放置Blob类型的字段，而是提供专用的提取Blob类型数据的语句。语法如下：
Selectblob Blob类型的列名into：Blob类型变量from表名where子句。
3.2.2 空间数据的数据库管理
利用MapInfo公司的空间数据引擎 SpatialWare 作为中间件的数据库管理系统 SQL Server管理空间数据，使用SQL Server直接管理属性数据，这样就实现了空间数据的数据库管理。
SpatialWare能够把复杂的MapInfo地图对象存入大型数据库中，并能为其建立空间数据索引，从而实现在数据库服务器上实现对属性数据和空间图形对象数据进行统一的管理。前端用户可以像访问普通数据库字段一样访问这些图形对象字段，开发出完整的Cli-ent/Server模式下的MapInfo应用程序。如果用户采用SpatialWare技术，那么完全可以替代以往的基于文件服务器模式***享MapInfo地图文件的网络应用。
3.3 利用PB 进行基于MapX 控件的二次开发
MapX是MapInfo公司推出的基于ActiveX技术的可编程控件。它使用与MapInfo Pro-fessional一致的地图数据格式，或使用利用SpatialWare作为中间件的数据库管理系统管理的空间数据，能够实现MapInfo Professional的大部分功能。在PowerBuilder可视化开发环境中，只需在设计阶段将MapX控件放入窗体中，并对其进行编程以设置属性、调用方法或响应时间，即可实现数据可视化、专题分析、地理查询、地理编码等丰富的地理信息系统功能。PB环境下应用MapX组件，是利用OLE容器负责PB与MapX的交互通信。首先在窗口中插入OLE容器的控件，选择MapX控件，就可以将其载入OLE容器。在OLE容器的属性页中自动合并了包含MapX属性页的按钮，打开MapX可进行各种所需设置。
4 系统特点
利用GIS与MIS集成技术开发的城市建设综合信息系统的特点如下。
4.1 用户界面友好
系统界面的设计注重了一致性和个性化相结合，提供菜单、类似于浏览器的大图标工具条等方式进行命令操作。另外系统采用树状信息浏览窗口，使浏览更加直观，使用起来更加方便。
4.2 用户管理权限分明
用户管理权限的设计，使得具有不同权限的使用者对数据的操作不同，可以保障数据的安全性与保密性。
4.3 多媒体信息和电子地图信息的多条件查询与统计
系统提供对于多媒体信息的多条件查询与统计，特别是对地图信息的添加与查询，如图2、图3。
图2 道路交叉口坐标采集
图3 地图查询
4.4 多媒体信息及电子地图的浏览
系统提供了对于多媒体信息和电子地图信息各种形式的浏览，辅助了城市建设工作的顺利开展。如图4。
图4 图档浏览
城市建设综合信息系统是一个以电子地图为载体，以数据库为存储介质，对城市的文档资料、图片资料、视频等海量信息进行一体化管理的实用软件系统。它实现了多媒体数据建库的自动化、管理的网络化与查询、统计、分析的可视化。本系统可以很好地满足城市建设工作的需要，是城市建设普查成果整理、汇总、管理和高效利用的强有力工具。当然系统还有一些问题有待完善，如对于基础类库的功能还需要进一步的加强，对于用户自定义打印表的灵活性还应进一步拓展。
参考文献
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MapInfo SpatialWare Ver4.8 User Guide ［M/CD］
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