基于GIS的土地利用现状信息查询系统的设计与开发――以汉川市为例_甜梦文库
基于GIS的土地利用现状信息查询系统的设计与开发――以汉川市为例
湖北大学 硕士学位论文 基于GIS的土地利用现状信息查询系统的设计与开发――以汉川 市为例 姓名：邵娟 申请学位级别：硕士 专业：人文地理学 指导教师：邓文胜
摘要在信息时代的今天，ＧＩＳ的发展正越来越迅速。将ＧＩＳ技术应用于土地利用管理领 域之中，已成为土地利用数据的信息化、数字化的标志，也是对其进行科学管理的重要方式。ＧＩＳ在提高土地利用管理工作的科学性、工作效率和精确度等方面，都提供了极大的技术支持。国外在应用ＧＩＳ辅助土地利用、土地规划方面的研究有着丰富的理论知 识和实践经验，我国现阶段土地利用、规划信息化的研究还处于发展阶段，需要借助于 国外的相关经验。本文从ＧＩＳ在土地利用管理方面的应用及进展入手，探索了ＧＩＳ与土 地利用现状信息管理利用的结合模式，在此基础上设计并部分实现了土地利用现状信息查询系统。在结构上，本文首先概述了研究背景，对“数字地球＂、“数字国土＂、“二次全国土 地调查＂的相关内容进行了介绍：在总结了国内外土地利用ＧＩＳ发展状况之后，引出了 本次工作的研究意义。接着较详细地阐述了ＧＩＳ及土地信息系统的相关理论知识，重点 介绍了组件ＧＩＳ的二次开发形式。最后，结合具体区域的土地利用现状数据，对土地利 用现状信息查询系统进行了设计和实现。 从内容上来看，本文根据汉川市土地利用现状数据，利用可视化开发工具，分析和 设计了土地利用现状信息查询系统，并结合土地利用现状数据对部分功能进行了实例演示。该系统尝试采用Ａｃｃｅｓｓ管理属性数据，以Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ６．０为集成开发工具，嵌入ＭＡＰＧＩＳ组件实现了土地利用现状信息的空间数据显示、编辑、查询及制图输出等功能。 对利用ＶＢ进行ＭＡＰＧＩＳ二次开发有一定理论指导意义，同时对其它地区土地利用现状信息管理工作具有一定的借鉴意义。关键字：ＧＩＳ；土地利用；信息管理；ＭＡＰＧＩＳＡｂ ｓｔｒａｃｔＴｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＧＩＳ ｂｅｃａｍｅ ｆａｓｔｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｕｓｅ ａｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．ＧＩＳｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｌａｎｄ ｕｓｅ，ａｎｄ ｉｔｓ ｕｓｉｎｇ ｉｎ ｌａｎｄｉｓ ｓｙｍｂｏｌ ｏｆｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄｄｉｇｉｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄ ｕｓｅ．ＧＩＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｎｅｓｓ，ｗｏｒｋ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｌａｎｄｕｓｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅａｎｄｕｓｅｏｆ ＧＩＳ ｉｎ ｌａｎｄｕｓｅａｎｄｌａｎｄ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｉｎ ａｂｒｏａｄ ｈａｓ ａｂｕｎｄａｎｔｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ；ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ｐｒｉｍａｒｙ ｓｔａｇｅｗｈｉｃｈ ｍｏｓｔｌｙ ｔａｋｅｓ ｆｏｒｅｉｇｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｗｏ ｆａｃｔｏｒｓ ｂａｓｅｄｏｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅｌａｎｄｕｓｅｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｕｓｉｎｇ ｏｆ ＧＩＳ ｉｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ａｎｄ ｔｈｅｎｄｅｓｉｇｎａｎｄ ｐａｒｔｉａｌ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｑｕｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｓｔａｔｕｓ． ｓｔｅｐｓ．Ｔｈｅｆｉｒｓｔ ｓｔｅｐ ｉｓ ｔｈｅ ｓｕｍｍａｒｙ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄＴｈｅＰａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓｉｎ ｆｏｕｒａｎｄｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｅａｒｔｈ，ｄｉｇｉｔａｌ ｌａｎｄａｎｄｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｎａｔｉｏｎａｌｌａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ；ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｓｔｅｐ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｕｓｉｎｇ ｏｆ ＧＩＳ ｉｎ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄａｂｒｏａｄａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ；ｔｈｅｎｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｏｆ ＧＩＳ ａｎｄｌａｎｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｄｅｓｉｇｎｓ ａｎｄｔｈｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＧＩＳ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ；ａｔｑｕｅｒｙｌａｓｔ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｕｓｅ．ｓｙｓｔｅｍｏｆｌａｎｄｕｓｅｓｔａｔｕｓ，ｃｕｒｒｅｎｔｄａｔａ ｏｆ 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指导教师签名：邵柏日期：沁７．６－皇刚艾彬魄沙。７，占?莎１前言１前言１．１研究背景１．１．１数字地球数字地球（Ｄｉ【ｇｉｔａｌ Ｅａｒｔｈ）又可以称为数字世界（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｗｏｒｌｄ）、地球建模（Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｅａｒｔｈ）或者地球信息圈层（Ｉｎｆｏｓｐｈｅｒｅ ｏｆＥａｒｔｈ），其核心内容是全球信息的数字化【ｌ】。通俗地讲，就是将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化通过数字化的方式输入 储存至电脑中，实现数据、信息的共享流通，并最大程度地为人类的生存、可持续发展和同常的工作、生活、娱乐服务。数字地球的核心思想是用数字化的手段来统一处理地球上的自然和社会活动各方面的问题，并最大限度地利用信息资源。其特点是嵌入海量 数据，实现多分辨率、多时空、三维对地球的描述，最终实现虚拟地球【２】。由于数字地 球是建立在计算机网络系统上的信息系统，为了支持数字地球的应用，这个宏大的网络 系统必须要包括信息的获取、处理、表示、存储管理、传输与通信等方面的关键技术。 自１９９８年初美国前副总统戈尔提出“数字地球”的概念至今，已在国际上引起众 多国家的高度重视，世界各国纷纷就数字地球相关理论及其应用展开了全面的研究，成为全球继“信息高速公路＂后又一个热点问题，呈现出十分美好的前景。数字地球可以充分地利用有关整个地球的所有信息，在推动信息产业发展的同时， 推动了社会的进步和经济、科技的发展，对人类社会的可持续发展具有重要的意义【３】。数字地球的具体应用表现在社会生活的各个方面，如通过它可以掌握各地的土地利用状况，政府可以实时的制定有效的措施保障土地的可持续性利用；利用数据模拟环境的变 化对濒危物种的影响，根据结果采用适当的措施保护物种的多样性；利用卫星图像掌握 农作物的生长情况，从而科学地灌溉、施以肥料，保障农作物的丰收：通过虚拟现实技术使人们足不出户便可以到地球的任何地方实现虚拟旅游。总之，数字地球将在可持续 发展决策、土地利用规划、教育、农业以及危机处理等领域产生极大的社会和商业效益。数字地球自提出之后，在美国有了很大的发展，如：洛杉矶城市改造、龙卷风、恐龙生 态环境、拉斯维加斯城市改造等的计算机仿真和虚拟实验取得了很大的成功。我国在数 字地球方面也开始了全方位的研究，如上海市的“紧急事故响应系统”和海南省的“数 字海南＂就是很好的数字地球实例【４】。数字地球是一个庞大的、复杂的人类信息工程，湖北人学硕十学位论文其研究现在还处于初步阶段，在未来的发展中，必定可以逐步地解决环保、灾害管理、自然资源保护、经济与社会的可持续发展以及提高人类生活质量等方面的问题。１．１．２数字国土１９９９年１０月正式启动的数字国土工程是国土资源信息化建设的骨干工程。