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【精品资料】年AE插件中英文对照
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基于AE的土地利用与生态环境建设辅助决策信息系统开发研究
山东农业大学 硕士学位论文 基于AE的土地利用与生态环境建设辅助决策信息系统开发研究 姓名：辛凤云 申请学位级别：硕士 专业：土地资源管理 指导教师：聂宜民
关于学位论文原创性和使用授权的声明本人所呈交的学位论文，是在导师指导下，独立进行科学研 究所取得的成果。对在论文研究期间给予指导、帮助和做出重要 贡献的个人或集体，均在文中明确说明。本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解山东农业大学有关保留和使用学位论文的规 定，同意学校保留和按要求向国家有关部门或机构送交论文纸质 本和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权山东农业大学可 以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。保密论文在解密后应遵守此规定。论文作者签名：翌生蒸导师签名：夏２童．虽』日期：幽！［山东农业大学硕士学位论文中文摘要土地是人类赖以生存和发展的物质基础和环境条件，土地利用深刻地 影响和改变着人类的生存环境，科学合理利用土地可以有效地保护和改善 生态环境，促进生态环境建设。相反，盲目随意地进行土地开发利用，甚 至于人为地破坏土地资源，必然导致环境污染和生态恶化。因此，土地利 用与生态环境建设密切相关，合理的土地利用是生态环境建设的基础、关 键和保障。 在未来的２００７－－２０２０年间，我国将处于经济社会的“黄金发展时期”， 强烈的土地需求将对土地利用的强度、方式、规模、布局等造成深远的影 响；生态环境建设压力巨大。因此及时掌握土地利用变化、资源供需情况， 进而提出合理利用土地的调控措施非常重要，而现有的系统只能查询显示 土地与生态环境信息，没有调控土地利用的辅助决策功能。在这个背景下， 根据土地利用与生态环境建设之间的关系，开发研究土地利用与生态环境 建设辅助决策信息系统（ＬＵＥＥＡＤＩＳ），不但实现数据的信息化，更重要 的是用于辅助用户选择最优土地利用方式，保证土地可持续利用。因此系 统开发研究具有较大的现实意义。 随着２００４年Ａｒｃｇｉｓ９系统软件的推出，出现了新的嵌入式开发组件ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ，ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ与其他组件相比较有很大的优势，为开发人员脱离开发环境ＡｒｃＧＩＳ提供方便，而且开发费用低，时间短，因此土 地利用与生态环境建设辅助决策信息系统（ＬＵＥＥＡＤＩＳ）选用ＡＥ组件进 行开发。 根据土地利用与生态环境建设之间的关系，系统详细设计了专业辅助 决策模块，包括土地利用变化分析、生态承载力分析、生态功能分区、调 控指标空间实现等四个模块。 论文共分为７部分，第ｌ部分是概述，介绍土地利用与生态环境建设辅助决策信息系统（ＵＪＥＤｍＩｓ）设计研究的研究意义，研究动态、论文的研究内容。通过分析地理信息系统在土地利用、生态环境建设和可持续 发展量化研究中的应用研究动态，发现目前还没有ＡＥ在土地利用与生态 环境建设辅助决策中的应用开发，更没有利用ＡＥ开发生态承载力分析功土地利用与生态环境建设信息系统设计研究能模块的研究。第２部分是关键技术，分析了系统开发中所涉及到软件与 关键技术，包括地理信息系统的开发方式、组件式地理信息系统、开发组 件ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ、空间数据库引擎ＡｒｃＳＤＥ的介绍。第３部分是系统设计， 在研究系统的开发背景的基础上，对平台进行了总体设计、系统功能设计； 着重介绍了生态承载力功能模块的设计。第４部分是数据库设计，根据数 据的特点设计属性数据库与空间数据库。第５部分是系统开发与实现，在 确定开发方案和环境的基础上，介绍了部分功能模块的开发实现。第６部 分是系统的应用检验，主要介绍生态承载力功能模块中生态承载力差值法 和生态足迹法应用检验。第７部分是结论与展望，对论文的特色和研究成 果作了总结，并对今后的进一步研究提出了设想。 关键词：ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ．生态承载力；生态足迹；ＣｏｍＧＩＳ；ＡｒｃＳＤＥ２山东农业大学硕士学位论文Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆＬａｎｄ Ｕｓｅ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ＢａｓｅｄｏｎＡｒｃＥｎｇｉｎｅＡＢＳＴＲＡＣＴＬａｎｄ ｉｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒ ｔｈａｔ ｈｕｍａｎ ｌｉｖｅｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｓ．Ｌａｎｄｕｓｅｄｅｅｐｌｙ ａｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅ ｉｔｓ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅｕｓｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｗｅ ｓｈｏｕｌｄｍａｋｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｏｆ ｌａｎｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｓｈｏｕｌｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏｔｅｃｔ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄ ｓｈｏｕｌｄ Ｐｒｏｍｏｔ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｃｏｎｔｒａｒｙ，ｉｆ ｉｍｍｏｄｅｒａｔｅ ｌａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｗｉｌｌ ｂｅｒａｎｄｏｍ ａｎｄ ｅｖｅｎｆａｃｔｉｔｉｏｕｓｌｙ，ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄｅｖｏｉｄ ａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｗｉｌｌ ｂｅ ｗｏｒｓｅｎｅｄ．ｔｏ ２０２０，ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ ｗｉｌｌＦｒｏｍ ２００７ｂｅ ｉｎ ｔｈｅ ｇｏｌｄ ｔｉｍｅ ｏｆ ｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｍａｎｄ ｗｉｌｌ ｔａｋｅｓｏｃｉｅｔｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ａｎｄ ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｉｎｔｅｎｓｅ ｌａｎｄＵＳｅｐｒｏｆｏｕｎｄｕｓｅｔｈｅ ｌａｎｄＵＳｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｌａｎｄｗａｙ，ｌａｎｄｕｓｅｓｃａｌｅ．１ａｎｄｌａｙｏｕｔ ａｎｄ ｓｏＯｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｓ ｈｕｇｅ．ｇｒａｓｐｓｕｓｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓＴｈｅｒｅｆｏｒｅ ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｐｒｏｍｐｔｌｙｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ｄｅｍａｎｄｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｌａｎｄｓｙｓｔｅｍｍｅａｓｕｒｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇｏｎｌｙｃａｌｌｉｎｑｕｉｒｅ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄ ｕ∞ａｎｄ ｔｈｅａｓｓｉｓｔａｎｔｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｌａｎｄｕｓｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｈ勰ｎｏｔｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆｒｅｇＩｌｌａｔｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ．ｕｎｄｅｒ ｔｈｉｓ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｌａｎｄ ｕ∞ａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｓｓｉｓｔａｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈａｔ ｉｔｃａｎｎｏｔ ｏｎｌｙ ｒｅａｌｉｚｅｄａｔａ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔｈｅｌｐｕｓｅ稻ａｎａｌｙｓｉｓ ａｐｐｒａｉｓａｌｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ａｎｄ ｈｅｌｐｔｏ ｇｕａｒａｎｔｅｅＵＳｅｒＳ ｃｈｏｏｓｅｍｏｓｔ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｗａｙ Ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｍｏｄｕｌｅｌａｎｄ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｕｓｅ． ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ ２００４，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＡｒｅｇｉｓ９ ｓｙｓｔｅｍｓｅｔ．ａｒｅＡｘｃＧＩ￥Ｅｎｇｉｎｅ ａｐｐｅａｒｅｄ．