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      基于組件式GIS的班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)分析與設(shè)計

      2014-08-08 09:55:11李文鳳張靜謝瀟
      湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年9期

      李文鳳+張靜+謝瀟

      摘要:采用組件式GIS的開發(fā)方式構(gòu)建班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),應(yīng)用ArcObjects控件和面向?qū)ο笳Z言C#自主開發(fā)功能,以實現(xiàn)宏觀上對草地管理和動態(tài)監(jiān)測的目的。根據(jù)班戈縣草地退化現(xiàn)狀為系統(tǒng)設(shè)計背景,遵循系統(tǒng)設(shè)計原則和系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)開展班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的初步設(shè)計和分析,并為系統(tǒng)后期的擴(kuò)展提供基礎(chǔ),也為實現(xiàn)草地的數(shù)字化管理以及保護(hù)草地生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

      關(guān)鍵詞:組件式GIS;草地退化;動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng);班戈縣

      中圖分類號:S283;X835文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:0439-8114(2014)09-2174-03

      Analyses and Designs of Grassland Degradation Dynamic Monitoring System for Bangor County based on Component GIS Technology

      LI Wen-feng, ZHANG Jing, XIE Xiao

      (Department of Resources and Environment, Tibet Agricultural and Animal Husbandry College, Linzhi 860000,Tibet,China)

      Abstract:Using component GIS technology to design dynamic monitoring system of grassland degradation for Bangor county, Applications of ArcObjects Controls and object-oriented language C# function were independently developed to achieve macro on grassland management and dynamic monitoring. According to Bangor county situation of grassland degradation of system design background, the principles of system design and system functional structure was followed to analyse and design dynamic monitoring system of grassland degradation for Bangor county. The establishment of basic date management information system provided a nicer platform for dynamic monitoring system of grassland degradation for Bangor county. It can provide ascientific proof for decision making and base for further study.

      Key words: component GIS; grassland degradation; dynamic monitoring system; Bangor country

      在20世紀(jì)我國第一次草地資源調(diào)查中顯示,我國可利用草地面積為33 099.55萬hm2,位居世界第二草地大國。根據(jù)行政省區(qū)劃分,西藏自治區(qū)的草地面積位居全國之首,根據(jù)草地草群等級評價標(biāo)準(zhǔn)和草群產(chǎn)草量評價標(biāo)準(zhǔn)可知,西藏自治區(qū)以Ⅱ等、Ⅲ等、Ⅳ等草地面積為主,占全省草地面積的80%以上,且低產(chǎn)草地面積最大,其次為中產(chǎn)草地和高產(chǎn)草地面積,草地產(chǎn)草量中等偏下[1]。

      西藏自治區(qū)是我國傳統(tǒng)的五大牧區(qū)之一,其中那曲地區(qū)的草地面積占全區(qū)的40.25%,是主要發(fā)展畜牧業(yè)的地區(qū)。班戈縣位于那曲地區(qū)西部北緯37°25′16″—39°5′48″,東經(jīng)98°5′35″—101°2′6″,是一個純牧業(yè)縣,南部位于納木措湖畔,適宜飼養(yǎng)牦牛;北部多為干寒和半荒漠草場,是藏系羊的天然牧場。該縣平均海拔4 700 m,屬高原亞寒帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū),氣候寒冷且四季不分明。

      近年來,根據(jù)該地區(qū)遙感影像信息可知,該縣草地退化嚴(yán)重,已產(chǎn)生草地沙化和荒漠化的情況,草畜嚴(yán)重不平衡[2,3]。因此,針對此類問題迫切需要建立特定的信息平臺,針對草地退化情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測評價,以期減少草地資源的惡化,并為當(dāng)?shù)夭莸匦竽翗I(yè)持續(xù)發(fā)展提供決策性建議和幫助。

      1草地開發(fā)環(huán)境

      1.1組件式GIS

      地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種決策支持系統(tǒng),通過把現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)換為一系列的地理要素和地理現(xiàn)象進(jìn)行管理、分析和顯示地理信息的系統(tǒng)。GIS技術(shù)在軟件模式上從功能模塊、核心式軟件等發(fā)展到組件式GIS和WebGIS。組件式GIS即以控件完成GIS的功能,可以通過可視化的軟件開發(fā)工具進(jìn)行集成,在GIS應(yīng)用軟件開發(fā)中,使用組件式的開發(fā)已成為必然趨勢[4]。