这项由 国土资源部信息中心牵头，中国地质调查局、中国土地勘测规划院共同承担的项目，从数字地球的战略高度，系统地整合与集成有关地球表层的国土资源空间基础信息。数字国土是数字地球的重要组成部分，是数字地球在国土资源领域的具体体现和应 用。数字国土即国土资源综合信息系统，是以国土资源为研究对象，以遥感技术、地理信息技术、计算机网络技术为支撑，融合多源、多分辨率数据，并可用多媒体和虚拟仿 真技术对成果进行表达，是一个具有空间化、数字化、时问化、网络化和可视化的技术 系统【５１。数字国土本质上是一个巨型的信息系统，具有空间性、数字性、时间性和整体性的 特点，其涵盖的数据具有分布式的数据结构，以影像、图形、图表和文本报告的形式向 外界提供数据、信息和知识的服务。数字国土中的数据和信息按照不同的级别为用户提供不同的使用权限，任何一个用户都可以根据自己的权限实时的查询和调用其中的信息。 数字国土工程的提出，旨在实现国土资源调查评价资料的数字化，全面促进国土资源调查评价信息化、政府管理信息化和信息服务社会化，解决我国存在的海量地学数据 分散、保存方法落后、查询困难、利用率低等问题，实现为政府决策提供信息服务的实 时性和为社会服务的广泛性，将已有国土资源信息进行分析筛选并将其数字化；建成基 于ＧＩＳ平台具有信息管理、综合分析和评价功能的国土资源基础数据库、图形图件库； 实现实施过程和调查结果的数字化和网络化；建立资料汇总、交流和共享制度；向国家 和社会提供国土资源的基础资料和相关信息服务【６】。 到目前为止，国土资源部信息中心组织完成了６０余项标准研制，并已在信息化建设中发挥着重要作用。其中以部发文施行的有《国土资源信息化标准化指南》，并发布 了《国土资源信息核心元数据标准》、《土地利用数据库标准》、《城镇地籍数据库标准》等３项行业标准。这些标准的完成已经在信息化建设中为规范和指导全国国土资源数据 库、业务应用系统、信息服务和网络系统建设，实现系统之间数据互联、互通和互操作， 以及国土资源信息的广泛共享发挥着重要作用，为国土资源信息化建设全面部署和实施２１前言奠定了良好的技术保障。１．１．３二次全国土地调查１９８４年至１９９６年的１２年间，我国开展了第一次全国土地利用现状调查（即土地详 查），基本查清了当时我国的土地利用类型、分布、面积、权属和利用状况。自１９９６年以来，每年都进行全国土地利用的变更调查，反映出农用地、建设用地等变化情况，为宏观调控和土地规划管理及合理利用提供基础数据。然而，随着我国经济社会的快速发 展，之前的土地利用调查数据，已不能切实的反映土地利用现状，难以满足新形势下节 约集约用地的需要。开展第二次全国土地调查，全面、准确、及时地掌握土地利用状况， 成为国土资源管理和经济社会发展的需要。这一项工作就是通过规划管理来合理利用土地及矿产资源，在国土资源系统成立二十多年之后的今天，迫切需要土地部门开展这样 一次土地调查，以收集足够的资料建设国土资源信息数据库，这是土地管理发展的必然 趋势和迫切要求。数据库的建设使土地资料的建设、更新、查询更为方便，可以极大地 提高以后土地管理的工作效率。 ２００６年底，国务院下发《国务院关于开展第二次全国土地调查的通知》（以下简称 《通知》），《通知》中要求：第二次全国土地调查要在２００７年７年至２００９年６月之间， 各地组织开展调查及数据库的建设，完成全国范围内的调查工作；２００９年的下半年，各 地对调查成果进行整理，并以２００９年１０月３１日为调查的标准时点，统一进行变更调查数据更新，向国土资源部汇交成果，由国土资源部汇总形成的调查成果。此次土地调 查的目的是：全面查清目前全国土地利用状况，掌握真实的土地基础数据，建立和完善 土地调查、统计和登记制度，建立土地利用数据库和数据更新制度，实现土地资源信息的社会化服务，满足经济社会发展及国土资源管理的需要。按照国务院有关要求，第二次全国土地调查主要包括农村土地调查、城镇土地调查、基本农田状况调查等方面，其 中农村土地调查是重点。第二次全国土地调查的内容包括：在全国范围内利用遥感等先 进技术，以正摄影像图为基础，逐地块实地调查土地的地类和面积，掌握全国耕地、园地、 林地、工业用地、基础设施用地、金融商业服务、开发园区、房地产以及未利用土地等 各类用地的分布和利用状况；逐地块调查全国城乡各类土地的所有权和使用权状况，掌 握国有土地使用权和农村集体土地所有权状况；调查全国基本农田的数量、分布和保护 状况，对每一块基本农田上图、登记、造册：建立互联共享的覆盖国家、省、市（地）、 县四级的集影像、图形、地类、面积和权属为一体的土地调查数据库；建立土地资源变湖北人学硕十学位论文化信息的调查统计、及时监测与快速更新机制【７１。１．２国内外土地利用的Ｇ Ｉ Ｓ研究现状 １．２．１国内土地利用的ＧＩＳ研究现状我国地理信息系统发展起步较晚，但是发展速度较快。我国地理信息系统方面的工 作始于上世纪７０年代初，开始于探讨计算机在地图制作和遥感领域的应用。１９７２年开 始研制制图自动化系列，１９７４年引进美国地球资源卫星ＭＳＳ图像并开展了卫星图像处 理和分析工作。１９７７年我国诞生了第一张由计算机输出的全要素地图，并研究利用统计 数据的计算机处理技术。我国地理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划的开始，地理信息系统研究作为政府行为，正式列入国家科技攻关计划，开始了有计划、有 组织、有目标的科学研究、应用实验和工程建设工作【８】。许多部门同时展开了地理信息 系统研究与开发工作。上世纪８０年代我国进入了实验与分散试验阶段，在这期间典型 的研究有：渡口１２滩遥感与地理信息系统典型实验、黄土高原水土流失信息系统、北京 大学ＰＵＲＳＩＳ系统、中科院ＭＣＧＩＳ系统、原国家土地局土地详查系统。上世纪９０年代 起，地理信息系统步入快速发展阶段，从初步发展时期的研究实验、局部应用向实用化 和生产化发展，区域工作重心向经济相对发达、技术力量雄厚、需求更急迫的地区和城市转移。 １９９４年中国ＧＩＳ协会在北京成立，标志中国ＧＩＳ行业已形成～定规模。九五期间， 国家将地理信息系统的研究应用作为重中之重的项目予以支持，１９９６年，为支持国产 ＧＩＳ软件的发展，原国家科委开始组织软件评测，并组织应用示范工程。这一系列的举 措极大的促进了国产ＧＩＳ软件的发展与ＧＩＳ的应用。我国自主研发的具有自主知识产权的地理信息系统软件有：ＣＩＴＹＳＴＡＲ、ＭＡＰＧＩＳ等。１９９８年，国产软件打破国外软件的垄断，在国内市场的占有率达２５％。地理信息系统在资源调查、评价、管理和监测，在城市的管理、规划和市政工程、行政管理与空间决策、灾害的评估与预测、地籍管理及 土地利用，在交通、农业、公安等诸多领域得到了广泛的应用【９】。地理信息系统开始进 入全面的应用阶段之后，在土地管理方面开始探讨用地理信息系统平台研制小型适用软 件处理土地日常事物，如：地籍管理信息系统、土地利用信息系统、土地评价信息系统、城市规划信息系统等小型系统软件。 在地理信息技术发展的推动下，我国的地理信息技术在土地利用、规划等方面的应４１前言用研究也取得了巨大的成绩，广泛应用于土地适宜性评价、土地利用现状变更调查、土 地利用动态监测、土地利用规划动态管理和信息系统建设方面，并探索３Ｓ的一体化技 术和ＷｅｂＧＩＳ在土地利用规划中的应用等【１ ０１。黄杏元【１¨、宋如华‘１２】等运用ＧＩＳ进行区 域土地资源的适宜性评价及空间布局研究；沈非【１３１、王晓栋【１４１、徐涵秋【１５】、任维春【Ｉｑ等利用３Ｓ技术进行土地利用变化信息提取和动态监测方面的研究；罗梅【１７１、吴良林【１８】、 程雄【１９１等探讨了ＧＩＳ技术在土地利用规划中的应用；李巧玲【２０１、赵耀龙【２ｌ】、李满春【２２】等探讨了ＧＩＳ技术在土地利用规划信息系统管理和设计方面的应用；袁占良、张光胜【２３】 等则探讨了Ｉｎｔｅｍｅｔ下土地利用规划信息系统应用模型研究：陈丽、师学义【２４彩】等探讨 了县级土地利用规划信息系统的构建；严泰来编著的《土地信息系统》、王人潮编著的 《农业资源信息系统》、刘耀林等出版的《土地信息系统》等则系统地探讨了土地利用 规划信息系统的开发和建设问题；刘耀林等出版的《土地信息学》详细的阐述了土地信 息相关的理论知识和方法模型。由国土资源部和武汉中地信息公司合作，在ＭＡＰＧＩＳ 地理信息系统的基础上，开发出了土地利用现状的应用系统，有力地推动了土地变更工作和土地资源管理的信息化，同时，也为土地利用总体规划信息系统的建设提供了基础；２００２年国土资源部发布了《国土资源部办公厅关于开展土地利用规划管理信息系统建设 工作的通知》（国土资源厅发［２００２］７２号），并于２００２年６月颁布了《县（市）级土地 利用规划管理信息系统建设指南》（试行）和《县（市）级土地利用规划数据库建设标准》，指导和规范了土地利用规划管理信息系统的建设。另外，我国已将土地信息系统的建设纳入了新的《土地管理法》，沿海发达地区也早已将高新技术应用于土地管理事业的日常工作中，并取得了显著的效益。１．２．２国外土地利用的ＧＩＳ研究现状ＧＩＳ的出现是信息技术及其应用发展到一定程度的必然产物。ＧＩＳ技术应用于土地利用规划首先出现在加拿大：１９６２年，加拿大的ＲｏｇｅｒＥＴｏｍｌｉｎｓｏｎ提出利用数字计算机处理和分析大量的土地利用地图数据，并建议加拿大土地调查局建立加拿大地理信息系统（ＣＧＩＳ），以实现专题地图的叠加、面积量算、自然资源的管理和规划等【２卅；加拿大于１９７１年提出以土地数据处理为主要内容的地理信息系统，成为国际上最早建立的、 较为完善、实用性的专题地理信息系统，为准确、迅速的处理地理信息奠定了基础。与 此同时，美国的ＤｕａｎｅＥ Ｍａｒｂｌｅ在美国西北大学研究利用数字计算机研制数据处理软件系统，以支持大规模城市交通研究，并提出建立地理信息系统的思想。７０年代是地理信湖北人学硕十学位论文息系统走向实用的发展期，美国、加拿大、英国、西德、瑞典和日本等国对ＧＩＳ的研究 均投入了大量人力、物力和财力。到１９７２年ＣＧＩＳ全面投入运行与使用，成为世界上第 一个运行型的地理信息系统。 经过这些年来地理信息技术的发展，其应用已在城市管理、农林业管理、环境及生 态管理信息系统中有了成功的应用经验，在土地规划方面更是结合计算机技术和数学模型方法，广泛地应用了地理信息技术。