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基于GIS的区域基本农田建设项目信息管理系统的设计与开发

基于GIS的区域基本农田建设项目信息管理系统的设计与开发
                            ——以珠海市为例
柴敏  邓南荣  刘石锦
(广东省生态环境与土壤研究所,广州 510650)

摘  要:基于GIS技术开发了区域基本农田建设项目信息管理系统,系统以Shape Files存储空间数据,利用ADO数据库组件技术访问Access属性数据库,基于TopMap ActiveX 6全组件式GIS开发平台实现了系统管理维护、地图信息操作、信息查询与编辑、项目统计输出等6大功能模块,为基本农田建设项目的管理提供直观、高效、便捷、综合性的信息化管理手段。
关键词:GIS;基本农田建设项目;数据库

1. 项目背景
        基本农田关系到国家粮食安全、人民生活和农民切身利益,特别是在当前我国人口持续增加、经济建设不可避免要占用部分耕地、粮食生产不容乐观的形势下,保护耕地特别是保护基本农田是“一条不可逾越的红线”。
       如何确保基本农田的保护成效,管理手段成为至关重要的一环。但在很长的一段时间内,基本农田的管理可以归结为“三个停留、二个没有、一个低下、一个薄弱”,即停留在土地利用总体规划图纸上、停留在基本农田划区定界台帐上、停留在手工操作层面上,没有基本农田数据库、没有专门的基本农田信息管理系统,数字化程度低下,现势性和实时监督管理薄弱。随着基本农田管理职能的全面到位和管理工作的不断深入,对管理手段和管理水平提出了更高、更新的要求,如何应用现代化手段提高工作效率和管理水平成为了一个亟待解决的问题。近些年伴随着数据通讯与计算机技术的迅猛发展,尤其是地理信息系统(Geographic Information System,GIS)的日渐成熟,使基本农田信息化管理成为了现实。
        为贯彻落实保护基本农田的基本国策,珠海市农业局以科学发展观为指导,加大财政投入,在全市范围内开展基本农田项目建设,取得了显著的经济、社会和生态效益。但随着建设项目的增多,手工管理逐渐不能满足管理工作的需要。信息化的管理对基本农田建设项目管理日趋必要。因此,本项目将采用先进的计算机技术、地理信息系统技术、数据库技术和标准的地图编制技术,建立珠海市基本农田建设项目数据库和珠海市基本农田建设项目信息管理系统。

2. 系统数据库设计
        数据库是基本农田信息系统的核心组成部分,它直接决定着系统的成功与否。结合珠海市基本农田建设项目的实际,以及现有的基础资料条件,本项目将建立行政界线、交通道路、水系、地名注记、等高线等图层在内的基础地理信息空间数据库,珠海市基本农田分布空间数据库及其属性数据库,基本农田建设项目空间数据库及其属性数据库。
        2.1数据库设计方案空间数据标准
大地基准坐标及椭球参数:Xian_1980_3_Degree_GK_CM_114E。
数据格式:矢量图形文件采用Shape格式。
数据精度: 1:5万。
        2.2 数据库结构设计
        本项目数据库建设重点是基本农田建设项目信息数据库和珠海市基本农田数据库,数据库结构设计主要针对这两个数据库进行。
(1)基本农田建设项目信息数据库结构(表1)

表1 基本农田建设项目信息数据库结构

字段名称 

字段单位 

字段类型 

字段长度 

字段名称 

字段单位 

字段类型 

字段长度 

项目区编码 

 

文本 

6

挡水大坝宽 

 

整型 

3

项目名称 

 

文本 

50

排洪坑长 

 

整型 

5

项目类型 

 

文本 

30

抽水站房 

 

整型 

1

区名称 

 

文本 

10

排涝泵站 

 

整型 

2

镇名称 

 

文本 

12

泵站单价 

 

整型 

7

村名称 

 

文本 

20

水表 

 

整型 

2

建设地点 

 

文本 

30

农机具 

 

整型 

2

主要农产品 

 

文本 

30

挖土 

立方米 

整型 

5

项目面积 

 

整型 

5

填土 

立方米 

整型 

5

申报时间 

 

文本 

10

挖填筑 

立方米 

整型 

5

安排资金 

 

整型 

3

干砌石 

立方米 

整型 

5

工程中标价 

 

整型 

5

 

浆砌石 

立方米 

整型 

5

工程结算价 

 

整型 

5

填石粉 

立方米 

整型 

5

建设单位 

 

文本 

30

批荡 

平方米 

整型 

5

施工单位 

 