ＡｒｃＧＩＳｉｔ ｔａｋｅＥｎｇｉｎｅ ｈａｓ ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙ ｔｏ ｏｔｈｅｒ ｍｏ－ｄｕｌｅｓ，ａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ土地利用与生态环境建设信息系统设计研究ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ＡｒｅＧＩＳ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｅｌｅｃｔ ｔｈｅ ＡＥ ｍｏｄｕｌｅ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｓｙｓｔｅｍ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｌａｎｄｕｓｅａｎｄ ｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄ ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｌｄｎｇ ｍｏｄｕｌｅ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｌａｎｄｕｓｅｃｈａｎｇｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｅｃｏｌｏｇｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｃｔ， ｓｐａｃｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ １１１ｅ ｐａｐｅｒｏｆｃｏｎｔｒｏｌ ｔａｒｇｅｔｓａｎｄＳＯ ｏｎ．ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｓｅｖｅｎ Ｃｈａｐｔｅｒｓ．Ｃｈａｐｔｅｒ ｌ ｉｓｉｎｌｒｏｄｕｃｆｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｒｅｌａｔｉｖｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｌａｓ，ｍａｊｏｒ ｃｏｎｔｅｎｔｓｗｈｉｃｈａｎｄ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆｔｈｅｔｈｅｓｉｓ．Ｃｈａｐｔｅｒ２ ｉｓ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ， ｏｆ ｌａｎｄｕｓｅａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｏｄｅｖｅｌｏｐ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆＧＩＳｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍｍｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ，ＰａｔｔｅｒｎｓＳＯ ＯＩＬｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＧＩＳ，ＡｒｅＳＤＥ ａｎｄａｕｔｈｏｒＣｈａｐｔｅｒ ３ ｉｓ ｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｏｎｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｄｅｓｉｇｎ，Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｅｄｕｓｅｓｔｕｄｉｅｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｏｆ ｌａｎｄ ｉｓａｎｄ ｅｅｕｌｏｇｉｅａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｃｈａｐｔｅｒ ４ａｔｔｒｉｂｕｔｅ ａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｄａｔａｂａｓｅ ｄｅｉｇｎｄａｔａｂａｓｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｏｎｂａｓｅｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｄａｔａｂａｓｅ．Ｃｈａｐｔｅｒ ５ ｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｍａｉｎｌｙ ｉｎｌｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓｂａｓｅｄｏｎｄｅｖｅｌｏｐｐｒｏｊｅｃｔ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｃｈａｐｔｅｒ ６ ｉｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍｉｎ ＰｉｎｇｙｉＣｏｕｎｔｙ．Ｃｈａｐｔｅｒ ７ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｆｉｒｓｔｌｙ ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ。．ｈｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｉｓｃｈａｐｔｅｒ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒ ｂｒｉｎｇｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｆａｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｔ ｎｅｘｔ ｓｔｅｐ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ；Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ；Ｆ把ｏｌｏｇｉｃａｌ ｃａｒｒｙｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ；ＣｏｍＧＩＳ；ＡｒｃＳＤＥ４山东农业大学硕士学位论文ｌ概述１．１研究背景、目的与意义１．１．Ｉ背景 ２００５年５月，国务院办公厅下发了《关于做好土地利用总体规划修 编前期工作意见的通知》（国办发［２００５１３２号），正式开始了新一轮土地利 用总体规划修编工作。国办发３２号文明确提出要从节约和集约用地、严 格保护耕地的根本指导方针和实现“五个统筹”的要求出发，围绕落实规划 修编的基本原则和目标，有针对性地开展六大重大问题的政策研究。协调 土地利用与生态环境建设问题研究是其中一大问题。 土地是人类赖以生存和发展的物质基础和环境条件，土地利用深刻地 影响和改变着人类的生存环境，科学合理利用土地可以有效地保护和改善 生态环境，促进各种环境条件协调发展。相反，盲目随意地进行土地开发 利用，甚至于人为地破坏土地资源，必然导致环境污染和生态恶化。因此， 生态环境建设与土地利用密切相关，合理的土地利用是生态环境建设的基 础、关键和保障。 在未来的２００７－２０２０年问，我国将处于经济社会的“黄金发展时期”， 土地需求量大，生态环境建设压力巨大。因此及时掌握土地利用变化、资 源供需情况，进而提出有利于环境保护和生态建设的利用土地调控指标非 常重要，所以目前急需辅助用户优化土地利用结构、保障生态环境建设的 决策信息系统的开发研究。 土地利用与生态环境建设８５％的信息与空间相关，因此ｇｉｓ在土地利 用与生态环境建设应用非常必要。 此外，现有的相关ｇｉｓ二次开发系统只能查询显示土地利用与生态环 境信息，没有土地利用与生态环境建设辅助决策功能。因此本文尝试利用ＡＥ开发Ｉｌ腿ＡＤＩＳ研究。Ｉ．Ｉ．２目的本文主要研究根据土地利用与生态环境建设之间的关系，探索利用５土地利用与生态环境建设信息系统设计研究ＡＥ开发ＬＵＥＥＡＤＩＳ，用以辅助用户选择最优土地利用方式，保证生态环境建设，保护生态环境，实现土地可持续利用。１．１．３意义（１）系统开发研究具有较大的现实意义 随着计算机事业的蓬勃发展以及社会对生态环境建设的重视，地理信息系统在土地利用与生态环境建设方面得到了广泛的应用。这些系统中有些用于管理土地利用与生态环境建设信息，有些具有一些专业分析功能， 但都不具备调控土地利用的辅助决策功能。开发研究ＬＵＥＥＡＤＩＳ，不但实 现数据的信息化，更重要的是用于辅助用户选择最优土地利用方式，保证 土地可持续利用。因此系统开发研究具有较大的现实意义。 （２）系统具有较大的实用价值 随着２００４年Ａｒｃｇｉｓ９系统软件的推出，出现了新的嵌入式开发组件ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｌｌｅ，ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ与其他组件相比较有很大的优势，使用ＡＥ开发的软件仅需要在一个Ｒｕｎｔｉｍｅ上运行，而不需要安装ＡｒｃＧＩＳ软件， 应用成本低，因此基于ＡＥ开发的ＬＵＥＥＡＤＩＳ易于推广使用，具有较大 的实用价值。 （３）系统的开发研究对于基于ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ相关应用地理信息系统的 二次开发有一定的促进作用 由于ＡｒｃＧＩＳ９．０软件发布时间较短，应用ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ进行二次开发缺 少系统、完整的资料，开发有相当的难度；而且目前还没有检索到 ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ组件在土地利用与生态环境建设辅助决策中的应用开发。因此系统的开发研究对于基于ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ相关应用地理信息系统的二次开发有一定的促进作用。１．２研究动态１．２．１地理信息系统技术在土地资源利用信息中的应用 土地资源信息系统的发展可以追朔到２０世纪６０年代，１９６４年加拿 大建成的加拿大地理信息系统（ｃｏｉｓ）是公认的世界上第一个土地资源信６山东农业大学硕士学位论文息系统，该系统是在她理信息系统支持下实现的。目前世界上许多发达国家，如美国、日本、澳大利亚、法国、德国等，都花了大量的人力与财力从事土地资源信息系统的研究，建立起一些有影响的土地资源信息系统， 如美国明尼苏达洲的土地管理信息系统（ｃｃｌｓ，１９６９），纽约土地利用和自 然资源信息系统（ＬＵＮＲ，１９６７），日本的国家土地资源数据库系统，法国国 土地理院简称的国土信息系统，英国的土地资源信息系统（Ｄａｙｉｄｓｏｎ，１９８６）等。我国在这方面的研究比国外要晚，是从２０世纪７０年代末开始的，计 算机的广泛普及与应用以及地理信息系统软件的引进和开发，为建立我国 的土地资源信息系统提供了有利的条件，通过三十多年的努力，也己经得 到很好的发展，一些试验性系统以及海口、深圳、厦门、北海等城市土地 实用系统也相继建立起来（刘春霞，２００２）。 目前，随着土地利用总体规划的开展，地理信息系统在土地利用总体 规划编制工作及成果管理中的应用开发成为热点。李冰的基于ＧＩＳ的县级 土地利用总体规划管理信息系统的应用研究采用Ｍａｐｉｎｆｏ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ６．