Ｖｅｒｆｕｒａ等认为在美国威斯康星州Ｄａｎｅ县的土地 信息系统在自然资源受到威胁的地方，可用于多用途规划，用于农村土地规划，为决策者 提供信息【２７】：Ｘｉｎｇ等应用ＧＩＳ和多目标模型来预测土地利用中引起争地矛盾的原因，据 此得出解决的策略【２８之９】；Ｓｔａｒｋ探讨了在德国应用ＧＩＳ分析农场管理、土地规划中争地矛盾和保护土地，以及公共事业的大工程对土地需求的计算【３０。３１】；Ｓｈａｒｉｆｉ等探讨了把土地利用动态规划系统用于作为农场土地配置的决策支持系统，这个模型是由具有决策模型的ＧＩＳ和综合规划模型组成，综合规划模式又包括作物生长模式、线性规划模型和使 规划设计转为可操作规划的空间配置决策模式【３列；Ｃｈｕｖｌｅｃｏ应用线性规划作为ＧＩＳ分析工具，对空间属性进行优化和变量组合，并在西班牙进行土地规划试验研列３３】；英国Ｓｔｒａｔｈｃｌｄｅ大学和苏格兰资源利用研究所的斯莱瑟教授等提出了“提高人口承载力备择方 案的ＥＣＣＯ模型”，它通过系统动力学模型，模拟不同备择方案下人口变化与承载力之间的动态变化关系，可用于辅助作出合理规划土地的决剩３４】；Ｂｅｌｌａｍｙ在澳大利亚北部通过数据库决策支持系统（ＤＳＳ）评价草地资源规划的合理性，包括成本、收益、风险和对环境的影响【３５】；Ｃａｐａｌｂｏ等应用计算机，采用数学模拟的方法评价美国蒙大拿州旱地资源的 规划问题，尤其是土地规划对农场收益、环境和作物轮作系统的影响【３６１。１．３研究意义本研究是探讨运用地理信息系统技术在土地利用现状研究上的应用，以推进区域土 地的合理利用，推进土地规划的编制、修订、实施管理的信息化。科学的土地利用规划 是促进城乡建设合理有序进行的重要手段，是土地开发等各项土地利用活动的基本依 据，是经济社会可持续发展的重要保障，是土地管理和依法行政的基本依据，具有十分 重要的作用。新时期的土地利用规划编制在理念和方法上都需要实现突破和创新，保护 耕地、发展经济和改善环境早已成为规划的三大目标。近年来，地理信息技术在土地利 用规划的应用收到了良好的效果，不仅可以提高规划管理水平和管理效率，而且可以拓 宽规划的功能和作用，适应经济社会可持续发展的客观要求。在一定规划区域内，根据６１前言当地的自然条件和社会经济条件，对土地资源的合理配置以及对土地的开发、利用、整 治、保护进行统筹协调，不仅是土地管理的内在要求，也是我国社会经济可持续发展的 必然要求。实时快速地掌握土地利用的现状信息，不仅为制定土地利用总体规划，划定基本农田保护区，合理利用和开发土地提供可靠的依据；同时为各级政府部门提高了准确的各类土地面积等资料，为制定土地利用规划、区域规划、农业规划等提供科学的依据，土地利用现状数据已经成为土地管理工作中的一项基础数据。另外，随着计算机软件开发技术的组件化趋势，ＧＩＳ开发技术的组件化逐渐成为时尚，ＧＩＳ应用系统的组件式开发也成为未来ＧＩＳ开发的发展方向。 所以，基于ＧＩＳ技术对土地利用现状查询系统的设计和开发具有一定的理论意义和 现实意义。７湖北人学硕ｊＩ：学位论文２基于ＧＩＳ的土地利用研究２．１Ｇ ＩＳ概述地理信息系统，简称ＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ），是六十年代丌始迅速 发展起来的地理学研究技术，是多种学科交叉的产物。其定义包括两个部分：一方面， 地理信息系统是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提 供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统【３７】。也 可简单定义为：“用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信 息系统【３８】”。地理信息系统由三个部分组成，计算机软硬件系统、地理信息数据库系统、应用操 作人员与相关组织机构。计算机系统硬件部分包括用于执行程序的中央处理器、保存数 据和程序的存储设备、数据输入输出的外围设备，软件用于支持信息的采集、处理、存 储管理及输出的计算机程序系统；地理数据分为空间数据和属性数据，空间数据采用栅格或矢量格式的形式，表现出地理空间实体的位置、大小、形状、方向及拓扑几何关系；应用操作人员包括系统的设计、运行和使用者。数据库系统处于核心地位，应用操作人 员通过软件和硬件来操作数据库中的数据。由于地理信息系统发展的多源性，其功能具有可扩充性及应用的广泛性。但一般来 讲，一个ＧＩＳ软件系统应该具有如下五项基本的功能［３９－４０］： （１）数据的采集、检验与编辑。主要用于获耿数据，保证地理信息系统数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。数据采集的方式和技术有 很多，如仅用于地理信息系统的手扶跟踪数字化仪，还有更加智能化的自动化扫描输入与遥感数据集等。数据的编辑包括图形编辑和属性编辑。属性编辑主要与数据库管理结 合在一起完成，图形编辑包括拓扑关系建立、图幅拼接、误差校正等功能。（２）数据的格式化、转换、概括，通常也称为数据的处理。数据的格式化指不同数据结构的数据之间的变换；数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变化等，格式转化如矢量与栅格之间的相互转化，数据比例尺的变换涉及到比例尺缩放、平移、旋转等， 常用也最重要的是投影变换；数据概括包括数据平滑、特征集结等。 （３）数据的存储与组织。数据的有效组织与管理，主要提供空间与非空间数据的存２基丁二ＧＩＳ的十地利Ｊ｝Ｊ研究储、修改和更新的能力，是ＧＩＳ系统应用成功与否的关键。这是一个数据集成的过程，涉及到空间数据和属性数据的组织。栅格数据结构、矢量数据结构、矢栅一体化数据结 构是主要的ＧＩＳ数据结构。在目前广泛使用的ＧＩＳ软件大多数采用空间分区、专题分层 的数据组织方法，用ＧＩＳ管理空间数据，用关系数据库管理属性数据。 （４）数据的查询与分析。这是ＧＩＳ的核心功能，也是ＧＩＳ区别于其他信息系统的本质特征。ＧＩＳ的空间分析可分为空间检索、空间拓扑叠加分析和空间模型分析三个层次 的内容：空间检索包括图属互查；拓扑叠加分析实现点、线、面或图像的相交、相减、合并以及属性的空间连接；模型分析如数字地形高程分析、缓冲区分析、网络分析等。（５）数据的可视化表达与输出。用户可以根据不同的需要，以人机交互的方式选择 显示的对象与形式，ＧＩＳ除提供计算机屏幕显示外，也可以提供文字报告、表格、地图等成果的输出。随着计算机和信息技术的快速发展，近年来ＧＩＳ技术得到了迅猛的发展。ＧＩＳ系统 正朝着大型化、社会化方向不断发展着。“大型化”体现在系统和数据规模两个方面， 如美国内务部土地管理局的自动土地与矿产资源系统（ＡＬＭＲＳ）和森林局６１５工程；“社 会化＂则要求ＧＩＳ要面向整个社会，满足社会各界对有关地理信息的需求，如香港着手 建立的香港旅游信息系统，游客可以通过触摸屏直接了解香港的地理和旅游信息。简言之就是“开放数据”、“简化操作＂，“面向服务＂，通过网络实现从数据乃至系统之间的完全共享和互动。另外，随着计算机硬件技术的飞速发展，地理信息系统由原来的运行 于图形工作站大多转而面向个人电脑和微型计算机，ＧＩＳ应用日益微机化；计算机网络 技术的发展与普及，促使ＧＩＳ的网络化，使人们也能像在地理信息系统中一样用浏览器 浏览和查询地理信息，甚至进行简单的地理分析；遥感实时、快速和大范围获得地面变 化着的各种地理信息的能力使得遥感和ＧＩＳ相结合的系统在许多关乎国民经济、人民生 命财产安全和国家中、长期战略规划的应用中表现出无可比拟的优越性，ＧＩＳ与ＧＰＳ 相结合的系统在城市交通管理、智能化交通指挥中显示了强大的功能，也是ＧＩＳ当前应 用领域发展的重要方向之一。随着地理信息系统应用的不断扩展和深入，对ＧＩＳ的智能化程度的需求也越来越高。９湖北人学硕十学位论文２．２基于Ｇ Ｉ Ｓ土地利用信息的研究 ２．２．１土地利用的概念人类社会发展离不开土地，没有土地也就没有人类，土地利用随着人类的出现而产生。人类为了～定的社会或者是经济方面的目的，会通过利用、改造等活动，从土地上 获得更多的资源。土地利用既要受到自然条件的制约，同时也会受社会、经济、技术条件的影响，这就决定了它既是一个将土地的自然生态系统变为人工生态系统的过程，也 是一个自然、经济、社会诸多因素共同作用下的复杂过程。土地利用的广度、深度和合 理利用的程度，是一个国家国民经济各部门生产建设规模、水平和特点的集中反映。随着城市化、工业化的发展以及人口数量的同益增长，协调好人地关系已经成为当前的迫 切问题。学术界对土地利用概念存在下列代表性的观点：（１）土地利用是人类通过与土地结合获得物质产品和服务的经济活动过程；（２）土地利用是指人类对特定土地投入劳动力资本，以期从土地得到某种欲望的满足；（３）土地利用是由自然条件和人为干预所决定 的土地功能：（４）土地利用是指在既定时间、空间和特定地点的一切已丌发和空闲土地 的表面状况【４１】：（５）土地利用是指由土地质量特性和社会土地需求协调所决定的土地功能过程，即：人类根据土地质量特性开发利用土地，满足人类生产生活需要；同时利用土地改善环境满足人类生存的需要。土地利用的内容十分复杂，主要包括如下几个方面：（１）土地资源的调查、分类和统计：在一定的行政区域或者自然区域内，弄清各种土地利用类型的面积、分布和利用的状况，一般通过土地利用现状调查来实现：（２）土地利用的现状分析：对土地利用现状调查得到的资料进行整理和分析，包 括土地开发程度的现状、土地利用结构的现状、土地利用效益的现状： （３）土地利用规划：也称为土地规划，是指在土地利用的过程中，为了达到一定的目标，对各类用地的结构和布局进行调整或配置的长期计划，目的是使一定地区的土地资源能够得到合理的组织利用和经营管理； （４）土地开发：采用一定的科学技术手段，扩大对土地的有效利用范围，对尚未 利用的土地进行开垦利用，同时也包括对已利用土地进行整治，以提高土地利用率和集约利用程度；ｌＯ２基ｙ－ＧＩＳ的十地禾ＩＪ ＪｔＪ研究（５）土地保护：对己批准的土地利用总体规划中所确定的各类型土地资源的用途、 面积和布局，依照国家有关规章制度实行管理与保护，以确保土地资源的合理永续利用。２．２．２土地信息学概述土地信息是指表征土地系统各要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律 的数字、文字、图像和图形等的总称【４２】。