（計算機軟件與理論專業(yè)論文）基于com的地理信息系統(tǒng)構件的研究與設計.pdf

武漢理工大學碩士學位論文 摘要 在軟件產(chǎn)業(yè)中，基予構件的技術是當前的熱點，在面向?qū)ο蟮募夹g發(fā)展的今 天，穩(wěn)傳終為霹繁饜熬軟籜縫 串，在軟韓系統(tǒng)熬拜發(fā)上勰決了鐾復開發(fā)豹閹題， 提高了軟件開發(fā)的效率。同樣，g i s 系統(tǒng)作為一種領域軟件，開發(fā)模式也逐漸發(fā) 袋必c o m g i s 弱w e b g i s ，囂1 | 邃爨梅辭技拳瘟躉予g i s 系統(tǒng)其有蕊大蘸意義。 國內(nèi)外成型的商用地理信息系統(tǒng)軟件價格昂貴且只能提供專有的功熊，開發(fā) 人爨羆掌握廠囊提供夔：次囂發(fā)添富才熬進行g i s 系統(tǒng)貉= 次辯發(fā)，舅終系統(tǒng) 規(guī)模較大且對軟硬件要求高、不利于擴展、沒有系統(tǒng)自童版權，而組件式g i s 系絞霹竣好熬解狹l 三l 上涎蘧，它恕g i s 瓣各大功能模塊翅努雋履拿控耱，每個 控件完成不同的功能，各個g i s 控件之間，以及g i s 控件與非g i s 控件之間， 霹以方蠖蟪逶過麓褪佬黲軟終秀發(fā)工具熬或起來，最終澎殘g i s 應用。開發(fā)毒 不需熟悉專有的二次開發(fā)語言，只需要掌握g i s 的具體功能和遇用開發(fā)語言就 霹娃實現(xiàn)該系統(tǒng)，囂此搽索綴傳沒g i s 系絞舞發(fā)共奏重大意義。 本文以軟構件技術和c o m 模型為基礎，設計和實現(xiàn)g i s 構件，其中包含實 瑗g i s 系統(tǒng)驗郝分功能，如遺麴的輸入輸出、她圖馳綻輯、雙肉查詢、空目分 析等，在自主研發(fā)的過程中，不斷地探索和完善開發(fā)技術，開發(fā)出具有獨立自主 版權的軟傳產(chǎn)品。本文楚盔接基于c o m 綴的g i s 構傳技術，這櫸減少了對專用 構件的依耐性，可以根據(jù)用戶的具體需求來實現(xiàn)g i s 構件，提商系統(tǒng)的最活性。 在礤究g i s 系統(tǒng)的過程中，為了最丈限度的減少繁復勞動，探討了設計模 式在g i s 系統(tǒng)中豹應用，并成功的將它們應用于系統(tǒng)中。在確定了組件系統(tǒng)整 體架構和功能模塊蛉基礎上，本文利用m i c r o s o f t 的v i s u a lc + + 殲發(fā)環(huán)壤，通過 冀提供的a t l 瘁，編程實現(xiàn)了a c t i v e x 控件。邋過控件提供的方法、滿性和事 件很好的和客戶廒用程序進行交艇，使客戶應用程序與g i s 系統(tǒng)實現(xiàn)了無縫的 集成。 本文將g i s 緞傳原型系統(tǒng)應用在實黼的g i s 系統(tǒng)中，根據(jù)g i s 的特點將地 黼顯示輸出組件翻造圖編輯組件集成于小型g i s 系統(tǒng)中，使系統(tǒng)其備最基本的 g i s 功能，為后續(xù)的擴展和升級作好鋪墊。 哭鍵詞：g i s ，軟構件，設計模式，a c t i v e x 控件 一一墨堡堡三盔堂嫂主蘭魚整塞 a b s t r a c t t ns m - e i n d u s t r y , t h et e c h n o l o g yb a s e do nc o m p o n e n ti sc u r r e n th o t s p o t , i n t h ed e v e l o p m e n to fo b j e c t - o r i e n t e dt e c h n o l o g y t o d a y , a sr e u s es o f t w a r em o d u l e ， c o m p o n e n t ss o l v e dt h er e p e t i t i o nd e v e l o p i n gp r o b l e m sa n de n h a n c e dt h ee f f i c i e n c y w h i c hs o r w a r ed e v e l o p e di nt h es o f t w a r es y s t e md e v e l o p m e n t s i m i l a r l y , a so n ek i n d o fd o m a i ns o f t w a r e , t h eg i ss y s t e mh a de v o l v e d 協(xié)t h ec o m g i sa n dw e b g i si nt h e d e v e l o p m e n tp a t t e r ng r a d u a l l y , t h e r e f o r ei ti sg r e a ts i g n i f i c a n c et oa p p l yc o m p o n e n t t e c h n o l o g yt og i ss y s t e m t h ep r i c eo fd o m e s t i ca n df o r e i g nm o l d i n gc o m m e r c i a lg e o g r a p h yi n f o r m a t i o n s y s t e ms o i 壬w a l ei se x p e n s i v ea n dc a l lh a r d l yp r o v i d ea p p r o p r i a t i o nf u n c t i o n s , s ot h e d e v e l o p e r sm u s tg r a s pt w ol i m ed e v e l o p m e n tl a n g u a g e sw h i c ht h ec o r p o r a t i o n p r o v i d e s 協(xié)c a t t yo nt h eg i ss y s t e md e v e l o p m e n t sa g a i n 。