基于Silverlight的数字城市信息平台的建设毕业论文.doc

I 基于基于 Silverlight 的数字城市信息平台的建设的数字城市信息平台的建设 摘要摘要 随着城市信息化建设的加快，信息交流的速度、规模与质量超过了任何一个时期， 并且同时面临着要实现跨地区、跨行业、跨部门间的信息交换、信息共享与信息协同 处理的难题。基于 Silverlight 的数字城市信息平台就是要在高速网络环境及地理信息 技术等相关技术的支撑下，在统一的空间标准体系及相关的技术标准体系的指导下， 有机整合城市信息资源，实现信息的共享与互操作。 基于 Silverlight 的数字城市信息平台的建设参考邯郸市规划局、邯郸市基础地理 信息中心已经建立的邯郸市城市规划管理信息系统进行开发，是基于小型非集群服务 的浏览器/服务器(Browser/Server)模式设计的 WebGIS 系统，软件设计平台使用 Microsoft Visual Studio 2008,设计语言为 C#,空间数据库选用 Access，数据引擎选用 SuperMap SDX+，Web 服务器为 Microsoft IIS,开发组件选用 SuperMap Objects 嵌入式 开发组件，地图服务器选用 SuperMap IS.NET，开发环境采用 SuperMap iClient for Silverlight，地图制作编辑和设计平台为 SuperMap Deskpro。 关键词：关键词： 城市地理信息； WebGIS； C#； iClient；Silverlight II Abstract Along with urban informationization constructions quickening, communications speed, the scale and the quality have surpassed any time, and simultaneously faces must realize exchange of information, the information sharing and the information coordination processing between trans-regional, the cross profession, the trans-departmental difficult problem. Handans informationization construction is not exceptional, while completes “digital Handan” foundation work construction, constructs and realizes the overall frame which and the concrete mentality diligently “digital Handan” in the plan proposed, namely in the high speed network environment and the geography information technology and so on under correlation techniques support, in the unified spatial standard system and under the related technical standard systems instruction, the organic conformity city information resource, realizes information sharing and interoperability. The Handan geography information collective services platform Handan geography information public serves the platform system to refer to the Handan urban planning management information system which the Handan Plan Bureau, the Handan foundation geography message center already established to carry on the development and the construction, the software design platform uses Microsoft Visual Studio 2008, the design language is C#, the spatial databases selects Access, the data engine selects SuperMap the SDX+, Web server is Microsoft IIS, develops the module to select SuperMap the objects embedded development module, the map server selects