土地信息用文字、数字、符号、图件等不同形式定性、定量、定位、定时、可视化地全面表征土地的这些属性特征。土地信息表征了 有关土地实体的性质、特征和变化状态，它是对表达土地特征与现象之间关系的土地数 据的解释【４３１。土地信息除了具有信息的共享性、客观性等特征之外，还具有自身独特的性质【４３删：（１）区域分布性：土地信息具有区域性，不同的空间区域由于地理位置、地势等差异 表现出不同的性质，先定位后定性，不可重叠；（２）海量数据：一方面土地信息空间特征与属性特征兼具，另一方面人类通过对土地的长期研究，以及卫星遥感技术利用，已 经积累了大量的相关资料；（３）信息载体的多样性：可以用文字、数字、地图和影像等形式以及纸质、光盘等物理介质载体；（４）多维动态性：土地信息在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构，另外在经济规律及自然规律的作用下表现出动态性，使某些 土地信息呈周期性变化、波动性变化及渐变过程；（５）相关性：由于人类的活动，不仅使相邻或不相邻的土地之间存在某种联系，而且还与社会大系统中的其它因素如社会经 济活动、人口密度、环境状况、国家政策与法规等非空间信息相互影响、相互制约。 土地信息学包括有两层的含义：一方面是描述、采集、管理、分析、处理、表达、应用和传播土地信息的理论和方法的一门新兴交叉学科；另一方面，土地信息学具有技 术系统的特征，它是以土地空间数据库为基础，采用土地分析模型和方法，适时提供多 种空间和动态变化的土地信息，为土地利用研究和土地利用决策服务的计算机系统【棚。 土地信息学的主要内容包括：土地信息的基准、标准、时空变化、认知、不确定性、解 释与反演、表达与可视化等。土地信息学的技术优势在于它的混合数据结构和有效的数据集成、独特的土地空间分析能力、快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、强大的图形创造和可视化表达手段，以及土地过程的演化模拟和空间决策支持功能等。土地信息学方法体系是为土地利用现状调查、地籍管理、土地定级评估、土地利用规划、土地整理、建设用地管理等提供空间分析方法、专题分析模型和智能处理及实现的手段，主要’包括管理方法、评价分析模型和规划与预测模型等。湖北人学硕＋学位论文从当前土地信息学的发展形势来看，信息技术的迅速发展对其产生了深远影响，新技术的应用可以极大地改善土地有关信息的采集、处理以及存储和发布。遥感技术、全球定位系统与土地信息系统技术相融合，是其重要的发展趋势：遥感是土地信息系统重 要的信息源和数据更新手段，土地信息系统则为遥感数据处理提供辅助方法来进行信息的自动提取；利用全球定位系统的接收机可以直接测定地面上任一点的三维坐标；以遥感为主要数据源，利用全球定位系统为遥感数据提供精确的定位及坐标的几何校正，再 结合土地信息系统强大的空间分析功能，为建立土地利用动态监测分析信息系统提供强大的技术支持【４５１。除此以外，土地信息学的发展方向还包括时空土地信息系统、土地信息分析应用模型的建立、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ与土地信息系统的结合等等方面。２．２．３基于ＧＩＳ土地利用信息系统“土地信息系统＂（ＬＩＳ）是基于计算机技术、信息工程技术、网络技术等实现土地空间数据、属性数据的采集、处理、存储、管理、查询、分析、应用和维护更新的动态技术方法【４６１。它是法律、行政和经济决策的工具，也是土地利用规划和发展的辅助工具。 土地信息系统可看作是地理信息系统的一个有机组成部分，ＧＩＳ的设备、技术方法如数 据采集和管理、分析、存储、表达均可适用于土地信息系统【４ ７１。而事实上地理信息系统 的概念产生式，就包含有土地的概念，并以其内涵为主要内容，在一些文献上甚至将地理信息系统与土地信息系统并提，写为ＧＩＳ／ＬＩＳ［４８１。作为采集和提供土地信息的土地信息系统是有效管理土地资源，制定土地有关政策的基础，在土地资源管理中发挥重要的作用。 ＧＩＳ与土地信息系统的相互关联与相似性，确定了ＧＩＳ涉及到的技术在土地相关信息系统的应用具有其它技术无法取代的广泛性和独特性。ＧＩＳ及数据库技术的发展，极 大地改善了土地信息的提取、分析和管理方式【４９】。ＧＩＳ技术应用于土地利用信息管理的主要功能是辅助土地利用规划的编制和修改维护，以及规划后期的成果管理【５０１。将ＧＩＳ技术应用于建立土地利用信息系统，一方面，可以利用ＧＩＳ在建立和分析地理对象之间 的拓扑关系上的强大功能，对各类地物的属性数据及空间分布进行科学的分析；另一方面，ＧＩＳ的图形用户界面能够帮助用户更加直观的了解地物的分布特征。ＧＩＳ的功能包括有数据采集与编辑、信息查询、数据库管理、统计制图、空间分析等，利用这些功能， 土地工作者和用户可以将已编码的空间数据结合在一起，确定数据的地理位置，同时可 以揭示不同的数据、信息之间的相互关系，并对空间数据根据需求来进行分析和运算。１２３基于ＧＩＳ的土地利用现状信息查询系统的分析与设计３基于ＧＩＳ的土地利用现状信息查询系统的分析与设计３．１系统需求分析在对系统进行设计及实现之前，进行必要的需求分析是软件生命期中重要的具有决定性的一步。需求分析是通过对用户要求和用户情况进行调查分析，以此来确定系统的 用户结构、工作流程、应用界面和程序接１：２１的要求，以及系统应该具备的相关功能等【５１１，也就是筹划确定系统能够“做什么＂的问题。 ．在实际土地利用业务管理过程中，土地管理人员需要能够快速便捷的获取土地利用现状的各项信息，并进行有效的查询分析、统计汇总等管理工作，而传统的手工运行管 理模式由于数据获取慢、工作效率低，无法满足这样的需求。因此土地利用现状信息查询系统设计的出发点是要满足土地管理部门在土地信息业务管理的办公自动化需求。系统的设计要达到提高办事效率和减轻业务人员的劳动强度，从而逐步实现土地利用业务管理的信息化。针对以上土地利用信息业务管理工作过程中的需要，本土地利用现状信息查询系统的建立需要满足以下要求： （１）土地利用现状信息管理工作过程中涉及到大量的空间数据和属性数据，系统 应该对各种类型的数据进行全面有效管理，以提高信息管理工作的效率和质量【５２１。系统数据的存储结构应该参照有关的县市级土地利用信息系统数据库标准与信息系统建设标准，有利于数据信息的共享。 （２）针对同常土地利用工作的特点，系统综合应用ＧＩＳ技术、数据库技术，提供方便、高效的土地利用编辑、查询与统计工具来辅助完成信息管理的部分工作【５３】。 （３）将土地利用信息化过程中的成果可视化，实现对成果的管理功能。系统应该 提供丰富的查询、浏览、统计功能以及便捷的图形、报表输出功能。不仅可以提高管理 效率和办公自动化水平，更便于土地利用规划、土地更新调查等工作的实施。 （４）友好方便的访问界面是系统不可缺少的部分，以适当的方式统计和展示相关 信息，以便直观、形象的显示结果。 （５）系统需要具有完善的权限管理功能，各用户根据自身的权限级别对有关数据 进行相应的操作，以保证系统各类数据的安全和维护。湖北人学硕十学位论文３．２系统设计３．２．１系统设计原则为满足土地管理部门的需求，又能取得良好的效益，本系统的设计原则是：科学性、 实用性、可扩展性、开放性、安全性。 科学性原则：系统的设计既要符合信息处理技术的基本法则和要求，又要在系统的软件设计、属性数据的科学分类编码等方面满足当前及今后规范化的土地利用与管理工作的技术准则【４８】，参照行业标准进行设计。为了保证系统的通用性，应该尽量使用统一 规范化的文件资料数据库存储，这样，也能为数据的共享提供可能。实用性原则：在考虑科学性的前提下，还需要结合土地业务部门的实际情况，使系 统实施后能够真正发挥作用，带来真正的效益。界面应清晰美观、简单明了，符合土地 业务人员的使用习惯。 可扩展性原则：信息技术在不断的发展过程当中，土地利用的业务也在发展和改革，因此，技术方案应该保障系统的可扩展性，能够适应发展的业务和技术，达到在今后的 实际运行中易于维护和管理升级。土地利用业务处理要动态、及时地反应出来，可以通 过调整部分内容，适应土地利用的变化而不用进行新的应用开发，提高系统对业务的适应能力和系统的可用性。开放性原则：在模块设计与系统实现过程中充分考虑到开放性，不仅便于系统本身功能的扩充及维护，也便于今后进一步开发的需要，同时也为本系统与其它相关系统的连接预留接口，但是在开放性原则的同时也要保证模块设计具有一定的独立性。安全性原则：系统的安全性应主要体现在数据的安全方面。通过完整有效的多级系统权限控制，保证系统中的数据对不同权限的访问具有不同的属性。系统应能够抵御来自内部或外部的非法入侵，任何超越权限的操作都会被禁止；防止关键数据被非法窃取、 删除、篡改。另外还要保证系统功能的稳定性，满足系统安全的需求。３．２．２系统设计目标土地利用信息系统是采集、处理、分析、管理和应用土地信息的系统，它以计算机 为工具覆盖了土地利用管理的所有领域，整个系统建设的出发点和落脚点都是紧紧围绕 土地利用数据管理和应用而展丌的。它应该能科学存储土地利用信息，支持土地利用管１４３基丁ＧＩＳ的十地利用现状信息查询系统的分析与设计理的业务运行、土地利用专题管理和战略决策；支持国民经济调控和国家管理的有关决 策【５４１。具体说来包括： （１）科学存储土地利用信息，适时更新土地利用数据把多年来的土地利用调查的 原始资料及分析成果存入计算机，使之便于查询、分析。利用“３Ｓ＂技术的支持，快速 地更新土地利用信息系统的数据，使数据符合信息系统的动态特征。 （２）查询检索，掌握土地相关信息。土地利用信息的信息量大，利用先进的数据 库管理技术来管理数据，同时将属性与空间数据联系起来，这样不仅能恢复属性数据在 真实世界中的自然联系，同时方便信息的查询。 （３）支持其他土地管理部门的业务工作及专题管理活动，提供土地、管理、生态 和经济的辅助决策依据。土地利用信息数据是土地管理的各个部门都必不可少的，系统 能够实现对各类土地利用信息的同常管理与实时更新，为土地利用规划的编制、发展生 态经济建设提供辅助决策的依据。 （４）促进数据标准化建设，共享信息资源。土地利用信息系统的建设需要标准化、 规范化，这包括土地利用管理业务的标准化以及数据的标准化，土地利用信息系统的建 设必将促进这些标准化工作的发展。