      目前,大型的組件式GIS開發(fā)平臺以ESRI的MapObjects和ArcObjects、MapInfo的MapX、中國科學(xué)院地理信息產(chǎn)業(yè)中心的ActiveMap和超圖的Super Map Objects為主。這些龐大的組件群可以實現(xiàn)GIS的幾乎全部功能。班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)以面向組件的C#為開發(fā)語言,這是一款面向?qū)ο蟮目蛇\(yùn)行于.NET Framework的高級程序設(shè)計語言,是由C語言和C++衍生而來的一種編程語言,可與組件對象模型直接集成。

      1.2ArcObjects簡介

      ArcObjects(AO)是ESRI基于Microsoft COM技術(shù)構(gòu)建的GIS組件產(chǎn)品,是ESRI公司ArcGIS系列產(chǎn)品的開發(fā)平臺,可應(yīng)用于大量開發(fā)環(huán)境中,是為系統(tǒng)開發(fā)提供的二次開發(fā)組件。在ArcObjects的層次結(jié)構(gòu)中Application位于結(jié)構(gòu)最高層,擁有文檔(Document)、顯示(Display)和擴(kuò)展功能(Extension)3部分,其中文檔可同時擁有下一級的Map對象和Map對象下一級的Layer?qū)ο螅▓D1)。

      用戶可基于ArcObjects的平臺開發(fā)具有強(qiáng)大功能的應(yīng)用系統(tǒng),這種集成的、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型軟件組件庫包括Map Control、Page Layout Control和Scene Viewer 3個控件,其下屬組件包括二維地圖顯示組件庫、空間分析組件庫、空間數(shù)據(jù)管理組件庫、制圖輸出組件庫、三維顯示組件庫和三維分析組件庫等相關(guān)的組件。通過這些組件可以實現(xiàn)自主開發(fā)的GIS功能。

      2班戈縣草地檢測系統(tǒng)設(shè)計與功能模塊

      2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述

      1999—2009年班戈縣草地退化面積占該縣草地總面積的70%,主要以輕度退化轉(zhuǎn)向中度和重度退化為主,其退化趨勢有明顯的增長。因此,對于班戈縣的草地數(shù)據(jù)管理和分析已尤為重要。班戈縣草地退化監(jiān)測系統(tǒng)的建立是為了實現(xiàn)對班戈縣草地資源的科學(xué)管理,促進(jìn)其可持續(xù)開發(fā)。將GIS應(yīng)用于班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是為了把遙感技術(shù)和地理信息技術(shù)相結(jié)合,對班戈縣草地退化的動態(tài)演變過程進(jìn)行系統(tǒng)、規(guī)律的分析,研究其草地資源變化特征、草地退化機(jī)制和草地生態(tài)環(huán)境價值評估,并為當(dāng)?shù)夭菪笃胶獍l(fā)展提供決策性服務(wù),實現(xiàn)該縣的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

      endprint

      班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是在班戈縣遙感影像信息、各類地圖數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和觀測站實測數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)上建立的綜合性、動態(tài)性信息系統(tǒng),是結(jié)合GIS和.NET Framwork構(gòu)建的數(shù)字化應(yīng)用型信息平臺。系統(tǒng)采用ArcObjects和C#.net相結(jié)合的開發(fā)方式,其體系結(jié)構(gòu)為3層應(yīng)用結(jié)構(gòu),使組件層位于用戶客戶端和數(shù)據(jù)庫之間,根據(jù)實際需要的功能利用ArcObjects控件開發(fā)自主獨(dú)立的功能界面,使其具有ArcGIS的服務(wù)平臺功能,相關(guān)收集整理的空間數(shù)據(jù)存儲在Geodatabase中,其他屬性數(shù)據(jù)則在Oracle中存儲,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

