Diseño e implementación de un sistema estándar de gestión de muestras basado en tecnología GIS multimedia
Liu Yaolin, Liu Yang, Liu Min, Lan Zeying
(Facultad de Recursos y Ciencias Ambientales, Universidad de Wuhan, Wuhan, 430072)
Resumen: Por introducción de la tecnología multimedia Combinada con SIG, explica principalmente el diseño y la implementación del sistema de gestión de parcelas estándar basado en tecnología SIG multimedia, que incluye principalmente el diseño del modelo de datos, la organización y gestión de datos, el diseño funcional del sistema y la implementación física.
Palabras clave: multimedia; SIG; trama estándar
1 Introducción
1.1 Descripción general de la trama estándar
La trama estándar se refiere al Debajo del condiciones de cultivo y tecnología de gestión, varias unidades de clasificación de tierras agrícolas con el mayor nivel de rendimiento de cultivos en el área donde se encuentra el objeto de clasificación de tierras agrícolas. La ubicación de la parcela estándar tiene las mejores condiciones de clima, topografía, suelo, drenaje y riego, uso de la tierra y otras, y las mejores condiciones de producción agrícola.
El establecimiento de parcelas estándar juega un papel y una importancia muy importantes, y es un vínculo indispensable en la nivelación y nivelación de tierras agrícolas. Mediante el establecimiento de parcelas de muestra estándar, podemos obtener intuitivamente información sobre el grado de calidad de las tierras agrícolas y evaluar, controlar y calibrar los resultados de la clasificación de las tierras agrícolas; mediante el monitoreo y la gestión de parcelas de muestra estándar, podemos evaluar indirectamente el grado de calidad de las tierras agrícolas; Los cambios se monitorean y gestionan dinámicamente.
La norma se divide en tres niveles: nivel nacional, nivel provincial y nivel comarcal. La fijación de lugares estándar sigue tres principios: el principio de fijación jerárquica, el principio de condiciones óptimas de producción y el principio de marcado permanente.
El terreno estándar es rico en información, incluidos datos espaciales, datos de atributos y datos multimedia de la parcela de terreno. Los datos espaciales se refieren a las coordenadas de las parcelas de muestra estándar y sus relaciones topológicas; los datos de atributos incluyen principalmente el número de parcela de muestra, el nivel, el nombre del área secundaria, la ubicación del campo, las coordenadas del plano, el uso planificado, el clima, el suelo, el terreno, la infraestructura de las tierras agrícolas y el rendimiento. , uso de la tierra y economía de la tierra, etc.;
1. Los materiales multimedia incluyen fotografías de paisajes y secciones transversales de las parcelas de muestra, así como materiales introductorios como la cultura y las costumbres locales.
1.2 La necesidad de utilizar tecnología SIG multimedia para gestionar la información parcelaria estándar
El SIG tradicional estudia principalmente la gestión y análisis de datos espaciales, expresados principalmente en forma de letras y números, con Un solo método, aburrido. El uso de datos multimedia en SIG puede combinar la intuición de gráficos e imágenes, la precisión de los números, la guía y la intimidad del audio y el video, movilizar completamente los múltiples sentidos del usuario y mejorar el procesamiento de información y el efecto de transmisión de SIG. Combinar bases de datos espaciales y bases de datos multimedia, utilizar sus métodos de procesamiento y almacenamiento de datos, utilizar objetos espaciales como marco principal y adjuntar datos multimedia a los objetos puede resolver la relación de integración entre datos multimedia y datos espaciales. Debido a la diversidad y complejidad de los datos en el mapa de muestra estándar, incluye no solo los datos espaciales y los datos de atributos de objetivos geográficos generales, sino también una gran cantidad de datos multimedia relacionados con ellos. Para gestionar eficazmente estos datos complejos y facilitar la consulta y actualización en tiempo real, se desarrolló un sistema estándar de gestión de parcelas basado en tecnología SIG multimedia.
2 Combinación de tecnología multimedia y SIG
Los datos espaciales multimedia son datos GPS, datos de imágenes RS, datos SIG, expresados en formas multimedia como valores numéricos, texto, gráficos, imágenes, sonidos, etc. Datos de atributos como datos de vídeo y sonido.