运用最新的网络及网络ＧＩＳ技术，可实现用地、规 划、市政路网及地形等数据的实时、远程交换处理，有效满足业务部门在日常工作中对 图形、属性数据的需要，提高工作效率。 （５）支持土地科学的研究和高新技术的引进。从学科上讲，土地利用信息系统属 于土地科学的一部分，它所容纳的巨大信息量及所采用的先进技术如计算机技术、网络 技术、空间分析技术、决策支持技术等都能很好地推动土地科学的发展。所以现代土地科学的研究，已经离不开地理信息系统技术的支持。而土地利用信息系统具有的广阔发展前景，也为土地科学带来长足发展的机会。 综上所诉，土地利用现状信息查询系统应该实现以下的几个目标： （１）数据采集和编辑：数据采集是县级土地利用现状信息系统的一个重要的功能。 土地利用现状数据复杂，既有属性数据又有空间几何数据，空间数据的采集是其中的重 点和难点：另外，土地利用现状信息都是以图形的形式进行存储和表达的，图形处理是 土地利用事务中的一项重要工作。土地利用现状信息系统的图形处理功能将传统的手工 制图转化为计算机处理，以提高制图的精度和效率。 （２）查询检索：查询检索功能是土地利用现状信息查询系统的重点，系统需要提 供多种灵活的数据查询，主要在县、乡、村的三级范围内土地利用信息的查询检索，既湖北大学硕十学何论文要有属性数据内的查询、图形数据内的查询，也要有图形和属性信息的双向查询。 （３）统计分析和报表的自动生成：土地利用现状信息管理中除了涉及到许多规范 表格外，有时为了某项工作的需要，须生成某些自定义表格对相应信息进行统计，要有县、乡、村三级范围内土地利用数据的统计分析，并能生成相应的文字报表。 （４）土地利用专题地图的生成：土地利用现状图件种类很多，系统的制图功能应 能满足规程、规范的各种要求以及用户的特殊要求来对图形进行编辑，根据管理需要， 生成不同行政单位、级别的土地利用现状及其它专题图，支持各种图形输出设备或图形 输出设备所要求的绘图文件。３．３系统开发方法及平台选择地理信息系统根据其应用特点，可分为两大基本类型：一是应用型地理信息系统， 就是与特定的地理区域相联系的、具有明确应用目的的地理信息系统，或简单地说，就 是广大用户为解决特定应用问题而建立的地理信息系统，可进一步划分为专题型地理信 息系统和区域型地理信息系统：二是工具型地理信息系统，是可以对各种地理空间数据 进行输入、编辑、显示、管理、查询和处理分析，并能用以建立应用型地理信息系统的软件包【５５】，如ＡｒｃＧＩＳ的ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ或Ａｒｃｏｂｊｅｃｔｓ等工具软件包，具有空间数据输入、存储、处理、分析和输出等ＧＩＳ基本功能，用户可以借助这些软件包来方便的实现ＧＩＳ功能。应用型ＧＩＳ开发有三种方式可供选择【５６】：（１）独立开发是指不依赖于任何ＧＩＳ工具软件，从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果输出，所有的算法都由开发者独立设计，然后选用某种程序设计语言 （如Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋、Ｄｅｌｐｈｉ等），在一定的操作系统平台上编程实现。这种方式的好处在于无须依赖任何商业ＧＩＳ工具软件，可减少开发成本，但对于大多数开发者来说，能力、 时间、财力方面的限制使其开发出来的产品很难在功能上与商业化ＧＩＳ工具软件相比，而且在购买ＧＩＳ工具软件上省下的钱可能还抵不上开发者在开发过程中绞尽脑汁所花 的代价。（２）单纯二次开发是指完全借助于ＧＩＳ工具软件提供的开发语言进行应用系统开 发。ＧＩＳ工具软件大多提供了可供用户进行二次开发的宏语言，如ＥＳＲＩ的ＡｒｃＶｉｅｗ提 供了Ａｖｅｎｕｅ语言，Ｍａｐｌｎｆｏ公司研制的Ｍａｐｌｎｆｏ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ提供了ＭａｐＢａｓｉｃ语言等等。用户可以利用这些宏语言，以原ＧＩＳ工具软件为开发平台，开发出自己的针对不同应用对象的应用程序。这种方式省时省心，但进行二次开发的宏语言作为编程语言只能算是１６３基丁ＧＩＳ的十地利用现状信息查’向系统的分析与设计二流，功能极弱，用它们来开发应用程序仍然不尽如人意。（３）集成二次开发是指利用专业的ＧＩＳ工具软件（如Ｍａｐｌｎｆｏ、Ａｒｃｌｎｆｏ等），实现 ＧＩＳ的基本功能，以通用软件开发工具尤其是可视化开发工具，如Ｄｅｌｐｈｉ、ＶｉｓｕａｌＶｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、Ｐｏｗｅｒ Ｃ＋＋、Ｂｕｉｌｄｅｒ等为开发平台，进行二者的集成开发。由于独立开发难度太大，单纯二次开发又受到ＧＩＳ工具提供的编程语言的限制，因此结合ＧＩＳ工具软件与当 今可视化开发语言的集成二次开发方式就成为ＧＩＳ应用开发的主流。它的优点是既可以 充分利用ＧＩＳ工具软件对空间数据库的管理、分析功能，又可以利用其它可视化开发语 言具有的高效、方便等编程优点，集二者之所长，不仅能大大提高应用系统的开发效率， 而且使用可视化软件开发工具开发出来的应用程序具有更好的外观效果，更强大的数据库功能，而且可靠性好、易于移植、便于维护。尤其是使用ＯＣＸ技术利用ＧＩＳ功能组件进行集成开发，更能表现出这些优势。所以本系统建设采用集成二次开发。本系统在Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ系统下，以ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０为基本开发环境，以ＭＡＰＧＩＳＳＤＫ６７组件式ＧＩＳ作为系统ＧＩＳ基本功能实现平台，服务器端数据库采用Ａｃｃｅｓｓ，系统开发路线如图３．１所示：图３－ｌ开发流程图ＭＡＰＧＩＳ组件不依赖于某一种开发语言，它可以直接嵌入到通用的开发环境（如ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ或Ｄｅｌｐｈｉ）中实现ＧＩＳ功能。通过调用ＭＡＰＧＩＳ组件的基本功能，并结合其他专业模型和专业模型分析控件，可以快速地开发ＧＩＳ应用程序，这就大大降低了ＧＩＳ应用系统的开发难度与开发成本。ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ是ＭｉｃｒｏｓｏＲ公司于１９９１年开发出的新一代的高级程序设计语言，其具有可视化、面向对象、事件驱动等功能特点。利用它可 以快速地创建各种应用程序，包括非常流行的多媒体应用和各种图形操作界面程序。迄今，Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ已成为快速应用程序开发工具的代表【５７】。１７湖北人学硕十学位论文４基于ＧＩＳ的土地利用现状信息查询系统实现４．１基于Ｇ Ｉ Ｓ的土地利用现状信息查询系统实现的技术支持在系统集成上，主要采用ＭＡＰＧＩＳ ＳＤＫ６７提供的、建立在ＯＣＸ技术基础上的ＧＩＳ核心功能控件，包括ＥｄｉｔＶｉｅｗ、ＭａｐＴｒｅｅＣｔｒｌ、ＧｉｓＡｔｔＥｄｉｔ等嵌入到Ｖｉｓｕａｌ 化开发工具，并结合ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃＢａｓｉｃ６．０可视６．０本身所提供的常用控件ＭＳＦｌｅｘＧｒｉｄ、Ｔｏｏｌｂａｒ等，进行系统的总体设计，实现地理信息系统的各项功能。４．１．１ＣＯＭ规范与组件ＧＩＳＣＯＭ是组件对象模型（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ Ｍｏｄｅｌ）的英文缩写，是一种允许对象之间跨进程、跨计算机进行交互的技术，是ＯＬＥ和ＡｃｔｉｖｅＸ共同的基础。ＣＯＭ不是一种 面向对象的语言，而是一种二进制标准，它定义了组件对象之间基于这些技术标准进行 交互的方法。ＣＯＭ标准包括规范和实现两大部分，规范部分定义了组件和组件之间通 信的机制，实现部分是ＣＯＭ库，ＣＯＭ库为ＣＯＭ规范的具体实现提供一些核心服务【５３】。 ＣＯＭ规范具有语言无关性、进行透明性和可重用性。在ＣＯＭ构架下，可以开发出各种功能专一的组件，然后将它们按照需求集成起来，构成复杂的应用系统。由此能带来 很多好处：可以将系统中的组件用新的替换掉，以便随时进行系统的升级和定制；可以在多个应用系统中重复利用同一个组件；可以方便的将应用系统扩展到网络环境下【５引。 ＡｃｔｉｖｅＸ是微软公司的组件技术标准，实际上是ＯＬＥ的新版本。它使得ＯＬＥ接口加强了对数据和特性的管理，效率更高，而且更加便于进行Ｉｎｔｅｒｎｅｔ互操作。ＡｃｔｉｖｅＸ控件是充分利用ＯＬＥ和ＡｃｔｉｖｅＸ技术的自定义控件，是基于与应用程序无关的思想而设 计的，其目标是提供一种面向对象、与操作系统无关、与机器平台无关、可以在应用程 序之间互相访问对象的机制。其开发端和使用端是完全独立的，可以用Ｄｅｌｐｈｉ、ＶＢ等 各种语言来开发，也可以用于不同语言、不同开发平台、不同的系统环境中。一个或多 个ＡｃｔｉｖｅＸ控件会保存在一个动态链接库中，但它是一种特殊的动态链接库，其扩展名 不是ＤＬＬ而是ＯＣＸ。ＡｃｔｉｖｅＸ控件是一种可编程、可重用的基于ＣＯＭ的对象，控件通 过属性、事件、方法等接口与应用程序进行交互。组件ＧＩＳ（ＣＯＭＧＩＳ）是指基于组件对象平台，以一组具有某种标准通信接口的允许跨语言应用的组件提供的ＧＩＳ，这种组件称为ＧＩＳ组件。组件式地理信息系统是面向１８４基ｙ－ＧＩＳ的土地利用现状信息查询系统实现对象技术和组件式软件在地理信息系统软件开发中的具体应用，其技术基础为组件式对 象模型和ＡｃｔｉｖｅＸ控件。组件式ＧＩＳ的基本思想是把ＧＩＳ的各大功能模块划分为几个控 件，每个控件完成不同的功能。各个ＧＩＳ控件之间，以及ＧＩＳ控件与其它非ＧＩＳ控件 之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的ＧＩＳ应用。控件如 同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能（包括ＧＩＳ和非ＧＩＳ功能），根据需要 把实现各种功能的“积木”搭建起来，就构成应用系统【５９１。组件式ＧＩＳ极大地方便了应用和系统集成。４．１．