（交通信息工程及控制专业论文）基于GIS的通信线路及管网管理的研究与实现.pdf

摘要 摘要 随着社会经济的发展，各个通信部门投运了大量的通信设备和管线。这些设备及管 线都很先进，储备容量大，并且在城市中大部分通信线缆都已在地下铺设。在这种情况 下，目前各大通信运营商却仍然运用原有的管理手段和管理方法进行工程建设的管理和 管线的维护，由此带来了不少问题。例如：各种信息的查询整理工作日益繁多，设备及 管线的物理特性改变时对图纸信息改动颇大，人为的统计信息不够准确，资源信息不易 共享，对整个系统情况不易把握，地下线缆无法观察不易维护等。 本文针对现今通信部门的实际需要出发，结合提高通信部门业务服务水平和竞争能 力，实现通信线路和管网管理的规范化和现代化，降低管理成本，提高工作效率的具体 要求，研究并实现了一套具有实用价值的通信线路及管网管理系统。 本文总体阐述了使用m a p x 实现地理信息系统基本功能的设计和开发过程，以及在 其基础上二次开发出一个实际可行的通信线路及管网管理系统的基本模型的相关研究 和实现过程。本文首先介绍了组件式g i s 开发方式及其相关技术，以及目前国内广泛应 用的g i s 软件开发平台m a p l n f o 系列产品中的m a p x 组件，并根据地理信息系统的设计 需求，详细阐明了用v c + + 二次开发m a p x 平台的方法，然后结合通信线路及管网管理 的要求，实现了通信线路和管网管理系统与m a p x 控件的有机结合，使整个管理系统功 能齐全，使用方便。 总之，基于组件技术的地理信息系统平台对各种开发环境开放，并且能和企业的资 源管理系统有机地结合在一起，具有很高的工程应用价值。 关键词：组件式g i s ；m a p x ；通信管网 大连交通大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t a ss o c i a le c o n o m yd e v e l o p i n g ，al a r g en u m b e ro ft e l e c o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n t sa n d c a b l e sh a v eb e e nu s e db ym a n yt e l e c o m m u n i c a t i o nd e p a r t m e n t s t h e s ee q u i p m e n t sa n d c a b l e sa r ea l l v e r ya d v a n c e d ， a n dt h e i rr e s e r v e c a p a c i t y i s l a r g e ， a n dm o s to f t e l e c o m m u n i c a t i o nc a b l e sa r ep a v e du n d e rt h eg r o u n di nt h ec i t y i nt h i ss i t u a t i o n ，n o w a d a y s m a j o rt e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r ss t i l lu s et h eo r i g i n a lm a n a g e m e n tt o o l sa n dm a n a g e m e n t m e t h o d st oa d m i n i s t e rt h ep r o j e c tc o n s t r u c t i o no rt om a i n t a i nt h ep i p e l i n e s ，s oi th a sb r o u g h t m a n yp r o b l e m s f o re x a m p l e ，t h e r ea r em o r ea n dm o r ek i n d so fj o b sa b o u ti n f o r m a t i o n c o l l e c t i o n ；p e o p l e h a v et oc o r r e c tm u c hi n f o r m a t i o nw h e nt h ep h y s i c a la t t r i b u t e so f e q u i p m e n t sa n dc a b l e sh a v eb e e nc h a n g e d ；a r t i f i c i a ls t a t i s t i c a li n f o r m a t i o ni sn o ta c c u r a t e e n o u g h ；i ti sn o te a s yt os h a r ei n f o r m a t i o nr e s o u r c e s ；i ti st o od i f f i c u l tt oh o l dt h ew h o l e s y s