i na d d i t i o n , t h es y s t e ms c a l e i s b i g g e ra n di sh i g h e rt ot h es o f t w a r ea n dh a r d w a r e i tw e n ta g a i n s tt oe x p a n s i o n , a n da l s oh a dn os y s t e mi n d e p e n d e n tc o p y r i g h t b u tt h ec o m p o n e n tg i ss y s t e mm a y b e t t e rs o l v ea l lt h ep r o b l e m sa b o v e ，i td i v i d e dg i ss y s t e mi n t oe a c hb i gf u n c t i o n m o d u l ec o n t r o l s ，w h i c hc a l lc o m p l e t ed i f f e r e n tf u n c t i o n 。e a c hg i sc o n t r o l s ，a sw e l la s g i sc o n t r o l s 、i mn o n - o l sc o n t r o l s ，m a yc o n v e n i e n t l yi n t e g r a t et h r o u g ht h ev i s i b l e s o f t w a r ed e v e l o p m e n tk i t f o r m i n gt h eg i sa p p l i c a t i o ns o f t w a r ef i n a l l y d e v e l o p e r s n e e dn o tt ob ef a m i l i a rw i t ha p p r o p r i a t i o nt w ot i m ed e v e l o p m e n t sl a n g u a g e ，b u tn e e d s t og r a s pg i sf i m c f i o na n dt h eg e n e r a ld e v e l o p m e n tl a n g u a g e t h e r e f o r ei th a st h eg r e a t s i g n i f i c a n c et oe x p l o r eg i ss y s t e mb a s e do nc o m p o n e n t s b a s e do nt h es o f tc o m p o n e n tt e c h n o l o g ya n dt h ec o mm o d e l ，t h ea r t i c l e d e s i g n e da n da c h i e v e dg i sc o m p o n e n t sw h i c hc a r r i e do u tp a r t i a lf u n c t i o no fg i s s y s t e m , s u c ha s i n p u ta n d o u t p u t o f m a p 、t h ee d i t i o n o f m a p 、t h e b i d i r e c t i o n a l i n q u i r y 、 t h es p a t i a l a n a l y s i sa n ds oo n , i nt h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n ti n d e p e n d e n t l y , t h e a r t i c l eu n c e a s i n g l ye x p l o r e sa n dc o n s u m m a t e st h ed e v e l o p m e n tt e c h n o l o g y , d e v e l o p s t h ei n d e p e n d e n tc o p y r i g h ts o f t w a r ep r o d u c t t h i sa r t i c l ei sd i r e l yb a s e do nc o m l e v e lg i ss y s t e mc o m p o n e n tt e c h n o l o g y , w h i c hr e d u c e de n d u r a n c et ot h e s e s p e c i a l - p u r p o s ec o m p o n e n t s ，a n d c a nc a r r yo u tt h eg i sc o m p o n e n ta c c o r d i n gt ou s e r s c o n c r e t ed e m a n d , e n h a n c i n gt h ef l e x i b i l i t yo f t h es y s t e m i nt h es t u d i e so fg i ss y s t e m ，i no r d e rt or e d u c et h eg r e a t e s tl i m i tr e p e t i t i o n w o r k , t h ea r t i c l ed i s c u s s e dt h ed e s i g np a t t e mi nt h eg i ss y s t e ma p p l i c a t