SuperMap IS.NET, the development environment is SuperMap iClient for Silverlight，the map manufacture edits and designs the platform is SuperMap Deskpro. Keywords: Urban synthetical information; WebGIS; C#；iClient；Silverlight 1 目录目录 摘要 I ABSTRACTII 目录1 1 绪论.3 1.1 数字城市概况.3 1.2 国内数字城市发展现状.4 1.3 国外数字城市的发展.4 1.4 本章小结.6 2 基于 SILVERLIGHT 的数字城市信息平台的分析.7 2.1 系统的数据结构分析.7 2.1.1 矢量数据结构7 2.1.2 栅格数据结构8 2.1.3 矢量数据结构与栅格数据结构的比较9 2.1.4 系统的数据结构9 2.2 系统的需求分析.10 2.2.1 系统用户分析10 2.2.2 系统数据需求10 2.3 系统的实现技术分析.10 2.3.1 面向对象的编程语言C#程序设计语言.10 2.3.2 网络交互程序SILVERLIGHT 技术.12 2.3.3 访问各种数据类型的连接机制ADO.NET 技术 .13 2.4 本章小结.14 3 基于 SILVERLIGHT 的数字城市信息平台的总体设计.15 3.1 系统总体设计概论.15 3.1.1 系统总体设计的目标15 3.1.2 系统总体设计的步骤15 3.1.3 系统总体设计的基本原则15 3.2 总体结构设计.16 3.2.1 地理应用服务器设计.16 3.2.2 WEB 服务器设计.17 3.2.3 数据库服务设计.18 3.3 总体功能设计.19 2 3.3.1 网页设计19 3.3.2 地图功能设计20 3.3.3 系统数据库设计21 3.4 本章小结21 4 基于 SILVERLIGHT 的数字城市信息平台的实现.22 4.1 系统的主界面.22 4.2 系统功能的实现.22 4.2.1 地图浏览.22 4.2.2 地图鹰眼.23 4.2.3 地图操作.24 4.2.4 量算功能.25 4.2.5 查询功能.28 4.2.6 地图分析.32 4.2.7 旅游景点查询38 4.2.8 公交查询39 4.2.9 登陆功能40 4.2.10 注册功能41 4.3 本章小结.41 5 结论与展望42 谢辞43 参考文献44 3 1 绪论绪论 1.1 数字城市概况数字城市概况 数字城市，是指综合运用地理信息系统、遥感、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真 等技术，对城市的基础设施和功能机制，进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服 务的技术系统。通俗地说，就是在城市规划建设与运营管理中，包括城市生产与生活 的方方面面，充分采用数字化信息处理技术和网络通信技术，将城市的各种信息资源 加以整合并充分利用。从城市规划、建设和管理的角度看，数字城市可概括为 “43VR”，即“地理数据 4D 化、地图数据三维化、规划设计 VR 化”。“地理数据 4D”，包括数字线划图、数字栅格地图、数字高程模型、数字正射影像图。“地图数 据三维化”，是指地图数据由现在的二维结构转换为三维结构。“规划设计 VR（Virtual Reality，虚拟现实）化”，是指规划设计和规划管理在 4D 数据、三维地 图数据支撑下，将现有的二维作业对象和手段升级为三维和 VR 结合作业对象与手段。 数字城市建设，是指将有关城市的信息，包括城市自然资源、社会资源、基础设 施、人文、经济等各个方面，以数字的形式进行获取、存储、管理和再现，通过对城 市信息的综合分析和有效利用，为提高城市管理效率、节约资源、保护环境和可持续 发展提供决策支持，有效促进城市系统各要素间和谐相处。数字城市是城市现代化建 设的主要内容，能为城市可持续发展提供不竭动力，是城市现代化的必由之路。 数字城市可创建一种新的社会经济系统。数字城市引起人类生活方式和工作方式 的转变。市民在家就可实现电子购物、电子娱乐、网上教育及远程办公，在节约生活 成本的同时，也有效地减轻了交通等各方面的资源压力。数字城市带动新兴产业的发 展，信息产业将成为城市经济发展的主导产业，信息技术、高新技术与服务业日益融 为一体，由此带动生产性服务业的迅速发展。 数字城市能提升城市政府决策的品质。数字城市可提供与公众进行有效沟通的渠 道，为政府内部的信息沟通提供有效的方式，因为网络拓展了决策信息源。数字城市 中的决策支持系统（DSS）、专家系统（ES），通过应用“数字挖掘”等技术手段， 把海量信息改造成可直接使用的知识，能为决策者提供专业技术支持，这对提高政府 决策的品质具有重大意义。 数字城市可为公众搭建“一站式”服务平台，为公众参与和监督政府管理提供有 效手段。随着数字城市的发展，尤其是城市电子政务的应用，政府可通过门户网站等 方式为公众提供“一站式”服务平台。通过该平台，政府与社会公众不但能够进行有 效、及时、直接的沟通，而且社会公众也能够直接或间接地参与政府决策。同时，数 4 字城市的发展，有利于打破信息垄断，让政府信息与公众共享。