      該系統(tǒng)的建立是為實現(xiàn)班戈縣草地資源監(jiān)測、草地退化分析預(yù)測和相關(guān)決策性服務(wù)的基礎(chǔ)信息平臺,可為那曲地區(qū)草地資源開發(fā)利用和可持續(xù)發(fā)展研究構(gòu)建基礎(chǔ)平臺,并實現(xiàn)對牧區(qū)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和生活的數(shù)字化研究。

      2.2系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

      根據(jù)班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)需求進(jìn)行分析,可把系統(tǒng)分成數(shù)據(jù)采集、處理、業(yè)務(wù)處理和決策分析四部分,該系統(tǒng)可劃分為4個子系統(tǒng):空間分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、草地動態(tài)變化空間模型和數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要以數(shù)據(jù)視圖和版面設(shè)計為基礎(chǔ)來實現(xiàn)對班戈縣草地資源動態(tài)監(jiān)測,管理草地資源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并應(yīng)用模型計算草地動態(tài)退化數(shù)據(jù),根據(jù)實測數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分析,把結(jié)果以制圖、報表和文字說明等形式顯示。系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)視圖、信息輸出、版面設(shè)計和系統(tǒng)幫助4個功能模塊組成,其功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

      3班戈縣草地檢測系統(tǒng)功能實現(xiàn)

      3.1系統(tǒng)設(shè)計原則

      為了實現(xiàn)對系統(tǒng)科學(xué)的管理并在今后對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展,班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)遵循以下設(shè)計原則:

      1)保證系統(tǒng)運(yùn)行和數(shù)據(jù)的安全性,按照規(guī)范的代碼和設(shè)計使每個功能根據(jù)獨(dú)立的控件進(jìn)行開發(fā)。所有數(shù)據(jù)錄入應(yīng)符合GIS的基本要求和標(biāo)準(zhǔn),遵守國家規(guī)定的規(guī)范。

      2)系統(tǒng)開發(fā)必須滿足用戶的需求,應(yīng)保證各項功能簡潔,易于操作,并具備一般GIS的功能。

      3)系統(tǒng)采取模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,可為系統(tǒng)今后的擴(kuò)展增加空間。

      4)保證系統(tǒng)在開發(fā)過程中盡可能減少人力、財力和物力的浪費(fèi)。

      3.2基本功能

      應(yīng)用ArcObjects提供的Map Control控件、Page Layout Control控件和核心組件庫來實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能。

      3.2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)對不同格式數(shù)據(jù)的瀏覽查看,對加載的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇區(qū)域的屬性信息顯示、查詢,還可應(yīng)用DataSourceRaster庫完成柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。對地理信息數(shù)據(jù)的瀏覽查詢功能可使用IGxDialog方法來選擇要素類,并將數(shù)據(jù)加載到Map Control中;對數(shù)據(jù)視圖的操作可在Map Control控件的OnMouseMove、OnMouseDown和OnMouseUp事件下完成;可通過樹形目錄TreeView事件加載圖層地理數(shù)據(jù),還可對多個圖層進(jìn)行刪除、編輯等操作;對屬性數(shù)據(jù)的管理可通過查詢、對象選擇等功能實現(xiàn)。

      3.2.2草地動態(tài)變化空間模型草地退化變化和產(chǎn)草量大小是草地退化動態(tài)研究的重要內(nèi)容,其空間變化主要考慮草地在監(jiān)測期間的類型變化、草地退化等級的變化和修復(fù)后草地退化等級的變化。因此,可借鑒已有的動態(tài)空間模型對該縣各級草地動態(tài)變化和產(chǎn)草量進(jìn)行測算。由于班戈縣的氣候環(huán)境使得該縣存在土壤層剝蝕和流失的現(xiàn)象,隨著時間的推移這種現(xiàn)象會對草地造成很大危害,因此,在數(shù)據(jù)模型建立中,應(yīng)考慮土壤侵蝕度的計算和影響因子的分析,可通過對其進(jìn)行定量評價了解該縣土壤侵蝕度分級和相對應(yīng)的修復(fù)方法。