５＋ＶＢ进行集成开发，系统具有较强的图形数据、属性数据 管理功能，能适应县级土地利用规划业务管理的需要；臣伟锋的基于Ｇ瑙 的土地利用总体规划数据库系统设计和应用，是利用ＳＱＬｓｅｒｖｅｒ２０００＋ＳｕｐｅｒＭａｐ ｏｂｊｅｃｔｓ ２００３＋Ｃ＃进行集成开发；臣伟锋文章中提到同组同学设计的土地适宜性评价神经网络系统、土地入口承载力子系统用 ＹＢ编程并打包成ＣＯＭ组件，土地利用优化配置系统、土地可持续战略 灰色动态仿真是用ｍａｔｌａｂ软件编程实现（臣伟锋，２００４）。刘剑研究的土地 利用规划管理信息系统利用Ａｕｔｏｄｃｓｋｍａｐ２００４＋ＯｒａｅｌｅＳｐａｔｉａｌ＋ＭａｐＧｕｉｄｅ构建空间数据库和信息服务数据库，实现数据输入、图 层控制、空问分析和数据输出等功能（刘剑，２００５）。这些系统研究有侧重 数据库设计的，有侧重辅助规划编制的，共同特点是集成组件进行二次开 发。 １．２．２地理信息系统技术在环境保护和生态环境建设中的应用 随着计算机事业的蓬勃发展，地理信息系统在环境保护和生态环境建７土地利用与生态环境建设信息系统设计研究设方面得到了广泛的应用。国家环保局建立了覆盖全国，纵跨国家、省、 地（市）、县（市）环保局及相关企业的基于网络的国家环境监测信息系 统，增大了对环境污染的监测力度和透明度。清华大学环境工程系以一个 环境监测站为单位，在充分考察环境监测日常业务流程和分析数据流的基 础上提出了一套技术方案，并建立了厦门市环境监测全过程管理信息系 统，在环境监测的底层实现了信息化。在环境决策方面，徐贞元等建立了 基于ＧＩＳ和各种模型的中国省级环境决策支持系统，辅助领导决策，得到 了广泛的应用。在林业生态建设中彭振华先生从全局的角度提出了建立中 国森林生态网络系统，而在区域范围内杨建洲等建立了区域森林资源宏观 决策支持系统，提高了森林资源管理的决策管理水平。２００２年，随着生 态环境建设规划的开展，有人开始注意把地理信息系统应用于生态环境建 设，王金增提出一套基于ＧＩＳ的生态环境建设决策支持系统的技术方案， 探讨以县为单位建立具有生态环境建设规划、实施、监测、决策管理等功 能的信息系统理论和技术（王金增，２００２），为实现生态环境建设的信息化 提供一个切实可行的方案。黎军的基于ＧＩＳ的区域生态环境建设规划决策 支持系统的研究，集成地理信息系统与决策支持系统（黎军，２００２）。张怀 清等建立基于空间信息技术的生态环境建设应用系统软件开发平台， 从同一领域内功能相近的应用系统中概括其系统构成特征，充分识别此类系 统中的可复用信息，从中抽象出生态环境建设领域内应用型ＧＩＳ的可复用 系统构件，建立一套基于空问信息的生态环境建设应用系统软件开发平台 （张怀清。２００４）。 １．２．３地理信息系统技术在生态足迹中的应用 ＧＩＳ发展至今，应用领域已十分广阔，但是资料检索表明，应用ＧＩＳ 进行可持续发展的量化研究还不是很多（陶明娟，２００５），应用ＧＩＳ进行生 态足迹研究的成果更是很少，陶明娟利用ＡｒｃＧＩＳ录入生物消耗量数据， 并利用ＡｒｃＧＩＳ中属性表具备的计算功能计算生态足迹，然后制作专题图， 整个过程需要专业人员编辑，需要熟悉ＡｒｃＧＩＳ软件的操作；刘金花利用 Ｍａｐｉｎｆｏ的二次开发语言Ｍａｐｂａｓｉｃ开发生态足迹核算模块，对山东省土地 可持续利用情况进行分析（刘金花，２００５）。山东农业大学硕士学位论文综上所述，地理信息系统在土地利用与生态环境建设的应用非常广 泛，针对不同的目的和方面，系统侧重点不同，开发平台也各异。许多系 统都是基于ＧＩＳ进行二次开发，然而目前还没有检索到利用ＡｒｅＥｎｇｉｎｅ组 件开发ＬＵＥＥＡＤＩＳ的文献。因此本文研究利用ＡｒｅＥｎｇｉｎｅ组件进行 ＬＵＥＥＡＤＩＳ的设计，开发辅助决策模块，为相关开发人员提供参考价值， 对于基于ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ应用地理信息系统的二次开发有一定的促进作用。１．３研究内容１．３．１空间和属性数据库设计 数据库设计是整个土地利用与生态环境建设辅助决策系统的基础。数 据库建设后，用户一方面可以随便地提取数据库中的任何数据参与数据处 理、制图、分析、评价，充分发挥数据库中数据的价值；另一方面经图形 提取得到的数据及分析、评价、决策模型运算的结果返回数据库，以备其 他模型调用或输出，最大限度地发挥土地利用与生态环境建设辅助决策系 统的功能。．数据是ＧＩＳ的重要内容，也是ＧＩＳ系统的核心，因此数据组织和处 理是ＧＩＳ应用系统建设中的关键环节。ＧＩＳ中的数据分为两种基本类型： 属性数据和空间数据。文中着重研究利用ＡｒｃＳＤＥ＋ＳＱＬｓｅｒｖｅｒ２０００进行数 据库设计． １．３．２系统结构设计 Ｃ／Ｓ体系结构是指客户端与服务端两层体系结构，其安全性好、开发 费用低，开发周期短。本文选择Ｃ／Ｓ体系结构，进行土地利用与生态环境 建设辅助决策系统设计研究。 ｌ。３．３功能模块设计开发研究利用ＥＳＲＩ公司的ＡｒｅＥｎｇｉｎｅ为开发平台，利用通用软件开发工具Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ开发。开发研究包含常用ＧＩＳ具有的数据编辑、管理、查 询、显示分析功能，着重研究开发辅助决策模块，包括包括土地利用变化９土地利用与生态环境建设信息系统设计研究分析、生态承载力、生态功能分区、调控指标空间实现四个功能模块。１．４技术路线（１）系统功能需求分析：根据土地利用与生态环境建设之间的关系， 进行系统功能设计，用于辅助用户优化土地利用结构，保证土地可持续发 展。 （２）资料的收集与整理和文献查阅。需要收集和整理的资料包括气 候、土壤、植被、水资源、生态环境等自然因子和人口、城乡建设、经济 发展等社会经济因予：土地利用现状调查报告及图件、水资源调查与评价 报告、土壤资源调查报告及图件、森林资源清查报告及有关数据、环境质 量报告、水土流失防治规划、统计年鉴等。 （３）系统分析。包括开发环境需求分析、可行性分析、需求分析。 （４）空间数据库设计。将收集的图件扫描、矢量化、处理，根据数 据的特点采用Ｇｅｏｄａｔａｂａｓｅ数据模型进行空间数据库设计。 （５）属性数据库设计。根据属性数据的特点进行汇总分类，遵循科 学性、可操作性、层次性原则设计土地利用与生态环境建设属性数据库。 （６）系统设计及功能实现。系统采用ＶＢ＋ＡＥ作为开发客户端， ＡｍＳＤＥ＋ＳＱＬ ｓｅⅣｃｒ作为服务端的Ｃ／Ｓ的结构进行设计，开发设计ＧＩＳ基 本功能和专业辅助决策功能模块。 （７）系统运行、调试。山东农业大学硕士学位论文Ｉ资科＆集与整理．――――ｒ～＼．，系统功能需求分析Ｉ、、＼调查研究．―／１ｌ―＼．系统分析 开发环境需求分析』．／Ｊ系统功能结构设计查阅文献＼．ｉ．／可行性分析 系统设计 数据库设计数据分析０系统实现‘系统运行调试图１．１技术路线 Ｆｉ昏１．Ｉ Ｔｅｃｈ∞１９９ｉｃａｌｒｏｕｔｅ２土地利用与生态环境建设辅助决策信息系统 （Ｌ切ｉＥＡＤＩＳ）开发中涉及的软件与关键技术２．１地理信息系统地理信息系统（ＧＩＳ）是地图学、计算机科学、地理学、测量学等多 门学科综合的边缘交叉学科，在我国又称为资源与环境信息系统，是在计 算机硬件、软件系统支持下，对地球表层空间中的有关地理分布数据进行 采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统（李满春等）。 地理信息系统的发展始于２０世纪６０年代，当时国外从空闾数据的地土地利用与生态环境建设信息系统设计研究学处理入手，开始了对其技术与方法的研究。世界上第一个ＧＩＳ是１９６３年Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ等人建立的加拿大地理信息系统ＣＧＩＳ，用于自然资源的管 理与规划（李满春等）；到了７０年代，由于计算机处理能力的飞速发展和 环境、资源等问题日益突出，ＧＩＳ技术开始进入实用阶段，出现了ＧＩＳ应 用系统。８０年代是ＧＩＳ大发展的时期，技术逐渐走向成熟，专业制造商 开始出现，商业化的实用系统进入市场，应用领域迅速扩大。国外地理信 息系统现已进入了产业化阶段，涌现出一大批以ＧＩＳ为核心的信息技术产业公司。目前具有代表性的较著名的国外ＧＩＳ软件有ＡＲＣ／】ＮＦＯ，ｎＧ砒Ｓ，ＳＰＡＮｓ，ＭＡＰ仍盯Ｏ，ＧＥＮＡＭＡＰ，ＥＲＤＡＳ等。在美国及发达国家，地 理信息系统的应用遍及环境保护、资源保护、灾害预测、投资评价、城市 规划建设、政府管理等众多领域。在北美、西欧和日本等发达国家，现在 已建立了国家级、洲际之间以及各种专题性的地理信息系统。 我国ＧＩＳ的研究起步于２０世纪８０年代初期，早期以引进国外的地理 信息系统软件为主，随着国内ＧＩＳ基础研究的发展以及应用领域的不断扩 大，基于国内ＧＩＳ应用领域的广阔市场和良好发展前景，国内开始独立研 制开发适合国情的ＧＩＳ软件产品。９０年代相继有一些国内的ＧＩＳ软件产品问世，国内较著名的有ＭＡＰＧＩＳ，ＧＥｏＳＴＡＲ，ＣＩＴＹＳｌ：ＡＲ。ＳＵＰＥｌ蝴，ＭＡＰＥＮＧＩＮＥ等。虽然中国地理信息系统事业起步较晚，但取得了重大的 进展。目前地理信息系统现正在向产业化方向发展，并已成功地应用于多 个领域：而且，近年来，随着我国经济建设的迅速发展，加速了地理信息 系统应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图 等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。 地理信息系统根据其内容可分为两大类型：一是应用型地理信息系 统，即以某一专业、领域或工作为主要内容，包括专题地理信息系统和区 域综合地理信息系统；二是工具型地理信息系统，也就是ＧＩＳ工具包如ＡＲＣ／ＩＮＦＯ等，具有空间数据输入、存储、处理、分析和输出等ＧＩＳ基本功能。随着地理信息系统应用领域的扩展，应用型ＧＩＳ的开发工作显得日 益重要。如何针对不同的应用目标，高效地开发出既合乎需要，又具有方 便美观的界面形式的地理信息系统，是ＧＩＳ开发者非常关心的问题（李贵’荣等，２００３）。山东农业大学硕士学位论文２．Ｉ．１ＧＩＳ开发的实现方式２．１．１．Ｉ独立开发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ＶＣ、ＶＢ、Ｄｅｌｐｈｉ等，在一定的操作平台上编程 实现。独立开发的优点是不用购买商业化的ＧＩＳ工具软件，减少了开发成本，安全性能得到保证；但另一方面，对于大多数开发者丽言，时间、能力、财力的限制使得开发的产品很难达到与商业化ＧＩＳ工具软件的同等水 平，而且很多时候购买ＧＩＳ工具软件方面所节约的成本还抵不上重新开发 的代价。因此，独立开发的应用系统是比较少的。 ２．１．１．２宏语言开发 宏语言开发是指完全借助于ＧＩＳ工具软件本身提供的宏语言进行应 用系统开发。ＧＩＳ软件大多提供了可供用户进行二次开发的宏语言，例如 Ｍａｐｌｎｆｏ公司为ＭａｐＩｎｆｏ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ提供了Ｍａｐｂａｓｉｃ，ＥＳＲＩ公司的 ＡｒｅＶｉｅｗ提供了Ａｖｅａｕ等等。用户利用这些宏语言，以原ＧＩＳ软件为开发 平台，开发自己的针对不同应用对象的ＯＩＳ程序。这种方式比较容易掌握， 但是由于宏语言作为编程语言的功能较弱，因此，开发的应用程序仍然不尽如人意。２．１．１．３集成二次开发 集成二次开发是指利用专业的ＧＩＳ工具软件，如Ａｒｃｖｉｅｗ，Ｍａｐｌｎｆｏ 等实现ＧＩＳ的基本功能，以通用软件开发工具如Ｄｅｌｐｈｉ、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、Ｐｏｗｅｒｃ＋＋、ＶｉｓｕａｌＢｕｉｌｄｅｒ等为开发平台，进行二者的继承开发。