公众有机会对政府的 各种管理行为实施有效的监督，从而有效地遏制腐败现象。 1.2 国内数字城市发展现状国内数字城市发展现状 我国的数字城市建设受到政府、专家学者的极大关注，建设部已把“城市规划、 建设、管理和服务数字化工程”作为一项重要内容列入“十五”计划之中，并研究推 出数字城市工程的示范城市。目前已在北京、上海等地举办了多次城市信息化论坛。 国内各先进城市积极投入到数字城市建设之中，纷纷喊出了数字北京、数字上海 （上海信息港）、数字广州、数字厦门、智能济南、香港数码港、澳门网络等口号， 制定了相应的行动目标和实施方案，进行了各具特色的实践，下面仅就北京的情况进 行简要介绍。 “数字北京”工程已被列为北京市实施技术创新的重点项目，并首先从被誉为“中 国硅谷”的中关村开始试点并大步推进。目前，承载电子政务、电子商务、社会保障、 信息化社区等各种信息系统的首都公用信息平台已具一定规模，并与中国电信公用计 算机互联网以及中央各部委交换网、银行专用网、全国有线电视网等重要网络实现了 互联互通。有 123 个政府机构在北京市级机关中心网站“首都之窗”建立了自己的门 户，网上办公有效地提高了政府的办事效率，政务电子化走在全国大中城市前列； 2001 年以来首批得到“北京市民卡”的 18 万名职工开始到医院“刷卡”看病，医疗 保险系统初步实现了信息共享；电子商务系统涉及的身份认证、安全配置、支付手段、 物流配送、法律环境等瓶颈问题得到突破，已形成“首都电子商城”的雏形并成功地 实现了在线大额支付；建设了一批以望京为代表的采用宽带多媒体接入网络技术的智 能化小区和以华润大厦为代表的智能化写字楼；公共交通部门正在创建智能化管理网 络。到 2002 年底，北京的政府内部已初步实现电子化和网络化办公，北京的企业和市 民向政府提出的审批、管理和服务要求都可在网上进行；到 2005 年底，北京的“电子 政府”全面运行。 “数字北京”的规划目标是在现有基础上，继续建设好高速主干网， 发挥首都公用平台信息的作用，基本形成全市比较完整的信息资源体系和信息应用系 统体系，继续加快信息产业的发展，使之成为“首都经济”的主导产业，全面将北京 市带向信息化高速公路。 数字城市建设是一项复杂的技术、社会系统工程，它不仅要有先进的技术为支撑， 更需要管理体制、机制和政策法规来护航，以及市民信息素质的普遍提高。国外先进 发达国家不只是从提升技术这一层面来看数字城市，而是从全球战略这一高度来认识 这一问题，因此，我们也应该加深对数字地球的认识。我们相信有国家的积极推动、 城市政府的高度重视和积极建设，在不久的将来数字北京、数字上海等一批数字化城 市必将以崭新面貌展现在我们的眼前。 5 1.3 国外数字城市的发展国外数字城市的发展 从 1993 年“信息高速公路”概念正式提出，到 2000 年“数字城市”提法正式确 认，数字城市建设得到了一定程度的发展。纵观国外数字城市的发展历程，大致可划 分为三个阶段：起步期、发展期、成熟期。就目前国外数字城市发展的总体状况而言， 大多数国家处于数字城市的发展期，像美国、加拿大等发达国家正在逐步向成熟期靠 拢。 以信息基础设施建设为中心的数字城市起步期。此时，数字城市的概念尚未明确 地提出，各国信息化的发展以信息基础设施的建设为主要目标。1993 年 9 月，美国克 林顿政府全力推进一项引起全世界注目的高科技项目“信息高速公路”，即国家 信息基础设施建设。因此，1993 年可视为数字城市建设开始起步的标志性一年。1994 年 1 月，美国政府在国情咨文中明确提出，要把美国的每一间教室、每一个图书 馆、每一家医院，乃至企业、商店、银行、新闻机构、电视台、会议厅、娱乐场所的 电脑数据都联系起来，形成覆盖全国的“信息高速公路”网。与此同时，英国伦敦也 在积极推进“数字伦敦”计划，到 2001 年 1 月，已有 40%左右的市民家庭使用互联网。 以电子政务、电子商务和社区信息化建设为中心的全面发展期。发达国家开始通 过大力发展电子政务、电子商务和社区信息化建设，有效地推动经济社会的全面信息 化。至该阶段发展后期，数字城市信息资源共享，面向市民的数字城市在线公共服务， 越来越受到各国政府的高度重视。比如，1998 年 9 月，时任美国副总统戈尔正式提出 “数字化舒适社区建设”的倡议，约有 60 个城市同时进行数字化建设，现已建成一批 “智能化生活小区（数字社区）”示范工程。2000 年，时任美国总统克林顿宣布建立 第一家政府网站，目的是减少“橡皮图章”，使向政府申请贷款和合同竞标等活动能 通过网络进行。此举被视为国外数字城市建设全面进入发展期的标志性事件。2001 年， 布什总统启动政府改革计划，电子政府是这一改革计划的重要内容。目前，美国电子 政务已进入全面发展阶段，形成了“网站多、内容全、网连网”的特点。2004 年 8 月， 全美已建政府网站逾 2.2 万个，可搜索到的分站点超过 5100 万个。 其他发达国家也迅速推广电子政务。1999 年 12 月，欧盟提出“电子欧洲”，并发 布建设欧洲信息社会的战略电子欧洲：所有人的信息社会。该战略在电子政 务建设方面，明确了互联网对于政务信息公开的重要意义。为落实“电子欧洲”战略 的总体目标，2005 年 6 月，欧盟出台新的信息化战略规划“i2010”计划，并于次年推 出i2010 电子政务行动计划，以指导公共服务领域更好地运用信息技术。