基于GIS的铁路宗地信息管理系统设计与实现

吴建华+舒志刚+余梦娟+万洋洋+张涛明

摘 要：针对铁路部门的铁路宗地测绘数据管理的建设需求，研究实现了基于GIS的铁路宗地信息管理系统。首先，从系统架构和系统功能方面介绍了系统的设计；其次，利用GIS二次开发组件ArcGIS Engine，采用插件式开发方法进行了系统实現，并对系统实现的关键技术进行了介绍。该系统实现了宗地的多源、多类型的数据集成管理、查询、统计与更新等功能，有利于提高铁路宗地信息化管理水平。

关键词：铁路宗地 插件式开发 地理信息系统 ArcGIS Engine

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）05（b）-0013-05

我国铁路建设正处于飞速发展时期，铁路部门存有大量的铁路用地图资料和权属档案。实施铁路用地信息化管理，提高铁路用地管理水平，从而更好地服务于铁路安全生产和土地综合开发，已经成为铁路用地管理的必然选择。地理信息系统（GIS）由于其强大的空间数据图形化显示能力、属性信息查询、检索管理能力和复杂的量算和空间分析能力，在国民经济各部门得到了广泛的应用[1]。针对铁路部门实现铁路宗地信息化管理的需求，该文设计了基于GIS的铁路宗地信息管理系统，并利用ArcGIS Engine组件与C#.NET进行了系统实现。该系统主要实现了宗地要素、测绘成果（测绘报告、CAD测量图）、土地证等多源、多类型的数据集成管理、查询、统计与更新等功能。

1 系统设计

1.1 系统总体架构

铁路宗地信息管理系统架构采用Client/Server模式，总体结构如图1所示，逻辑上分为以下4层。

（1）数据服务层：提供数据服务。其中，铁路宗地CAD测量图、界址点测绘成果表数据和国有土地使用证图件、宗地档案、用户信息等利用关系型数据库SQL Server 2008 R2进行管理，而宗地图数据、铁路线数据以及基础底图数据则存储在基于空间数据引擎（ArcSDE）的空间数据库。

（2）业务支持层：业务支持层是系统技术实现的业务逻辑，负责数据的访问与处理。二次开发组件ArcGIS Engine及ADO.NET COM组件位于该层，可通过应用层进行调用，其中利用ArcGIS Engine接口进行空间数据访问和操作，利用ADO.NET对属性数据进行访问和操作。

（3）应用层：应用层是用户与系统进行可视化交互的界面表现部分，是系统的客户端部分，向用户提供友好的交互界面。

（4）用户层：用户层是系统软件使用的用户，用户类型包括管理员和一般用户。管理员和一般用户的使用权限不同，管理员具有数据更新维护、用户管理权限，一般用户则只能对数据进行访问。

1.2 系统功能

系统功能主要包括地图浏览、地图查询、宗地统计、档案管理和数据维护5个模块。

（1）地图浏览：地图浏览模块中功能包括地图放大、地图缩小、固定放大、固定缩小、平移、全图显示、前一视图、后一视图、书签管理、复位等基础功能。

（2）地图查询：地图查询模块分为图查属性、查询定位、要素选择。具体实现点击查询、地图量算、站点线路查询、宗地查询、属性查询、坐标文件定位查询、按行政区查询、选择要素、清空选择及图形等功能。

（3）宗地统计：宗地统计模块分为宗地统计和分类统计。宗地统计实现对各行政区内宗地数量和面积的统计，并将所选区内的宗地信息按照自定义的字段汇总并导出至Excel表中。分类统计实现对各行政区内按照宗地的类型进行分类统计的功能，分类统计结果以柱状图（或饼状图）的形式呈现。

（4）档案管理：档案管理模块分为档案入库和档案查询。档案入库实现将宗地档案（国有土地使用证、测绘报告和CAD测量图）自动存入数据库，档案查询实现对数据库中已有宗地档案的查询。

（5）数据维护：数据维护模块实现用户管理、创建宗地、删除宗地、属性编辑和属性挂接等功能。其中，创建宗地功能是根据界址点测绘成果表（Excel格式）创建具有宗地名称、土地证号及权属面积等属性信息的宗地；用户利用删除宗地功能对选中的错误宗地进行删除。属性编辑功能帮助用户对选中宗地的属性信息进行修改。当宗地属性信息不完整时，用户利用属性挂接功能根据Excel属性表对宗地属性进行完善。

2 系统实现及关键技术

2.1 系统实现

系统的集成开发环境为微软公司的Microsoft Visual Studio 2010 .NET，开发语言为C#，其中，GIS功能基于ArcGIS Engine10.2组件进行二次开发。软件采用插件式框架，可动态地装载和卸载功能菜单或工具条，方便了功能的扩展和界面的维护。系统实现的部分功能效果如图2、图3、图4、图5所示。图2为地图浏览界面。图3为地图查询界面，除了可以进行点查询和拉框查询等通用的GIS功能外，系统还可以根据土地证号、宗地名称、宗地所在地区等宗地的属性信息进行查询与空间定位。查询完成后，用户可以对该宗地的土地证、CAD测量图和测绘报告进行关联查询。图4为宗地档案资料入库界面。图5为宗地统计界面，用户可以根据宗地使用权面积、宗地所在地区及使用权类型等对宗地进行分类统计，统计结果可选择以柱状图或者饼状图的形式呈现，还可以对各地区的宗地总数目和面积进行统计。

2.2 系统关键技术

（1）ArcGIS Engine组件式开发技术。

随着计算机技术的高速发展，在我国基于GIS组件的集成开发已经成为GIS应用系统开发的主流模式[2-3]。目前，GIS业界最为著名的组件式GIS开发产品当属ESRI公司的ArcGIS Engine。ArcGIS Engine是一款独立于应用程序的GIS二次开发产品，是一套完备的嵌入式GIS 组件库和工具库，其由一个软件开发包和可以重新分发的ArcGIS Engine运行时（Runtime）组成[4-5]。ArcGIS Engine提供了一系列可以在ArcGIS Desktop框架之外使用的GIS组件及比较高级的可视化控件，各个组件完成诸如数据的获取、处理、存储、查询、分析和制图表达等不同功能。组件之间根据应用的需求按照一定的接口标准有效地结合在一起构建应用系统。