２基于ＶＢ的ＭＡＰＧＩＳ组件开发组件对象模型（ＣＯＭ）技术给程序设计理念带来了新的突破，并且标志着未来应用程序的发展趋势。组件就是一系列软件模块，使用者可以轻而易举的将这些模块组装起来 构建满足需求的、功能强大的应用程序。 ’ＭＡＰＧＩＳ组件开发平台以一系列ＣＯＭ组件和ＡｃｔｉｖｅＸ控件的形式提供了ＧＩＳ基本 功能：包括数据管理组件、图形显示组件、图层管理组件、地图管理组件、图例管理组 件、图像处理组件、图库管理组件、图形编辑控件、工程管理控件、属性编辑控件、属性结构编辑控件等唧】。这些组件（控件）对象关系如图４．１所示：图４一ｌＭＡＰＧＩＳ组件开发平台的组件对象关系略图数据管理组件是整个系统的基础和核心，主要进行空间数据和属性数据的存取和管 理，并提供基本的数据交互功能。数据管理组件定义了ＭＡＰＧＩＳ的基本数据类型和数据结构，封装了对点、线、区、网、表格等工作区的基本操作。１９湖北人学硕十学位论文ＧＩＳ通用功能组件（控件）集合提供了ＭＡＰＧＩＳ平台的通用处理功能。通用功能组件 基于数据管理组件构造而成，它们具有面向通用ＧＩＳ功能：图形显示对象ＭＡＰＧＩＳ封装 了ＧＩＳ的基本显示操作；图层对象Ｌａｙｅｒ封装了点、线、区、网文件的数据管理功能；地图对象Ｍａｐ封装了对ＭＡＰＧＩＳ基本图形的编辑／输出操作和对多个图层的管理功能；图例对象Ｌｅｇｅｎｄ封装了点、线、区图例元素的管理和操作功能，并提供了管理图例文件存储和图例元素的功能；ＭＳＩ对象封装了对图像工作区的操作和显示，并提供了矢量数据和栅格数据的相互转换功能；ＤＢＳ对象封装了操作和显示图库工作区的方法【６¨。同时，ＭＡＰＧＩＳ组件开发平台还提供了几个可视化控件：ＥｄｉｔＶｉｅｗ控件对象包括点 编辑、线编辑、区编辑、数字化、矢量化及其他操作功能；ＭａｐＴｒｅｅＣｔｒｌ控件对象封装 了与Ｍａｐ对象的交互操作功能；ＧｉｓＡｔｔＥｄｉｔ控件对象主要用来浏览和编辑ＭＡＰＧＩＳ属性 数据；ＡｔｔＳｔｒｕｃＥｄｉｔ控件对象主要用来浏览和编辑ＭＡＰＧＩＳ属性结构。 ＭＡＰＧＩＳ组件包含在一系列ＷＩＮＤＯＷＳ动态连接库文件里，ＡｃｔｉｖｅＸ控件则包含在一系列．ＯＣＸ文件中。如下表４．１是ＷＩＮＤＯＷＳ文件与ＭＡｄａＧＩＳ组件的对应关系：表４．１ ＷＩＮＤＯＷＳ文件与ＩＶｌＡＰＧＩＳ组件的对应ＷＩＮＤＯＷＳ文件ＭａｐＧｉｓＢａｓＣｏｍ １．ｄｌｌ ＭａｐＧｉｓＤｓｐＣｏｍ １．ｄｌｌ ＭａｐＧｉｓＬａｙｅｒＣｏｍ １．ｄｌｌ ＭａｐＧｉｓＭａｐＣｏｍ １．ｄｌｌ ＭａｐＧｉｓＤＢＳＣｏｍｌ．ｄｌｌ ＭａｐＧｉｓＲａｓｔｅｒＣｏｍｌ．ｄｌｌＥｄｉｔＶｉｅｗ．ＯＣＸＭＡＰＧＩＳ组件（控件） 数据管理组件 图形显示组件 图层管理组件 地图管理组件、图例管理组件 图库管理组件 图像分析管理组件 图形编辑控件 工程管理控件 属性编辑控件 属性结构编辑控件ＭａｐＴｒｅｅ．ＯＣＸＧｉｓＡｔｔＥｄｉｔ．ＯＣＸ ＡｔｔＳｔｒｕＥｄｉｔ．ＯＣＸ组件化ＭＡＰＧＩＳ集成了更多的先进技术，功能更加强大，使用更加便利。具有二次开发方便、易于集成、无限扩展等特点，具体有以下优点：（１）功能完备：ＭＡＰＧＩＳ以组 件的方式提供了完善的ＧＩＳ功能，包括高性能的空间数据库管理、完备的空间分析工具、２０４基于ＧＩＳ的土地利用现状信息布淘系统实现属性数据分析、网络分析功能、多源图像分析与处理、三维模型显示、地图编辑等；（２）可扩展的体系结构：系统基于的标准是开放的，这就为组件化ＭＡＰＧＩＳ的进一步扩展提供了极大的发挥空间，使得组件化ＭＡＰＧＩＳ很容易与诸如Ｗｅｂ等其他信息服务进行无 缝集成，建立功能丰富的具体ＧＩＳ应用，通过编程语言用户可以定制产品建立客户化的 用户界面；（３）方便的二次开发：作为组件式ＧＩＳ软件丌发工具，以“控件十对象＂的形式，ＭＡＰＧＩＳ支持多种丌发软件，包括ＶｉｓｕａｌＣ＋＋、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、Ｄｅｌｐｈｉ等，软件开发包使开发者可以多层次的访问组件的数据层、表现层和界面层，开发者可以通过 ＭＡＰＧＩＳ的软件开发包开发特定的应用程序。 ＭＡＰＧＩＳ组件设计的基本原则是：根据功能和应用将ＧＩＳ划分为多个组件和控件，划分时需要根据不同的数据结构和系统模型进行具体分析，主要考虑以下几个方面的问 题：（１）按照功能的相关性分类，相关性大、结合紧密的归为同一组件；（２）把各个数据管理模块与系统分析、应用模块分开，各负其责，增强模块之间的重用性，例如可以把工作区操作、图形编辑操作与空间查询分析等模块分开；（３）处理相同数据文件的模块尽可 能设计在同一组件里；（４）对多个组件对象的整体操作尽量利用组件集合的概念进行处 理；（５）注意可视化控件和组件的划分，不同的功能和应用应该集成在不同的层面；（６） 采用高效的算法并精心优化代码使软件整体效率比较高；（７）在能够充分表达地理信息并能有效地进行各种处理分析的前提下，软件数据结构模型要尽可能简明和紧凑【６２１。 ＭＡＰＧＩＳ组件设计的基本思想：把ＧＩＳ的各大功能模块划分为若干个组件／控件，每个组件／控件完成不同的功能，它们之间通过接口的属性、方法和事件等相互通信和 作用。而通过可视化的软件开发工具就可以把各个ＧＩＳ控件及其他非ＧＩＳ控件方便地集成起来，形成最终的ＧＩＳ应用。４．１．３基于ＶＢ的ＭＡＰＧＩＳ组件开发实现利用ＭＡＰＧＩＳ组件开发平台进行ＧＩＳ应用程序的开发分以下几个步骤进行：（１）选择应用系统的开发工具，这里选择的开发语言是ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．Ｏ；（２）将使用到的ＭＡＰＧＩＳ组件引用到应用程序中：（３）调用ＭＡＰＧＩＳ组件的属性和方法完成ＧＩＳ基本功能；（４）开 发应用系统专用的功能【６Ｉ】。基于ＭＡＰＧＩＳ组件开发平台的ＧＩＳ应用程序层次结构如图４．２所示：２１湖北人学硕十学位论文图４－２薰ＭＡＰＧＩＳ应用程序层次结构在ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ程序中安装和使用ＭＡＰＧＩＳ组件对象，主要有以下步骤： （１）安装：要使用ＭＡＰＧＩＳ的组件，必须对其安装并在Ｗｉｎｄｏｗｓ注册表里注册。运 行ＭＡＰＧＩＳ二次开发包ＳｅｔｕｐＳＤＫ６７中的ＳｅｔｕｐＳＤＫ６７ ｅｘｅ程序，按照安装程序的提示 一步步进行安装，程序会自动将组件安装至电脑并注册。 （２）初始化ＣＯＭ库：在程序能使用ＭＡＰＧＩＳ对象之前，必须初始化ＣＯＭ库，但 ＭＡＰＧＩＳ应用程序不必初始化ＣＯＭ，ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ会自动初始化ＣＯＭ库。 （３）嵌入ＭＡＰＧＩＳ对象：对ＭＡＰＧＩＳ对象编程的第一步是在项目中嵌入合适的类型库或头文件。为了使Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ能够访问ＭＡＰＧＩＳ对象，应该在Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ项日或模块中嵌入ＭＡＰＧＩＳ对象类型库。如果想把一个ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ对象声明为ＭＡＰＧＩＳ对象， 要求嵌入ＭＡＰＧＩＳ对象类型库：如果想把一个Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ对象声明为一般ｏｂｊｅｃｔ类型，幽４－３添加引用示例４基于ＧＩＳ的土地利用现状信息查询系统实现就不必嵌入ＭＡＰＧＩＳ对象。为了在项目中嵌入ＭＡＰＧＩＳ对象类型库，通常执行下列步 骤；从Ｐｒｏｊｅｃｔ（Ｉ程）菜单中选择Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ（ｉＪＩ用），Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ对话框出现后，选中复 选框中所需的类型库，如需要对图层进行控制的时候就必须加入组件ＭａｐＬａｙｅｒＣｏｍＴｙｐｅ １．０Ｌｉｂｒａｒｙ（如图４―３所示）ｔ这要求Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ环境或代码模块编辑器是活动的。一在运行。（４）建立ＭＡＰＧＩＳ对象：ＭＡＰＧｌＳ组件的核心是ＭＡＰＧＩＳ对象。 （５）使用ＭＡＰＧＩＳ对象：可以通过Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ编写需要使用ＭＡＰＧＩＳ对象的程序。 在使用ＭＡＰＧｌＳ对象之前，要将程序中所需的各ＭＡＰＧＩＳ对应的部件引入到ＶＢ程序 界面的部件栏里面，已各使用，如需要浏览地图时，界面上面要添加ＥｄｉｔＶｉｅｗ部件，在 添加之前要保证部件栏里面已经添加了ＥｄｉｌＶｉｅｗ 程与引入组件类似，如图４－４所示：ＡｃｔｉｖｅＸ Ｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅ部件，添加过图４４添加部件示例（６）声明和分配对象变量：为了存放从另一个对象返回的ＭＡＰＧＩＳ对象，必须声明 合适的ＭＡＰＧＩＳ对象变量，如：Ｄｉｍ ｐｎｔａｉ Ａｓ ＰｎｔＡｒｅａ ＤｉｍｌｉｎａｉＡｓＬｉｎＡｒｅａ Ｄｉｍ ｒｅｇａｉ Ａｓ ＲｅｇＡｒｅａ’定义点对象 ’定义线对象 ’定义面对象（７）使用属性：属性是存放在ＭＡＰＧＩＳ对象中的数据项。通过属性栏可以获得几乎湖北大学硕十学位论文全部属性值，但只能设置（改变）一定的属性值，下图４－５为ＥｄｉｔＶｉｅｗ控件的属性值按罕母序Ｉ攘分类序Ｉ 姨５－）幽 ■ 目 ■ ＿燕自定义）８Ｂ?ｃｋ…‰ｒ ＢｕｆｆｅｒＲａｄ…～ｅ＝……‰ｉ２器：；～；：詈一一圄髫蒜８十鬣用％Ⅷ＆％‰图４｛属性栏示例（８）调用方法；方法是使用ＭＡＰＧＩＳ对象执行一个动作的函数，如： ’打开特定类型的工作区函数ｓｈｏｒｔ＿Ｏｐ蜘ＰｎｔＡｒｅａ（ＡＲＥＡ＿ＨＩＮＳＴ ａｈＩｎｓｔ） ｓｈｏｒｔ＿ＯｐｅｎＬｉｎＡｒｅａ（ＡＲＥＡＨＩＮＳＴ’打开点工作区 ’打开线工作区ａｈｌｎｓｔ）ｓｈｏｒｔ＿ＯｐｅｎＲｅｇＡｒｅａ（ＡＲＥＡ―ＨＩＮＳＴ ａｈｌｎｓｔ）’打丌区工作区（９）使用集合：一个集合含有一组对象，这些对象有相同的类型，集合的名字是它含 有的对象类型的名字的复数形式。 