2002 年， 澳大利亚联邦政府提出以“更优的服务、更好的政府”为目标的电子政务发展战略， 整合政府和部门之间的网上服务，促进信息在不同层级政府及部门之间共享，面向公 6 众提供一站式服务。2006 年，日本正式出台IT 新改革战略，提出通过在行政领域 灵活应用信息通信技术，提高国民生活的便利程度，简化行政环节，提高行政效率及 增加行政行为的透明度，建成世界上最便利、效率最高的电子化政府。 电子商务也同步得到了迅速发展。2003 年，德国电子商务业务量首次突破 1000 亿 欧元，成为欧洲最重要的电子商务市场。2005 年 11 月，德国 50%以上的工业生产和 80%以上的出口依靠最先进的信息与通信系统。在其制造业中，约 50%的增加值和新 增就业机会及 50%以上的出口业务，都与信息通信技术创新联系在一起。 以知识管理和智能决策为中心的数字城市成熟期。面向知识处理和决策支持，是 数字城市高度发达和成熟的主要特征。首先，发展成熟的数字城市应是集知识的创造、 储存、加工和传播为一体的综合性知识管理系统。随着数字城市的不断发展，如何应 用数据挖掘技术，从海量数据和信息中挖掘出潜在的知识，形成可共享的“知识库”， 是数字城市走向成熟的关键。其次，发展成熟的数字城市应是一个知识搜集、分析和 应用的智能决策支持系统。成熟期数字城市应将知识管理与经济社会的运转过程紧密 结合起来，能够为经济社会各主体的自身决策提供强大的信息支持和知识支持，从而 提高整个社会的管理水平和运行效率；应将知识管理和城市政府的决策过程紧密结合 起来，实现决策信息采集，决策目标分析，决策方案产生、评价、执行和反馈的自动 化、智能化，从而提高城市政府的决策品质。目前，发达国家的数字城市建设正在不 断地趋向成熟，但无一敢言已经迈入成熟期。 1.4 本章小结本章小结 本章主要介绍了什么是数字城市以及数字城市信息平台在国内外的发展。 7 2 基于基于 Silverlight 的数字城市信息平台的分析的数字城市信息平台的分析 2.1 系统的数据结构分析系统的数据结构分析 数据结构是指数据的组织形式，在计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。在 GIS 发展之前，提供类似功能的工具是地图，与 GIS 相比，地图提供的服务是有限的， 其局限性在于：仅能表达地球表面固定不变的静态地理实体，且一经完成不能改变； 二维信息是非现实的，地球上的实体必须投影到平面来表达；描述是严格的甚至是苛 刻的；相关信息是不能综合的，如人口分布，经济指标不能与地图数字化结合；相邻 信息处理困难，如一条河流分布在若干幅地图上；无法动态更新，图上某些地理实体 变化只能重测重绘。GIS 正是在地图存在以上缺陷条件下发展起来的。 在地理信息系统中，地理空间数据包括矢量数据结构、栅格数据结构、混合数据 结构、一体化数据结构、超图数据结构等。其中，常用的数据结构是矢量(Vector)数据 结构和栅格(Raster)数据结构。 2.1.1 矢量数据结构矢量数据结构 (1) 矢量数据的概念 从几何上来说，空间目标可划分为点、线、面、体四种基本类型。在图面上的点、 线、面的实体，可以采用点(X，Y)坐标表示。 点：是指景点、设施那样的物体，采用一对(X，Y)来表示地理实体的位置。这对 (X，Y)坐标既可以是地表的经纬度坐标，也可以是数字化输入过程中的平面坐标系提 供的相对位置。其表达式为：(X，Y)。 线：表示河流、地形等高线、地层分界线等这一类的线状地物。它采用一组有序 的(X，Y)坐标对来表示这类实体的位置，或者说，线是用一组有序的点来描述的，这 些点是在一条光滑的曲线上间隔采样获取的。它具有起始点和终止点，因此它是有方 向性的，称矢量数据。其表达式为：(X1，Yl)，(X2，Y2)，(Xn，Yn)。 面：是指地图上有边界和面积的区域。例如采掘工作面、采空区、村庄等。它采 用一组有序的线段来表示地理实体的边界位置。即，面是由一组有序线段包括所构成 的区域。这组有序的线段首尾位置必须重合。其表达式为：(X1，Yl)，(X2，Y2)， .，(Xn，Yn)。最末一点与第一点的坐标是相等的，即(Xl，Yl)(Xn，Yn)。 对于一个数字制图系统，矢量数据结构直接采用点坐标为记录，再适当增加目标 8 的注记名称、输出线型和符号等，在输出设备上就可获得较精确的地图。 对于地理信息系统，除记录空间目标的几何图形数据外，还记录与这个空间目标 有关的属性信息和空间目标之间的相互关系。 在 GIS 中，同一种类型的地物，一般具有相同的属性项目，属性数据通常以表格 的方式存储。如果只是点状的地物，可以将空间目标的几何数据与属性数据结合在一 起，将点的坐标对直接作为目标的两个属性项，与点状地物的属性信息一起用表的方 式存储。 线状和面状地物就不可能将坐标作为属性，因为他们的坐标点的个数是变化的， 无法建立结构一致的表。办法是先将几何图形数据建立一个或几个文件，并对每一个 目标设置一个唯一的标识号，然后属性数据单独建立一个表结构文件，用标识号将两 者联系起来。 属性数据的表结构比较简单，一般采用关系数据库管理系统，图形数据由于涉及 空间拓扑关系，比较复杂。 (2) 矢量拓扑结构 在 GIS 中用不同的几何术语来描述空间目标及它们之间的关系。