i o na n d a p p l i e dt h e mi nt h es y s t e ms u c c e s s f u l l y o nd e t e r m i n i n gt h em o d u l es y s t e mo v e r a l l f r a m em l i 8a r t i c l eu s e dm i c r o s o f tv i s u a lc + + d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ，p r o v i d e d 玨 武漢理工大學碩士學位論文 t h r o u g ha t l ，a c h i e v i n ga e t i v e xc o n t r o l s t h r o u g ht h em e t h o d 、a t t r i b u t ea n de v e n t c o n t r o l so f f e r , i tc a l la l t e r n a t ew i t hc l i e n ta p p l i c a t i o nw e l l t h ec l i e n ta p p l i c a t i o nc a n b e t t d ri n t e g r a t ew i t hg i ss y s t e ms e a m l e s s l y a c c o r d i n gt ot h eg i sc h a r a c t e r i s t i c ，t h eg i sm o d u l ep r o t o t y p es y s t e mc a n a p p l yi nt h ea c t u a lg i ss y s t e m t h em a p - s h o w nc o m p o n e n ta n dt h em a pe d i t i o n c o m p o n e n tc a ni n t e g r a t et ot h es m a l lg i ss y s t e m ，w h i c ha r ep r o v i d e dw i t hb a s i cg i s f u n c t i o n s i tp r e p a r e st h em a t t i n gf o rt h ef o l l o w i n ge x p a n s i o na n dt h ep r o m o t i o n k e yw o r d s ：g i s ，s o f t w a r ec o m p o n e n t , d e s i g np a t t e r n , a e t i v e xc o n t r o l 武漢瑾王大學疆士學 2 論文 第1 章引富 1 1 課題研究的目的與意義 地理僚息系統(tǒng)是以地理空閥數(shù)據(jù)庫為基礎，采用地理模濺分橋方法，邋時提 供多種空瀾的和動態(tài)的照理信意，為地理研究和瑰毽決策服務的計算機技術系統(tǒng) ”j 。穗藿入髓對空閽信惠需求豹增長，地理瘩惠系統(tǒng)正在得弼日蘊廣泛的斑用。 鞭翦g i s 被應粥予多令領域懿建橫翻決簸支持，熟城露警聯(lián)、送劃、環(huán)壤整治 等等，選壤信息成必售怠眩代簸要豹組成部分之一；“數(shù)字地球”概念瓣撼出， 受迸一步推動了作為其技術支撐的g i s 的發(fā)展。與此同時，一姥學者致力于相 關的瀵論研究，如空闖感知、空間數(shù)據(jù)誤差、空聞蓑系的形筑億蔣等。避恰好說 明了蟪理傣患系統(tǒng)饞必瘦麓技采魏學科鮑蘺令方甏，莠曩這囂拿秀覆構殘了粳鬟 鍵避瓣發(fā)矮過程。瓣饕靄羚廠褻墨提供了誨多褻爰戇蟪壤痿患系綴，憊攝 a r c m 幡o 、g 】淵a m a p 、m a p n 心o 、e r d a s 、m i c r o s t a t i o n 等，國內(nèi)也開發(fā)出 了較為成熟的g i s 軟件，如m a p g i s 、g - e o s t a r 、s u p e r m a p 等，然而國內(nèi)外成型 瀚褻翻穗爨信患系統(tǒng)較搏價楱蕊賽艇只贛提供專蠢瓣功輕，箭發(fā)入受囂攀攘廠商 掇供懿二次囂發(fā)語言才麓遴行g i s 系絞瓣二次彈獲，茄舞系統(tǒng)撬模較大蠢對軟 硬件要求商、不利予擴展、沒商系統(tǒng)良蔓版權。瓶組件式g i s 系統(tǒng)可較好的解 決以上同瓤，它把鎖s 鰒各大功熊模塊翎分為幾個控件，每個擦件完成不同的 功能，各個g i s 控件之間，以及麟s 控件與非g i s 控件之間，酉以方便蛾通過 褥裰像較髂開發(fā)王共集戒起來，最終形成g i s 瘦耀。幫發(fā)者不褥熬悉專眷豹二 次開發(fā)語蠢，只囂要掌握g i s 的輿體功能_ 穰遙用拜發(fā)讒言就可以實瑰該系統(tǒng)， 因此攆索綴件式g i s 系統(tǒng)開發(fā)具鴦重大意義。 本課題來源于7 0 9 所十五預研課題軟件構件化技術研究，主要目l 臼是為 蒸予構件酌較籜開發(fā)提供開發(fā)模羹與環(huán)嬡，輯究e 0 m 技術纛g i s 系統(tǒng)率翡應焉， 為) 陶捧技零在g i s 豢統(tǒng)夸熬盛髑鬟供經(jīng)驗。零文熬較梅終技寒幫c o m 摸熬失鏊 破，設謗秘實現(xiàn)g i s 構傳，其中像會實現(xiàn)g i s 系統(tǒng)懿部分凌能，如螅圖熟輸入 輸出、地圈的編輯、雙向在詢、空間分析等，在自主研發(fā)的過程中，不斷地探索 和完警開發(fā)技術，并發(fā)搿其有猿立自主敝校的較件產(chǎn)品。零文是謄接纂予c o m 綴的g i s 構釋技米，減少了簿專瓣梅捧靜旅辯羧，它霹菹壤據(jù)爝聲熬炙體囂求 采實聰g i s 搗傳，掇褻系縫的嶷滔性。 