t e ms i t u a t i o n ；t h ec a b l e su n d e rt h eg r o u n da r en o te a s yt om a i n t a i na st h e yc a n tb e o b s e r v e dd i r e c t l y ，a n ds oo n b a s e do nc u r r e n ta p p l i c a t i o nd e m a n di nt e l e c o m m u n i c a t i o ni n d u s t r y ，as e to fu s e f u l t e l e c o m m u n i c a t i o nc a b l e sa n dp i p e l i n e sm a n a g e m e n ts y s t e mi ss t u d i e da n di m p l e m e m e dt o e n h a n c et h es e r v i c el e v e la n dt h ec o m p e t i t i o na b i l i t yo ft e l e c o m m u n i c a t i o nd e p a r t m e n t s ，t o i m p l e m e n tt h es t a n d a r d i z a t i o na n dt h em o d e r n i z a t i o no ft e l e c o m m u n i c a t i o nc a b l e sa n d p i p e l i n e sm a n a g e m e n t ，t od e c r e a s et h ec o s to fm a n a g e m e n t ，t od e v e l o pt h ee f f i c i e n c y i t i sp r e s e n t e dt h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to fa p p l y i n gt h ef u n d a m e n t a lf u n c t i o no f g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m 、析t l lm a p x a n di ti se x p a t i a t e dt h es t u d ya n da p p l i c a t i o n o fd e v e l o p i n gab a s i cm o d e lo ft h ef e a s i b l et e l e c o m m u n i c a t i o nc a b l e sa n dp i p e l i n e s m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do ng i s i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，c o m g i sd e v e l o p m e n tm e t h o d s 、t h e r e l a t e dt e c h n o l o g i e sa n dt h ew i d e l yu s e dm a p xc o m p o n e n t ，w h i c hi so n eo fg i ss o f t w a r e d e v e l o p m e n tp l a t f o r mm a p i n f op r o d u c t i o ni no u rc o u n t r ya r ei n t r o d u c e d i na c c o r d a n c ew i t h g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ，i th a sc l a r i f i e dm a p xp l a t f o r md e v e l o p m e n tm e t h o d 、i t h v i s u a lc + + ，a n dt h e nc o m b i n i n g 谢t i lt h er e q u i r e m e n t so ft e l e c o m m u n i c a t i o nc a b l e sa n d p i p e l i n e sm a n a g e m e n tt or e a l i z et h ei n t e g r a t i o nb e t w e e nt h et e l e c o m m u n i c a t i o nc a b l e sa n d t h ep i p e l i n e sm a n a g e m e n ts y s t e ma n dm a p xc o m