在几何形态方面， 常用解析几何方法来描述，涉及的术语有坐标、角度、方向、距离、周长、面积等。 在空间关系方面，采用拓扑来描述，涉及的术语有“邻接”、“关联”、“包含”等。 由此，对几何结构相差很大的图形，拓扑结构可能相同，重视的是点、线、面之间的 联接关系，不重视构成图形的形状。 矢量数据结构的特点：能完全表达面域、弧段、结点之间的关系。 2.1.2 栅格数据结构栅格数据结构 栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个 数据表示地物或现象的非几何属性特征。 栅格结构的显著特点：属性明显，定位隐含，即数据直接记录属性的指针或数据 本身，而所在位置则根据行列号转换为相应的坐标。 栅格数据的编码方法：直接栅格编码，就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行 (或逐列)逐个记录代码，例如图 2-1 的影像：当扫描输入时，一般从左上角开始，逐行 逐列进行。如果是存到磁带上，其顺序是 AAAA ABBB AABB AAAB，读到内存 便是一个 44 阶的矩阵；压缩编码，包括链码(弗里曼链码)比较适合存储图形数据； 游程长度编码通过记录行或列上相邻若干属性相同点的代码来实现；块码是有成长度 编码扩展到二维的情况，采用方形区域为记录单元；四叉树编码是最有效的栅格数据 压缩编码方法之一，它根据栅格数据三维空间分布的特点，将空间区域按四个象限进 行递归分剖(2n2n，且 nl)，直到子象限的值单调为止，最后得到一棵四分叉的倒树， 9 既提高图形操作效率，又具有可变的分辨率。影像矩阵的四叉树结构，如图 21 所示。 图 21 四叉树结构 2.1.3 矢量数据结构与栅格数据结构的比较矢量数据结构与栅格数据结构的比较 矢量数据结构和栅格数据结构的比较，如表 21 所示。 在GIS建立过程中，应根据应用目的和应用特点、可能获得的数据精度以及地理 信息系统软件和硬件配置情况，选择合适的数据结构。 表 21 矢量和栅格数据结构的优、缺点 矢量数据结构栅格数据结构 优 点 表示地理数据的精度较高； 严密的数据结构，数据量小； 用网络连接法能完整地描述拓扑关系； 图形输出精确美观； 图形数据和属性数据更新、综合都能实现； 它是面向目标的，不仅能表达属性编码，而 且能方便地记录每个目标的具体属性描述信息。 数据结构简单； 易于进行空间分析； 空间数据的叠置和组合十 分容易方便； 数学模拟方便。 缺 点 数据结构复杂； 矢量多边形的叠置算法较为复杂； 数学模拟比较困难； 技术复杂，特别是要求高的硬、软件。 图形数据量大； 用大像元减少数据量时， 精度和信息量受损失； 地图输出不精美； 难以建立网络拓扑关系； 投影变换花的时间多。 2.1.4 系统的数据结构系统的数据结构 考虑到一种模式对特定目的的应用比另一种模式更为有效，所以需要在两种数据 10 模式之间做出选择。本系统要求数据精度较高、需要图形输出、图形数据与属性数据 互查、以及进行空间指标量算和空间分析，而矢量数据结构处理这类问题时更方便、 简洁，所以采用矢量化后的邯郸市行政区图，作为系统的空间数据。因此，基于 Silverlight 的数字城市信息平台的数据结构主要是矢量数据结构。 2.2 系统的需求分析系统的需求分析 2.2.1 系统用户分析系统用户分析 在设计软件系统之前，首先需要明确用户的需求是什么，要实现哪些功能，以及 现有基础数据情况，也就是说需求分析的基本任务是了解用户的基本要求。 本系统主要用户分如下两类： (1) 本市用户：主要包括邯郸市广大群众，他们需要对本市内的具体信息进行了解， 如行政机构位置、职能，实时资讯、衣食住行、商场、超市、邮局、银行等位置信息； (2) 其他城市用户：主要包括其他城市广大公众，此类用户很少关心邯郸市具体的 实时资讯，他们更关心邯郸市的风景建筑、人文氛围，以及各方面的相关介绍等信息， 如对高考填报志愿时可以对邯郸市有一个宏观的了解，由于本系统结合了邯郸市公交 地图，具有公交换乘查询功能，能够为广大用户所服务，并提供动态 GPS 显示驾车路 线。 因此，本套 GIS 系统的主要用户是不具备地理信息系统及相关专业背景知识的广 大公众。 2.2.2 系统数据需求系统数据需求 本套系统旨在为广大公众提供邯郸市信息查询服务，除去普通 WebGIS 系统常规 地图服务所需的空间地理位置属性数据之外，还需要收集其他信息数据。 (1) 对需要的基础地图数据总结如下： 邯郸市地图数据：包括邯郸市交通旅游图（包含市、县、乡、村）； (2) 对需要的属性信息数据总结如下： 邯郸市信息：邯郸市内景点、商场、超市、邮局、银行、公交等位置信息及简介。 2.3 系统的实现技术分析系统的实现技术分析 2.3.1 面向对象的编程语言面向对象的编程语言C#程序设计语言程序设计语言 C#是微软对这一问题的解决方案。C#是一种最新的、面向对象的编程语言。它使 得程序员可以快速地编写各种基于 Microsoft.NET 平台的应用程序，Microsoft.NET 提 11 供了一系列的工具和服务来最大程度地开发利用计算与通讯领域。 正是由于 C#面向对象的卓越设计，使它成为构建各类组件的理想之选无论是 高级的商业对象还是系统级的应用程序。