基于Delphi和ArcGIS的海籍管理信息系统设计

2022-09-10

21世纪是“海洋的世纪”, 海洋将成为国际竞争和开发的重点领域。同时, 海洋面临临着海洋环境污染、资源破坏、生态恶化等问题, 因此进行海洋国土使用动态监测、管理、规划, 建立一种以计算机软硬件为基础, 以GIS等技术为核心, 能够存储、管理、统计、分析和描述海洋资源环境的各类数据的海籍管理信息系统就显得尤为迫切。

海籍是指国家为实行海域使用权登记制度、海域使用统计制度和海域有偿使用制度, 记载各项目用海的位置、界址、权属、面积、用途、使用期限、海域等级、海域使用金征收标准等基本情况的簿册和图件。

海籍管理是要对每一宗用海项目的位置、界址、权属、面积、用途、使用期限、海域等级、海域使用金征收标准等基本情况进行统一的管理。海籍管理的对象是宗海, 即被权属界址线封闭的一个用海单元。同一权属不同用海类型的用海单元应独立分宗。管理的手段主要是通过海籍调查, 确定每一片宗海的所属权、使用权、功能等。

1 国内外海籍管理信息系统建设与发展现状

美国太平洋海底环境实验室的海洋信息系统能够对海啸、厄尔尼诺等现象提供三维动态显示。美国国家海洋大气局 (NOAA) 的海岸研究中心建立了“海洋规划与管理地理信息系统”和“地理规则信息系统 (GeoRegulation GIS) ”, 使开发人员能够在国家领海及国际海洋法允许的范围内选择开发空间, 充分利用海洋资源, 同时使该系统能够帮助解决海事争端。美国蒙特里湾生物研究协会 (MBARI) 建立了基于Arc/INFO平台的“蒙特里湾海洋地理信息系统”。该系统拥有航线数据、ROV数据、NOAA数据、海洋生物、海洋物理、海洋化学和部分试验室采样数据, 具有输入、输出、图形显示和分析功能。

我国国家海洋局1997年建立了国家海洋信息系统 (NMIS) 。同年河海大学建立了基于MapINFO平台的“江苏海岛资源环境信息系统”。1990年我国建立了海洋策略数据库。目前, 我国已建成1∶500000、1∶250000矢量海图数据库, 沿海1∶250000栅格海图数据库基本完成, 其他比例尺的矢量和栅格数据库正在建设中。同时, 海水温度、盐度、声场、控制点、助航物、岸线、岛屿、地名、航海资料等专题数据库已全面展开建库工作。

为加强海域使用管理, 促进辖区内海域使用管理工作的科学化、规范化和法制化, 保护海域使用权人的合法权益, 建立健全海籍管理制度, 规范海籍测量管理行为国家海洋局于2002年7月16日颁布了《海籍调查规程》。该规程适用于我国内海和领海范围内的海籍调查作业, 规定了海籍调查的基本内容与要求。

2 系统目标

2.1 涉及区域海域概况

连云港海域北自苏鲁交界处的绣针河口, 南至连云港与盐城交界的灌河口, 海岸线长1 6 2 km, 领海基线以内海域面积为6677km2, 沿海滩涂面积约73377ha, 其中潮上带53900ha, 潮间带19474ha。连云港海域海洋资源丰富, 海洋功能区划完善。

2.2 系统建设目标

建立连云港海籍管理信息系统主要目的是:通过海籍调查与海籍信息系统的建立, 全面掌握已批准和未批准连云港港的用海的范围和基本情况, 核实已批准项目用海的位置、面积和用途, 分清项目用海实际占用范围和未开发利用海域范围。促进辖区内海域使用管理工作的科学化、规范化和法制化, 保护海域使用权人的合法权益, 防止和减少用海纠纷, 进而建立健全连云港的海籍管理制度。

3 系统功能设计

3.1 系统开发和运行环境

连云港海籍管理信息系统运行环境设计在Windows XP平台下运行, 程序设计语言选择Delphi2009版本。此外使用到的系统开发开发工具还包括ArcGIS和ArcObjects软件以及嵌入在Delphii的报表控件fastReport V4以上版本。

(1) Delphi。

Delphi是Borland公司推出的基于Object Pascal语言的可视化集成开发工具, 现在由Embarcadero公司继续发展这一优秀的开发工具。Delphi使用了Microsoft Windows图形用户界面的许多先进性特性和设计思想, 采用了重复利用的完整的面向对象程序语言 (Object~Oriented Language) 、当今世界上较快的编辑器和较为领先的数据库技术。利用Delphi编程, 可以快速、高效地开发出基于Windows环境的各类程序, 尤其在数据库和网络方面, Delphi更是一个十分理想的软件开发平台。对于广大的程序开发人员来讲, 使用Delphi开发应用软件, 无疑会大大地提高编程效率。