ｆ１０）释放ＭＡＰＧＩＳ对象：当程序完成使用它创建的ＭＡＰＧＩＳ对象时，必须释放该对 象。在释放对ＭＡＰＧＩＳ对象的最后一次应用后，对象变量变成无效的了，不能再使用。 要再次使用这个对象，必须得到对它的新引用【删。如：为了使ＭＡＰＧＩＳ应用程序在结 束时，立即释放相关工作区所占用的内存空『ＢＪ，应该调用函数一ＣｌｏｓｃＡＩＩＡｒｅａ关闭所有工 作区。若该函数调用成功，则清除与实例相关的内存，井释放该实例。释放工作区实例：ｉｎｔ＿ＦｒｅｅＷｏｒｋＡｒｅａ（ＡＲＥＡ参数：入口ａｈｌｎｓｔ 出口 无Ｉ－ＩＩＮＳＴａｈｌｎｓｔ）工作区实例，山－ＩｎｉｔｗｏｒｋＡｒｅａ晒数创建返回值成功返回１，失败返回０，或者返回ＩＤＣＡＮＣＥＬ （１１）解除ＣＯＭ库：在程序退出之前．ＣＯＭ库必须被解除初始化。ＭＡＰＧＩＳ程序币４基于ＧＩＳ的土地利用现状信息奄询系统实现必解除ＣＯＭ的初始化，在程序退出时，Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ自动解除ＣＯＭ的初始化。即Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ对ＣＯＭ的注册初始化及解除初始化都是自动的，不需用户再进行操作。４．２系统实现的软、硬件配置４．２．１硬件配置系统的硬件配置必须具备良好的兼容性、运算速度较快、存储容量大等特点，同时 有必要的图形输入、输出设备。根据本系统的要求，系统的硬件配置包括如下内容：（１）个人微机：最低配置ＣＰＵｌ．７ＧＨｚ＋内存５１２Ｍ＋硬盘４０ＧＢ（２）输入设备：数字化仪、扫描仪 （３）输出设备：绘图仪、打印机 （４）存贮设备：活动硬盘４．２．２软件系统本系统所采用的软件主要包括如下内容：（１）操作系统：操作系统选用了Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司的ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ；（２）基础地理信息系统平台：本系统选取由武汉中地公司开发的ＭＡＰＧＩＳ作为系统开发平台，虽然ＭＡＰＧＩＳ在有些功能上不如国外的ＡＲＣ／ＩＮＦＯ等软件，但是其属于 国内自主开发，具有我国自主知识产权，符合我国土地利用信息建设的实际情况，同时在开发过程中便于沟通交流； （３）软件开发工具：采用Ｖｉｓｕａｌ（４）数据库平台：ＡｃｃｅｓｓＢａｓｉｃ ６．０；４．２．３系统实现前期的数据准备土地利用现状信息是以１９９６年完成的土地利用现状初始调查的调查成果为基础， 其后每年都以上一年的现状图为底图，经外业调查、内业修改等工序，得到当年的土地利用现状数据，这个过程即土地利用变更调查。数据的采集阶段就是将详查及详查结束后的所有相关图件、对应表格都用计算机的形式显示出来。包括有：土地利用现状图、 土地面积统计表、分幅权属界线图、图斑表格数据、外业调查记录表、权属协议书、零 星地物调查表、行政代码表等等。一般来说，数据的采集阶段包括如下几个步骤，如图湖北人学硕十学位论文４．６所示：图４－６数据采集流程图运用ＭＡＰＧＩＳ６．７平台，经过空间数据的数字化、整合、投影转换、拼接等基础数据的录入、编辑工作，得到相应的专题信息图层。土地利用现状信息的空间数据包括点、 线和面三个要素，点状要素和线状要素在最初始阶段是由分层矢量化得到的，而面状要 素则可由线要素经过线编辑处理之后而形成，具体流程包括：线预处理、自动剪断线、２６４基于ＧＩＳ的土地利用现状信息查询系统实现线拓扑错误检查、清除微短线、清楚重叠坐标、自动节点平差，反复进行上述操作，直 至线拓扑检查不再出现错误为止，此时才将线要素转为弧段，为成面图层做好准备，最 后拓扑重建，由线至面过程完成。表４．２土地利用现状图形数据列表 要素 点 名 称 图层 ＬｘＤＷＺＪＦＨ备注 按比例而积过小不宜依比例上图的土地利用现状图斑 对地物加以说明的文字、数字或特有符号 宗地权属界线的转折点，是标定宗地权属界线的标志 某一个体权属区域与其他个体权属区域之间的分界线 相邻行政区域之间的界线 宽度不够上图斑的线型地物 位置相邻但地类不同的地块之间的界线 以权属界线为边界的面域 为实行分级管理而划分并设立相应国家机关的区域 被行政区界线、权属界线及单一线状地物分割的单一地 类地块零星地物 注记符号 权属拐点ＱＳＧＤ ＱｓＪｘＸＺＪＸ线权属界线 行政界线 线状地物 地类界线ＸＺＤＷ ＤＵＸ ＱＳＱＹ ＸＺＱＹＤＩＪＢ面权属区域 行政区域 地类图斑点是地图数据中点状物的统称，由一个带有属性的控制点决定其位置，可以是符号 也可以是注释，保存在点文件中（宰．ｗＴ），如界址点、政府部门所在地；线是地图中线 状物的统称，系统通过特定的线型代表不同的线状地物，以线为单位来对线图元进行编 辑，保存在线文件中（?．ＷＬ），如等高线、各种行政界限；面通常也称为区，由首尾相 连的弧段组成封闭图形，弧段是其边界，内部由颜色和花纹图案填充，一般来说，按照 一定的分类标准若属于同类地物其填充的颜色和花纹一致，所有的面图元数据都保存在区文件中（幸．ｗＰ），如湖泊、居民地、各类农用地。在实际的应用中，同一文件中一般会包括多种类型的地理要素，如一个面文件中可能包括林地、水浇地、居民区等多种类型的区，为了便于编辑和管理，在矢量化过程中，可以把同一类型的地理要素放在同一图层，如有需要，也可将一个图层单独存为一个文件。２７湖北大学硕＋学位论文５实证研究――以汉川市土地利用现状信息查询系统为例５．１研究区域概况５．１．１研究区自然地理概况汉ＪＩＩ市位于湖北省中部偏东，孝感市南隅，汉水下游，江汉平原腹地。地跨东经 １１３０２２’～１１３０５７’，北纬３００２２’＂－－＇３００５１’之间，东与武汉市东西湖区、蔡甸区毗邻，西连 天门市、南挨仙桃市，北与应城市、云梦县、孝感市接壤（有一块飞地在云梦县下辛店镇境内）。全市东西长５５．６千米，南北宽５３．０３千米，面积１６６３平方千米【６３删。行政区划：汉川市辖１个街道、１４个镇、６个乡、５个农场。 气候特征：汉川市地处中纬度地带，属于比较典型的亚热带季风气候，年平均气温 １６．２度，极端最高气温３８．４度，极端最低气温．１４．３度，年平均无霜期２５５天，年平均风速２．５米／秒，主导风向为偏北风。境内四季分明，雨量充沛，光热充足，年平均日照时数 为１９１０．７小时，严寒酷暑时间短，春、秋、初夏气候温和时间长，有利于农作物发育生 长，但初夏梅雨期暴雨频繁易渍涝，盛夏高温蒸发量大，常有伏旱，所以洪涝和干旱成 为全市主要的气象自然灾害。地形地貌：汉川市地处江汉平原，地势平坦且较低洼，由西北向东南平缓倾斜，属 平原湖区。由于汉江横贯全境，历经洪水漫流冲刷，形成汉江沿岸略高、中部低平、东 南部有起伏的山丘，西北部边缘（汉北河以北）有湖滨隆起的岗地。海拔一般在２５米 左右，约为１６００平方千米，占土地总面积９６．４％（含湖泊、水系），东南部海拔稍高的 低山丘陵面积约６０平方千米，占土地总面积３．６％。地面最低点与汉江水位平均值处于一个水平面上。全市地貌大体可划分为平原、低丘两种类型，其中以平原为主，它决定全市种植业在农业中的地位举足轻重。 矿产资源：矿产资源主要有砖瓦粘土、建筑用石料、岩盐、矿泉水等。 土壤：全市耕地共分３个土类，即黄棕壤、潮土、水稻土；８个亚类：黄棕壤、潮 土、灰潮土、淹育型水稻土、猪育型水稻土、潜育型水稻土、侧渗型水稻土、沼泽型水 稻土。２２个土属：其中旱地７个，水田１５个。１１０个土种：其中旱地４９个，水田６１ 个。 水资源：汉川市多年平均降雨量１２５２ｍｍ，多年平均水资源总量４１７．７亿立方米，２８５实证研究――以汉ＪＩ市上地利用现状信息盎询系统为例 其中地表水资源量１＿１７亿立方米．地Ｆ水资源量ｌ ３ｌ亿立方米，多年平均入境水量４１４ 亿立方米（汉江）。汉川市河湖交织，汉江、汉北河自西向东横穿全境。 土地资源：汉川市国土总面积１６６０３５ ６０公顷．占全省土地总面积的０．８９％。现有 耕地８０８０７．８５公顷，人均耕地面积０．０７５公顷，可供开发的未利用土地有限并呈逐年减 少趋势，耕地后备资源开趋不足；耕地质量方面，其土壤养分含量较高，耕作性能好， 是我国主要的粮棉油产区之一。６５１２研究区社会经济概况截止２００５年底，全市总人口１０８４６万人，人口密度６２２人／平方公里。全市国内生产总值达到９０．１０亿元，工业总产值３９ ３亿元，实现财政收入５ ２０亿元，农民人均纯收入３０２８元。种植业以水稻、小麦、油菜、棉花为主，全市年产粮食３８ ４万吨，棉花１９５６万公 斤，每年调出粮食ｌＯ余万吨，是全国优质棉生产出口基地、全省商品粮、棉、鱼、芦 苇基地县（市）。５２研究区土地利用现状根据土地利用变更调查数据结合“四查清、四对照”调查结果确定规划基数。２００５年，汉川市土地总面积１６６０３５ ６０公顷，其中：农用地面积１１４６７５．３０公顷，占土地总面积的６９ ０７％１建设用地面积１９０５３ １３公顷，占土地总面积的１Ｉ ４８％；未利用地面积３２３０７．１６公顷，占土地总面积的１９．４６％。ｊ穗忑ｉ＝、，ｉ手鳃。。。ｏ＆目Ⅲ±＆ｏ＆Ｅ上监圈５－】２００５年汉川市土地利Ｊ；｝】结构图湖北火学硕士学位论文５．２．１农用地现状幽５－２２００５年攫川市农ＨＪ地构成类型创（１）耕地。２００５年全市耕地面积８０８０７ ８６公顷，占农用地总量的７０ ４７％，占土 地总面积的４８６７％。（２）园地。２００５年全市园地面积４９７ ７５公顷．占农用地总量的０４３％，占土地总面积的０３０％。（３）林地。２００５年全市林地总面积３８３２．５６公顷，占农用地总面积的３．３４％，占 土地总面积的２３１％。（４）其他农用地。２００５年全市其他农用地面积２９５３７ １５公顷，占农用地总量的２５７６％，占土地总面积的１７ ７９％。５２．２建设用地现状（１）城乡建设用地。全市２００５年城乡建设用地１２８７４４３公顷，占土地总面积的７．７５％。其中，全市城镇工矿用地面积３８２０．４２公顷，占土地总面积的２．３０＊／，；全市农村 居民点用地面积为９０５４ ０１公顷，占土地总面积的５．４５％。 （２）交通水利用地。全市２００５年交通水利用地面积４８６２ ６１公顷，占土地总面积的２ ９３％。（３）其他建设用地。２００５年，全市其他建设用地面积Ｉ ３１６ ０９公顷，占土地总面 积的０７９％。