使用简单的 C#语言结构，这些组件可以方便 的转化为 XML 网络服务，从而使它们可以由任何语言在任何操作系统上通过 Internet 进行调用。 最重要的是，C#使得 C+程序员可以高效的开发程序，而绝不损失 C/C+原有的 强大的功能。因为这种继承关系，C#与 C/C+具有极大的相似性，熟悉类似语言的开 发者可以很快的转向 C#。 C#具有以下特点： (1) 效率与安全性 新兴的网络经济迫使商务企业必须更加迅速的应对竞争的威胁。开发者必须不断 缩短开发周期，不断推出应用程序的新版本，而不仅仅是开发一个“标志性”的版本。 (2) 支持现有的网络编程新标准 C#程序员可以在 Microsoft.NET 平台上事半功倍的构建应用程序的扩展框架。C# 包含了内置的特性，使任何组件可以轻松转化为 XML 网络服务，通过 Internet 被任何 操作系统上运行的任何程序调用。 更突出的是，XML 网络服务框架可以使现有的 XML 网络服务对程序员来说就和 C#对象一样。这样，程序员就可以方便地使用他们已有的面向对象的编程技巧来开发 利用现有的 XML 网络服务。 (3) 消除大量程序错误 C#的现代化设计能够消除很多常见的 C+编程错误。例如：资源回收减轻了程序 员内存管理的负担；C#中变量由环境自动初始化；变量是类型安全的。这样，程序员 编写与维护那些解决复杂商业问题的程序就更方便了。 (4) 对版本的更新提供内在的支持，降低了开发成本 更新软件组件是一项很容易出错的工作，因为代码的修改可能无意间改变原有程 序的语义。为协助开发者进行这项工作，C#为版本的更新提供内在的支持。例如，方 法重载必须显式声明。这样可以防止编码错误，保证版本更新的灵活性。还有一个相 关的特性就是对接口和接口继承的内在支持。这些特性使得 C#可以开发复杂的框架并 且随着时间不断发展更新它。 (5) 功能、表达与灵活性 C#语言允许类型定义的，扩展的元数据。这些元数据可以应用于任何对象。项目 构建者可以定义领域特有的属性并把他们应用于任何语言元素-类，接口等等。然后， 开发人员可以编程检查每个元素的属性。这样，很多工作都变得方便多了，比如编写 12 一个小工具来自动检查每个类或接口是否被正确定义为某个抽象商业对象的一部分， 或者只是创建一份基于对象的领域特有属性的报表。定制的元数据和程序代码之间的 紧密对应有助于加强程序的预期行为和实际实现的之间的对应关系。 (6) 扩展交互性 作为一种自动管理的，类型安全的环境，C#适合于大多数企业应用程序。但实际 的经验表明有些应用程序仍然需要一些底层的代码，要么是因为基于性能的考虑，要 么是因为要与现有的应用程序接口兼容。这些情况可能会迫使开发者使用 C+,即使他 们本身宁愿使用更高效的开发环境。 2.3.2 网络交互程序网络交互程序Silverlight技术技术 微软 Silverlight 是一个跨浏览器、跨客户平台的技术，能够设计、开发和发布有多 媒体体验与富交互(RIA,Rich Interface Application)的网络交互程序。 因为 Silverlight 提供了一个强大的平台，能够开发出具有专业图形、音频和视频的 Web 应用程序，增强了用户体验，所以 Silverlight 吸引了设计人员和开发人员的眼球。 同时，Silverlight 还提供了强大的工具来提高他们的工作效率。 Silverlight 能创建一种具有很高艺术性的应用程序，具有以下的特点： (1) 一种跨浏览器、跨平台的技术。可以在所有流行的浏览器中运行，包括 Microsoft Internet Explorer、Mozilla Firefox, Apple Safari, 和 Opera，同样可以运行于 Microsoft Windows 和 Apple Mac OS X。 (2) 无论在哪运行，都能提供一致的用户体验。 (3) 需要下载很小的文件来安装以支持，只需几秒。 (4) 它的视频和音频流，视频质量无论从移动设备还是桌面浏览器都是 720p HDTV video 模式。 (5) 用户可在浏览器中直接对其进行控制，可以拖动、翻转、放大的图片。 (6) 它读取数据并且更新外观，但不会通过刷新整体页面来打断用户操作。 Silverlight 将多种技术结合到一个开发平台，可以在其中选择符合需求的合适的工 具和编程语言。Silverlight 提供了如下的特性： (1) WPF 和 XAML。Silverlight 包含了 Windows Presentation Foundation(WPF)技术， 这个技术在创建用户界面时极大的扩展了浏览器元素。WPF 可以创建融合图形、动画、 媒体和其他的富客户端特性，扩展了基于浏览器的用户界面，超越了 HTML 所提供的。 可扩展应用程序标记语言(XAML)提供了创建 WPF 元素的声明性标记。 (2) 对于 JavaScript 的扩展。Silverlight 提供了对于全球浏览器脚本语言的扩展， 从而为浏览器用户界面提供更加强大的控件，包括与 WPF 元素工作的能力。 (3) 跨浏览器，跨平台的支持。Silverlight 在所有的流行浏览器(任何平台)运行一 13 致。设计和开发应用程序不需要担心你的用户是什么平台什么浏览器。 (4) 与现存应用程序的集成。Silverlight 可以与已经存在的 JavaScript 和 ASP.NET AJAX 代码无缝集成，不会使已经创建的功能缺失。 (5) 可访问.NET Framework 编程模型和相关工具。可以使用托管的 Jscript 和 IronPython 或者 C#和 VB 这样的动态语言来创建基于 Silverlight 的应用程序。可以使用 Visual Studio 这样的开发工具来创建基于 Silverlight 的应用程序。 (6) Silverlight 包含集成查询(LINQ)语言。 如果已经使用 ASP.NET，可以将 Silverlight 集成到熟悉的 ASP.NET 服务器和客户 端功能。可以在 ASP.NET 中创建基于服务器的资源，使用 ASP.NET 的 AJAX 特性与 服务器端资源交互而不会打断用户。 2.3.3 访问各种数据类型的连接机制访问各种数据类型的连接机制ADO.NET技术技术 (1) ADO.NET 概述 ADO.NET 是一组公开数据访问服务的类，是 ADO(ActiveX Data Objects)的重大改 进，由于它们是在.NET 编程环境下使用的，因而称为 ADO.NET。ADO.NET 是.NET Compact Framework 的组成部分，提供了对关系数据、XML 文档和应用程序数据的访 问能力，支持各种开发需求，包括创建应用程序、工具、语言或 Internet 浏览器使用的 数据库客户端应用程序和中间层业务对象。 (2) 数据库访问技术的发展历程 专用于特定数据库系统的函数组：ODBC，ADO，ADO.NET。 (3) ADO.NET 常用类和对象 提供者对象专用于某一种类型的数据源，完成数据源中实际的读取和写入工作； 用户对象则将数据库中的数据读入到内存中的某个对象中，通过该内存对象实现数据 的访问和操纵，如图 22。 图 22 ADO.NET 常用类和对象 用户对象 DataSet DataTable DataRow DataTable DataRelation 提供者对象 Connection Command Command Builder DataReader DataAdapter 14 ADO.NET 类定义在 System.Data 命名空间中，如果要在应用程序中使用 ADO.NET 类和对象，就必须使用 using 语句对该命名空间进行引用。然后为应用程序 所使用的数据源引用.NET 数据提供者。数据源引用.NET 数据提供者有以下几种：SQL Server.NET 数据提供者，Oracle.NET 数据提供者，OLE DB.NET 数据提供者， ODBC.NET 提供者。 即在每一个.NET 数据提供者中定义的对象，其名称前带有特定提供者的名称，例 如用于 SQL Server.NET 提供者的数据库连接对象是 SqlConnection，用于 OLEDB 的命 令对象 OleDbCommand 等。 (4) 访问并操作数据 1) 使用 DataReader 读取数据 利用 DataReader 读取数据分以下 5 步： 连接数据源 打开连接 发出 SQL 命令，执行数据库操作 使用 DataReader 读取和显示数据 关闭打开的对象，包括数据库连接和读取器 2) 使用 DataSet 读取数据 DataSet 是 ADO.NET 中的核心对象，所有对数据库的复杂操作都依赖于它。 DataSet 包含一组 DataTable 对象，表示所操作的数据表，每个 DataTable 对象都有 DataRow 和 DataColumn 子对象，表示数据表的行和列。通过这些对象和子对象，可以 获取表、行和列中的所有元素。 要向 DataSet 对象填充内容，必须借助 DataAdapter 对象的 Fill 方法。DataSet 是内 存中数据的一个抽象表示，而 DataAdapter 则是将 DataSet 与具体数据库联系起来的对 象。DataAdapter 对象的 Fill 方法将查询结果填充到 thisDataSet 中，并创建 DataTable 对象。填充了 DataSet 后，便可以访问它包含的数据表，以及数据表中的行和列了，这 通过 thisDataSet 的 DataTable 集合，和表的 DataColumn 和 DataRow 集合来实现。 3) 操作数据 利用 DataSet 不仅可以实现数据库中数据的读取，还可以实现数据库中记录的更新、 插入、查找和删除等较为复杂的操作。通常按以下 3 个步骤来完成：首先用数据库中 要操作的数据填充 DataSet，然后修改 DataSet 中的数据，完成所有修改后，最后将 DataSet 中修改后的数据返回到数据库中。 程序中用于更新数据库的 T-SQL 语句不是手动创建的，而是通过将 DataAdapter 对象作为参数传递给 oledbCommandBuilder 对象来实现的。 插入记录和删除记录则是通过 DataRow 对象来实现的。 15 2.4 本章小结本章小结 本章分析了系统包含的数据结构，并结合具体情况对系统的设计做了需求分析， 最后重点对系统的实现技术C#程序设计语言、Silverlight 技术和 ADO.NET 技术进 行论述，为系统开发做理论和技术准备。 3 基于基于 Silverlight 的数字城市信息平台的总体设计的数字城市信息平台的总体设计 3.1 系统总体设计概论系统总体设计概论 系统总体设计的目的是回答“系统应如何实现”的问题。