El sistema de base de datos espacial multimedia es el núcleo del SIG multimedia. Integra orgánicamente datos espaciales multimedia y no solo proporciona almacenamiento y operación de datos espaciales, sino que también proporciona almacenamiento y operación de los datos multimedia correspondientes. La base de datos espacial multimedia combina las características de la base de datos espacial y la base de datos multimedia, adopta los métodos de procesamiento y almacenamiento de datos de las dos, utiliza objetos espaciales como marco principal, adjunta datos multimedia a los objetos y resuelve la integración perfecta de datos multimedia y datos espaciales. Las relaciones proporcionan una base de gestión de datos para SIG multimedia.
El sistema de base de datos espacial multimedia incluye principalmente tres partes: base de datos relacional, base de datos de objetos multimedia y base de datos espacial.
Las funciones de la base de datos relacional y la base de datos espacial son gestionar datos de atributos y datos espaciales respectivamente, y la base de datos multimedia se utiliza para gestionar datos multimedia. Como se muestra en la Figura 1.
Figura 1 Estructura del sistema de base de datos espacial multimedia
3 Diseño e implementación del sistema de gestión de parcelas de muestra estándar
3.1 Entorno de configuración del sistema de gestión de parcelas de muestra estándar
El diseño y desarrollo del sistema estándar de gestión de parcelas de muestra es parte del proyecto piloto "Resumen de resultados de clasificación de tierras agrícolas en la provincia de Hubei" de 2004 del Ministerio de Tierras y Recursos.
El diseño y desarrollo del sistema estándar de gestión de parcelas forma parte del proyecto piloto "Resumen de resultados de clasificación de tierras agrícolas en la provincia de Hubei" de 2004 del Ministerio de Tierras y Recursos. Para gestionar científica y eficazmente los datos de parcelas de muestra estándar de la provincia, la información de las parcelas se expresa en una forma visual y auditiva intuitiva, vívida y vívida, y se proporciona a los usuarios un entorno de interfaz amigable y vívido. Se desarrolló un sistema de gestión de muestras estándar para la tecnología SIG basada en componentes y la tecnología multimedia actualmente populares. El sistema está configurado con PC, sistema operativo Windows2000, plataforma de desarrollo VC++, control MapObjects y base de datos Access.
3.2 Modelo de datos del sistema de gestión de gráficos estándar
Dado que la mayoría de los modelos de datos no admiten objetos complejos (imágenes y sonidos), las estructuras de datos orientadas a objetos admiten la definición de estructuras de datos complejas. el modelo de datos orientado a objetos tiene las siguientes características:
(1) La información espacial definida en el sistema SIG multimedia, como puntos, líneas y áreas, e información no espacial, como datos multimedia. , ya no están dispersos, sino que están integrados en una entidad unificada.
(2) Los usuarios pueden definir los tipos de datos de sus propios sistemas y escribir funciones relacionadas de entrada, salida y ejecución según sea necesario.
(3) Tiene herencia de clases.
Por lo tanto, el sistema de gestión de gráficos estándar adopta tecnología orientada a objetos. Cada gráfico estándar es una entidad de objeto con un identificador de objeto único, que incluye datos de atributos, datos de gráficos espaciales, datos de imágenes estáticas y datos de video. datos de sonido, etc., como se muestra en la Figura 2.
Figura 2: Modelo de objeto de trazado estándar
Definición 1: El objeto de entidad de trazado estándar es una tupla de 7: [Oid, Aid, Gid, Wid, Pid, Mid, Sid], donde Oid es el identificador de objeto del objeto de muestra; Aid es el identificador de datos de atributo; Gid es el identificador de datos espaciales; Pid es el identificador de datos de imagen estática; Sid es el identificador de datos de sonido.
3.3 Organización y gestión de datos del sistema de gestión de muestras estándar
3.3.1 Organización y gestión de datos de atributos espaciales
Los datos espaciales son el núcleo de la gestión de muestras estándar sistema, es el cuerpo principal de todo el sistema. Los tipos de datos espaciales básicos son puntos, líneas y áreas. En formato vectorial, un objetivo puntual está representado por un par de coordenadas (X1, Y1), un objetivo lineal está representado por una cadena de pares de coordenadas (X1, Y1) (X2, Y2)... (Xm, Ym), y un objetivo de área está representado por una cadena de pares de coordenadas (X1, Y1) (X2, Y2)... (Xm, Ym) Representado por las cadenas de cabeza y cola del par de coordenadas (X1, Y1) (X2, Y2) ... (Xn, Yn) (X1, Y1). Los datos de atributos de las parcelas de muestra estándar se refieren a sus datos no espaciales y no multimedia, como el número de parcela de muestra, el nivel, el nombre del área secundaria, la ubicación del campo, etc. Los datos de atributos constan de varios elementos de datos de atributos, como se muestra en la Figura 3. En el sistema de gestión de gráficos estándar, los datos espaciales se organizan en el formato de archivo de forma predeterminado del control MapObjects, y los datos de atributos se organizan en el archivo dbf correspondiente al archivo de forma.