武漢理工大學碩士學位論文 1 2 課題技術的闌內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在軟件產(chǎn)監(jiān)中，基于構件的技術怒當前酌熱點，截面商對象的技術發(fā)展的 今天，構件作為可重用的軟件組件，在軟件系統(tǒng)的開發(fā)上，解決了重復開發(fā)的問 越，提贏了軟件開發(fā)靜效率。 在g i s 發(fā)展的早期階段，由于受到技術的限制，g i s 軟件往往是只能滿足于 縈望琺煞要求戇模塊，沒有形成完整豹系統(tǒng)，褥各個模塊之間不具備諗弱工作 的能力1 2 】。 瞻善理論幫技術戇餐震，答辯g i s 穰浹走爨集成，逐步形藏大壟g i s 軟律憊 ( o r ep a c k a g e ) ，我們暫稱之為集成式g i s 0 n t e g r a t e d g i s ) ，如e s r i 的a t c l n f o 、 g e n a s y s 豹g e n a m a p 等瓣海集藏式g i s 豹代表。集或式g i s 是g i s 發(fā)袋茲一個 灝要里稷碑，其優(yōu)點在予其集成了g i s 各項功熊，形成獨立完憋的系統(tǒng)；缺點 巍予系統(tǒng)復雜、淼大，扶囂導致藤本蔫、難于與茭宅應懲蓑系統(tǒng)集殘等闞蘧。 另一類g i s 為隨后出現(xiàn)的模塊化g i s ( m o d u l a rg i s ) ，代表軟件有i n t e r g r a p h 瓣m g e 等。?？＜僩 i s 戇基本愿悲是凳g i s 按照凌戇劃分為一系裂模塊，運行 于統(tǒng)一的基礎環(huán)境之上( 如m i c r o s t a t i o n ) 。盡管許多集成式g i s 軟件也可以劃分 為豆令摸塊，毽模塊純g i s 較摻黲模塊被套匿戇縫劃分褥更纓。模塊綻g i s 鬟 有較大的工程針對性，便于開發(fā)和應用，用戶可以根據(jù)需求選擇所需模塊。但無 諗是集成式g i s 戲是模塊往g i s ，罄綴灌與警溪蘩惑系絞麟s ) 疆及專照痤震楱 趔集成嵩效、無縫的g i s 應用。 扶g i s 援塊發(fā)剄集蕊式g i s 是歇分數(shù)到集巾戇過獠，這是g i s 發(fā)疑魘程孛 的一個鬟太進步。從集成式g i s 發(fā)展到模塊化g i s ，這魑g i s 組件化的阡始，隨 藤發(fā)展剄核心式g i s ，g i s 縫舞純趨勢越寒越弱駐，勞形成組傳純載掭壤形式一 組件式g i s 和w e b g i s 例。 縫傳式g i s 系統(tǒng)具蠢成本低，無甏舉習專露g i s 語言，戇避孬蹇效無縫瓣 系統(tǒng)集成，控件如同一堆各式各樣的積水，他們分別實現(xiàn)不同豹功能( 包括( 3 i s 敷菲g i s 功能) ，根據(jù)鬟囂把實域各魏功縫麴“援本”撩建起采，就構成應用系 統(tǒng)。論文主要采用的是緞件式g i s 的開發(fā)思想，將g i s 的部分功能細化為各個 按傳，然后將控傍集成予個小型牧g i s 系統(tǒng)孛。 2 一 墨堡墨三查堂跫主蘭篁燕苧 t 3 論文主要工作 本文探討了黼內(nèi)終g i s 蕞薪研究避疆、最新g i s 發(fā)展趨勢，深入研究了軟 件構件技術、在g i s 系統(tǒng)通用絮構的基礎上設計了相對遇用的g i s 組件，最后 遴一多將g i s 蘊籜應角纛，j 、型g i s 上。本文靜主要工伶如下： 1 軟件構件技術的探討 薹予梅俘靜技術是警藩靜燕愨，在瑟囊對象靜按拳發(fā)震靜今天，穩(wěn)棒作為胃 羹用的軟件組件，在軟件系統(tǒng)的開發(fā)上，解決了熏復開發(fā)的問題，提高了軟件開 發(fā)酶效攀，深入搽討了c o m 蔑藏，磅究菸竇褒藤理，炎磊續(xù)豹緩籜開發(fā)提供理 論基礎。 2 。設詩模式豹饔步磣 究 設計模式是軟件可熬用化的基礎，按照一定的設計模式來開發(fā)系統(tǒng)可以為以 囂翡軟磐霾臻帶來菇凳，避受重笈勞囊。本文滌入搽瓣了常羹弱2 3 秘設詩模式， 邋過m s d n 的一個實例來說明設計模式的好處，探討了設計模式糕g i s 系統(tǒng)中的 瘦翔，凌系統(tǒng)熬爽璦上纛躅至l 了鬻燕豹f a c t o r ym e t h o d 、a d a p t e r 、s i n g l e t o n 等 設計模式。 3 。綴終系絞戇攘絮沒詩 系統(tǒng)的構架設計是一個循序漸進的讖程，首先對g i s 客觀搴務進杼領域分 撰，撼象蹬胃重瘸梅 孛，形殘矮域狡 孛摩，然匿終會矮壤知識露、c o m 艨秘毯s 空間數(shù)據(jù)庫，對鋅個通用構件進行集成，最終形成應用糕序。 4 綴終愿黧系絞的實現(xiàn) 在確定了組件系統(tǒng)熬體架構和功能模塊的潺礎上，本文利用m i c r o s o f t 的 v i s u a le + + 舞發(fā)彰壤，遺過其提供懿a t l 庫，縭疆實褒了a e t i v e x 控傳。透過控 件提供的方法、屬性和事件可以很好的和客戶成用程序進行交互。客戶威用程序 麓g i s 系綾實現(xiàn)了無縫戇集成。 5 組件系統(tǒng)的初步應用 壤g i s 纏傳服型系統(tǒng)的應怒在實隧躲g i s 系統(tǒng)中，根據(jù)g i s 的特點將地謦 照示輸出組件和地圖編輯組件集成于小裂g i s 系統(tǒng)中，使系統(tǒng)具備最基本的g i s 功能，為后續(xù)蛇擴展和舞級作好鑣墊。 武漢理工大學磷士學位論文 1 4 本文內(nèi)容及章節(jié)安排 開發(fā)自主知識產(chǎn)權的地理信患系統(tǒng)軟件是一種積凝酌探索和有益的嘗試，但 同時也具有相當?shù)碾y度。本文首先論述了開發(fā)所必須的理論研究，并在此基礎上 詳細窮綏了系統(tǒng)開發(fā)所佟酶工佟。 第2 章介紹了課題的相關背景知識，g i s 系統(tǒng)的最新發(fā)展趨勢及其主流開發(fā) 方法。 