其主要任务是划分出组 成的各物理元素的构成、联系件、软件，确定计算机的运行环境。当系统的运行环境 确定以后，根据应用模型和应用目的设计应用型 GIS 数据库的数据模型，然后根据系 统的数据模型、应用和分析模型、数据处理模型等，对数据的标准和质量要求等，做 出相应的定义和规定。 3.1.1 系统总体设计的目标系统总体设计的目标 随着城市信息化建设的加快，信息交流的速度、规模与质量超过了任何一个时期， 并且同时面临着要实现跨地区、跨行业、跨部门间的信息交换、信息共享与信息协同 处理的难题。邯郸市的信息化建设也不例外，在做好“数字邯郸”基础工作建设的同 时，努力构建并实现“数字邯郸”方案中所提出的总体框架和具体思路，即在高速网 络环境及地理信息技术等相关技术的支撑下，在统一的空间标准体系及相关的技术标 准体系的指导下，有机整合城市信息资源，实现信息的共享与互操作。 邯郸地理信息公共服务平台是以服务于政府、服务于社会行业、服务于社会公众 的基本需求为根本出发点的，它建设的主要目的是为了能够全面的、有机的整合邯郸 市各类信息资源，真正地解决由于缺少统一规范、系统相对独立、信息不能充分共享 等“信息孤岛”的问题。 3.1.2 系统总体设计的步骤系统总体设计的步骤 16 概念、 目的、 目标等 原则问 题的确 定 制 定 标 准 和 规 范 总 体 设 计 科学性、 合理性 标准及 规范 专 家 论 证 通过 论证 图 31 系统总体设计流程图 3.1.3 系统总体设计的基本原则系统总体设计的基本原则 (1) 实用性与先进性相结合原则：本系统开发的主导思想是在成熟、可靠的技术且 满足实用性要求的前提下，力求先进。因此，系统开发采用了先进的技术和开发平台， 利用计算机软、硬件技术，并密切结合数字城市具体的实际情况和现有条件，达到先 进技术与实际情况相结合。系统设计力求简单、实用，能够解决实际问题。以此为指 导，系统应为用户提供必要的数据存储、管理、查询、更新以及显示等服务。 (2) 标准化、规范化原则：要求数据采集规范化、信息形式标准化，从而使信息横 向、纵向一致，达到数据共享的目的。有国家、行业标准和规范的，都将严格执行， 没有标准和规范的，采用通用做法，为数据共享、系统兼容奠定基础。数据的说明以 及编写的程序应标准化，以便查阅、测试、调试和维护。 (3) 可扩充性原则：系统应是开放式结构，根据应用的深度与应用范围的不断加大， 系统在功能上应具有较好的可扩充性。 (4) 安全可靠性原则：系统应保证在数据处理过程中准确无误，还要建立一套安全 保护机制以免数据被非法使用和遭受人为破坏，对系统的不同用户设置不同的访问和 处理权限，对重要的数据能进行备份恢复。 (5) 可操作性原则：系统最终是为用户服务的，所以系统开发要充分考虑到管理人 员的计算机水平，在系统界面设计上力求操作简单、美观大方，为用户提供所见即所 得的友好的、易学习和操作的交互界面。 3.2 总体结构设计总体结构设计 结构设计的主要任务是根据系统研制的目标来规划系统的规模和确定系统的各个 组成部分，并说明它们在整个系统中的作用与相互关系以及确定系统的硬件配置，规 定系统采用的技术规范，保证系统总体目标的实现。 17 3.2.1 地理应用服务器设计地理应用服务器设计 地图服务器主要提供电子地图的发布、查询和分析等图形服务，它基于WebGIS 构建，相关的属性数据可以从数据库服务器获取。本系统的地图管理服务工具采用超 图公司较为先进的SuperMap IS Manager. SuperMap IS .NET 是网络地理信息发布系统的开发平台，可以为企事业单位提供 不同层次的解决方案，可以全面满足网络 GIS 的应用需要。使用 SuperMap IS .NET 软 件产品，用户不仅可以快速建立基于地图的 Internet 或 Intranet 的地理信息服务网站， 也可以快速开发定制化的地理信息服务系统。 地图管理和配置的SuperMap IS.NET Manager 操作界面如下图（图32） 图 32 SuperMap IS.NET Manager 的主操作界面 在登陆系统的管理界面之后，主要就是对地图服务器进行配置，配置好之后可以 在 SuperMap IS.NET 的安装目录下生成 SuperMap IS.config 配置文件，可以通过管理器 修改地图服务，也可以通过修改该配置文件来达到修改地图服务的目的。只有在地图 服务管理器中建立的地图服务，在网站设计时才能通过 MapControl 控件来引用和加载。 地图配置和管理界面如图 33 18 图 33 SuperMap IS.NET Manager 的地图服务配置界面 3.2.2 Web 服务器设计服务器设计 Web 层主要是 GIS 应用系统的发布层，基于 Silverlight 的数字城市信息平台通过 Web 服务器发布网站，与客户端交互，并通过 SuperMap IS .NET 的服务端控件或脚本 控件与后台 GIS 服务层交互。该层的处理流程如下图所示，图 34： 为了便于理解 WebGIS 的实现过程，下文也对每一步进行了基本阐述和说明， 图文相结合。 1 页面请求 客户端网页 7 实例化对象 （Page 对象）根 据子对象生成 HTML 页面 A