      3.2.3空間分析通過IMap接口實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)圖層操作,可添加DEM的草地退化地形圖進(jìn)行分析;通過ITopologicalOperator接口實現(xiàn)空間拓?fù)溥\(yùn)算,可針對土壤侵蝕等級高的區(qū)域進(jìn)行緩沖區(qū)分析并制定相關(guān)的修復(fù)措施;應(yīng)用CboOveralyerType控件對多個時間段的草地退化進(jìn)行疊置分析;還可進(jìn)行控價查詢分析等功能。

      3.2.4數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)可在Page Layout Control控件下進(jìn)行專題圖制作,并對地圖進(jìn)行多種修飾;還可通過ArcObjects的Output 庫實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)格式的保存和輸出,采用IExport接口生成當(dāng)前ActiveView中的圖像并保存10種格式。輸出的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括地圖、報表、圖片和文字說明等。

      3.3數(shù)據(jù)庫建立

      班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫,針對不同的數(shù)據(jù)類型分別存儲在不同的數(shù)據(jù)模型庫中。ArcSDE是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中管理地理數(shù)據(jù)庫的接口[5],使用Geodatabase數(shù)據(jù)模型存儲和管理地理信息[6],本系統(tǒng)采用ArcSDE+Oracle作為數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺,考慮到今后可對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展所以沒有選擇Access,但如果前期數(shù)據(jù)量很少可以使用Access數(shù)據(jù)庫,之后再導(dǎo)入Oracle中。

      數(shù)據(jù)庫中屬性數(shù)據(jù)主要包括:不同時間草地類型、生物量等監(jiān)測數(shù)據(jù),草地分布、水文、基質(zhì)以及土地利用數(shù)據(jù),草地資源評價數(shù)據(jù),草地病蟲害防治數(shù)據(jù),相關(guān)法規(guī)政策和該縣的統(tǒng)計資料等數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)主要包括:DEM數(shù)據(jù)、地形專題圖、植被分布影像和其他遙感影像資料等數(shù)據(jù)。

      4結(jié)語

      使用組件式GIS開發(fā)系統(tǒng)不但可提高開發(fā)效率還可增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性,應(yīng)用ArcObjects的開發(fā)方法可以實現(xiàn)GIS的幾乎全部功能,并很方便的把數(shù)據(jù)模型和系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,還可利用三維顯示控件直觀顯示數(shù)據(jù)信息。班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)利用GIS技術(shù)可以實現(xiàn)對草地資源和動態(tài)退化的監(jiān)測分析,并對該縣的草地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行評價,系統(tǒng)的構(gòu)建可為當(dāng)?shù)毓芾聿块T提供一個分析管理動態(tài)空間數(shù)據(jù)的數(shù)字化平臺,便于對草地退化等引發(fā)的問題提供決策性支持,可以科學(xué)的管理和改善牧區(qū)的生態(tài)環(huán)境以及實現(xiàn)草地生產(chǎn)利用的可持續(xù)發(fā)展。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 《西藏年鑒》編委會.西藏年鑒[M].西藏人民出版社,2012.

      [2] 西藏自治區(qū)統(tǒng)計局.西藏統(tǒng)計年鑒2011[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,2011.

      [3] 高青,何政偉,李璇瓊,等.藏北班戈縣草地退化及防護(hù)措施研究[J].人民黃河,2012,34(6):101-104.

      [4] 洪金益,謝琨磊,曾詳坤.基于VB和Arcobjects的組件式地理信息系統(tǒng)開發(fā)[J].地理空間信息,2006,4(4):6-8.

      [5] 朱政.ArcGISEngine的開發(fā)與部署[M].北京:ESRI中國(北京)

      有限公司,2004.