p o n e n t s ，s ot h a tt h ew h o l em a n a g e m e n t s y s t e mh a sc o m p l e t ef u n c t i o na n di ti se a s yt ou s e i nc o n c l u s i o n ，g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e mp l a t f o r mb a s e do nc o m p o n e n ti so p e n e d t oa l lk i n d so fd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t sa n di tc a nb ec o m b i n e d 、析t l lt h ee n t e r p r i s er e s o u r c e m a n a g e m e n ts y s t e mo r g a n i c a l l y ，s o i th a sh u g ee n g i n e e r i n ga p p l i c a t i o nv a l u e k 眄w o r d s ：c o m g l s ；m a p x ；t e l e c o m m u n i c a t i o np i p e l i n e i l 第一章绪论 第一章绪论1 帚一早瑁了匕 1 1 地理信息系统( g i s ) 的定义 地理信息系统( g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) ，通俗地讲，它是整 个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。严格地讲，它是反映人们赖以生存 的现实世界( 资源或环境) 的现势与变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特征的属 性，在计算机软件和硬件的支持下，以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析 应用的技术系统【l j 。 然而，要给出g i s 的准确定义是非常困难的，因为g i s 涉及的面太广，站在不同的 角度，给出的定义就不同。通常可以从四种不同的途径来定义g i s 。 ( 1 ) 面向功能的定义：g i s 是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系 统。 ( 2 ) 面向应用的定义：这种方式根据g i s 应用领域的不同，将g i s 分为各类应用系 统，例如：土地信息系统、城市信息系统、空间决策支持系统等。 ( 3 ) 工具箱定义方式：g i s 是一组用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据的 工具的集合。这种定义强调g i s 是提供用于处理地理数据的工具。 ( 4 ) 基于数据库的定义：g i s 是这样一类数据库系统，它的数据有空间次序，并且 提供一个对数据进行操作的操作集合，用来实现对数据库中空间实体的查询。 总之，地理信息系统是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层( 包 括大气层) 空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析和可视化表 达的信息处理与管理系统【2 1 。 g i s 研究计算机技术与空间地理分布数据的结合，通过一系列空间操作和分析方法， 为城市规划、交通运输、土地管理等方面提供规划、管理决策的辅助信息，并准确真实、 图文并茂地输出给用户。 1 2g i s 的发展历程 g i s 是6 0 年代中期开始发展起来的新技术。它最初为解决地理问题，至今已成为 一门涉及测绘学科、环境科学、计算机技术等多学科的交叉学科。1 9 6 3 年加拿大测量学 家r p t o m l i n s o n 首先提出了地理信息系统这一术语，并建成了世界上第一个g i s ( 加 拿大地理信息系统c g i s ) ，用于自然资源的管理和规划。不久，美国哈佛推出了较完 整的系统软件s y m a p 。进入7 0 年代以后，由于计算机软硬件技术水平的提高，促使 g i s 朝着实用方向迅速发展，一些经济发达国家先后建立了许多专业性的g i s ，在自然 大连交通大学工学硕士学位论文 管理和规划方面发挥了重大作用。从1 9 7 0 年到1 9 7 6 年，美国国家地质调查局就建成了 5 0 多个信息系统。其他国家如加拿大、德国、瑞典和日本等也相继发展了自己的g i s 。 8 0 年代后期兴起的计算机网络技术使地理信息的传输时效得到了极大地提高，它的应用 从基础信息管理与规划转向了更复杂的实际应用，成为了辅助决策的工具，并促成了地 理信息产业的形成。到了1 9 9 5 年，市场上则涌现出了一些具有代表性的g i s 软件【l j 。 