集成二次开发目前主要有两种开发方式：（１）ＯＬｌ狐）ＤＥ方式采用ＯＬＥ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ技术或ＤＤＥ（ｄｙｎａｍｉｃｄａｔａ ｅｘｃｈａｎｇｅ）技术，用软件开发工具开发前台的应用程序，以ＯＬＥ自动化方式或ＤＤＥ方式启动 ＧＩＳ工具软件在后台运行，利用回调技术功能获取返回信息，实现应用程土地利用与生态环境建设信息系统设计研究序中的地理信息处理功能。（２）ＧＩＳ控件方式该种方式利用ＧＩＳ软件生产厂家提供的建立在ＯＣＸ技术基础上的 ＧＩＳ功能控件，例如ＥＳＲＩ的Ｍａｐｏｂｊｅｃｔｓ，ＭａｐＩｎｆｏ公司的ＭａｐＸ等，在 Ｄｅｌｐｈ、ＶＣ等编程工具编制的应用程序中，直接将ＧＩＳ功能嵌入其中， 实现地理信息系统的各项功能。 ２．１．２三种开发方式的分析与比较 由上述分析可知，独立开发的难度较大，而单纯的宏语言开发受到ＧＩＳＩ具提供的编程语言能力限制，功能难以令人满意，因此集成二次开发就成为ＧＩＳ应用开发的主流。它的优势在于既可以充分利用ＧＩＳ工具 软件对空间数据库的管理、分析功能，又可以利用其他可视化开发语言所 具有的高效、方便的编程优点。两者的结合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的应用程序具有更好的外观， 并且可靠性强、易于移植、便于维护。尤其是使用ＯＣＸ技术利用ＧＩｓ功 能组件进行组件式ＧＩＳ（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＧＩＳ，ＣｏｍＧＩＳ），更能体现这些优势。ＧＩＳ技术的发展，在软件模式上经历了功能模块、包式软件、核心式 软件从而发展到ＣｏｍＧＩＳ和ＷｅｂＧＩＳ的过程。ＣｏｍＧＩＳ是一种全新的ＧＩＳ 软件技术体系，它出现于２０世纪９０年代，又称构件式ＧＩＳ或嵌入式ＧＩＳ， 是指基于组件对象平台，以一组具有标准通信接口的、允许跨语言应用的 组件提供的ＧＩＳ。具有以下特点：高效无缝的系统集成；面向大众化；开 发周期短、效率高；可扩展性强；小巧灵活、可自由组合。 当前，地理信息系统软件已经或正在发生着革命性的变化，由过去厂 家提供全部系统或者有部分二次开发功能的软件，过渡到提供组件由用户自己再开发的方向上来。ＣｏｍＧＩＳ不仅是解决传统ＧＩＳ存在问题的全新方 案，而且也是实现下一代ＷｅｂＧＩＳ的重要技术基础。ＣｏｍＧＩＳ代表着当今ＧＩＳ发展的潮流，国际上大多数ＧＩＳ软件公司把开发组件式软件作为重要 的发展战略。ＥＳＲＩ在１９９６年年初推出了ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ；Ｍａｐｌｎｆｏ公司也迅１４山东农业大学硕士学位论文速推出其控件产品ＭａｐＸ；美国其他一些软件公司还推出了一些ＧＩＳ和地 图数据浏览控件，比如Ｏｐｅｎ Ｍａｐ和Ｖｉｓｕａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ合作推出的ＧｅｏＰｏｉｎｔ等。我国ＧＩＳ的发展比发达国家要落后许多年，尤其是ＧＩＳ软件的开发 与应用方面差距更大。组件式ＧＩＳ开发平台的出现，特别是国产优秀组件 式ＧＩＳ平台的推出，大大缩短了我国与发达国家ＧＩＳ软件之间的差距， 为我国中小型ＧＩＳ应用系统的建设带来了新的机遇。国内ＧＩＳ软件开发 单位也在紧跟潮流，如武汉测绘科技大学的ＧｅｏＳｔａｒ推出了ＣｏｍＧＩＳ软件 产品Ｇｏｅｍａｐ，朝夕科技有限公司推出了国产ＣｏｍＧＩＳ软件ＭａｐＥｎｇｉｎｅ， 北京超图地理信息技术有限公司于２０００年推出了全新的ＣｏｍＧＩＳ软件 Ｓｕｐｅｒｍａｐ２０００等。目前，国内的很多研究人员利用ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ、ＭａｐＸ 等组件进行二次开发，将组件式ＧＩＳ技术运用于土地利用总体规划、城市 规划、景观格局、人口统计等领域。ＭａｐＯｂｊｅｅｔｓ是美国ＥＳＲＩ公司推出的一组地图组件，它包含一个名为 Ｍａｐ的ＡｃｉｔｖｅＸ控件，以及几十个可编程的ＡｅｔｉｖｅＸ对象，它的对象库结 构清晰，易于理解，开发人员可在熟悉的开发环境中，如ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、Ｄｅｌｐｈｉ、钟等，利用ＭａｐＯｂｊｅｅｔｓ开发系统开销小的ＧＩＳ应用，或在现有的应用中增加ＧＩＳ功能。ＭａｐＯｂｊｅｅｔｓ操作的数据资源与ＡｒｅＧＩＳ完全兼容， 从结构简练的桌面数据格式（Ｓｈａｐｅ文件）到以拓扑关系为基础的经典Ａｒｅ／ＩｎｆｏＣｏｖｅｒａｇｅ，以至基于数据库（ＤＢＭＳ）和ＡｒｅＳＤＥ基础之上的Ｇｅｏｄａｔａｂａｓｅ，都能被ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ读取，除了矢量数据以外，ＭａｐＯｂｊｅａｓ 还能够读取多种格式的栅格数据，如ＢＭＰ、ＴＩＦ、ＪＰＥＧ、Ａｒｅ／Ｉｎｆｏ Ｃｒｄｄ 等。ＭａｐＯｂｊｅｅｔ可执行许多基础制图功能，但它不能执行某些高级功能， 如高质量地图输出、地图坐标系投影、表面模型或网络分析等高级空间分 析，以及拓扑编辑（赵所毅，２００６）。土地利用与生态环境建设信息系统设计研究２．２．２ＭａｐＸＭａｐＸ是ＭａｐＩｎｆｏ公司向用户提供的具有强大地图分析功能的 ＡｅｆｉｖｅＸ控件产品。由于它是一种基于Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统的标准控件，因 而能支持绝大多数标准的可视化开发环境，如Ｖｉｓｕａｌ Ｃ－Ｈ、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、Ｄｅｌｐｈｉ、ＰｏｗｅｒＢｕｉｌｄｅｒ等。编程人员在开发过程中可以选用自己熟悉的开 发语言，轻松地将地图功能嵌入到应用中，并且可以脱离ＭａｐＩｒｆｆｏ的软件 平台运行。ＭａｐＸ使用与ＭａｐｌｎｆｏＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ一致的地图数据格式，可以 实现ＭａｐＩｎｆｏ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ具有的绝大部分地图编辑和空间分析功能，而 且，ＭａｐＸ提供了各种工具、属性和方法，实现这些功能非常容易。ＳｕｐｅｒＭａｐ Ｏｂｊｅｃｔｓ３．０是北京超图地理信息技术有限公司基于ＡｅｔｉｖｅＸ／ＣＯＭ技术开发的大型组件式ＧＩＳ软件开发平台。ＳｕｐｅｒＭａｐ Ｏｂｊｅｃｔｓ３．０共提供１１个ＡｅｔｉｖｅＸ控件，其中ＳｕｐｅｒＷｏｒｋｓｐａｅｅ和ＳｕｐｅｒＭａｐ 为两大核心组件，负责提供ＧＩＳ基础核心的功能，主要包括：工作空间管 理、数据存储和访问：地图管理和显示、专题图制作：属性与空间信息的 查询、修改；缓冲区分析、叠加分析、最短与最佳路径分析等。三个扩展 组件分别实现了地图制图排版和输出功能（ＳｕｐｅｒＬａｙｏｕｔ）、拓扑关系的创建 和修复功能（ＳｕｐｃｒＴｏｐｏ），三维模型的创建、显示和分析功能（Ｓｕｐｅｒ３Ｄ）， 其余为辅助控件。为了减少用户的开发工作量，在相应的软件开发环境中 提供辅助的可视化管理工具，这些组件库之间既相互关联又保持了相对独立性，用户操作起来比较方便，其中核心组件库是基础的、必选的组件， 其他组件库则是可选的。熟练掌握了ＳｕｐｅｒＷｏｒｋｓｐａｅｅ和ＳｕｐｅｒＭａｐ这两个核心控件，用户就可以实现绝大部分基本的ＧＩＳ功能。２．２．４ ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓＡｒｅＯｂｊｅｃｔｓ是ＥｓＩｕ公司开发的面向对象的地理数据模型和高度集成 的软件组件库，是一套完全符合ＣＯＭ标准的大型软件构架。ＡｒｃＯＳ系列 产品完全是基于ＡｒｅＯｂｊｅｅｔｓ构建起来的（如图２．１）。有了ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ，ＡｒｃＧＩＳ１６山东农业大学硕士学位论文中的各个不同的产品就有了共同的基础部件和工业标准的接口，这对于 ＡｒｃＧＩＳ自身的定制和扩展以及ＡｒｃＧＩＳ与其它系统和平台之间的连接或融 合起到了至关重要的作用。ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ组件对象库中定义并实现了１８００ 多个在ＧＩＳ应用中涉及到的空间数据对象，供用户和开发商客户化定制、 扩展或构造不同应用领域的ＧＩＳ应用。２．３ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ组件技术图２．｜ＮｔＣ６１￥产品结构图Ｆｉｇ．２．１Ｔｈｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆＡｒｃＧＩＳ随着２００４年Ａｒｃｇｉｓ９系统软件的推出，出现了新的嵌入式开发组件ＡｒｃＧｌＳ Ｅｎｇｉｎｅ，ＡｒｃＧｌＳＥｎｇｉｎｅ与其他组件相比较有很大的优势，为开发人员脱离开发环境ＡｒｃＧＩＳ提供方便。 ＡｒｃＧｌＳ９是ＥＳＲＩ公司推出的新一代ＧＩＳ软件系统，与ＡｒｃＧｌＳ８相比 ＡｒｆＧｌＳ９最大的变化是它增加了两个基于ＡｒｃＯｂｊｅｃｔ的产品：面向开发的 嵌人式组件ＡｒｃＧｌＳ Ｅｎｇｉｎｅ和面向企业用户的基于服务器的ＡｒｃＧｌＳ Ｓｅｒｖｅｒ（朱凌，２００４）。 在ＡｒｃＧｌＳ８中虽然基于ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ组件可以二次开发许多应用程序，土地利用与生态环境建设信息系统设计研究但开发的应用程序一般是基于ＶＢＡ或其他宏命令语言的，不能脱离ＡｒｃＭａｐ或ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ等应用环境，其不足是程序庞大，另外不能生成可执行程序，在没有ＡｒｃＧｌＳ桌面环境中不能运行。在ＡｒｃＧｌ￥９中这一切都将迎刃而解，不再成为问题。２．３．１ ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ简介Ｅｎｇｉｎｅ由一组核心ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ包组成，在ＡｒｃＧＩＳ产品结构中ＡｒｃＧＩＳ的位置如图２．１。其对象是与平台无关的，能在各种编程接口中应用，开 发人员可以利用ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ将ＧＩＳ功能嵌入到已有的应用软件中，如 自定义行业专用产品：或嵌入到商业生产应用软件中，如ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｏｒｄ 和Ｅｘｃｅｌ；还可以创建集中式Ｉ刍定义应用软件，并将其发送给机构内的多 个用户，使得一次开发产品具有更强大的生命力（朱凌，２００４）。ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ由两个产品组成：构建软件所用的开发工具包以及使己完成的应用程序能够运行的可再发布的Ｒｔｍｔｉｍｅ（运行时环境）。ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｒｋｉｔ并不是一个终端用户产品，面是软件开发人员的工具包，适于为Ｗｉｎｄｏｗｓ、Ｕｎｉｘ或Ｌｉｎｕｘ用户构建基础制图和综合动态ＧＩＳ 应用软件。ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ Ｒｕｎｔｉｍｅ是一个使终端用户软件能够运行的核心 ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ组件产品，并且将被安装在每一台运行ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ应用程 序的计算机上。ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ开发包包括三个关键部分：控件、工具条和工具、对 工具在应用界面上用工具条的方象库。控件是ＡｒｃＧＩＳ用户界面的组成部分，它可以嵌入并在你的应用程 序中使用。工具条是ＧＩＳ Ｉ具的集合，式展现。在应用程序中用它来和地图中的地理信息交互。它包括如平移、 缩放、点击查询和与地图交互的各种选择工具。通过调用一套丰富的常规 的工具和工具条， 使建立定制应用的过程被简化。开发者可以很容易地将选择的工具拖放到定制应用中或创建自己定制的工具来实现与地图的 交互。对象库是可编程Ａｒｃｅｂｊｅｃｔｓ组件的集合，包括几何、显示、 Ｇｅｏｄａｔａｂａｓｅ和三维分析等一系列库，使得程序员可以开发出从低级到高 级的各种定制的应用。ＡｒｃＧｌＳＥｎｇｉｎｅ可以帮助用户实现以下功能：多图层显示地图；地图山东农业大学硕士学位论文的漫游和缩放；点击查看地图要素；查询和搜索要素；通过字段标注文本； 显示航片或卫星影像；编辑显示图形要素；绘制描述性文本；通过线选择 要素，或者通过面等选择在其内的要素；通过指定的距离选择要素；通过 ＳＱＬ表达式选择和查找要素；通过专题图方法渲染要素，比如按值渲染、 分类渲染以及点密度渲染等；动态显示实时数据和时间序列的数据；通过 提供的街道地址和交叉口来定位：空问运算生成缓冲区，计算差异，或者 查找相交部分、联合或反选相交部分等；操纵地图的形状或角度；编辑地 理要素和属性数据。２．３．２ ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ的主要特点（１）标准ＧＩＳ构架ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ提供一个标准构架来开发ＧＩＳ应用程序。世界上最热门的Ｃ鹧应用程序（ＡｒｃＭａｐ及ＡｒｃＣａＵｄｏｇ）都是使用相同的软件组件组建’立的。ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ背后的构架非常完整并且可以延伸，它的强大功能 使得开发者集中精力解决组织的问题，而不必从头建立ＧＩＳ的基础功能。 （２）开发者控件ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ提供一组通用开发者控件，让使用者轻松地就能编写出功能齐全的通用应用程序。ＡｒｃＯＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ提供的控件有：ＭａｐＣｏｎｔｒｏｌ、ＰａｇｅＬａｙｏｕｔＣｏｎｔｒｏｌ、ＡｒｃＲｅａｄｅｒＣｏｎｌｘｏｌ、ＴＯＣＣｏｎｔｒｏｌ及ＴｏｏｌｂａｒＣｏｎｔｒｏｌ，并 具有数个预建的工具及指令。ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ控件以ＡｃｔｉｖｅＸ、．Ｎｅｔ、Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ、Ｖｉｓｕａｌ ＪａｖａＢｅａｎｓ及ＭｏｔｉｆＷｉｄｇｅｔｓ传递。（３）跨平台支持ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ以及它所有相关的组件及控件都可适用于多种平台。所支持的平台有：ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷ＇ｍｄｏｗｓ（ＮＴ４、２０００、ＸＰ以及２００３），Ｓｏｌａｒｉｓ （２．８、２．９）、Ｌｉｎｕｘ（Ｒｅｄｈａ：ｔ７．３）、ＨＰ－ＵＸ（１１．ｎ）以及ＩＢＭＡＩＸ（５．Ｄ。 （４）支持多种开发语言 ＡｒｃＯＩＳ支持多种开发语言，包括ＣＯＭ、．ＮＥＴ、ＪＡＶＡ及Ｃ＿Ｈ．开发者可以使用多种不同的工具编写组件，诸如整合的ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳｔｕｄｉｏ环境或ＵＮＩＸ上的ｅＨ程式编辑软件。 （５）开发者资源１９Ｖｉｓｕａｌ土地利用与生态环境建设信息系统设计研究ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ开发工具包提供一套帮助系统，它整合支持不同的ＡＰＩ（Ｊａｖａ、ＣＯＭ、．Ｎｅｔ、ｃ十＋），另外还有组件模型图以及程序码样本，帮助开发者开始编写。组件中还包括了数个开发工具及工具软件，配合在 Ｅｎｇｉｎｅ环境下编写程序。２．３。３ ＡｒｅＧＩＳＥｎｇｉｎｅ开发包ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ包含一个构建定制应用的开发包。程序设计者可以在自己的计算机上安装ＡｒｅＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ开发工具包，工作于自己熟悉的编程语言和开发环境。ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ通过在开发环境中添加控件、工具、菜单条和对象库，在应用中嵌入ＧＩＳ功能。例如一个程序员可以建立一个应 用程序，里面包含一个ＡｒｅＭａｐ的专题地图、一些来自ＡｒｅＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ的 地图工具和其他定制的功能。ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ的开发包中也包括协助开发的开发资源，一个集成的开发帮助系统中提供了各种ＡＰＩ（ＣＯＭ、Ｊａｖａ、．ＮＥＴ和Ｃ．Ｈ）、对蒙模 型图和各种示例代码。ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ开发包不是针对最终用户的，只能给开发应用的开发人员使用。开发人员能够通过ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ开发应用，然后提供给最终用户使用。ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ的一个重要的特色是：图可以是你程序中的一个偶然的或中心化的元素。这个特色使得ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ能够很好地适应 纵向市场应用。例如，如果你的应用定位于商业信息数据库，Ｅｎｇｉｎｅ能够将从数据库中查询到的感兴趣商业位置在表格中显示的同时，在地图上高亮显示出来。ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ开发包不仅提供了ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ集合包，也提供了个开发控件，用来创建高质量的地图用户界面。Ｅｎｇｉｎｅ开发包中包括以下可视 化的组件： ＭａｐＣｏｎｔｒｏｈ类似于ＡｒｃＭａｐ桌面应用软件的数据视图界面，用于容 纳各种地图对象。 ＰａｇｅＬａｙｏｕｔ：类似于ＡｒｃＭａｐ桌面应用软件的地图编排界面，用于容 纳各种地图编排对象。 ＴｏｏｌｂａｒＣｏｎｔｒｏｌ：服务于“ｂｕｄｄｙ＇’控件，包括ＭａｐＣｏｎｔｒｏｌ、ＰａｇｅＬａｙｏｕｔ一２０山东农业大学硕士学位论文Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＲｃａｄｅｒＣｏｎｔｒｏｌ、ＳｃｃｎｅＣｏｎｔｒｏｌ和ＧｌｏｂｅＣｏｎｔｒｏｌ。是为“ｂｕｄｄｙ＇链件提供各种服务的命令、工具和菜单的面板。 ＲｃａｄｅｒＣｏｎｔｒｏｌ：该控件显示数据视图、地图编排视图和控件显示内容。 ＴＯＣＣｏｎｔｒｏｈ服务于‘＇ｂｕｄｄｙ＂控件，包括ＭａｐＣｏｎｔｒｏｌ、ＰａｇｅＬａｙｏｕｔＣ― ｏｎｔｒｏｌ、ＲｅａｄｅｒＣｏｎｔｒｏｌ、ＳｃｃｎｅＣｏｎｔｒｏｌ或ＯｌｏｂｅＣｏｎｔｒｏｌ。用树形视图交换显 示＂ｂｕｄｄｙ＇’控件显示的地图、图层和符号的内容。 ＳｃｅｎｅＣｏｎｔｒｏｌ：三维场景显示控件。 ＧｌｏｂｅＣｏｎｔｒｏｈ全球三维视图控件，能够利用真实椭球面定位数据显 示全球三维视图。ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ开发控件可以和其它的控件和组件组合在一起创建定制的用户应用。２．３．４ ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ组件库组件对象库是ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ组件的集合，包括几何图形到制图、ＧＩＳ数 据源和Ｇｅｏｄａｔａｂａｓｅ等一系列库。ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ组件库有１８００多个组件对象， 这些组件按功能分别归属于不同的组件库。下面介绍主要的组件库及其功 能介绍。 Ｓｙｓｔｅｍ库：是ＡｒｃＧＩＳ框架中最底层的一个库，它包含了一些被其他 库使用的一些组件。ＳｙｓｔｅｍＵＩ库：定义了一些在ＡｒｃＧＩＳ中被用户界面组件使用的类型。如Ｉｃｏｍｍａｎｄ和Ｉｔｏｏｌ这样的接口就在这里定义。Ｇｅｏｍｅｔｒｙ库：包含了核心的几何对象，比如点，面，线等。在几何 库中还定义和实现了空间参考的对象，包括投影坐标系和几何坐标系。Ｄｉｓｐｌａｙ显示库：包含了支持在输出设备上显示图形的组件，屏幕显 示，符号，颜色等都在这个库中定义。 Ｃｏｎｔｒｏｌｓ控件库：包含了应用程序开发中用到的控件，包括在控件中 使用的命令和工具。Ｃａｒｔｏ库：包含了为数据显示服务的对象。ＰａｇｅＬａｙｏｕｔ和Ｍａｐ对象在 这个库中，以及支持各种数据类型的图层渲染。这个库中也包括了 ＭｘｄＳｅｒｖｅｒ和ＭａｐＳｅｒｖｅｒ对象，它们通常被Ｓｅｒｖｅｒ用来显示地图数据。２ｌ土地利用与生态环境建设信息系统设计研究ＧｅｏＤａｍｂａｓｅ库：包含了所有相关数据组织的定义类型。要素表、网 络、ＴＩＮ都在这个库中定义。其中一些类型的实现在各自的数据来源的库中。ＤａｔａＳｏｕｒｃｅｓＦｉｌｅ库：包含了为支持的矢量数据格式提供的工作空间工厂和工作空间。ＤａｔａＳｏｕｒｃｃｓＧＤＢ库：库包含了为存储在ＲＤＢＭＳ中的矢量和栅格数 据提供的工作空间工厂和工作空间。２．３．５ ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ相对于Ａｒｃｏｂｊｅｃｔｓ的优点ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ（ＡＯ）－－般是指ＡｒｃＧＩＳ Ｄｅｓｋｔｏｐ版本的组件开发集，ＡＯ版 本包括了所有的类库，其中所含的ＡｒｃＭａｐ、ＡｒｃＭａｐＵＩ、ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ、 ＡｒｃＣａｔａｌｏｇＵＩ等组件库必须在安装７ＡｒｃＧＩＳＤｅｓｋｔｏｐ版本软件后才能使用，这使得ＡＯ的开发成本大大增加。