Figura 3 Lista de datos de atributos del diagrama de muestra estándar
3.3.2 Organización y gestión de datos multimedia
Generalmente existen dos métodos para gestionar datos multimedia. Una es utilizar una base de datos unificada para incluir todos los datos multimedia en objetos BLOB para una gestión unificada. La ventaja es que facilita la gestión centralizada de datos, pero la base de datos será demasiado grande y la velocidad de acceso a los datos será lenta.
En segundo lugar, los datos de origen multimedia y la información de descripción se almacenan por separado. En el disco duro, cada dato multimedia se almacena en forma de un solo archivo y estos archivos se almacenan en directorios específicos, formando una base de datos multimedia. La información de descripción de los datos, como el número de datos, nombre, ruta, formato, capacidad, expresión predeterminada, etc., se almacena en la base de datos relacional. Como se muestra en la Figura 4, se puede acceder indirectamente a archivos de datos multimedia estableciendo vínculos entre los objetos espaciales y la información de descripción de datos. Las desventajas de este método son, en primer lugar, que la información principal y la información de descripción de los datos se almacenan por separado, lo que no es conveniente para una gestión unificada; en segundo lugar, requiere el soporte de un software de medios común; sin embargo, este método es muy sencillo de implementar y; la velocidad de respuesta es rápida. Este sistema utilizará el segundo método para gestionar datos multimedia.
Figura 4 Gestión de datos multimedia
3.3.3 Diseño de la base de datos del sistema
La base de datos de este sistema se divide en dos partes, a saber, la base de datos de información de descripción y la base de datos principal. El primero gestiona la tabla de información de descripción de datos de reliquias culturales y la tabla de información de datos multimedia en la base de datos relacional de Access. Esta última se divide en bases de datos espaciales y bases de datos multimedia. La base de datos espacial gestiona todos los datos espaciales y datos de atributos y es una colección de archivos de forma, archivos dbf y archivos shx en un directorio específico en el disco duro, mientras que la base de datos multimedia gestiona todos los datos multimedia de imágenes de muestra estándar y es una colección de varios; archivos de datos multimedia en un directorio específico del disco duro. El sistema utiliza la base de datos de información de descripción como medio para acceder a la base de datos principal, como se muestra en la Figura 6.
Figura 5 Estructura de la tabla de información de descripción de datos de reliquias culturales
Figura 6 Estructura de la tabla de información de descripción de datos multimedia
3.4 Diseño de módulo de función de sistema de gestión de muestra estándar
El sistema de gestión de muestras estándar (SSMS) es un sistema de gestión de objetos (OMS), que es un producto de la combinación de tecnología multimedia y un sistema de información geográfica (GIS) tradicional. El sistema gestiona principalmente datos básicos, datos de mapas base y datos de muestra estándar. Los datos básicos incluyen principalmente capas de carreteras, capas de sistemas de agua, capas de anotaciones y otros datos auxiliares; los datos del mapa base adoptan el mapa de unidades de clasificación de tierras agrícolas 1:500.000 de la provincia de Hubei, que son los datos espaciales de cada unidad de clasificación (objeto de área). y datos de atributos; los datos de parcelas de muestra estándar incluyen datos espaciales (objetivos puntuales), datos de atributos y datos multimedia de parcelas de muestra provinciales.