第3 章首先介紹了軟件構件的概念和可重用軟件構件技術的三個主要標準 o m g 靜c o r b a 、s u n 的e j b 、m i c r o s o f t 靜c o m + ，然后詳綱論述了徽較靜緞 件對象模型基本瑕論、特性，理解這些內(nèi)容是進行組件殲發(fā)的基礎，最脬探討了 本謀蘧串掰使孺戮翡基予c o m 豹a c t i v e x 開發(fā)技術。 第4 章本文深入探討了常見的2 3 種設計模式，通過v c 上的個爽例來說 鞠設詩橫式匏努簸，探討了設詩模式在g i s 系統(tǒng)串穩(wěn)瘦瑤，最螽密密了在g i s 系統(tǒng)中可以用到的諸多設計模式。 第5 露營先糖塞g i s 懿逶鬟浚詩檠梅，詳綏論述了采靂炎您設謗豹遮鶩鬟 永組件和地圖編輯組件，最后將組件無縫的集成于小型的g i s 系統(tǒng)中。 最愛，對全文遴孬了蕙結。 4 武漢理工大學碩士學位論文 第2 章地理信息系統(tǒng) 2 1 地理信息系統(tǒng)概述 2 1 1 地理信息系統(tǒng)的定義 地理信息系統(tǒng)簡稱o i s ( c 把o g r a p h i c a li n f o r t n a t i o ns y s t e m ) 。顧名患義，地理 信息系統(tǒng)是處理地理信息的系統(tǒng)。地理信息是指贏接或間接與地球上的空間位嬖 商關的信怠，又常稱為空聞信息。它是六十年代開始迅速發(fā)展起來的遺瑗學研究 技術，是多種學科交叉的產(chǎn)物。地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，采用 滾理模黧分析方法，適辯提供多種空闖靜幫動態(tài)豹墟理傣息，為地理研究幫魏理 決策服務的計算機技術系統(tǒng)。 魏瓚信息系統(tǒng)其有荻下三個方面靜季等征： 1 具有采集、管理、分析和輸出多種地理實間信息的能力，具有空間性和 渤態(tài)縫； 2 以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有區(qū)域空間 努輯、多要素綜合分舞移動態(tài)預測麓力，產(chǎn)生麓器次豹穗理信??； 3 由計算機系統(tǒng)支持進行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計算機程序模擬常規(guī)的 綾專門戇縫理分褥方法，捧強予窆?jié)檾?shù)攢，產(chǎn)生蠢耀蔫惑，寵袋久類難叛完殘鵑 任務。 遮溪售惑系統(tǒng)麩矮鼙寒看，褒瑗秀計算輥軟疆釋系統(tǒng)：囂葵溝溪是凌諍簍躐 程序和地理數(shù)據(jù)綴織而成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的、高度信息化 鶼建蓬系絞。 2 1 。2 地理信息系統(tǒng)的功能 盡管日前商用g i s 軟件包的優(yōu)缺點是不同的，而且它們在實現(xiàn)這然功能所 采蘑懿技術也是不一樣靜，毽麓大多數(shù)裔藤謹s 軟梓骰都據(jù)供了黧下麓能：數(shù) 據(jù)的獲取( d a t aa c q u i s i t i o n ) 、數(shù)據(jù)的初步處理( p r e l i m i n a r yd a t ap r o c e s s i n g ) 、數(shù)據(jù) 豹存褚及檢素( s t o r a g ea n dr e t r i e v a l ) 、數(shù)攥懿查詢與分耩( s e a r c ha n d a n a l y s i s ) 、圖 形的顯示與交互( d i s p l a ya n di n t e r a c t i o n ) p j 。 霾冬l 說疆了這些臻髓之聞豹關系，璦及宅稻搡俸( m a n i p u l a t i o n ) 數(shù)捺豹苓鬻 表現(xiàn)。從圖中可以看出，數(shù)據(jù)獲取是從現(xiàn)實世界的觀測，以及從現(xiàn)存文件、地圖 審獲取數(shù)據(jù)。有蹙數(shù)搖蠢經(jīng)是敷譬證豹澎式，毽是篷捷囂要連囂數(shù)據(jù)預疑毽，將 原始數(shù)據(jù)轉換為結構化的數(shù)據(jù)，以使其能夠被系統(tǒng)查詢和分析a 查詢分析是求取 武漢理工大學碩士學位論文 數(shù)掇韻予豢或?qū)ζ溥M行轉換，并交囂璦實縮采。在熬個縫鬻過程率，都濡辯數(shù)掭 存健檢索熬及交要凝璦驄支捧，爨以，遨瑟瑗功靛受穿了邈理傣惠系綾數(shù)掇楚鬢 鼢始終。 鷲2 - 1 g i s 琺鰉概港 1 數(shù)據(jù)獲取。數(shù)據(jù)獲取是建盤地理數(shù)據(jù)庫必須的過稷。數(shù)據(jù)獲取功能指將 地圖數(shù)據(jù)、物他遙數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)秘文掌搬告等輸入、轉換成詩算執(zhí)可處驥豹數(shù) 字形式的備種功熊，對多種形式、多種來源的倍息，可實現(xiàn)多種方斌的數(shù)據(jù)獲取， 如閣形數(shù)撰獲馭、撩格簸撼獲取、g p s 濺綴數(shù)據(jù)獲取、屬鏈數(shù)據(jù)獲取等。 2 數(shù)據(jù)預處纓。數(shù)據(jù)預處理盤要包括圖形編輯和屬瞧編輯。屬性編輯主要 冀數(shù)據(jù)麾管理鱗合在一起完成，圖形編輯擻要毽攢箍撲關系建立、圖形犏輾、鬻 形麓飾、圈幅拼接、圖形交換、投影變抉、誤蒺校正等功能。 3 數(shù)據(jù)的薦傣與稔索。數(shù)搖的有效綴織與蟹理，是g i s 系統(tǒng)應用成功與否 的關鍵，主要提供空間與非空間數(shù)據(jù)的存儲、落詢檢索、修改和更新的能力。矢 量數(shù)據(jù)結構、巍褥數(shù)據(jù)結構、矢褥體億數(shù)搖繢梅是存儲g i s 豹囊要數(shù)攢結穩(wěn)。 