基于产品策略上的考虑，ＥＳＲＩ将 ＡＯ中的某些组件集中单独封装出来，形成独立于ＡｒｃＯＩＳ平台的嵌入式 组件库，起名为ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｃ（ＡＥ），使用ＡＥ开发的软件仅需要在一个 Ｒｕｎｔｉｍｅ运行，而不需要安装ＡｓｃＧＩＳ软件。 因此，ＡＥ只是Ａ０的一个子集，使用ＡＥ开发的软件在ＡＯ环境中使用没有问题，但是ＡＯ开发的程序，如果使用的组件库不被包含在ＡＥ中，就无法使用，比如ＩＩｄｅｎｆｉｆｙＤｉａｌｏｇ对象，就是只有在ＡＯ中才能使用。 除此以外，ＡＯ版本的控件只有ＭａｐＣｏｎｔｒｏｌ和ＰａｇｅＬａｙｏｕｔＣｏｎｔｒｏｌ两个， 丽ＡＥ的控件则丰富得多。２．３．６ ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ相对于其他组件的优点 Ｅｎｇｉｎｅ与组件软件ＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ、ＳｕｐｃｒＭａｐ Ｏｂｊｅｃｔｓ、ＭａｐＸＡｒｃＧＩＳ比较如表２．１。山东农业大学硕士学位论文 表２．１Ａｒ０６ＩＳＥｎｇｉｎｏ与其他组件功能比较Ｔａｂｌｅ２．Ｉ ＡｒｆＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｍｐａｒｅｓ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｍｏｄｕｌｅｓ’ｆｕｎｃｔｉｏｎ土地利用与生态环境建设信息系统设计研究２．４ＡｒｃＳＤＥ空间数据引擎技术２．４．１ＡｒｃＳＤＥ概述ＡｒｃＳＤＥ（Ｓｌ’ａｔｉａｌＤａｔａｂａｓｅＥｎｇｉｎｅ）是美国著名的地理信息研究机构ＥＳＲＩ推出的基于ＳＤＥ技术的空间数据库解决方案，它在现有的关系或对 象关系型数据库管理系统的基础上进行空阃扩展，可以将空间数据和非空 间数据集成在目前绝大多数的商用ＤＢＭＳ中。它在ＧＩｓ应用程序和基于 ＲＤＢＭＳ的空间数据库之间提供了一个开放的接口。从空间数据管理的角 度看，ＡｒｃＳＤＥ可看成一个连续的空间数据模型，借助这一模型，可以把 空间数据加入到关系数据库管理系统中去，并提供地理要素的空间位置及 形状等信息。 ＡｒｃＳＤＥ在关系数据库环境中实现（如ＯＲＡＣＬＥ，ＭＳＳｑｌＳｃｒｖｅｒ），它使 用一种可靠的几何模型来表达地理特征，并辅之以关系数据库的数据类型 表达各种属性信息，除了从关系数据库那里继承的各种优越性，ＡｒｃＳＤＥ 还实现了客户朋艮务器（Ｃ／Ｓ）Ｓ：操作处理的结构，可以同时满足成百上千的 应用需求。２．４．２ＡｒｃＳＤＥ的特点 （１）多用户管理 空间数据的共享满足了人们的需求。为了实现多用户共享空间数据库引擎的服务，提供对用户的多线程执行，支持多用户对数据库的并发访问， 就必须建立和维护用户的管理信息。确保用户对空间数据库的合法访问。 （２）多空间数据库管理 为了满足人们对分布信息的需求共享，往往需要同时操作若干个空间 数据库。这就需要为用户建立多空间数据库管理，维护空间数据库相关信 息，方便用户对不同空间数据库的操作，实现用户对空间数据库的透明、 安全访问。 （３）空间数据的索引 空间数据索引作为一种辅助性的空间数据结构，介于空间操作算法和 地理对象之间，它通过筛选，排除大量与特定空间操作无关的地理对象，山东农业大学硕士学位论文从而缩小了空间数据的操作范围，提高了空间操作的速度和效率。 （４）空间关系运算和空间分析功能 由于数据库并不直接支持对几何数据的运算，在ＧＩＳ系统体系结构 中，都需要空间数据库引擎对空间数据加以处理，提供对空间地理数据必 要的空间关系运算和空间分析功能。 （５）ＡｒｃＳＤＥ支持数据的安全性控制 ＡｒｅＳＤＥ构建在成熟的关系型数据库上，利用了数据库的安全手段， 从而使地理数据更安全，更有保障。 （６）ＡｒｃＳＤＥ多底层数据库支持 ＡｒｃＳＤＥ采用统一的数据标准和组件接口能够包容较多的数据类型， 很容易实现数据库的更新和扩展。３ ＬＵＥＥＡＤＩＳ设计３．１１１】ＥＥＡＤＩＳ设计原则３．１．１可行性 在全面调查系统需求的基础上，立足于现有技术、资金和人员素质状 况，制定科学可行的系统设计计划。 ３．１．２实用性 实用性是本系统研制的最基本原则。根据用户需求，设计合理的方案， 满足系统所需；在满足系统需求的前提下，应尽可能节省资金，降低开发 成本，降低用户使用成本、降低系统维护成本；系统数据组织灵活，可以 满足不同应用分析的需求，系统真正做到能够解决用户所关心的问题，为 生产实践服务。 ３．１．３先进性 采用当今国际上先进和成熟的软件技术，面向对象技术和组件技术进 行模块化设计。引进国际先进的ＧＩＳ软件Ｅｎｇｉｎｅ作为ＧＩＳ基础开发平台，土地利用与生态环境建设信息系统设计研究Ｅｎｇｉｎｅ提供强大的ＧＩＳ功能，将Ｅｎｇｉｎｅ组件嵌入到ＶＢ应用程序中实现系统所需功能。 ３．１．４一致性 系统界面的布局及所有的输入、输出都应尽量采用用户的工作用语并 体现用户的工作习惯、工作模式。 ３．１．５安全稳定性系统提供多重安全机制，包括用户登录和数据安全；登录系统时需要 输入口令和密码，在数据修改后提供保存与否提示。 ３．１．６用户界面友好原则 系统以用户为中心，界面友好、直观，使用户更易于掌握。用户界面的好坏决定了用户使用系统的效率以及系统的使用寿命，成功的用户界面必然是集成的，互动的．３．２环境配置主机：ＣＰＵ １．４１ＧＨＺ，内存５１２Ｍ，硬盘８０ＧＢ： 显示设备：８００ｘ６００以上屏幕分辨率显示器： 输入设备：扫描仪： 输出设备：激光打印机、彩色喷墨绘图仪。 操作平台；Ｗ＇ｍｄｏｗｓ Ｘｐ，ＩＦ＿，６．０１ 开发平台：基于ＶＢ６．０开发语言，内嵌ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ控件进行系统 开发，数据库采用ＳＤＥ，ＳＱＬ ｓｅｒｖｅｒ２０００进行地理数据库管理。３．３ＬＵＥＥＡＤＩＳ总体结构设计土地利用与生态环境建设辅助决策系统采用Ｃ／Ｓ体系结构，利用ＥＳＲＩ公司的开发组件ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ９．０开发客户端，利用通用软件开发工具Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ进行二次集成开发，利用ＡｒｃＳＤＥ、ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ２０００建立数据库。系山东农业大学硕士学位论文统总体结构如图３．１。根据土地利用与生态环境建设之间的关系，ＬＵＥＥＡＤＩＳ功能模块设计 包括图层管理模块、数据管理模块、三维显示模块、专业分析模块、辅助 决策模块、制图输出模块等，如图３．２。ｌ土地利用与生态环境建设辅助决策信息系统ｔＩＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ ９．ｏＶｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ６．ｏｔＡｒｃＳＤＥ９．０空间数据引擎图３．１系统总体结构Ｆｉｇ，３．１ Ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｙｓｔ锄图３．２系统功能模块总体设计Ｆｉｇ＿３．２ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌｅｓ ｏｆｓｙｓｔｅｍ土地利用与生态环境建设信息系统设计研究３．４ＬＵＥＥＡＤＩＳ基本功能模块设计３．４．１图层管理模块 图层管理模块除提供图层的打开、保存、关闭、打印等基本操作以及 图层的放大、缩小、漫游、还原大小等基本功能外，本模块中设置了图层 编辑、图层查询、图层显示功能。图层查询子模块实现图查属性的操作， 图层显示子模块提供图层显示功能，可以选择图层的显示状态，更改图层 的文件名等。图层编辑子模块中提供创建新的空白图层，对ＳｈａｐｅＦｉｌｅ图 层进行数据的增加、修改、删除操作；图层编辑中具有图层的上移、下移、 删除和添加新图层及对图层进行保存等功能，为了使所显示图层的某种特 征在图层中特别显示，图层编辑子模块提供图层渲染功能，可以对每一图 层进行多种形式的单色渲染、独立渲染、分级渲染、点密度渲染、直方图 渲染的单色渲染、独立渲染、分级渲染、点密度渲染、直方图渲染、以及 比例渲染，使得用户能更明了的读出各图层及各图层相应属性信息。图层 管理模块并不是一个独立的模块，它和其他模块紧密联系着，对图层的每 一个操作，最终都将反映到系统的数据管理模块中完成并实现用户操作．图３．３图层管理模块结构３．４．２制图输出模块 各种专题图都在本模块中完成。各图层在图层管理中完成各项基本编 辑处理之后，就可以被成图制图模块调用了，通过对各图层的再处理，进山东农业大学硕士学位论文行成图制图，制作成各种专题图。和图层管理模块一样在本模块中提供图 层的打开、保存、关闭等基本功能和对图层的放大、缩小、漫游、还原大 小、刷新等基本操作；模块包括比例尺、图例制作、图面标注、图层显示、 图层渲染和制图输出等子模块。可以直接调用图层管理模块的图层，也可 以重新打开己有的图层。比例尺子模块实现比例尺的增加、删除、修改功 能，图例制作子模块中实现网格、标尺、指北针等图例的添加；图面标注 中实现添加图框、图片、文字标注、文本框标注等。 ３．４．３数据管理模块 数据管理模块结构框图如图３．４，作为系统的核心模块，本模块的设 计，首先要考虑的就是数据的完整性、安全性、一致性。在本模块中通过 使用授权机制来保证数据的完整性和安全性，采用数据更新提示以保证数 据的一致性．在本模块中属性数据库编辑子模块实现图层属性表的增删， 属性字段增删、更新，表记录的增删、更新，属性数据查询实现属性查图 功能；数据库接口管理完成多表关联查询以及对属性数据的转入、转出：结果输出子模块实现属性数据表的打印输出、文件输出功能。图３．４数据管理模块结构Ｆｉｇ．３．４ＳｍＪｃ栅ｅｏｆｄａｔａｍａｎａｇｅｍｅｎｔｍｏｄｕｌｅ３．４．４三维显示查询模块 随着计算机技术的飞速发展，虚拟仿真技术变得更为成熟，三维的应２９土地利用与生态环境建设信息系统设计研究用前景尤其广泛。三维显示主要实现三维显示、飞行、旋转，三维矢量属 性的查询，三维显示的渲染。３．５ＬＵＥＥＡＤＩＳ辅助决策功能模块设计协调土地利用与生态环境建设研究的重点是：深入分析资源供给、环境容量等限制因素，研究土地利用方式、空间布局对生态环境的影响；研 究提出有利于环境保护和生态建设的土地利用调控指标和空间管制措施。题生 分态 析环 境 现 状和生态、环境和资源调查ｋ：分资 析源 供 给 情况环 境 容 量调Ｖ１怿问调 查查 分 析土地利用规模、结构和布局对生态环境的影响 土地利用与生态环境关系分析 基础设施建设对生态环境的影响 土地开发整理对生态环境的影响 重大生态建设工程对生态环境的影响Ｖ环境友好的土地利用指标调 控和空问管制措施生 态 建 设 项 ＜一目各 类 用 地 规 模和土转磊壅菊与 用 地结 构磊豳３．５协调土地利用与生态环境建设研究思路Ｆｉｇ．３．５ ＲｅｓｅａｒｃｈｔｈｏｕｇｈｔｏｆＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ ｌａｎｄｕｓｅ曩ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃｏｎｓｈ＇ｕｃｆｉｏｎ根据协调土地利用与生态环境建设研究思路，辅助决策模块设计包括 土地利用变化分析、生态承载力分析、生态功能分区、调控指标空间实现 四个功能模块（见图３．６）。 四个模块之间互相联系，土地利用变化，引起生态承载力和生态功能山东农业大学硕士学位论文分区的变化；在土地利用变化分析、生态承载力分析与生态功能分区的基 础上，决策者提出空间调控指标；然后利用调控指标空间实现模块落实到 生态功能分区图上，得出各生态功能区的调控指标图（流程图如图３．