Para los datos anteriores, el sistema proporciona principalmente cinco módulos funcionales: gestión de capas, edición gráfica, análisis estadístico, consulta de objetivos y procesamiento de datos multimedia. El módulo de gestión de capas integra métodos para mostrar, agregar, eliminar y mover capas básicas, capas de unidades de calificación y capas de muestra estándar. El módulo de edición de gráficos proporciona funciones de edición para objetivos puntuales, objetivos lineales y objetivos de área; datos de la capa de unidad de calificación y proporciona dos funciones básicas de estadísticas de condado, ciudad y área de cada categoría y nivel; el módulo de consulta de destino y el módulo de procesamiento de datos multimedia son las funciones básicas de consulta de destino, análisis estadístico y procesamiento de datos multimedia. Función. El módulo de consulta y el módulo de procesamiento de datos multimedia son el núcleo del sistema. El módulo de consulta proporciona tres métodos de consulta: consulta de clic espacial, consulta de análisis espacial y consulta de condición combinada; el módulo de procesamiento de datos multimedia se utiliza para acceder y expresar datos multimedia. Utilizando la función de consulta y la función de procesamiento de datos multimedia proporcionada por el sistema, los usuarios pueden capturar rápidamente objetivos de trazado estándar y explorar sus datos de atributos y datos multimedia en detalle. El diseño del módulo funcional del sistema se muestra en la Figura 7:
Figura 7 Diseño funcional del sistema
3.5 Implementación física del módulo funcional del sistema de gestión de muestra estándar
Muestra estándar sistema de gestión En el proceso de implementación, se utilizan principalmente tecnología SIG y tecnología multimedia. La tecnología GIS de componentes realiza todas las funciones relacionadas con datos espaciales y datos de atributos en el sistema, mientras que la tecnología multimedia y la tecnología de bases de datos realizan funciones relacionadas con datos multimedia.
El control MapObjects proporciona CMoMapLayer, CMoPoint, CMoLine, CMoPolygon y otras interfaces de clase, cuyas propiedades y métodos se pueden utilizar para implementar operaciones de datos espaciales.
Las operaciones de datos de propiedad se basan en las propiedades y métodos de la interfaz de clase CMoRecordset proporcionada por el control MO.
La forma en que se representan los datos multimedia depende del tipo de datos. Para imágenes de paisajes de muestra estándar y datos de imágenes de perfil de suelo, se pueden considerar como datos de capa ráster, que se pueden realizar utilizando las propiedades y métodos en la interfaz de clase CMoImageLayer proporcionada por el control MO, mientras que los datos de documentos de muestra, datos de audio y video; La expresión se puede realizar en dos pasos. Primero, acceda a la tabla de información de descripción de datos multimedia en la base de datos relacional a través de la función de operación de la base de datos ADO o DAO. Según el número de identificación de entidad del objeto de muestra estándar, busque el registro de descripción de datos multimedia de esta muestra en la tabla de información; a la información del campo de ruta en el registro, desde Acceda a sus archivos de datos multimedia en la base de datos multimedia y finalmente llame a la función ShellExecute para activar la aplicación de acuerdo con el formato de archivo para expresar los datos multimedia. El proceso específico se muestra en la Figura 8.
3.6 Introducción al funcionamiento del sistema de gestión de muestras estándar
El sistema de gestión de muestras estándar se utiliza principalmente para gestionar de forma científica y eficaz los datos de la muestra estándar y realizar la visualización de imágenes y texto. , sonido y sombra. Para conectar mejor los datos multimedia con los objetivos geográficos, se utilizan como referencia los principios relevantes del hipertexto espacial, es decir, las entidades espaciales geográficas se utilizan como nodos de información y las ubicaciones espaciales de las entidades geográficas se utilizan como índices. y los índices forman una lista vinculada, y el usuario puede navegar y consultar la lista en la lista vinculada. Este método es relativamente simple y conveniente, pero aún no puede realizar el hipertexto en el verdadero sentido.
Con la interfaz de inicio y la música de fondo, ingresa al sistema de administración de muestras estándar. Primero, seleccione la capa del mapa de muestra estándar en el administrador de capas para activarla y mostrarla, y utilice uno de los métodos de consulta proporcionados por el módulo de función de consulta del sistema para capturar el gráfico estándar de destino. En este momento, el objetivo se vuelve rojo, el sistema comienza a reproducir canciones populares locales y luego aparece el cuadro de diálogo de información de atributos. En este cuadro de diálogo, puede explorar toda la información de atributos del gráfico de muestra y también puede usar el. Interfaz multimedia en el cuadro de diálogo para apreciar mejor las características de la parcela de muestra objetivo. Imágenes de perfiles de paisaje y suelo, así como información en texto y video sobre las costumbres locales. Este sistema cambia el aburrido entorno de interfaz del sistema de información geográfica tradicional y brinda a las personas una sensación refrescante.
Figura 8 Implementación física del sistema
Figura 9 Consulta de imágenes estándar de descripción general de la trama e imágenes de paisajes
Figura 10 Consulta de documentos estándar de la trama e información de video
Referencias
Huang Tao et al. Aplicación e implementación de multimedia en el desarrollo integrado de sistemas de información geográfica, 2000, 16 (4)
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