地理信息系统的集成在技术上可以分为如下几种形式： ( 1 ) 同一g i s 软件系统不同模块之间或不同系统之间相对独立，单独运行，各部件 之间采用i m p o r t e x p o r t 的磁盘文本文件交换形式进行联系。它适用于任意系统之间的数 据和模型集成，但效率最低。 ( 2 ) 采用二次开发语言，提供二次开发环境。如a r c l n f o 的a m l ，m a p l n f o 的m a p b a s i c 等。但由于二次开发环境对系统核心进行了封装，用户只能调用二次语言本身所提供的 功能，不便开发新功能，也不能和其它系统实现系统级集成。 ( 3 ) 采用应用程序接i ( a p i ) 的形式进行集成。如a r c i n f o 提供的r p c 接口实现了客 户端与服务器端的通讯，提供了a r c l n f o 与a r c v i e w 的集成，同时用户可以遵循r p c 规 范开发应用模块以实现系统集成。 ( 4 ) 开放式的o p e ng i s 。为了解决异构数据源和不同空间操作方法之间的无缝集 成，真正实现资源共享，有关的软件团体推出了o p e ng i s 标准模型，许多g i s 软件商 推出了基于或接近于o p e ng i s 的g i s 软件，如e s r i 的a r c l n f o 软件产品。 随着计算机软硬件技术、通信技术的飞速发展，国外的g i s 日益成熟，并广泛地应 用于政务、军事、商务以及人民生活的各个方面，g i s 本身也发展成为了日益强大的产 业。目前，全球g i s 的产值( 包括软件、硬件、数据和服务) 已经接近1 0 0 亿美元。根 据位于美国加州s a nj o s e 的d a t a q u e s t 公司于1 9 9 7 年1 1 月份发布的统计数字，美国1 9 9 6 年g i s 软、硬件和服务产值为2 8 亿美元，数据产品未能统计在内。各公司所占份额， 以i n t e r g r a p h 为第一位，共5 9 亿美元，s u nm i c r o s y s t e m s 为第二位，2 3 亿美元，d i g i t a l 公司为2 2 亿美元。e s r i 仅提供软件，其产值已达1 9 亿美元。 与国际g i s 产业发展相应，我国的g i s 产业也发展迅速，各行各业的g i s 应用都 在向纵深发展，国产软件取得了令人瞩目的成绩。国产g i s 软件m a p g i s 随同“神舟五 号 邀游太空，国产g i s 软件全面进入电信行业、电力行业，国产g i s 软件全国边界管 理系统在2 0 0 3 年底建成，物流市场装机容量超万台的国产g i s 软件系统将在2 0 0 4 年建 成。在电子商务、城市建设、交通运输、水利、农林业、航空、航海、公安、旅游、矿 山、石油等几乎国民经济各个领域都离不开g i s 。 2 第一章绪论 1 3 m a p l n f o 和m a p x 的简介 m a p l n f o 是美国m a p l n f o 公司的产品。该公司始终致力于为用户提供先进的数据可 视化、信息地图化技术，并将这些技术与主流业务系统集成，提供完整的解决方案。 m a p l n f o 吸取了传统g i s 系统的精华，并借助于计算机技术的发展，及时地将g i s 的概 念从中大型计算机的专用工作站引入到普通p c 上，并开创了一种崭新的地理信息系统 模式，即桌面地图信息系统。m a p l n f o 的出现，吸引了越来越多的用户。该产品自九十 年代初进入中国后，在各行各业得到了普遍的关注。在统计、信息中心、测绘、邮电、 水利、环保、油田、林业、军事、工商等部门都得到了广泛的应用。m a p l n f o 公司的主 要系列产品有【1 】： ( 1 ) 桌面地理信息系统m a p l n f op r o f e s s i o n a l ( 2 ) 网络解决方案m a p l n f op r o s e r e v ( 3 ) 数据库服务器产品m a p l n f os p a t i a l w a r e ( 4 ) m a p l n f oa c t i v e x ( 5 ) d e ca l p h an t 产品m a p l n f op r o f e s s i o n a lf o rd e ca l p h an t ( 6 ) 开发工具m a p l n f om a p b a s i c m a p x 是m a p l n f o 公司向用户提供的一个基于m i c r o s o f t 公司c o m 技术且具有强大 地图分析功能的a c t i v e x 可编程控件产品。它具备o c x 组件的一般共同属性，如自动 注册、属性页、独立于语言等，通过属性、方法、事件与m a p x 实现交互。 m a p x 为开发人员提供了一个快速、易用、功能强大的地图化组件。