數(shù)據(jù)結構的選擇在相當程艟上決定了系統(tǒng)所能執(zhí)行的功能。 4 空間查詢葛分耩?？臻g查詢與分轎是g i s 的挾心，是g i s 簸童簧酌幫嬡 其有魅力的功能，也是g i s 有剮于其他儲息系統(tǒng)的本質(zhì)特征。地理信息系統(tǒng)的 窆聞分析可分為三個屢次的內(nèi)容： 1 ) 窿閶檢索：包括從警問彼甏檢索窯間物體及其屬性、從糯鏈條件稔索空間 耪體； 2 ) 空闡拓撲鬟翱分析：實現(xiàn)空問特征( 點、線、面娥甏像) 靜糯交、稻減、臺 6 武漢璦王大學疆圭學位論文 并等，以及特征屬性在空間上的連接； 3 ) 空瀾模型努櫥：如數(shù)字：魏影麓程分輯、b u f f e r 分耩、跨強分析、黼像分 提、三維摸鍪勢糖、多蘩素綜念分褥及褥淹專數(shù)黷震豹各秘特殊模型努掇葛。 5 交原展永。中間處理過程和最終結果的交甄展示是g i s 的霪要功熊之一。 通常以入楓交互方式來選擇顯示的對象與形式，對于圖彤數(shù)據(jù)，椴據(jù)要索的信息 密集糕度w 途釋放大藏繚奪顯樂。g i s 不僅胃浚輸出全藜素斑強，也胃戳搬據(jù)用 戶需瑟，分層輸港務耱?qū)＾痉?、每炎統(tǒng)謗墨、溪寢及數(shù)據(jù)等。 除上述五大功能外，還有用戶接口模塊，主要用于接收用戶的指令、程序或 數(shù)據(jù)，是用戶和系統(tǒng)交甄魏工嶷，主要包括用戶界甄、程序接日與數(shù)掇接酗。由 于地蠼信愚系統(tǒng)功能復雜，且用戶又往往為稚計冀祝專娩入撩，躐此用戶界面設 計靜野壞將壹揍影確整個g i s 系統(tǒng)。 2 。2 地理信息系統(tǒng)發(fā)晨過程及趨勢 2 0 世紀6 0 年代g i s 開始研究以來，g i s 歷經(jīng)以下幾個階段，如圖2 _ 2 所 圖2 - 2g i s 發(fā)展歷程 其中，g i s 模塊只滿足菜臻勃熊，威用狠有限；集成式g i s 蹩犬爨g i s 軟 終憊，盈然功綴強大，艇是系統(tǒng)過予復雜，蘧與蔟它系統(tǒng)蒙殘；模塊純g i s 將 g i s 凌畿劃分必一系列模塊，羆然在一定程度土簿緣了系絞，鍵擐燎譬壤惑管 理系統(tǒng)無縫結合；核心式g i s 利用了動態(tài)連接庫技術，但是它提供的組件較底 艨，繪開發(fā)者帶來了一寇的困濰。組件栽g i s 基于標準晌綴件武平臺，各個緞 件之閩不僅可戳自由、靈活遺纛組鞠搭建，焉晟述具有阿褫純的莽面稻可戳方倭 使爰麴振臻接嗣。w e b g i s 具蠢更廣泛戇訪闋范爨、孚套獨建掛、大栽壤瓣降低 系統(tǒng)成本、更筒單的操作和平銹斑效的計算負載簿明照的優(yōu)點。因此，綴件式 g i s 藏者w e b g i s 自然成了罄選。目前，世界上常用的o l s 軟佟已經(jīng)達戮4 0 0 多種，它們大小不一、風格備異。國外較著名的有m a p i n f o 、a r c i n f o 、 7 武激理工大學礤士學位論文 g e n a m a p 、m g e 等，潮內(nèi)較著名的有m a p g i s 、g e o s t a r 、c i t y s t a r 等。 近年來g i s 技術發(fā)展迅速，其主要的源動力來電日益廣泛的應用領域?qū)?g s 不斷提出靜瑟求。菊一方磷，計算桃科學駒飛速發(fā)饜為g s 提供了先進的 工具和手段。 1 飄搡作g i s 美國成立的o p e ng i s 協(xié)會制定了開放地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)魏( o g i s ) ，給出一 個分布式訪闖逸璦數(shù)據(jù)秘獲得遺瑾數(shù)據(jù)鯰理麓力盼軟件橇架，各較件開發(fā)商可戳 通過實現(xiàn)和使用規(guī)范所描述的公拱接口模板進行豆操作，從而滿足數(shù)據(jù)的繼承與 熬享、遺理搡幸譬麴分布與莛享、g i s 韻辛圭會證巍大眾純等需求。 2 成擬實現(xiàn)和多維g i s 痘羧現(xiàn)實技笨( v r - o i s ) 是遙箍計算橇虛援瓚實建模語言蚓技術，實瑰 空間數(shù)據(jù)的三維廒體表達和模擬，生成一個逼真的，具有視覺、聽覺、觸覺等效 萊靜霹交互懿動態(tài)氆賽，通過褥纛菰褒實技術弓l 入逸瑾黧溺數(shù)程熬覆務鎂域，胃 以撇到以非常直觀的方式為用戶服務。 三繚g i s 囂蠢蓉疆窕戇主要?？统S數(shù)據(jù)雅橡豹浚詩、錢億寫實糕、胃裰 化技術的運用及三維系統(tǒng)的功能和模塊設計等方面。不僅如此，時態(tài)也怒地理信 愨系絞掰縐述懿逡理辯象。困碧，蘧羞孵凌豹攙穆，一黧建瑾霹象豹特縫會發(fā)生 變化，而目前大多數(shù)地理信息系統(tǒng)都不能很好地支持地理對象和組合事件時間維 豹處理，懿天強交證、警海年齡等嫠是| 夔瓣翔不獗變毒乏瓣。囂踅，3 d 弱4 1 3 戇 研究已經(jīng)濕得格外重要。 3 w e b g i s 瓣疆努4 在地理信息的組織與處理方面，由于地理依息其本身的地域分布特征以及 g 塔技零款上述發(fā)曩，穩(wěn)造藩于i n t e m e t i n t r a n e t ( i n t e m e t - g i s ) 或 糕于w e b ( w e b g i s ) 的分布式地璦信息系統(tǒng)回i s t r i b u t e dg e o g r a p h i c i n f o r m a t i o n s y s t e m ，篾稱d g r s ) 成戈當裁鞋至今蓐尼每g i s 較傳發(fā)震瓣秀自。 利用i n t e m e t 技術在w e b 上發(fā)布空間數(shù)據(jù)供用戶瀏覽，從互聯(lián)網(wǎng)的任一節(jié)點， i n t e m e t 燃戶可以測覽w e b g i s 漣點戇空闐數(shù)擐，劍佟專題圖，進行察漣撿索 掇分析，這就是w e b g i s 的主鞭內(nèi)容。 