      [6] ZEILER M.為我們的世界建模:ESRI地理數(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計指南[M].北京:人民郵電出版社,2004.

      endprint

      班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是在班戈縣遙感影像信息、各類地圖數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和觀測站實測數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)上建立的綜合性、動態(tài)性信息系統(tǒng),是結(jié)合GIS和.NET Framwork構(gòu)建的數(shù)字化應(yīng)用型信息平臺。系統(tǒng)采用ArcObjects和C#.net相結(jié)合的開發(fā)方式,其體系結(jié)構(gòu)為3層應(yīng)用結(jié)構(gòu),使組件層位于用戶客戶端和數(shù)據(jù)庫之間,根據(jù)實際需要的功能利用ArcObjects控件開發(fā)自主獨(dú)立的功能界面,使其具有ArcGIS的服務(wù)平臺功能,相關(guān)收集整理的空間數(shù)據(jù)存儲在Geodatabase中,其他屬性數(shù)據(jù)則在Oracle中存儲,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

      該系統(tǒng)的建立是為實現(xiàn)班戈縣草地資源監(jiān)測、草地退化分析預(yù)測和相關(guān)決策性服務(wù)的基礎(chǔ)信息平臺,可為那曲地區(qū)草地資源開發(fā)利用和可持續(xù)發(fā)展研究構(gòu)建基礎(chǔ)平臺,并實現(xiàn)對牧區(qū)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和生活的數(shù)字化研究。

      2.2系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

      根據(jù)班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)需求進(jìn)行分析,可把系統(tǒng)分成數(shù)據(jù)采集、處理、業(yè)務(wù)處理和決策分析四部分,該系統(tǒng)可劃分為4個子系統(tǒng):空間分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、草地動態(tài)變化空間模型和數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要以數(shù)據(jù)視圖和版面設(shè)計為基礎(chǔ)來實現(xiàn)對班戈縣草地資源動態(tài)監(jiān)測,管理草地資源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并應(yīng)用模型計算草地動態(tài)退化數(shù)據(jù),根據(jù)實測數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分析,把結(jié)果以制圖、報表和文字說明等形式顯示。系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)視圖、信息輸出、版面設(shè)計和系統(tǒng)幫助4個功能模塊組成,其功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

      3班戈縣草地檢測系統(tǒng)功能實現(xiàn)

      3.1系統(tǒng)設(shè)計原則

      為了實現(xiàn)對系統(tǒng)科學(xué)的管理并在今后對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展,班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)遵循以下設(shè)計原則:

      1)保證系統(tǒng)運(yùn)行和數(shù)據(jù)的安全性,按照規(guī)范的代碼和設(shè)計使每個功能根據(jù)獨(dú)立的控件進(jìn)行開發(fā)。所有數(shù)據(jù)錄入應(yīng)符合GIS的基本要求和標(biāo)準(zhǔn),遵守國家規(guī)定的規(guī)范。

      2)系統(tǒng)開發(fā)必須滿足用戶的需求,應(yīng)保證各項功能簡潔,易于操作,并具備一般GIS的功能。

      3)系統(tǒng)采取模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,可為系統(tǒng)今后的擴(kuò)展增加空間。

      4)保證系統(tǒng)在開發(fā)過程中盡可能減少人力、財力和物力的浪費(fèi)。

      3.2基本功能

      應(yīng)用ArcObjects提供的Map Control控件、Page Layout Control控件和核心組件庫來實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能。

      3.2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)對不同格式數(shù)據(jù)的瀏覽查看,對加載的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇區(qū)域的屬性信息顯示、查詢,還可應(yīng)用DataSourceRaster庫完成柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。對地理信息數(shù)據(jù)的瀏覽查詢功能可使用IGxDialog方法來選擇要素類,并將數(shù)據(jù)加載到Map Control中;對數(shù)據(jù)視圖的操作可在Map Control控件的OnMouseMove、OnMouseDown和OnMouseUp事件下完成;可通過樹形目錄TreeView事件加載圖層地理數(shù)據(jù),還可對多個圖層進(jìn)行刪除、編輯等操作;對屬性數(shù)據(jù)的管理可通過查詢、對象選擇等功能實現(xiàn)。