在主流的可视 化程序开发环境中，例如v i s u a lb a s i c 、v i s u a lc + + 、d e l p h i 、p o w e rb u i l d e r 等，在设计 阶段只须将m a p x 控件放入到窗体中，并进行编程，设置属性，调用方法和事件，就可 以轻松实现地理空间数据的可视化，完成空间查询、地理编码、专题分析等丰富的地图 信息系统功能【2 j 。 1 4 课题背景 随着计算机技术的发展，出现了一种能把图形管理系统和数据管理系统有机结合起 来的信息技术，它不但克服了数据库和图形系统各自固有的局限性，而且使二者的优势 更加突出，功能倍增，这就是地理信息系统。地理信息系统既管理对象的位置，又管理 对象的其他属性，而且位置和其他属性是相互关联的。而组件式g i s 的出现又为传统g i s 面临的多种问题提供了全新的解决思路，使g i s 发展到一个新的里程碑【9 】。 在信息化的时代，信息己成为企业的一项重要资产。信息孤岛的存在对提高企业内 部运作效率和加强对市场需求的快速反应能力造成了很大的障碍，而对信息的有效管理 3 大连交通大学丁学硕十学位论文 和利用将最终增强企业的市场竞争能力。无论是通信部门的宏观决策，还是某个通信设 施建设的具体实施，从通信资源管理的角度出发，决策者都需要在宏观上对整个通信网 络的规划、建设、维护、资源的合理配置以及业务的迅速部署等综合指标有一个全面的 了解。而通信部门所现有的应用管理系统并没有合适的地理信息平台和完整的通信线路 及管网管理系统来进行通信线路及管网等资源的有效管理。 本文就是在这一背景下展开了对m a p x 控件以及在其基础上二次开发通信线路及管 网管理系统的研究。 1 5 课题研究的意义 今天，随着通信事业的高速发展，通信网络覆盖范围迅速扩大，业务种类日益丰富， 通信网络及其相关的资源变得越来越复杂。通信资源的种类繁多、分布广泛、涉及多专 业、多部门，这给各个业务部门的资源共享造成了很大的障碍。从通信线路、管道的设 计、施工以及管理操作角度出发，高效和科学的管理与决策都必须建立在对已有资源的 数量和空间分布规律的全面了解的基础上，即建立在对通信资源信息的全面掌握和充分 利用的基础上来进行。所以，为了适应技术发展以及市场的需求，必须采用新的技术和 手段来管理通信网络资源，使通信网络的规划、建设和管理步入定量化、科学化、自动 化的轨道。而将通信线路及管网管理系统投入到实际应用中，进而将通信资源管理系统 应用到各个通信部门是非常必要的。 因此，对通信线路及管网管理系统的研究有着非常重要的意义。 1 6 本文的主要研究工作 本文所研究的通信线路及管网管理系统利用m i c r o s o f tv i s u a lc h - 6 0 语言，采用 m a p l n f o 公司的组件式平台m a p x 为g i s 软件支撑平台，并且在其基础上二次开发出了 一个实际可行的通信线路及管网管理系统的基本模型。 本文共分五章，具体结构如下： 第一章为综述，包括g i s 的定义、发展历程、m a p x 的简单介绍，课题的研究内容 及其意义。 第二章主要阐述组件式g i s ，指出了g i s 的四种开发模式及其区别以及与组件式 g i s 技术相关的各项内容，包括：组件对象模型( c o m ) ，分布式组件对象模型( d c o m ) 和a c t i v e x 等技术。 第三章对m a p x 进行了研究，详细介绍了使用v c + + 二次开发m a p x 平台的方法。 第四章主要对通信线路与管网管理系统进行了系统分析和方案设计。 4 第一章绪论 第五章主要阐述了对通信线路与管网管理系统进行详细设计的具体方案，并深入阐 述了几个难点解决方案，包括数据库的创新绑定方法，显示管道横截面所使用的动态图 层和多对多数据关系的处理方法。 本章小结 本章简单介绍了地理信息系统的定义和研究内容，地理信息系统的发展历程和 m a p l n f o 和m a p x 组件的基础概况，以及大部分电信企业管线资源仍采用手工方式管理； 管线工程设计仍采用手工设计；线路建设重复投资及资源浪费严重等诸多问题。为了实 现管线资源的集中化和可视化管理，实现管线资源的准确性和完整性，本章还阐明了建 立基于g i s 的通信线路及管网管理系统的重大意义。 大连交通大学t 学硕士学位论文 第二章组件g i s 及其相关技术 2 1g i s 工程的开发模式 目前用于地理信息系统应用软件开发的模式有很多，具体可分为如下四种： ( 1 ) 独立开发 独立开发是指不依赖于任何g i s 工具软件，自主设计空间数据的数据结构和数据 库，然后选用某种编程语言( 如v i s u a lc + + 、v i s u a lb a s i c 、d e l p h i 等) ，在一定的操作 系统平台上编程开发地理信息系统软件。 ( 2 ) 单纯二次开发 单纯二次开发是指完全借助于g i s 工具软件提供的开发语言进行应用系统开发。 g i s 工具软件大多数提供了可供用户进行二次开发的宏语言，如e s r i 的a r c v i e w 提供 的a v e n u e 语言，m a p l n f o 公司的m a p l n f op r o f e s s i o n a l 提供的m a p b a s i c 语言等等。