７）。图３．６辅助决策模块结构Ｆｉｇ．３．６ ＳＷａｃｔｕｒｅ ｏｆＡｓｓｉｓｔａｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ图３．７辅助决策模块关系图Ｆｉｇ．３．７ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｔｉｏｎ ｃｈⅢ＇ｔ３．５．１土地利用变化分析模块土地利用变化容易引起生态环境变化，土地利用变化情况是反映生态环境状况的晴雨表，是保护和治理生态环境，推动区域经济持续、健康、 快速、协调发展的重要依据。因此土地利用变化分析有利于保护和建设生 态环境。土地利用变化分析模块在系统中也是重要的模块。土地利用与生态环境建设信息系统设计研究土地利用变化包括土地资源的数量、质量的变化，包括土地利用的空 间变化及土地利用类型组合方式的变化，同时也包括未来土地资源需求量 的变化。土地利用类型变化状态在空间上多呈清晰的边界，在时间上大多 依赖于人类利用方式转变的速率。因此，其变化主要体现在土地利用类型、 类型数量、生态背景质量、利用程度及区域差异等方面。 本文的土地利用变化分析模块包括土地利用的数量变化、土地利用转 变类型的变化和土地利用变化的模拟与预测。 ３．５．１．１土地利用数量变化模块 土地利用的数量变化采用单一土地利用类型动态度来度量。模块根据 单一土地利用类型动态度模型调用两个时段的土地利用现状数据进行计 算分析。单一土地利用类型动态度反映的是某一研究区域一定时期范围内某种土地利用类型的数量变化情况，其表达式为：ＬＣ：Ｕｂ－Ｕａ，１＋１００％【肠 Ｚ’式中：ＬＣ为研究时段内某一土地利用类型动态度：Ｕａ、Ｕｂ分别为 研究期初及研究期末某一土地利用类型的数量；Ｔ为研究时段长，当Ｔ的 时段设定为年时，ＬＣ的值就是该研究区某种土地利用类型年变化率。 ３．５．１．２土地利用转变类型的变化 土地利用转变类型的变化模块利用空间叠加分析功能，叠加两时期的 土地利用现状图，然后求出土地利用类型之间的面积转移矩阵。 ３．５．１．３土地利用变化的模拟与预测 土地利用变化的模拟与预测调用马尔可夫模型，马尔可夫过程是指每 次状态的转移都只与前一刻的状态有关，而与过去的状态无关。或者说是 无后效性的状态转移过程。这样的过程适合于研究土地利用的动态变化。 其原因是在一定条件下，土地利用的动态演变具有马尔可夫过程的性质： （１）在一定区域内，不同土地利用类型之间具有相互可转化性；（２）土 地利用类型之间的相互转化过程包含着较多尚难用函数关系准确描述的山东农业大学硕士学位论文事件。 ３．５．２生态承载力分析模块 生态承载力模块是本系统研究的重要的功能模块，生态承载力是度量 土地利用对生态环境影响程度的指标，因此生态承载力模块主要用于辅助 用户分析区域的土地可持续发展情况。 ３．５．２．１生态承载力概念 生态承载力是指生态系统的自我维持、自我调节能力，资源与环境的 供容能力及其可维育的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数 量（高吉喜，２００１）。生态承载力有两个部分，一个部分是生态系统提供给 人类的资源和服务，以及自身系统完整性，为支撑部分；另一个是人类维 持一定水平的生活和社会经济发展要求所需的资源服务以及环境容量，为 压力部分，即需求部分。 ３．５．２．２生态承载力估算方法 （１）资源与需求的差量方法王中根认为区域生态承载力体现了一定时期、一定区域的生态环境系统，对区域社会经济发展和人类各种需求（生存需求、发展需求和享乐需求）在量（各种资源量）与质（生态环境质量）方面的满足程度。因此， 衡量区域生态环境承载力应从该地区现有的各种资源量（Ｐｉ）与当前发展 模式下社会经济对各种资源的需求量（Ｑｉ）之间的差量关系（如（Ｐｉ－Ｑｉ）／Ｑｉ），以及该地区现有的生态环境质量（ＢＱＩｉ）与当前人们所需求的生态 环境质量（ＣＢＱＩｉ）之间的差量关系（如（ＢＱＩｉ－ＣＢＱＩｉ）／ＣＢＱＩｉ）入手。 （２）人口、经济、资源环境承载力模型 某区域内，以ＰＰ表示现实的人口数量，ＥＳ表示社会经济技术人口容 量，ＲＥ表示自然经济人口容量。那么：ＥＳ＝经济发展指标总量／一定标准下的人均经济指标砌》自然资源拥有总量／一定标准下的人均资源占有量土地利用与生态环境建设信息系统设计研究人口经济承载力指数ｅ＝ＰＰ／ＥＳ人口资源承载力指数御Ｐ／ＲＥ当ｅ＜ｌ、ｒ＜ｌ时，表明承载力相对富余；当ｅ＝ｌ、ｒ＝ｌ时，表明承载力 为临界状态；当ｅ＞ｌ、ｒ＞ｌ时，表明承载力不足。当两个指数的加权平均 值＜或＝１时，即可以认为该地区的承载力是可持续的。 （３）生态承载力综合评价模型 高吉喜认为承载力概念可理解为承载载体对承载对象的支持能力，如 果要想确定一个特定生态系统承载情况，首先必须知道承载载体的客观承 载能力大小，被承载对象的压力大小，然后才可了解该生态系统是否超载 或不超载。为此，他提出了承载指数ＣＳＩ、压力指数ＣＰＩ和承压度ＣＣＰＳ 等指数，用以描述特定生态系统的承载状况。 承载指数的计量模型如下：ＣＳｌ＝∑Ｓ弼Ｉ＝１式ｑ６：Ｓｉ表示影响承载指数的诸要素，Ｗｉ为相应的权重值。 压力指数的计量模型如下：．ｃｖｚ＝ｙ．ｅ，ｗ，１＝１式中：Ｐｉ为影响压力指数的诸要素，Ｗｉ为相应的权重值。 承载压力度的计量模型为：ＣＣＰ￥＝ｃｖｔ／ｃｓｌ当ＣＣＰＳ＞Ｉ时，承载超负荷，ＣＣＰＳ＜Ｉ时，承载低负荷，ＣＣＰＳ－－１时， 承载压力平衡。 （４）状态空间法 状态空间是欧氏几何空间用于定量描述系统状态的一种有效方法。通 常由表示系统各要素状态向量是三维状态空间轴组成。利用状态空间法中 的承载状态点，可表示一定时间尺度内区域的不同承载状况。利用状态空 间中的原点同系统状态点所构成的矢量模数表示区域承载力的大小，并由 此得出其数学表达式为：山东农业大学硕士学位论文ＲＣＣ＝Ｍ＝１ｆ∑《Ｉ Ｊ－Ｉ考虑到人类活动与资源环境各要素对区域承载力所起的作用不同，状态轴的权重也不一样，当考虑到状态轴的权时，承载力的数学表达式为：ＲＣＣ＝ＩＭｌ＝１ｆ∑”：－Ｊ。ｌ厂■―一式中：ＲＣＣ为区域承载力的大小；ｌＭＩ为代表区域承载力的有向矢量的模数，鞴为区域人类活动与资源处于理想状态时在状态空间中的坐标值 （ｉ＝ｌ，２，……，ｎ），ｗｉ为ｘｉ轴的权重。 （５）自然植被净第一生产力 由于对自然生态系统各种调控因子的侧重及对净第一性生产力调控 机理解释的不同，世界上产生了很多模拟第一性生产力的模型，大致可分 为三类：气候统计模型、过程模型和光能利用率模型。我国一般采用气候统计模型，典型自然植被第一性生产力模型如下：．ＮＰＰ＝１５Ｄ１２ｘ陋＋ＲＤＩ＋ＲＤｌ２）私＋肋２ד灵掰２）】ｘ州－√聂＋６．２５ＰＥＲ２）其中：ＲＤＩ＝（０．６９＋０．２３７ＰＥＲ一０．００３１３ＰＥＲ２）２ＢＴ：宇ｆ／３６５或曰ｒ：争ｒ，１２百智ＰＥＲ＝ＰＥＴ／ｒ＝５８．９３ＢＴ／ｒ式ｑ６：ＮＰＰ为自然植被的净第一生产力；ＲＤＩ为辐射干燥度；ｒ为年降 水量；ＰＥＲ为可能蒸散率：ＰＥＴ为可能蒸散量；ＢＴ为年平均生物温度；ｔ 为小于３００Ｃ与大于０。Ｃ的日均值；Ｔ为小于３０。Ｃ与大予０。Ｃ的月均值。 （６）生态足迹法 生态足迹是用生态空间面积来衡量人类对自然资本的消费，及自然系 统能够持续提供的生态服务功能，从而对人类活动的可持续性进行评价的 一种工具。人类要维持生存必须消费各种产品、资源和服务，人类的每一 项最终消费的量都可追溯到提供生产该消费所需的原始物质与能量的生 态生产性土地面积。在一定技术条件下，某一物质消费水平下，要维持某土地利用与生态环境建设信息系统设计研究一规模人口的持续生存必需的生态生产性土地的面积为生态足迹，即生态 足迹的需求。自然所能提供的为人类所利用的生态生产性土地面积是生态 足迹的供给（即生态承载力）。如果生态足迹的需求小于生态承载力，可 判断人类经济社会的发展在自然生态系统能承受的最大限度之内（生态盈 余），相反，如果需求大于供给，则认为人类社会的发展处于不可持续状 态（生态赤字）。所以，生态足迹法通过计算某区域的人均生态足迹、人均生态承载力，总生态足迹、总生态承载力以及二者的差值一生态赤字或盈余反映区域土地资源利用状况（王小明等，２００６）。 １）任何已知人口（某个个人、一个城市或一个国家）的生态足迹是 生产这些人口所消费的资源和吸纳这些人１３所产生的废弃物所需要的生 物生产总面积。生态足迹计算公式如下：Ｌ。』Ｉ＝ｌＥＦ＝Ⅳ×ｅ／＝Ⅳ×∑ａａ，＝Ｎｘ∑ｐＩ／ｐ，）１＝Ｉ式中，ＥＦ为总的生态足迹，Ｎ为人口数，矿为人均生态足迹，伽，为 ｉ种物质人均占用的生物生产土地面积，岛为ｉ种物质的人均消费量，Ｐ，为 ｉ种物质的世界平均生产力（即全球平均产量），ｎ为物质的数量。 ２）生态足迹需求 在生态足迹账户核算中，生物生产面积主要考虑６种类型：化石燃料 土地、可耕地、林地、草场、建筑用地和水域。由于这６类生物生产土地 面积的生产能力差异很大，计算出的各类生物生产土地面积不能直接相 加，因此必须对每种生物生产土地面积乘以均衡因子，以转化为统一的、 可比较的生物生产土地面积。因此，在计算人均生态足迹时，需将各类生， 物生产土地面积乘以相应的均衡因子。用公式表示为：６矿＝∑＿ｘ卿１＝１式中，ｅｆ为经过均衡处理后的人均生态足迹，，，为均衡因子，伽，为 各类生物生产土地面积，ｊ＝ｌ，２，．．．６表示６类生物生产土地面积。 ３）生态承载力山东农业大学硕士学位论文在生态足迹方法中，生态承载力是指一个区域实际提供给人类的所有 生物生产土地面积（包括水域）的总和。该定义实现了用同一指标――生 物生产土地面积来表示和评价生态足迹和生态承载力，使生态承载力与生 态足迹具有可比性。由于同类生物生产土地面积的生产力在不同国家或地 区之间是存在差异的，因而不同国家或地区的同类生物生产土地面积是不 能直接进行对比的。Ｗａｃｋｅｍａｇｅｌ引入产量因子（ｙｉｄｄ ｆａｃｔｏｒ）的概念解决 这一问题。产量因子是一个国家或地区某类生物生产土地的平均生产力与 同类土地的世界平均生产力之间的比率。在生态承载力的计算时，将现有 的各种物理空间的面积乘以相应的均衡因子和当地的产出因子，就可以得 到带有世界平均产量的世界平均生态承载力。同时，根据世界环境与发展 委员会（ＷＣＥＤ）的建议，扣除了１２％的生物多样性保护面积（赵先贵 等ｊ００５）。 人均生态承载力的计算公式为：‘。∞＝∑ｑ。吩。乃ｊ－］式中，ｅＬ＂为人均生态承载力，ａ，为实际人均占有的ｊ类生物生产土地 面积，，，为均衡因子，ｙ，为产出因子。 ４）生态赤字生态赤字的计算公式为：生态赤字＝生态足迹一生态承载力 如果区域的生态足迹超过了区域所能提供的生态承载力，就出现生态 赤字，如果小于区域的生态承载力，则表现为生态盈余。 生态足迹模型模块主要通过计算某区域的人均生态足迹、人均生态承 载力，总生态足迹、总生态承载力以及二者的差值――生态赤字或盈余反 映区域土地可持续利用状况（赵先贵等，２００５）． ３。５．２．３生态承载力模块设计 根据生态承载力的几种计算方法进行功能模块设计，直接调用空间属 性数据进行批量计算，结果保存到数据库中，与空间数据关联显示，达到土地利用与生态环境建设信息系统设计研究通过图查属性查找到各斑块的生态承载力目的；或者单击计算每个图斑，触发生态承载力功能模块，调用每个图斑对应的空间属性数据，进行计算、分析、显示。利用生态承载力分析模块，用户不必去查公式，及其参数，也不用在 ｅｘｃｅｌ表中进行繁琐的计算，直接点击各功能菜单，按照模块中的向导进 行操作，提高用户计算的效率。３．５．