      3.2.2草地動態(tài)變化空間模型草地退化變化和產(chǎn)草量大小是草地退化動態(tài)研究的重要內(nèi)容,其空間變化主要考慮草地在監(jiān)測期間的類型變化、草地退化等級的變化和修復(fù)后草地退化等級的變化。因此,可借鑒已有的動態(tài)空間模型對該縣各級草地動態(tài)變化和產(chǎn)草量進(jìn)行測算。由于班戈縣的氣候環(huán)境使得該縣存在土壤層剝蝕和流失的現(xiàn)象,隨著時間的推移這種現(xiàn)象會對草地造成很大危害,因此,在數(shù)據(jù)模型建立中,應(yīng)考慮土壤侵蝕度的計算和影響因子的分析,可通過對其進(jìn)行定量評價了解該縣土壤侵蝕度分級和相對應(yīng)的修復(fù)方法。

      3.2.3空間分析通過IMap接口實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)圖層操作,可添加DEM的草地退化地形圖進(jìn)行分析;通過ITopologicalOperator接口實現(xiàn)空間拓?fù)溥\(yùn)算,可針對土壤侵蝕等級高的區(qū)域進(jìn)行緩沖區(qū)分析并制定相關(guān)的修復(fù)措施;應(yīng)用CboOveralyerType控件對多個時間段的草地退化進(jìn)行疊置分析;還可進(jìn)行控價查詢分析等功能。

      3.2.4數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)可在Page Layout Control控件下進(jìn)行專題圖制作,并對地圖進(jìn)行多種修飾;還可通過ArcObjects的Output 庫實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)格式的保存和輸出,采用IExport接口生成當(dāng)前ActiveView中的圖像并保存10種格式。輸出的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括地圖、報表、圖片和文字說明等。

      3.3數(shù)據(jù)庫建立

      班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫,針對不同的數(shù)據(jù)類型分別存儲在不同的數(shù)據(jù)模型庫中。ArcSDE是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中管理地理數(shù)據(jù)庫的接口[5],使用Geodatabase數(shù)據(jù)模型存儲和管理地理信息[6],本系統(tǒng)采用ArcSDE+Oracle作為數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺,考慮到今后可對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展所以沒有選擇Access,但如果前期數(shù)據(jù)量很少可以使用Access數(shù)據(jù)庫,之后再導(dǎo)入Oracle中。

      數(shù)據(jù)庫中屬性數(shù)據(jù)主要包括:不同時間草地類型、生物量等監(jiān)測數(shù)據(jù),草地分布、水文、基質(zhì)以及土地利用數(shù)據(jù),草地資源評價數(shù)據(jù),草地病蟲害防治數(shù)據(jù),相關(guān)法規(guī)政策和該縣的統(tǒng)計資料等數(shù)據(jù)??臻g數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)主要包括:DEM數(shù)據(jù)、地形專題圖、植被分布影像和其他遙感影像資料等數(shù)據(jù)。

      4結(jié)語

      使用組件式GIS開發(fā)系統(tǒng)不但可提高開發(fā)效率還可增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性,應(yīng)用ArcObjects的開發(fā)方法可以實現(xiàn)GIS的幾乎全部功能,并很方便的把數(shù)據(jù)模型和系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,還可利用三維顯示控件直觀顯示數(shù)據(jù)信息。班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)利用GIS技術(shù)可以實現(xiàn)對草地資源和動態(tài)退化的監(jiān)測分析,并對該縣的草地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行評價,系統(tǒng)的構(gòu)建可為當(dāng)?shù)毓芾聿块T提供一個分析管理動態(tài)空間數(shù)據(jù)的數(shù)字化平臺,便于對草地退化等引發(fā)的問題提供決策性支持,可以科學(xué)的管理和改善牧區(qū)的生態(tài)環(huán)境以及實現(xiàn)草地生產(chǎn)利用的可持續(xù)發(fā)展。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 《西藏年鑒》編委會.西藏年鑒[M].西藏人民出版社,2012.

      [2] 西藏自治區(qū)統(tǒng)計局.西藏統(tǒng)計年鑒2011[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,2011.

      [3] 高青,何政偉,李璇瓊,等.藏北班戈縣草地退化及防護(hù)措施研究[J].人民黃河,2012,34(6):101-104.

      [4] 洪金益,謝琨磊,曾詳坤.基于VB和Arcobjects的組件式地理信息系統(tǒng)開發(fā)[J].地理空間信息,2006,4(4):6-8.

