基于局域网数据共享的ArcEngine二次开发与实现——以牛背梁自然保护区地理信息系统为例

杜希科

(陕西省林业调查规划院，陕西 西安 710082)

基于局域网数据共享的ArcEngine二次开发与实现
——以牛背梁自然保护区地理信息系统为例

杜希科

(陕西省林业调查规划院，陕西 西安 710082)

地理信息系统是一种特定的十分重要的空间信息系统，是结合了地理学与地图学以及遥感和计算机科学的技术系统，以陕西牛背梁国家级自然保护区为例，建立针对牛背梁自然保护区资源保护管理特征的地理信息系统，采用局域网数据共享方式实现数据统一管理，建立野生动植物保护信息数据库，提供保护区内地理空间数据存储、显示、采集、查询、修改等功能，为保护区科学研究和决策提供重要帮助。

地理信息系统；牛背梁国家级自然保护区；数据库

随着计算机的普及和信息技术的快速发展，地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)作为处理、显示、管理和显示地理空间数据的重要工具[1]，在林业、农业、国土资源、气象等众多领域发挥了重大的作用[2-4]，但由于各个行业对GIS软件使用的侧重点不同，在专业GIS软件的基础上进行二次开发，对专业应用功能进行简单化显示，同时加入特定研究领域的需求模块，定制GIS应用程序显得尤为必要[5]。

牛背梁国家级自然保护区地处秦岭山脉东部，宁陕、柞水、长安三个县区交界处，区内地势复杂，保护区内植物垂直带谱分布明显，植物物种丰富，同时也栖息着大量的珍稀动物[6-7]，其中羚牛是牛背梁国家级自然保护区的保护重点。由于保护区内珍稀动植物众多、地形地势复杂，给保护管理工作带来了一定的困难，利用信息技术与网络技术建立牛背梁自然保护区地理信息系统，将保护区的保护管理等各项工作进行信息化，在GIS的支持下，以二维、三维地图的形式进行集中管理和展示[8-9]，同时引入数据库技术，将珍稀动植物保护工作数据进行管理，大大提高了工作效率，也为数据的长序列积累与重复利用提供了可能[10]。

1 系统简介

牛背梁国家级自然保护区地理信息系统利用面向对象程序设计语言visualstudio2010,基于ArcGISEngine和MicrosoftAccess数据库进行开发设计，将地理空间数据、图文数据、视频宣传数据、科研采集数据等多种数据格式进行集中整合，采取局域网内数据共享的方式进行统一保存和管理。为了满足用户需求多样化，以及信息安全性一致性。

1.1 系统登录模式

为了满足多种使用环境，根据系统读取数据位置不同将版本分为有网络版和单机版两种，其中网络版从统一服务器地址读取数据，单机版从本机读取数据，不需联网。对网络版权限划分为管理员和普通用户两种，通过授权，限制普通用户的操作，从而达到保护系统数据安全的目的。

1.2 系统模块

牛背梁自然保护区地理信息系统按保护管理工作内容分成九个模块，包括牛背梁自然保护区概况，自然环境，三维视图，保护管理，科学研究，社区共管，生态旅游，未来规划和系统管理，按照模块侧重点不同进行数据分配，主要数据包括地图数据，图层数据，视频数据，文字说明数据，图片数据，数据库数据六种。

图1 牛背梁自然保护区地理信息系统功能模块设计

2 系统设计与实现

牛背梁自然保护区地理信息系统按照保护区实际工作需要，设计最适宜保护区工作管理的地理信息系统，如图2所示，针对数据类型做相应的处理功能开发。

图2 牛背梁自然保护区地理信息系统功能设计

地图数据主要有：保护区地理位置、固定样地分布、地质地貌、高清遥感图、动植物监测路线、森林资源二类调查、防火监测塔分布、社区分布、三维立体图等共计36幅电子地图，针对地图显示设计放大、缩小、平移、测量、选择等多个操作，并在地图视图中加入经纬度坐标实时显示功能，方便用户进行定位。为用户提供快速地图输出功能，导出地图保存为jpg格式图像。

地图文档是由多个专题图层叠加显示而成，对图层的交互处理尤为重要，在牛背梁自然保护区地理信息系统中，加入对图层属性信息的查询检索功能，快速显示查询对象地理位置。允许用户修改图层显示符号，自定义地图表达形式，展现地理信息系统的优势，图层位置、属性信息的可编辑增加了数据的可维护性和扩展性。

针对野生动物监测等流动性较强的专题空间信息，系统在数据库录入的同时提供矢量数据生成功能，直接将野外观测数据转换成能在地图上叠加显示的地图图层，快速直观的显示野生动物分布状况。

3 数据库设计

牛背梁国家级自然保护区监测工作分为固定样地监测和固定样线监测两种，其中固定样地监测以植物监测为主要监测对象，固定样线监测以野生动物为主要监测对象。保护区内珍稀动植物众多，保护工作量大，积累了大量的动植物监测数据信息，利用纸质数据表的形式进行存储远远不能满足数据处理和利用的需求，因此在牛背梁自然保护区地理信息系统中建立数据库，并提供监测数据上传、查询、导出等操作处理模块，实现动植物保护数据存储、浏览、提取等工作。