３生态功能分区模块生态环境建设分区是指在对区域自然条件、社会经济条件和资源状况 充分认识与研究的基础上，应用土地资源学、生态学和经济学等理论方法 揭示区域生态经济环境的相似性与差异性以及人类活动对生态环境的干 扰规律，对特定的区域进行整合和分区，目的在于揭示不同单元的生态环 境问题及其形成机制，为不同区域的土地利用的合理布局和优化模式配置 提供科学基础。生态功能分区过程包括分区单元的划分、分区指标体系构建、指标权重的确定、指标标准化、计算单元综合指数、聚类分区等六个过程。 进行分区单元的划分时以行政区单位作为分区的基本单元：分区指标体系构建：从建立的数据库中选择指标；指标权重的确定：采用特尔斐法，请相关专家对选定因素打分。 指标标准化：采用标准差标准化进行数据转换。设嫡为观测值，筒 为数据均值，Ｓｊ为标准差，标准值ｘ＇／ｊ为：瑚＝掣牙＝｛｝喜蜀 （喜去 …ｏ’＿ ／８－】２却蜀ｓｊ＝’’Ｉｍ１计算单元综合指数：单元综合指数计算公式为：Ｈ ｉ＝∑ＷｊＸ ｏ－单元编号；式中：ＩＩｉ――第ｉ个单元的综合指数；ｊ――因素因子编号：山东农业大学硕士学位论文Ｗｊ――第ｊ个因素因子的权重； ）画――第ｉ个单元内第ｊ个因素因子标准化值。３．５．４调控指标空间实现 土地利用调控是指人类通过一定的手段和过程来实现预期的土地利 用目标。土地利用是一个涉及到自然、社会、经济和管理等子系统的动态、 开放的复杂系统，土地利用调控实际上是调节和控制社会经济发展与土地 资源开发利用、环境保护之间的关系，从而实现经济、社会与资源环境的 协调。 土地利用调控是在综合平衡社会（Ｓ）、经济（Ｅ）与资源环境（Ｒ）三方面要求的前提下，把它们作为一个整体来加以分析，并通过人类（目的调控措施使之达到协调。 调控指标空间实现模块是在生态承载力分析与生态功能分区的基础 上，通过决策者确定调控指标，把调控指标落实到功能分区图上，因此通 过此模块可以查看各功能区的土地利用调控指标。 ４ＬＵＥＥＡＤＩＳ数据库设计数据库设计是指对于给定的一个应用环境，构造最优的数据库模式，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求、信息需求和处理要 求。 本系统研发的数据库采用ＡｒｃＳＤＥ＋ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ２０００作为数据库的开 发平台，ＳＱＬＳｅｒｗｒ２０００是一种可缩放高性能的关系数据库管理系统，它 不仅是一个巨大的数据容器，更是一个非常强大的数据处理工具，对数据 的处理主要包括查询、添加、删除、修改、分析等，提供了强大的支撑功能，因此本系统选择ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ２０００作为系统的数据应用开发平台。由于本系统所需要的数据广泛而多样，所以对于数据的获取与整理成为整个系统的基础工作。对所获得的数据做分析归类，可以得出，数据库资料主要由以下几类构成： （Ｉ）基础空间数据。包括地形图、行政区划图、道路图、水系图、土地利用与生态环境建设信息系统设计研究水土流失图、土壤图、地貌图、土地利用现状图等； （２）表格数据。统计资料包含《统计年鉴》中涉及到的基础数据资 料以及在各有关单位收集的生态环境建设数据。统计数据在整个数据库 中，主要要提供社会经济现状及发展规划信息，同时提供一些与专题信息 连结的属性数据，以图形和表格的形式提供参考信息，也可以将之赋予相 应的空间信息，构成新的专题图形文件。４．Ｉ属性数据库设计属性数据又称为非空间数据，是描述地理实体的社会、经济、人文或 其他专题的数据，其表达方式有字符串、各种代码或统计数据值等。因此 属性数据是对地理实体的详细描述，是那些需要在系统中处理的空间实体 的特征数据，但它本身不属于空间数据类型。属性数据库在整个系统中主 要提供社会经济现状、土地利用现状和生态环境建设信息，以及一些专题 信息的详细描述性属性数据。因此属性数据库的建立是必不可少，并且是 非常重要的。 属性数据的逻辑设计分为两类。一类直接用ＧＩＳ软件来实现的属性数 据设计；用ＭＡＰＧＩＳ软件矢量化地图，编辑属性结构，添加属性。然后在ＭＡＰＧＩＳ环境下转换空间数据的同时转换属性数据，在ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ中转换成ｄａｔａｂａｓｅ格式。另一类为用商业数据库来设计管理属性数据。可以 直接用ＭＳＳｑｌｓｅｒｗｒ设计表；也可以把ｅｘｃｅｌ表直接导入到ＭＳＳｑｌｓｅｒｖｅｒ； 或者通过ＡｒｃＣａｔａｌｏｇ添加到ＭＳＳｑｌｓｅｒｖｅｒ数据库。属性表添加到ｓｄｅ数据 库如图４．１。４０山东农业大学硕士学位论文图４．１属性表添加到ｓｄｅ数据库Ｆｉｇ．４。１ Ａｄｄｉｎｇ ａｔｔｒｉｂｕｔｅ ｔａｂｌｅ ｔｏ ｓｄｅ ｄａｔａｂａｓｅ土地利用与生态环境信息系统涉及的数据设计到自然、社会、经济与 生态环境各个方面，以及不同年份的数据，要进行合理组织，才能实现系 统成功运行（黄芳，２００３，１９）。数据分类如表４．１表４．１生态环境数据分类Ｔａｂｌｅ４．１ Ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｍｅｎｔ ｄａｔａ对属性数据的存储设计即要满足关系数据存储型的规范化要求，也要 考虑到与空间数据库中图层属性数据的关联要求。在设计过程中，采用在这些表格统计表和空间表中都设有一列属于相同的属性字段（一般是标识 １０），以便能将两者联系起来。对于不能能直接相连的属性数据（如历年４１土地利用与生态环境建设信息系统设计研究人口、经济数据），可以直接存放到ＭＳＳＱＬｓｅｒｖｅｒ数据库中，在后续的开 发应用中通过建立关联来调用。下面列举了部分表的表结构。 设计社会经济数据表便于系统调用社会经济数据进行分析计算，社会 经济数据表结构如图４．２。表４．２社会经济数据表结构Ｔａｂｌｅ４．２ Ｔａｂｌｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆｓｏｃｉａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ ｄａｔａ用生态足迹法研究分析一个县的生态环境可持续发展情况，因此要建 立生物消耗量数据表，表结构如表４．３。山东农业大学硕士学位论文表４．３生物的消耗量表结构Ｔａｂｌｅ４．３Ｔａｂｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃ ｗａｓｔａｇｅ土地利用与生态环境建设信息系统设计研究４．２空间数据库设计空间数据分矢量和栅格两种不同形式。 矢量数据采用ＥＳＲＩ公司的Ｇｅｏｄａｔａｂａｓｅ数据模型进行存储，在逻辑 上根据图件的比例尺和种类将空问数据划分为不同的子库，在每个子库中 将图件按要素类别划分成不同的图层，同时将类别或性质相关的图层组织 成大类。即矢量数据按子库、大类、图层的层次关系进行存储，如将ｌ： １００００地形数据定义为一个子库，在子库中定义水系、道路等大类，每个 大类中又有一系列的图层，如水系中又分为线状水系和面状水系等图层。 矢量数据的具体组织方式以及与Ｏｅｏｄａｔａｂａｓｅ模型元素的对应关系如图 ４．２所示。图４．２矢量数据组织结构Ｆｉｇ．４．２ｖｅｃｔｏｒ ｄａｔａ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ栅格数据主要是正射影像图和一些扫描图件，对于该类数据，以目录 文件方式进行存储，将每类栅格数据作为一个子库，对每个栅格子库建立目录，在这个子库级目录下为其所包含的分区建立目录，在具体的分区目 录中以图幅为单位存放该区的栅格图像。栅格数据的组织结构如图４．３所示。山东农业大学硕士学位论文Ｆ培４．２ Ｒａｓｔｅｒｄａｔａ ｓｔｎｌｃａｌ始图４．４数字化流程圈Ｆｉｇ．４．４ Ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｃｈａｔ ｏｆｄｉｇｉｔｉｚａｔｉｏｎ在空间数据库建设中，纸介质图的扫描数字化是一个非常重要数据 源。地图扫描数字化是利用扫描仪将地图（或航片等）扫描形成栅格数据， 然后通过栅格到矢量的转换，并经过一系列的处理，包括二值化、去噪声、 细化、断线修复、要素提取、符号识别和属性赋值等，形成最终的矢量地图数据。因此本文在用姒ＰＧＩＳ软件矢量化地图，编辑属性结构，添加土地利用与生态环境建设信息系统设计研究属性，输出Ｓｈａｐｅ格式，在ＡｒｅＭＡＰ下检查数据属性是否完整，然后利用 ＳＤＥ对数据处理入库。设计流程如图４．４。５ＬＵＥＥＡＤＩＳ功能实现ＬＵＥＥＡＤＩＳ界面设计系统界面采用Ｗｉｎｄｏｗｓ界面风格进行设计，软件的主界面包括菜单、５．１工具条、按钮、视图和状态条（见图５．１）。设计了友好的人机交互界面， 便于用户操作。同时，为了方便用户了解生态承载力与生态足迹计算的原 理及参数设置，软件提供了内容详细的帮助文档。图５．１闪屏界面和系统主界面ｒｉｇ ５．１ Ｔｈｅ Ｓｐｌａｓｈ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ山东农业大学硕士学位论文５．２鹰眼地图５．２．１加入控件和导入类型库ＡｒｃＧＩＳＥｎｇｉｎｅ提供了ＭａｐＣｏｎｔｒｏｌ、ＰａｇｅＬａｙｏｕｔＣｏｎｔｒｏｌ、ＴｏｃＣｏｎｔｒｏｌ、ＴｏｏｉｂａｔＣｏｎｔｒｏｌ、ＳｃｅｎｅＣｏｎｔｒｏｌ、ＧｌｏｂｅＣｏｎｔｔｏｌ和ＲｅａｄｅｒＣｏｎ血ｏｌ等控件。其 中ＭａｐＣｏｎｔｒｏｌ控件能提供类似ＡｒｅＭａｐ中的数据视图ＤａｔｅＶｉｅｗ的窗口， ＴｏｏｌｂａｒＣｏｎｔｒｏｌ控件可以加入放大、缩小、漫游等地图操作工具。 为了在Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ中使用ＡｒｃＧＩＳ对象，首先必须引用包含该对象的 ＥＳＲＩ库。选择Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ Ｐｒｏｊｅｃｔ菜单中的Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ来显示Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ 对话框，设置了对象库的引用后，就可以在对象浏览器中找到特定的对象 及其方法和属性了。然后单击工程菜单下的组件（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）选中Ｃｏｎｔｒ －ｏｌｓ下的ＥＳＲＩ ＭａｐＣｏｎｔｒｏＩ、ＥＳＲＩ ＴＯＣＣｏｎｔｒｏｌ、ＥＳＲＩ ＴｏｏｌｂａｒＣｏｎｌｒｏｌ，点 击确定后可以看到工具箱里多了几个控件图标，通过这几个控件，我们可 以实现一些最基本的功能。下面实现鹰眼地图浏览界面（见图５．２）。 ５．２．２界面布局 （１）加载ｍａｐ文档到ｍａｐｃｏｎｔｒｏｌ 右键单击ｍａｐｃｏｎｔｒｏｌ控件打开属性对话框，在ｇｅｎｅｒａｌ属性页中的ｍａｐ ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ中指定默认的地图文档。也可以用代码实现：把预先整理好的 地图文档用ＣｈｅｃｋＭｘＦｉｌｅ ａｎｄ ＬｏａｄＭｘＦｉｌｅ方法加载到控件内；从指定路径读入ＭＸＤ文件，ＭａｐＣｏｎｔｒｏｌ控件中显示地图信息．Ｄｉｍ ｓＦｉｌｅＮａｍｅＡｓ Ｓｔｒｉｎｇ ｓＦｉｌｅＮａｍｅｆｆｉ＂＊＊＊＊＊＊＊＊＊．ｍｘｄｌ９‘ＭＸＤ文件所在路径ＩＩＭａｐＣｏｎｔｒｏｌｌ．ＣｈｅｅｋＭｘＦｉｌｃ（ｓＦｉｌｅＮａｍｅ）’检查文件路径是否正确ＭａｐＣｏｎｔｒｏｌｌ．ＬｏａｄＭｘＦｉｌｃｓＦｉｌｅＮａｍｅ．‘路径正确则在ＭａｐＣｏｎｌｒｏｌ控件加载地图ＥｎｄＩｆ（２）设置ＴｏｏｌｂａｒＣｏｎｔｒｏｌ与ＴＯＣＣｏｎｔｒｏｌ