５实证研究――以汉川市土地利用现状信息齿询系统为倒５．２．３其他土地（１）水域。２００５年．全市水域面积１０４６０ ０１公顷，占土地总面积的６．３０％。 （２）滩涂沼泽。全市２００５年滩涂沼泽面积２０７１６ ７８公顷，占土地总面积的１２ ４８％。 （３）未利用土地。全市２００５年未利用土地面积１１３０ ３７公顷，占土地总面积的０ ６８％。５３土地利用现状信息查询系统的界面设计及实现５．３．１系统登录界面为维护系统的安全性，进入系统主界面之前，需要首先进行用户登录。系统会根据 输入的用户名和密码的一致性．判断是否能够进入主界面。只有当用户名及密码与系统 中已被授权访问或编辑的用户完全一致时，点击确定按钮。系统才会进入主界面，否则 会有提示框出现，提示用户名、密码不存在或者不匹配。一般来说，用户根据权限的不 同分为两种：普通用户和管理员。普通用户在登录系统后，由于其权限的限制，只能够 对系统存储的数据进行浏览：而管理员的权限相比普通用户要高，登录之后可以对系统 的各项功能进行使用，包括对数据的浏览及更改，还可以对其它用户登录及权限进行管理。本系统的用户登录界面如图５－３所示：豳５－３用户髓录界面湖北大学硬＋学位硷文用户登录界面涉及到一个窗体ｗｅｌｃｏｍｅ（蹙录界面ｆｒｍ）和一些常用ＶＢ控件。用 到的ＶＢ控件包括：一个Ｆｒａｍｅ、四个Ｌａｂｅｌ、两个ＴｅｘｔＢｏｘ、一个ＣｏｍｂｏＢｏｘ、一个 ＣｏｍｍｏｎＤｉａｌｏｇ和三个Ｃｏｍｍａｎｄ，由于没有涉及到ＭＡＰＯｌＳ二次开发的相关功能，此窗 体中没有用到ＭＡＰＧＩＳ提供的二次开发控件。设计宙体时首先绘出框架Ｆｒａｍｅ控件， 然后再绘制它内部的其他控件，这样在移动框架的时候，可以同时移动它所包含的控件； Ｌａｂｅｌ标签控件的Ｃａｐｔｉｏｎ属性用柬显示标题及文本；ＴｅｘｔＢｏｘ控件用于显示在设计时程 序员设定的由用户输入、或者运行时在代码中赋予控件的信息，这里用于显示用户密码 及数据库路径；ＣｏｍｂｏＢｏｘ控件与数据库晕面的密码表格文件相连，用于显示用户名； ＣｏｍｍｏｎＤｉａｌｏｇ控件与其正下方的Ｃｏｍｍａｎｄ控件相连，显示“打开”对话框，寻找数 据库的路径：另外两个Ｃｏｍｍａｎｄ控件分别用于确定用户输入进入主界面和结束程序运行。５．３．２系统主界面用户登录成功之后，进入土地利用现状信息查询系统主界面ＦｒｍＭａｉｎ（主界面ｆｒｍ），如图５０所玎亡：由主界面可以看出，系统包括三个主要功能：图形编辑功能、投影变换功能、查询 分析功能。点击功能按钮，系统会进入到相应的功能模块窗体．而后进行各项操作。圈５４系统主界面５实证研究―一以汉川市十地利用现状信息查询系统为例５．４土地利用现状信息查询系统功能设计及实现系统功能的实现，需要多个窗体组合起来共同完成，每个密体根据其内嵌的模板和 代码．通过界面将功能反应出来。本系统总共包括三个模块和十二个窗体，三个模块的 功能分别为ＭＡＰＧＩＳ开发常用功能函数的声明和定义、数据库链接函数及数据源的声明 和定义、查询条件的定义和声明；另外，除去登录界面及主界面之后．系统的三项功能 体现在其它的十个宙体中。５．４．１图形编辑子系统点击主界面上面的图形编辑按钮，系统进入图形编辑子系统的窗体ＦｎｎＥｄｉｔ（图形 编辑．缸ｄ）。图形编辑子系统由一个ＭＤｔ窗体和两个普通窗体构成：ＭＤＩ窗体为ＦｒｍＥｄｉｔ（图形编辑ｆｒｍ），其子宙体是出ｌｄ（ｄｍｄ．ｔｉｍ）；另外两个普通宙体是ｆｍｌＡｂｏｕｔ（ｆｉｍＡｂｏｕｔ ｆｒｍ）和ｏｐｅｎｆｉｌｅ（ｏｐｅｎｆｉｌｅ ｆｒｍ）。系统首先进入的是ＦｒｍＥｄｉｔ，在此窗体中可以对点、线、面文件进行编辑，在打开文件的同时调用ｃｈｉｌｄ，对打开的文件进行显 示：另外，点击功能键“关于”的时候调用ｆｒｍＡｂｏｍ；点击快捷工具栏“打开文件”按 钮时，调用ｏｐｅｎｆｉｌｅ界面功能．在此界面中点击单选按钮选择打开文件的类型，而后又显示于ｃ１１ｉＩｄ。图５－５图形编辑界面ＦｒｍＥｄｉｔ窗体中，主要应用到ＳｔａｔｕｓＢａｒ控件、Ｔｏｏｌｂａｒ控件和ｌｍａｇｅＬｉｓｔ控件，这三湖北大学硕士学能论文种控件都是用于提供建立界面的工具，均包含在文件ＭＳＣＯＭＣＴＬ．ＯＣＸ中，在调用这 三种控件之前必须要将ＭＳＣＯＭＣＴＬ．ＯＣＸ文件添加到工程中。ＳｔａｔｕｓＢａｒ控件位于窗体 的底部，通过其Ｐａｎｅｌ对象，能够用于显示应用程序的各种状态数据，如同期、时间等； Ｔｏｏｌｂａｒ控件被用来创建与应用程序相关联的工具栏，工具栏为用户访问应用程序的最 常用功能和命令提供了图形接口，主要包含一些按钮，这些按钮与应用程序菜单中的各 项按钮对应。Ｔｏｏｌｂａｒ控件通过Ｂｕｔｔｏｎ对象集合来创建工具栏，每个Ｂｕｔｔｏｎ对象都有可 选的文本和一幅图像，文本可由自身的属性来显示，图像则由ＩｍａｇｅＬｉｓｔ控件来提供。 ＩｍａｇｅＬｉｓｔ控件在与Ｔｏｏｌｂａｒ控件建立链接之前就将所需图像插入储存起来，在链接到 Ｔｏｏｌｂａｒ控件的时候，通过图像索引号作为关键字来一一对应。一般来说，一个Ｔｏｏｌｂａｒ 控件的引入，都需要有一个ＩｍａｇｅＬｉｓｔ控件与其对应，为其提供所需图标。 ＦｒｍＥｄｉｔ窗体的功能键主要包括七个菜单及其子菜单，详细情况见表５．１：表５．１ 编辑子系统菜单列表菜单 文件 点编辑子菜单打开（点文件、线文件、区文件）、保存、另存为、退出 选择点、编辑指定点、输入点图元、删除点、移动点、复制点、修 改点参数、修改点属性、编辑点属性结构线编辑选择线、编辑指定线、输入线、删除线、移动线、复制线、修改线 参数、修改线属性、编辑线属性结构区编辑选择区、编辑指定区、输入区、删除区、复制区、合并区、分割区、 修改区参数、修改区属性、编辑区属性结构窗 设口放大窗口、缩小窗口、复位窗口、移动窗口、更新窗口、清除窗口 系统参数、工具栏、状态栏、平铺、层叠 索引和内容、关于置帮助Ｔｏｏｌｂａｒ工具栏里面总共有九个图标，从左至右分别代表的功能为：（１）打开文件：点击此图标，界面跳至ｏｐｅｎｆｉｌｅ窗体，选择所要打开的文件类型；（２）保存：将所编辑文件的内容保存起来；（３）选择点：在处于编辑状态的点文件中点击其中的点元，则被 点中的点元处于编辑状态；（４）编辑指定点：点击后出现对话框，输入点图元编号，并选择编辑图元参数复选框、闪烁图元等，选择完毕确定，系统自动显示所选图元并按选５实证研究――以汉川市土地利用现状信息查询系统为例择方式闪烁或加亮图元：（５）选定线：与选择点类似，被选中线元高亮闪烁；（６）编辑 指定线：与编辑指定点类似，系统自动显示所选图元并按选择方式闪烁或加亮图元；（７） 选择区：同选择点、线；（８）编辑指定区：同编辑指定点、线；（９）帮助。 Ｃｈｉｌｄ宙体里面只包含一个控件，即由ＭＡＰＧＩ￥二次开发接口提供的Ｅｄｉ＿【Ｖｉｅｗ控件， ＥｄｉｔＶｉｅｗ控件的对象是实现地图显示、操作、编辑（包括点编辑、线编辑、区编辑、数 字化、矢量化等）及其他操作功能的控件，由于ＦｒｒｎＥｄｉｔ窗体本身并没有添Ｊ２ｎＥｄｉｔＶｉｅｗ控 件，当“打开文件”命令发出时，这就需要Ｃｈｉｌｄ窗体为其提供显示图形的载体。Ｏｐｅｎｆｉｌｅ 窗体是一个普通的ＶＢ窗体，通过Ｏｐｔｉｏｎ单选按钮来选择所需打开的文件类型，再由 ＣｏｍｍａｎｄＢｕｔｔｏｎ确定或取消选择项。圈５－６图形打开及显示宙体５．４２投影变换子系统点击主界面上的投影变换按钮，系统进入投影变换子系统。投影变换功能由两个窗体共同完成：ｐｒｏｊｅｅｔｌｏｎ（投影变换．ｆａｎ）和ｐａｒａｍｅｔｅｒ（投影参数设置丘ｍ），其中ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ 是该功能的主窗体，ｐａｒａｌａｌｃｔｅｒ用来配合主窗体完成投影参数的设置，为进行图形数据的 投影转换过程做好准备。系统首先进入的是ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ窗体，打开文件后进行投影转换 之前编辑结果投影参数时调用窗体ｐａｒａｍｅｔｅｒ。 Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ窗体中用到的控件包括：ＣｏｍｍｏｒｔＤｉａｌｏｇ控件、ＥｄｉｔＶｉｅｗ控件和ＳｔａｔｕｓＢａｒ湖北人学硕十学位论文控件。ＣｏｍｍｏｎＤｉａｌｏｇ控件是用来提供一组标准的操作对话框，进行诸如打开和保存文 件，选择颜色和字体等，控件显示的对话框由控件的方法来确定，这旱用到的是ＣｏｍｍｏｎＤｉａｌｏｇ．ＳｈｏｗＯｐｅｎ方法，用来显示打开文件对话框；对话框选择好需打开的文 件路径后，图形文件通过ＥｄｉｔＶｉｅｗ控件显示出来；图形文件显示出来之后，随着鼠标位置的变化，在窗体底端的ＳｔａｔｕｓＢａｒ控件上面会显示不同的坐标。Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ窗体的菜单栏包括：文件（打开文件、关闭文件）、编辑结果投影参数、进行投影转换。点击Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ窗体的菜单项“编辑结果投影参数＂，Ｐａｒａｍｅｔｅｒ窗体被激活，进行 必选投影参数的设置。若有必选投影参数值为空时，系统会自动弹出对话框，提示未设 置项。各投影参数选项如下：坐标系类型：大地直角坐标系、大地坐标系、地理坐标系、投影平面直角坐标系、 用户自定义坐标系。对应的引用方法分别为：ｐａｒａｍ＿ｏｕｔ．Ｔｙｐｅ＝ｇｉｓＥａｒｔｈＣｅｎｔｅｒＲｅｆ、 ｐａｒａｍ＿ｏｕｔ．Ｔｙｐｅ＝ｇｉｓＧｅｏｄｅｓｔｉｃａｌＲｅｆ，ｐａｒａｍ＿ｏｕｔ．Ｔｙｐｅ＝ｇｉｓＰｒｏｊ ｅｃｔｉｃａｌＲｅｆ，ｐａｒａｍ＿ｏｕｔ．Ｔｙｐｅ＝ｇｉｓＵｓｅｒＲｅｆ． 椭球参数：澳大利亚１９６５年椭球、北京５４／Ｋｒａｓｏｖｓｋｙ（１９４０年）椭球、ＧＲＳ．８０、１９６７２ｇｉｓＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＲｅｆ，ｐａｒａｍ＿ｏｕｔ．Ｔｙｐｅ年Ｉ．Ｕ．ＧＧ推荐椭球、西安８０／１９７５年Ｉ．Ｕ．ＧＧ推荐椭球、１９７９年Ｉ．Ｕ．ＧＧ推荐椭球、１９８３年Ｉ．Ｕ．ＧＧ推荐椭球、北京５４／克拉索夫斯基（１９４０年）椭球ＷＧＳ．７２、ＷＧＳ．８４。常用的北京５４／Ｋｒａｓｏｖｓｋｙ（１９４０年）椭球和西安８０／１９７５年Ｉ．Ｕ．Ｇ}