(2) ArcGis技术。

在ArcGIS9.2中, ArcMap提供了一体化的完整的地图绘制、显示、编辑和输出的集成环境。相对于以往所有的GIS软件, ArcMap不仅可以按照要素属性编辑和表现图形, 而且可以直接绘制和生成要素数据;不仅可以在数据视图按照特定的符号浏览地理要素, 而且可以同时在版面视图生成打印输出地图, 具有强大的制图编辑功能。同时ArcMap又是一个用于编辑、显示、查询和分析地图数据的以地图为核心的模块, 它包含一个复杂的专业制图和编辑系统, 既是一个面向对象的编辑器, 又是一个完整的数据表生成器。ArcMap不仅可以是能够完成制图和编辑任务的ArcEdit和ArcPlot的合并, 而且是类似CAD结构的智能化地图生成工具, 是一个使用简单、功能强大的集成应用环境。

(3) FastReport组件。

FastReport是高弹性的报表设计器, 用于报表的数据可以从任何类型的数据源获取, 包含字符列表, BDE数据库, ADO数据源, Interbase, Pascal数组和记录, 以及一些不常用的数据源。整个FastReport系统是用Delphi的Pascal编写的。FastReport不需要动态链接库, FastReport不仅仅只是包含最终用户更改报表设计的能力, 还能够适应查询和数据库的变化。FastReport还包含自己的脚本语言, 让应用程序和最终用户能够更容易地改变报表。

3.2 系统框架结构

连云港海籍管理信息系统的框架结构主要包括信息共享系统、数据库系统和多个业务系统, 框架结构见图1。

3.3 功能结构设计

系统的主要功能包括海域使用表格文书的查看、编辑、管理, 海域使用方面的法律法规的方便查询, 以及对海籍数据的图层管理、编辑、视图缩放、浏览查询、专题地图制作和各种格式的文件输出等。提供帮助文件和各种快捷方式, 以方便用户的使用。在系统功能分析的基础上, 得到如图所示的系统功能结构图 (见图2) 。

(1) 系统管理模块。

当点击系统管理菜单, 即进入管理员登陆界面和普通用户登录界面。系统管理员由管理员输入密码登陆, 管理员可以随时对数据库进行更新操作, 包括数据插入、删除等, 从而保证整个系统数据的更新和安全保护情况。根据系统管理的不同要求, 对不同的用户采取不同的权限设置。当点击进入用户菜单后, 用户可以动态查询各种表格文书、海域管理法律法规、海洋功能区划、空间信息和属性信息查询等相关内容。

(2) 海域使用法律法规模块。

当点击进入这一模块, 就可以在遇到涉及到相关法律的海域使用问题时, 即时查询相关法律法规。随着用户选择的法律法规的不同, 系统窗体将实时更新窗体, 显示所选择的法律法规名称和相关内容与条款, 方便用户使用。同时, 系统管理员可及时更新加入更多新颁布的法律法规。

(3) 图形操作模块。

这一模块使得用户可以对系统采集并处理的数据进行一些简单的操作。在这里, 向用户提供了各种简单的GIS功能。首先, 选择打开按钮, 选择已经存在的经过ArcGIS处理过的mxd文件。打开后, 可以通过工具栏上的按钮对图形进行放大缩小, 信息查询等功能。系统里面放置了按照图层、字段来进行简单的字段查询功能, 还设计空间数据的显示功能。该查询可惜实现空间数据和属性数据的查询。同时, 在本系统里设置了鹰眼窗口, 这就可以方便用户知道现在查询到的海域在整个连云港海籍空间数据地图中的方位等情况。此外, 本系统还提供了关于地图的输出功能。该输出功能主要有三种输出格式:bmp、jpeg和pdf格式。

4 结语

海籍管理信息系统是一个开放性系统, 它的设计具有重要实践意义。这个系统的实施可以帮助海域使用的各个部门和广大用户更加规范合理地使用海洋资源, 促进连云港海域使用水平的进一步提高。

本设计采用了多个软件来完成系统的建设, 并实现了多个功能。包括用ArcGIS将采集到的数据源进行矢量化处理, 将它的每个层的属性表完善, 得到数据源。然后用Delphi软件在整个系统里面完成各个功能模块的设计。同时, 在Delphi里嵌入ArcObjects和FastReport来辅助整个系统的完成。

摘要：本设计根据海籍管理国内外研究现状, 分析了海籍管理的必要性。利用Delphi语言和ARCGIS等相关技术, 设计系统技术路线和结构功能方案, 建立了连云港海籍管理信息系统的框架, 采集并处理了不同海籍数据信息, 完成海籍空间数据库和属性数据库的建设, 实现了海籍查询、显示、输出等功能, 为辖区内海域使用管理工作的科学化、规范化提供了技术支持。

关键词：海籍,管理信息系统,GIS,Delphi