GIS组件的功能访问图形与属性数据信息系统的设计与实现

 2 系统设计
2.1 软件体系结构
    根据系统的设计目标，结合系统开发实际，系统以MAPGIS 7.0和Microsoft .NET为基础开发平台，采用多层体系结构，以便使系统具有良好的可扩展性、可维护性。如图1所示，整个系统共分为四层：数据服务层、基础组件层、功能服务层和用户层。

     数据服务层由空间数据库引擎和大型商用数据库构成，存储、管理和维护各类数据，建立并维护空间、非空间索引，为系统提供数据管理和访问服务。数据库存储和管理以下类型的数据：矢量数据、栅格数据、二维表格数据、元数据以及文档数据等。
    基础组件层由系统的公共应用组件构成，为系统运行提供支撑服务。基础组件包括由基础开发平台MAPGIS 7.0和Microsoft .NET本身提供的组件和基于基础开发平台二次开发出来的组件，后者主要有数据管理组件、安全管理组件、计算分析组件、分析评价组件、预警预测组件等。
    功能服务层由基础组件构建的各大功能模块组成，主要包括数据管理、基础分析、生态地球化学评价、生态地球化学预警预测、信息发布和系统管理六大功能模块。
    用户层直接面向用户，是系统使用者与应用软件之间的人机接口，系统的用户群主要包括相关政府部门、企事业单位、科研单位、社会公众。

2.2 系统功能设计
    为满足珠江三角洲农业地质与生态地球化学调查、评价的实际需要，PAESEIS系统共包括数据管理、基础分析、生态地球化学评价、生态地球化学预警预测、信息发布和系统管理六大功能模块[3-5]，如图1所示。
      （1）数据管理：是整个系统的数据管理平台，实现对数据库的日常管理维护、数据的录入编辑和导入导出等操作以及元数据的管理维护，其主要管理对象是生态地球化学调查数据、测试分析数据、成果数据和质量监控数据等。
      （2）基础分析：系统的核心子功能之一，是生态地球化学评价和生态地球化学预警预测的基础，主要包括数据编辑、查询检索、空间统计与分析、专题制图、数据交换、数据预处理、多元统计分析、异常提取与分析等。
      （3）生态地球化学评价：是系统的核心功能之一，主要实现评价目标明确、方法模型成熟的生态地球化学评价，主要包括：珠江水系生态地球化学评价、农田生态地球化学评价、城市生态地球化学评价、浅海生态地球化学评价和典型地区持久性有机污染物（POPs）探测与风险性评估。
      （4）生态地球化学预警预测：主要实现珠三角生态地球化学的预警、预测功能。主要功能包括：根据已有数据实现土壤中金属污染在5～10年的土壤元素含量变化预测；实现非点源污染的预警评价；实现农产品安全预警。
      （5）信息发布：利用政务内网或Internet网络实现部分成果的网上发布，系统通过用户授权方式实现不同用户服务的差异性，普通用户可浏览系统提供的公开性资料，授权用户根据权限的不同可以浏览综合成果、信息处理服务和数据下载服务。
    （6）系统管理：主要是功能和数据的安全，主要功能包括日志管理、用户管理、角色管理和权限管理等。
 

3 系统开发与实现
    系统采用C/S与B/S混合模式的体系结构。信息发布模块采用B/S模式，方便各类用户在线查询和下载；其他功能模块采用C/S模式系统，在高速局域网环境下表现为桌面应用程序。系统采用大型的关系型数据库Oracle集中管理空间数据和非空间数据，采用大型组件式地理信息系统软件开发平台MAPGIS 7.0和Microsoft.NET开发平台C#语言进行开发。
 

4 关键问题研究
4.1 数据组织与存储
    系统数据来源广泛、类型众多，如何有效组织和管理大量的异构、多源、多比例尺、多时段的数据成为系统的关键问题之一。
    为此，系统选用Oracle作为数据库管理系统，MAPGIS 7.0作为空间数据引擎，统一管理空间与非空间数据。这种存储管理方式有利于属性数据在空间地图显示上的实时动态更新，同时提供了空间数据多用户并发访问和共享机制，此外还大大拓展了空间数据的容量，使海量空间数据可以存放到关系数据库中。空间数据则采用"纵向分层"的管理模式，便于空间数据的管理与分析；同时，在横向（平面）上对空间数据采用无缝拼接地图库（"分幅"）的模式进行管理，即可以按图幅、行政区划分及任意多边形为单位来管理数据。