固定样地监测内容主要有草本植物群落、灌木层、乔木层和每木检尺四大主要类别，共五个数据表，表格属性如表1所示。其中固定样地与乔木层、灌木层、草本群落以及每木检尺均为一对多模式，通过属性列样地号进行连接可以获得相应的属性值。

表1 固定样地监测表

牛背梁国家级自然保护区是我国I级保护动物羚牛的主要栖息地，固定样线监测在常规野生动物进行监测的同时，专门针对羚牛制定了保护监测内容。固定样线监测数据表主要包括：野生动物种群监测、羚牛种群监测、羚牛采食植物监测、羚牛活动范围监测，数据表属性如表2所示。不同数据表格以样线号进行连接，与样线号的对应关系为多对一。

表2 固定样线监测表

4 系统运行结果及分析

4.1 专题地图

在牛背梁国家级自然保护区地理信息系统中，共集成了专题图35幅，三维地图1幅，全面覆盖了牛背梁自然保护区的遥感、地形、动植物分布、规划布局等各个方面，并且实现了数据的浏览、测量、查询、编辑等空间处理操作。图3为旅游景点专题图，并且对专题图界面进行了展示。

4.2 动植物保护数据管理

牛背梁国家级自然保护区地理信息系统中针对动植物保护信息设计数据库，并编写了相应程序对数据库进行访问，主要包括数据查询、数据上传与数据修改功能，图4为珍惜动物监测数据上传界面，将痕迹类型、坡向、坡位、坡度、生境类型、盖度、郁闭度等具有固定选项的属性值以下拉框的形式提供数据，提高了数据上传的工作效率，并且能够根据经纬度信息生成矢量文件，数据表的信息则会以属性列的方式呈现在矢量数据中，矢量数据可以在任意专题图上显示，为进一步的数据空间分布研究提供了支持。

图3 专题图界面示例

图4 数据库管理界面示例

5 结语

以牛背梁国家级自然保护区为例，将地理信息系统技术引入保护区的相关工作中，与林业保护、资源开发、动植物监测等具体需求进行结合，建立具有保护区特色的地理信息系统，快速、直观、准确、全面的展示了保护区的各种资源以及工作规划等信息，同时也为用户提供了数据检索、地图交互、矢量数据生成等功能，对保护区资源经营、管理和决策工作提供帮助，推动了保护区资源管理信息化进程，提高了保护区的工作效率。

[1] 吴信才.地理信息系统原理与方法[M].北京.电子工业出版社,2002.

[2] 宗雪,翟洪波,王宏伟,等.黑龙江大峡谷国家级自然保护区综合管理信息系统设计[J].林业资源管理,2015(6):149-154.

[3] 廖国威,谢林伸.基于GIS和Flex的水环境管理系统设计与实现[J].地理空间信息,2015,12(6):93-99.

[4] 蔡苏鹏,杜景林.基于GIS的人工影响天气系统设计与实现[J].南京信息工程大学学报(自然科学版),2015,7(5):427-433.

[5] 周斌. 试论地理信息系统的发展现状及趋势[J]. 城市地理, 2015(16)：71.

[6] 李春宁.陕西牛背梁国家级自然保护区生物多样性及其保护研究[D].陕西杨凌：西北农林科技大学,2006.

[7] 李景侠, 蔡靖, 康永祥,等. 陕西牛背梁国家级自然保护区珍稀濒危保护植物研究[J]. 西北林学院学报, 1999, 14(2):12-18.

[8] 冯兆龙,胡续礼,姜小三,等. 基于C#和MapObjects组件的地理信息系统的开发[J]. 遥感信息, 2007(6):81-85.

[9] 朱兴洲, 曹林, 李凤凤,等. 基于ArcGISEngine的3维校园地理信息系统设计与开发[J]. 测绘与空间地理信息, 2011, 34(5):26-30.

[10] 庄晨辉, 陈铭潮, 潘俊忠. 林业资源管理地理信息系统的研制与开发[J]. 福建林学院学报, 2005, 25(1):157-157.

Secondary Development and Realization of Data Sharing through ArcEngine based on LAN Data——GIS System Application in Niubeiliang Nature Reserve

DUXi-ke

(Shaanxi Institute of Forest Inventory , Design and Planning, Xi'an, Shaanxi 710082)

GeographicInformationSystem(GIS)isaspecifictoolformapsandgeospatialdata.TheauthortookShannxiNiubeiliangnationalnaturereserveasanexampletoestablishaGeographicalInformationSystem.TheGISrealizesthedatasharing,unifiesmanagementwithintheLANandbuildsadatabaseofwildlife,greatsupportstothestorage,display,collection,inquiry,modificationofgeographicspatialdata.Thesystemprovidesimportanthelptonaturalreservescientificresearchanddecisionmaking.

GIS;Niubeiliangnationalnaturereserve;database

2016-08-15 作者简介：杜希科(1966-),男,陕西周至人,本科,助理工程师,主要从事林业地理信息系统开发应用、森林防火、野生动物监控系统规划设计等工作。

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