      [5] 朱政.ArcGISEngine的開發(fā)與部署[M].北京:ESRI中國(北京)

      有限公司,2004.

      [6] ZEILER M.為我們的世界建模:ESRI地理數(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計指南[M].北京:人民郵電出版社,2004.

      endprint

      班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是在班戈縣遙感影像信息、各類地圖數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和觀測站實測數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)上建立的綜合性、動態(tài)性信息系統(tǒng),是結(jié)合GIS和.NET Framwork構(gòu)建的數(shù)字化應(yīng)用型信息平臺。系統(tǒng)采用ArcObjects和C#.net相結(jié)合的開發(fā)方式,其體系結(jié)構(gòu)為3層應(yīng)用結(jié)構(gòu),使組件層位于用戶客戶端和數(shù)據(jù)庫之間,根據(jù)實際需要的功能利用ArcObjects控件開發(fā)自主獨(dú)立的功能界面,使其具有ArcGIS的服務(wù)平臺功能,相關(guān)收集整理的空間數(shù)據(jù)存儲在Geodatabase中,其他屬性數(shù)據(jù)則在Oracle中存儲,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

      該系統(tǒng)的建立是為實現(xiàn)班戈縣草地資源監(jiān)測、草地退化分析預(yù)測和相關(guān)決策性服務(wù)的基礎(chǔ)信息平臺,可為那曲地區(qū)草地資源開發(fā)利用和可持續(xù)發(fā)展研究構(gòu)建基礎(chǔ)平臺,并實現(xiàn)對牧區(qū)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和生活的數(shù)字化研究。

      2.2系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

      根據(jù)班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)需求進(jìn)行分析,可把系統(tǒng)分成數(shù)據(jù)采集、處理、業(yè)務(wù)處理和決策分析四部分,該系統(tǒng)可劃分為4個子系統(tǒng):空間分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、草地動態(tài)變化空間模型和數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要以數(shù)據(jù)視圖和版面設(shè)計為基礎(chǔ)來實現(xiàn)對班戈縣草地資源動態(tài)監(jiān)測,管理草地資源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并應(yīng)用模型計算草地動態(tài)退化數(shù)據(jù),根據(jù)實測數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分析,把結(jié)果以制圖、報表和文字說明等形式顯示。系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)視圖、信息輸出、版面設(shè)計和系統(tǒng)幫助4個功能模塊組成,其功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

      3班戈縣草地檢測系統(tǒng)功能實現(xiàn)

      3.1系統(tǒng)設(shè)計原則

      為了實現(xiàn)對系統(tǒng)科學(xué)的管理并在今后對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展,班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)遵循以下設(shè)計原則:

      1)保證系統(tǒng)運(yùn)行和數(shù)據(jù)的安全性,按照規(guī)范的代碼和設(shè)計使每個功能根據(jù)獨(dú)立的控件進(jìn)行開發(fā)。所有數(shù)據(jù)錄入應(yīng)符合GIS的基本要求和標(biāo)準(zhǔn),遵守國家規(guī)定的規(guī)范。

      2)系統(tǒng)開發(fā)必須滿足用戶的需求,應(yīng)保證各項功能簡潔,易于操作,并具備一般GIS的功能。

      3)系統(tǒng)采取模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,可為系統(tǒng)今后的擴(kuò)展增加空間。

      4)保證系統(tǒng)在開發(fā)過程中盡可能減少人力、財力和物力的浪費(fèi)。

      3.2基本功能

      應(yīng)用ArcObjects提供的Map Control控件、Page Layout Control控件和核心組件庫來實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能。

      3.2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)對不同格式數(shù)據(jù)的瀏覽查看,對加載的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇區(qū)域的屬性信息顯示、查詢,還可應(yīng)用DataSourceRaster庫完成柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。對地理信息數(shù)據(jù)的瀏覽查詢功能可使用IGxDialog方法來選擇要素類,并將數(shù)據(jù)加載到Map Control中;對數(shù)據(jù)視圖的操作可在Map Control控件的OnMouseMove、OnMouseDown和OnMouseUp事件下完成;可通過樹形目錄TreeView事件加載圖層地理數(shù)據(jù),還可對多個圖層進(jìn)行刪除、編輯等操作;對屬性數(shù)據(jù)的管理可通過查詢、對象選擇等功能實現(xiàn)。