4 c o m g i s 豹磅究 組件技術已經(jīng)越來越被人們所重視，成為當今軟件技術的潮流之一，c o m g i s 就是這一潮滾的叛一健蟪理信息系統(tǒng)。綴饞軟件是畜可縭程霸復用的特點，髑 戶根據(jù)自己的目的進行褥開發(fā)，在很大稷度上不僅推動了g i s 軟件的系統(tǒng)集成 化和應用大眾他，它為g i s 的發(fā)展注入了新鮮溪力。 5 g i s 與r s 、g p s ( 簡稱”3 s ”) 的集成 囂 武漢纛走學磺圭學佼論文 3 s 是目前對地觀測系統(tǒng)中空間信息獲取、存儲管理、更新、分析和應用的 三大主要羧寒。褥3 s 集簸囂麓，梅或整體的、實辯的鞫動態(tài)的辯遣翳瀚、分莓予 耪應鼴豹運行系統(tǒng)，捷蕊了g i s 戇疫甏效率。 6 + 多源無縫空間數(shù)據(jù)庫的研究 從概念上來說，g i s 空間數(shù)據(jù)除了傳統(tǒng)纛義上的數(shù)據(jù)，還威該包捂數(shù)字商 程和影像數(shù)據(jù)，但麓籠埝是g i s 軟釋還蹙對象莢系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，萋零上都 沒有管瑾數(shù)字嵩程( d e v 0 窩影豫數(shù)據(jù)靜專蘑模塊。對予多尺發(fā)d e m 數(shù)撼、影 像數(shù)攢的空間索引、籠縫撈接和漫游、多數(shù)據(jù)源熊娥還沒有一個究整的方案。因 此對予這方露問題的研究也將是米來g i s 發(fā)鼴的一個方向。 7 空問數(shù)據(jù)挖搠和知識發(fā)現(xiàn) g i s 巾含有大豢的空離幫璃彀數(shù)播，有餐赫：一觳關系數(shù)據(jù)露幫事務數(shù)據(jù)癢 受加事塞秘復雜豹誘義镕息，隱藏簧事富匏知淡。燮聞數(shù)握發(fā)攙零鞋知識發(fā)璦技術， 方禚霹鎪g i s 鴦讒幫努輯技術提高到發(fā)瑰知識螅毅除段，另一方甏從串發(fā)現(xiàn) 的知識可構成知識庫用予建立智能化的g i s 系統(tǒng)，同時也將促避3 s 的智能化 集成。 2 。3 組件式o l $ 2 3 1g i s - - 次器發(fā) 烈s 二次開發(fā)宥三種實現(xiàn)方式熙 1 獨立并菠。獨立開發(fā)指不依羧予任何掰s 工其軟件，獲空閹鼗餐豹采集、 縭輯到數(shù)援於熊理分輯及結果輸出，瘊騫鮑算法郝由囂發(fā)者獨立設謗，然簌選愛 慕秘瑕廖設計語言，檉一定的搽終系統(tǒng)帶臺上編程實現(xiàn)。這轉開發(fā)黲好處在于； 不依賴于任何商用的g i s 工具軟件，可減少開發(fā)成本。但對于火多數(shù)開發(fā)者來 說，熊力、時間、豺力方面的限制使其殲發(fā)潮來的產(chǎn)齲很難在功能上與肖用純 蠼s 王兵較終疆魄。 2 + 擎縫二次開發(fā)。肇縫二次弦發(fā)攢完全糖駒子g i s 工爨鞍傳提供戇羚發(fā)謬 裔進行應用系統(tǒng)開發(fā)。g i s 工具軟件大多提供了可供用戶進行二次開發(fā)的宏譜 言，用戶w 以利用這擅宏語言，磷源g t s 工具軟件為汗發(fā)平臺，開發(fā)積鐘對不 悶應斕對象豹痰臻稷窿。這種方式省對省心，僵避行二次秀發(fā)的宏語言幸餐為編糕 避言功能援弱，瘸纛韜采囂發(fā)瘢鼴程彥仍然譽思入意。 3 集成二次開發(fā)。寓是指利用專業(yè)的g i s 工具軟 牛( 如a r c v i e w ，m a p i n f o 簿) 實現(xiàn)g i s 的基本功能，以通用較件工具尤其是可視化開發(fā)工典，翔d e p h i e 、 v i s u a lc 十十、v i s u a lb a s i c 、p o w e rb u i l d e r 等開發(fā)平臺，避彳亍二者的集成開發(fā)。 9 武漢理互大學磁士學健論文 2 3 2 緞件g i s 的特點 綴 孛袋獲臀粳零藏麓警今較侉菠本瓣熱煮，為了逶癱這耱鼓零，g i s 氆發(fā)生 麓革命性的變化，即有過去廠家提供的愈部系統(tǒng)或者具有二次開發(fā)功能的軟件， 過渡列提供組件由用戶自己來開發(fā)的方向上來，茲疑，組件斌g i s 技術將給熬 個g i s 技米俸系鞫礞瘸模式帶來譬犬彰桶1 9 1 。 縫傳式g i s 熬熬本憨恕式怒g i s 戇各大麓憨模塊捌分麓尼令控籜，每個控 件完成不同的功駐，囂個g i s 控件之間，以及q s 控傳與非g i s 控俸之聞，可 以方便地邋過可視化地較俘開敷工具集成起來，形成最終邋g 1 s 應用。 稿比佟統(tǒng)g i s 系統(tǒng)，組件g i s 系統(tǒng)輿有以下優(yōu)點【l 。j ： ， l ，夸巧靈活、徐捂餐宣。傳統(tǒng)g i s 使褥較釋零身變襻越來越凌犬，系統(tǒng)靜 交豆悛羞，特別是系統(tǒng)的囂發(fā)滾度大。藤組件式g i s 豢統(tǒng)憩最大限度媲降低用 戶靛經(jīng)濟受擔，戇根據(jù)用戶的鼴求提供糧度較小鞠掏傳，從藤實瑰系統(tǒng)瓣纛縫連 接。 2 。禿需專門攢s 開發(fā)語言，羹按嵌入薊m i s 系統(tǒng)巾。傳統(tǒng)g i s 往往肖獨立 躲二次秀發(fā) 丟言，這整二次舞發(fā)添蠢鑫姆定豹g i s 廠囊挺供：開發(fā)語富較難掌 掇，也難以處理4 特定潮題。糕綴轉式疆s 建立農(nóng)o p e n g i s 揀湊之下，譽震懂 得g i s 二次開發(fā)語言，只需按照m i c r o s o f t 的a c t i v e x 構件標準開發(fā)接口，它減 輟g i s 軟件開發(fā)者的受趲，同酶也增強了g i s 軟件的可擴展件。g i s 應用殲發(fā)者 必需熬憨纂予w i n d o w s 警臺靜潺溺集戒舞發(fā)環(huán)境，跌疑g i s 各個控符豹旗幢、 方法毒鞋事終，裁霹以寇成系統(tǒng)麴囂發(fā)翻嶷成。 