文本 

40

混凝土 

立方米 

整型 

5

监理单位 

 

文本 

40

砖墙 

立方米 

整型 

5

主路长度 

 

整型 

5

砂浆勾缝 

立方米 

整型 

5

主路宽度 

 

浮点型 

8(1)

砂浆护面 

立方米 

整型 

5

支路长度 

 

整型 

5

松木桩 

 

整型 

4

支路宽度 

 

浮点型 

8(1)

钢筋 

 

整型 

6

主渠长度 

 

整型 

5

水涵管 

 

整型 

5

主渠宽度 

 

浮点型 

8(1)

硬路肩 

立方米 

整型 

3

主渠深度 

 

浮点型 

8(1)

清淤长度 

 

整型 

6

支渠长度 

 

整型 

5

清淤土方 

立方米 

整型 

6

支渠宽度 

 

浮点型 

7(1)

水泥石粉 

立方米 

整型 

4

桥梁 

 

整型 

2

安装供电线 

 

整型 

5

桥梁宽度 

 

浮点型 

7(1)

电线路改造 

 

整型 

5

涵闸 

 

整型 

2

架设供电杆 

 

整型 

4

有机肥 

 

整型 

4

 

 

 

 

        注:括号数字为浮点型数值保留的小数点。
(2)珠海市基本农田数据库结构(表2)

表2 珠海市基本农田数据库结构表

字段名称 

字段单位 

字段类型 

字段长度 

字段名称 

字段单位 

字段类型 

字段长度 

内部标识码 

 

整型 

6

地下水位 

厘米 

整型 

4

单元编号 

 

文本 

15

剖面构型 

 

文本 

10

区名 

 

文本 

10

排水条件 

 

文本 

10

镇名 

 

文本 

10

灌溉保证率 

 

文本 

10

管理区名 

 

文本 

20

pH 

 

浮点型 

4(2)

地类代码 

 

文本 

4

有机质含量 

g/kg

浮点型 

6(2)

地类名称 

 

文本 

20

表层质地 

 

文本 

10

地形坡度 

 

文本 

10

土壤类型 

 

文本 

20

田面坡度 

 

文本 

10

图斑面积 

公顷 

浮点型 

8(2)

有效土层厚 

厘米 

整型 

4

实际面积 

公顷 

浮点型 

8(2)

注:括号数字为浮点型数值保留的小数点,实际面积是指扣除田坎面积,只有耕地才计算实际面积。
3. 系统设计
3.1 系统GIS平台选择
        本项目的GIS应用主要包括基础空间管理、专题应用、数据查询与空间显示、地图数据渲染与编辑等方面,因此在选择GIS平台时还需要考虑以下几个因素:(1) 系统功能强度;(2) 系统开放性;(3) 系统成熟性。
        本项目采用TopMap ActiveX作为系统的开发平台,该软件平台完全满足本项目的需求。TopMap是由北京慧图信息科技有限公司独立开发的具有完全知识产权的GIS地理信息系统)软件,包括全组件式的GIS开发平台、专业GIS产品以及GIS相关的GPS(全球卫星定位系统)。TopMap产品功能强大,易学易用,用户可以在很短的时间内理解并掌握产品功能,编程接口进行了统一的归类分组,增加了更多控件,输入输出接口结合了对象结构的优点,使开发者更易于理解,并进一步简化了编程工作量,迅速投入GIS工程开发建设。TopMap ActiveX 6是单机或者客户端/服务器GIS工程项目的理想开发工具。
        TopMap ActiveX 6为全组件式的地理信息系统开发平台,包括TopMap ActiveX 6主控件、全图浏览定位的鸟瞰图控件、属性列表编辑控件、地图图层列表及管理控件等,适用于单机及局域网、客户端/服务器模式的地理信息系统应用开发。用户可以在面向对象的可视化编程语言(如VB、VB.NET、C#、Delphi、VC、C++Builder、FoxPro等)中,方便地插入TopMap ActiveX 6,轻松实现地理信息系统功能,包括GIS交换格式数据导入导出、地图精美表现、丰富的标注设置、投影设置及转换、矢量编辑、矢量校准、属性数据操作、多媒体支持、专题分析、空间分析、拓扑分析、网络分析、插值分析、大幅面矢量打印及自动分页打印、图像输出等。
        TopMap ActiveX 6 运行环境:Windows 2000、XP、2003操作系统。
3.2 系统结构设计
        本系统采用Visual Basic 6.0作为系统集成开发工具,空间数据采用Shape Files文件格式存储,包含珠海市基本农田建设项目区、珠海市土地利用现状图、珠海市主要地物标注图、珠海市各级道路图、珠海市等高线图、珠海市各级行政界线图等多个图层,均采用Xian_1980_3_Degree_GK_CM_114E投影坐标,比例尺均为1:5万,利用TopMap ActiveX 6为全组件式的地理信息系统开发平台实现空间信息的显示、渲染、查询、标注等功能;基本农田建设照片、图片数据以jpg文件格式存储,项目简介、项目建设内容、项目效益、系统用户、密码以及查询中涉及的属性数据表存储在Access数据库中,利用ADO数据库组件技术访问Access数据库。系统结构设计图如下:


图1  系统结构设计图

4. 系统主要功能模块
4.1系统管理维护
        对地图的相关参数的进行操作,包括图层控制、投影控制、以及地图操作的相关参数的设置(例如实体选择颜色设置、地图背景色、地图保存个数、鼠标精度等20多项),对当前地图的图例的参数设置,例如图例的显示、图例的信息格式修改等。
4.2地图信息操作
        为了方便浏览基本农田建设空间信息,系统提供了多种操作工具,包括放大工具、缩小工具、漫游工具、全图显示工具、缩放至当前图层工具,另外为了方便用户选取各个基本农田建设项目提供了选择工具,包括点选、框选、多边形选择、当前图层全选、取消选择等工具。
4.3基本农田建设项目信息查询
        系统提供多种查询显示基本农田建设项目信息的方式,包括显示自动标注、属性信息查询、SQL查询、项目类型查询、项目年份查询、项目年份/项目类型查询、项目模糊查询,通过相关查询功能的操作,可以方便地查询基本农田建设项目的信息(图2)。 

图2  SQL查询

4.4基本农田建设项目信息编辑
        因为系统数据在实时更新,为了便于今后将新的数据添加入现有的系统中,本系统具有编辑项目信息的功能,提供以下编辑工具:
        图形编辑功能:包括添加点、添加线、添加面工具,当有新的基本农田建设项目要加入数据后,首先将利用本工具在地图上添加项目图形,并利用利用点样式、线样式、面样式修改项目图形的显示形式,例如填充的颜色、样式等。
        属性信息编辑功能:用户用属性查询功能查询出项目属性数据后,首先选择将系统处于编辑状态,然后可以分别编辑(包括添加,删除)项目概况、项目建设内容、项目效益、建设前图片、建设后图片、规划图,以及项目基本属性信息,结束编辑之后,必须保存,否则数据将丢失。
4.5项目统计输出
        为方便用户了解的各基本农田建设项目统计信息,系统提供统计功能,分别按照项目名称、所属镇、所属区、所属村、建设时间进行统计,统计的数据包括项目面积、工程造价、招投标价、主路长度、主渠长度、清淤长度进行统计。
        在统计数据的显示出来后,在统计表格中点击右键,可以把当前的统计数据导出到Excel中,方便数据共享。
        对于查询项目地图数据,可以将当前窗口中的地图输出为jpg文件。
       同时提供了地图打印功能,可以将当前的地图数据通过打印机输出。
5. 结语
        珠海市基本农田建设项目信息管理系统建成以后,为珠海市基本农田建设项目的管理提供直观、高效、便捷、综合性的管理手段,将对珠海市基本农田的建设起到非常显著的促进作用。珠海市基本农田数据库的建立,使得原来分散、凌乱、复杂的基本农田建设项目资料得到统一的集成管理。不仅能提高工作效率,更重要的是极大的减少了因人为失误造成的数据丢失、数据错乱等严重后果。珠海市基本农田数据库的建立,为管理者提供了高效的数据查询、统计、分析等应用,有力的推动了珠海市基本农田信息化的建设,为珠海市的农业信息化建设打下了坚实的基础。


参考文献
[1] 徐德军. 基本农田信息化建设及具体应用[J]. 浙江国土资源,2007,11:49-51.
[2] 陈民琼. 基本农田数据库建设及其应用[J]. 南方国土资源,2007,5:33-34.
[3] 童秋英,罗明俊. 基于ArcEngine的基本农田保护管理信息系统开发[J].地理空间信息,2007,12:24-26.
[4] 徐德军,钟美,杜清运. 临海市基本农田信息化建设及具体应用[J].地理空间信息,2008,6:35-37.
[5] 彭建超,陈健,何首春. 基本农田保护示范区信息化建设探讨[J].资源与产业,2007,6:54-57.
[6] 林孝松. 基本农田地理信息系统设计与开发[J]. 重庆师范大学学报 (自然科学版 ),2005,6:68-71.

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