      3.2.2草地動態(tài)變化空間模型草地退化變化和產(chǎn)草量大小是草地退化動態(tài)研究的重要內(nèi)容,其空間變化主要考慮草地在監(jiān)測期間的類型變化、草地退化等級的變化和修復(fù)后草地退化等級的變化。因此,可借鑒已有的動態(tài)空間模型對該縣各級草地動態(tài)變化和產(chǎn)草量進(jìn)行測算。由于班戈縣的氣候環(huán)境使得該縣存在土壤層剝蝕和流失的現(xiàn)象,隨著時間的推移這種現(xiàn)象會對草地造成很大危害,因此,在數(shù)據(jù)模型建立中,應(yīng)考慮土壤侵蝕度的計算和影響因子的分析,可通過對其進(jìn)行定量評價了解該縣土壤侵蝕度分級和相對應(yīng)的修復(fù)方法。

      3.2.3空間分析通過IMap接口實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)圖層操作,可添加DEM的草地退化地形圖進(jìn)行分析;通過ITopologicalOperator接口實現(xiàn)空間拓?fù)溥\(yùn)算,可針對土壤侵蝕等級高的區(qū)域進(jìn)行緩沖區(qū)分析并制定相關(guān)的修復(fù)措施;應(yīng)用CboOveralyerType控件對多個時間段的草地退化進(jìn)行疊置分析;還可進(jìn)行控價查詢分析等功能。

      3.2.4數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)可在Page Layout Control控件下進(jìn)行專題圖制作,并對地圖進(jìn)行多種修飾;還可通過ArcObjects的Output 庫實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)格式的保存和輸出,采用IExport接口生成當(dāng)前ActiveView中的圖像并保存10種格式。輸出的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括地圖、報表、圖片和文字說明等。

      3.3數(shù)據(jù)庫建立

      班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫,針對不同的數(shù)據(jù)類型分別存儲在不同的數(shù)據(jù)模型庫中。ArcSDE是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中管理地理數(shù)據(jù)庫的接口[5],使用Geodatabase數(shù)據(jù)模型存儲和管理地理信息[6],本系統(tǒng)采用ArcSDE+Oracle作為數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺,考慮到今后可對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展所以沒有選擇Access,但如果前期數(shù)據(jù)量很少可以使用Access數(shù)據(jù)庫,之后再導(dǎo)入Oracle中。

      數(shù)據(jù)庫中屬性數(shù)據(jù)主要包括:不同時間草地類型、生物量等監(jiān)測數(shù)據(jù),草地分布、水文、基質(zhì)以及土地利用數(shù)據(jù),草地資源評價數(shù)據(jù),草地病蟲害防治數(shù)據(jù),相關(guān)法規(guī)政策和該縣的統(tǒng)計資料等數(shù)據(jù)??臻g數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)主要包括:DEM數(shù)據(jù)、地形專題圖、植被分布影像和其他遙感影像資料等數(shù)據(jù)。

      4結(jié)語

      使用組件式GIS開發(fā)系統(tǒng)不但可提高開發(fā)效率還可增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性,應(yīng)用ArcObjects的開發(fā)方法可以實現(xiàn)GIS的幾乎全部功能,并很方便的把數(shù)據(jù)模型和系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,還可利用三維顯示控件直觀顯示數(shù)據(jù)信息。班戈縣草地退化動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)利用GIS技術(shù)可以實現(xiàn)對草地資源和動態(tài)退化的監(jiān)測分析,并對該縣的草地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行評價,系統(tǒng)的構(gòu)建可為當(dāng)?shù)毓芾聿块T提供一個分析管理動態(tài)空間數(shù)據(jù)的數(shù)字化平臺,便于對草地退化等引發(fā)的問題提供決策性支持,可以科學(xué)的管理和改善牧區(qū)的生態(tài)環(huán)境以及實現(xiàn)草地生產(chǎn)利用的可持續(xù)發(fā)展。

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