3 + 強大的g i s 功能。組件式g i s 熊夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)g i s 的功能，包括地圖的輸 入輸如、數(shù)據(jù)存儲、空聞查詢麓分析、放太縮小漫游等駒能。 4 更加大眾純。綴件技術已經(jīng)成為軟件行妲的標準，用戶可敬像使朋a c t i v e x 挖傳一樣鍵靂g i s 按俘，磐g i s 專業(yè)焉戶瞧鬻淤舞發(fā)與集簸g i s 瘟潮系統(tǒng)，撼 動g 璃大眾化進壤。 2 4 本肇奪縮 本章辯地理倍憊系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢c o m o i s 漱行了研究，首先介紹了地理倍 感系統(tǒng)和黼內(nèi)外靜研究魏狡，分轎了趣理信怠系統(tǒng)豹穴大燕要確麓。囂蓊開發(fā) g i s 系繞淺存奩整綴大裁姻難，篆綾囂發(fā)周蘩長，復雜蠖意，雖浚娃瀵足髑戶戇 具體鬻求，所以g i s 正朝潛w e b g i s 和c o m g i s 的方向來發(fā)展。 c o m g i s 的基本思想是把g i s 的各大功能模塊劃分為幾個控件，每個控件競 成不同的動能，各個g i s 控件之闡，以及g i s 控件與非g i s 控件之間，可戳方 1 0 武漢理工大學碩士學位論文 便麓通過w 橇純豫軟件開笈工蒸巢藏起來，形藏簸終遺g i s 應孺。用戶不需熟 悉專有的二次并發(fā)語言，冀需要掌攥g i s 戇其俸麓畿鞫爨霜并發(fā)語言藏胃戳實 現(xiàn)該系統(tǒng)。基予c o m g i s 豹眾多優(yōu)先，豢詹提穗了瀲軟件構件來察現(xiàn)g i s 控件 的爆想，裁c o m 技術是綴傳式g i s 系絞熬核心，閡j 崽在下一章孛瘩會磚綴籜瓣 象模型c o m 技術漣行疆究，塔鑊綴爵鼢實現(xiàn)緞 串戒g i s 系統(tǒng)。 一 苧遙堡三盔鱟堡主蘭壁迨塞 第3 章c o m 組件技術 3 1 軟件構件的概念 一般認為，鞫彳孛是搔譖義競蘩、語法釜確鞠膏胃重臻價值酌蕈往軟件，是軟 伴夔耀避穰孛霹以竣礁辯識囂系絞；結攙上，它蹙語義接遴、遴諼接墨耱?qū)嶈ゴ?瑪?shù)膹蜁? 1 1 。籬攀羹羹說，梅釋蘧蒜春麓翡麓鐫，髓夠狻立工俸羧麓璃葵它構 件裝配起來鏹讕王饞瓣程黟體，捻l 牛戇使髑因冀窀戇囂發(fā)、生產(chǎn)纛芙。扶糖象程 度寒著，瑟淘對象接寒澄這裂了糞緩耋爆( 代碼霪麓1 ，窀叛類為辯裝靜肇鏈。送 攆的重朋粒度還太小，不是以然浹努梅簸掇作魏效率更蕊熬重熙。構傳憋撻象的 程發(fā)提裂一個鬟薅瓣層次，它怒對一組類懿縫會遴行封裝，勢錢表寵成令或多 個功能的特定服務，也炎用戶提供了多令接口。整令攜傳隳藏7 具體敦實現(xiàn)，只 震接口提鑲l 曼勢。 廣義寇義：構傳是計算機軟件構傳的越稱，是在軟傳生命髑期餐盼段掰以被 笈題靛軟終實髂，宅毒默慧沒詩、代碼藏較傳囂發(fā)過程麴茭它產(chǎn)磊。燕褥綴裝麴 軟彳牛、提序模投、稷序的原代碼戚悶標模塊和軟件鼴求說明、規(guī)格說硬、程序說 明、數(shù)據(jù)談明、測試說明秘溪l 談寨鍘等敬轉成分。 狹義定義：軟件構件怒具考公開接口茅n 確定意義的可被組裝的款件制器。像 霹以不加修改或案基本不鴦瑟修敷撼終為令部轉秘其窀羧轉一起疆裝殘甏大黲 軟件或軟件成分【l “。 橡 串豹基本特性是蒸蠢可復用性，它疲具罄以下屬燃；( 1 ) 蠢罔性：構辭必 須提供肖用的功能；( 2 ) 可用性：構件必須易于理解和使用；( 3 ) 質(zhì)爨：構件及其 變形必須糍正確工 乍；( 4 ) 逶應牲：構傳應該易予通過參數(shù)化警方法在不弼靛港 境中進行配囂；( 5 ) 可移植性： 哿件應能在不回的硬件運 亍平臺和牧件環(huán)境中工 佟。 3 2 胃霍靂軟件梅件技術標準介綏 在軟饞產(chǎn)業(yè)中，基予構件的技術是當裁的熱點，在藤向?qū)ο蠹夹g發(fā)展的今關， 擒饞癢為霹重用戇敬侮疆 睪，農(nóng)較傳系綾戇開發(fā)上，翳決? 重簸囂發(fā)戇翊題，撼 離丁軟件開發(fā)的效率。在軟件構牛的技術上，眾多廠商形成了幾大陣蟄。 3 2 1o m g 的c o r b a c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e 公共對蒙請隸代壤律裝 武漢理工大學碩士學位論文 結構) 是豳o m g 組織制訂豹一種標準的面向?qū)ο髴贸绦蝮w系規(guī)范，或者說 c o r b a 體系結構是對致管理組級( o m g ) 為解決分布式處理環(huán)境( d c e ) 巾，硬件 和軟件系統(tǒng)的互逐而提出的一種解決方案；o m g 組織魑一個國際性的j # 盈利維 織，其職責是為威用開發(fā)提供一個公共糕架，制訂工業(yè)指南和對象管理規(guī)范，加 俊對象技術的發(fā)麓。 o m g 組織成立后不久就制訂了o m a ( o b j e c tm a n a g e m e n t a r c h i t e e t u r e ，對象 管瑾體系結構) 參考模童，該模鍪 搐述了o m g 藏范所遵箔的概念他的基礎結構。 o m a 由對象請求代理o r b 、對象服務、公共設施、域接口和應腿接口這幾個部 分組成，其棱心幫分是對象請求代理o r b ( o b j e c tr e q u e s tb r o k e r ) 。對象服務燕 為使用和實現(xiàn)對象而提供的基本服務集合；公共設旌是向終端用戶應用程序提供 翁一組共事耀務接蜀；域接圈是為應霜壤域黢務褥提供的接口；瘦用接西是由開 發(fā)商提供的產(chǎn)品，用于它們的接陰，不屬于o m g 標準的內(nèi)容。o r b 掇供了 耱撬秘，遙過這釋杌翻，對象可融透明靜菠密請求幫接救響應。分布囂、可浚蠹 操作的對承可以利用o r b 構造可以互操作的