用户 可以利用这些宏语言，以原g i s 工具软件为开发平台，结合自己的应用目标开发出针对 不同应用对象的应用程序。这种方式省时省心，但进行二次开发的宏语言作为编程语言 只能算是二流，功能极弱，用它们来开发应用程序仍然不尽人意。 ( 3 ) o l e d d e 开发方式 采用o l e ( o b j e c tl i n k i n ga n de m b e d d e d ) a u t o m a t i o n 技术或d d e ( d y n a m i cd a t a e x c h a n g e ，动态数据交换) 技术，用软件开发工具开发前台可执行应用程序，以o l e 自动化方式或d d e 方式启动g i s 工具软件在后台执行，利用回调技术动态获取其返回 信息，实现应用程序中的地理信息处理功能。 ( 4 ) 组件式开发方式 组件式g i s ( c o m p o n e n t sg i s ，简称c o m g i s ) 技术的基本思想就是把各个g i s 功能 模块根据性质的不同划分为一个或几个控件，每个控件完成特定的功能。应用程序开发 人员通过面向对象的可视化开发工具像搭积木一样将各个控件( g i s 和非g i s ) 集成起来， 形成最终的g i s 应用系统。g i s 控件与一般应用程序以及用户之间则通过属性、方法和 事件来实现交互【3 】。 通过以上对四种开发方式的介绍和比较，本文最终选择了组件式g i s 开发方式。 6 第二章组件g i s 及其相关技术 2 2g i s 组件 2 2 1g i s 组件的概念 g i s 组件是以组件形式提供给用户的g i s 软件功能模块，它基于某种组件对象平台、 具有标准通信接口、允许跨语言调用。g i s 组件的基本思想是把g i s 的各种功能模块进 行分类，划分为不同类型的控件，每个控件完成g i s 中各自的功能。各个g i s 控件之间 以及g i s 控件与其他非g i s 控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来， 形成满足用户特定功能需求的g i s 应用系统。控件如同一堆各式各样的“汽车部件 ， 它们可分别实现g i s 和非g i s 功能，根据需要把实现各种功能的“部件”搭建起来，就 构成一辆能够完成各种功能的“信息汽车 ，即g i s 应用系统【1 6 】。 2 2 2g i s 组件的体系结构 g i s 组件通常有三层体系结构。 ( 1 ) 基础组件 基础组件面向空间数据管理，提供基本的交互过程，处于平台最底层。 ( 2 ) 高级通用组件 高级通用组件由基础组件构造而成，面向通用功能，如显示工具组件、选择工具组 件、编辑工具组件、属性浏览器组件等。它们之间的协同控制消息都被封装起来。这级 组件经过封装后，使二次开发更为简单。如一个编辑查询系统，若用基础平台开发，需 要编写大量的代码，而利用高级通用组件，只需几旬程序就够了。 ( 3 ) 行业性组件 行业性组件将行业应用的特定算法抽象出来，将其固化到组件中，以加速开发过程 l l3 1 。以g i s 在水利流域规划中应用为例，除了需要g i s 提供地图显示、信息查询等一 般的g i s 功能外，还需要专业应用功能，如洪水预警模型、流域规划模型、水利库容计 算模型、洪水淹没算法等。这时，就可将这些水利专业应用功能封装起来，形成水利行 业组件，使行业应用系统开发者通过设置各类参数、调用数据、接收数据等方法，简单 方便地获取专业应用功能【2 8 1 。 2 2 3 基于组件构建g i s 应用系统的优点 组件式g i s 是由g i s 技术与一系列g i s 组件构成的，是具有完整g i s 功能体系的 软件平台。如i n t e r g r a p h 公司的g e o m e d i ao b j e c t s 是g i s 组件，而g e o m e d i a 是基于 g e o m e d i ao b j e c t s 开发的组件式g i s t 川。 7 大连交通大学工学硕十学位论文 组件式g i s ( c o m g i s ) 的发展符合当今软件技术的发展潮流，同时也极大地方便 了应用软件和系统的集成，因此，结合g i s 工具软件与当今可视化开发语言的使用组件 式g i s 技术的开发方式已成为当今g i s 应用开发的主流。 g i s 的底层开发难度大，组件式g i s 把g i s 的功能适当抽象，以组件形式供开发者 使用，给用户带来许多传统g i s 工具无法比拟的优点。 ( 1 ) 小巧灵活、价格便宜 由于传统g i s 结构的封闭性，往往使得软件本身变得越来越庞大，不同系统的交互 性差，系统的开发难度大。在组件模型下，各组件都集中实现与自己最紧密相关的系统 功能，用户可以根据实际需要选择所需控件，最大限度地降低用户的经济负担。组件化 的g i s 平台集中提供空间数据管理能力，并且能以灵活的方式与数据库系统连接。g i s 应用系统的开发者，利用通用开发工具，根据需要调用g i s 组件提供的功能，可方便地 组建自己的g i s 应用系统，并获得较好的性能价格比。 ( 2 ) 强大的开发工具，并且集成方便、可扩展性好 组件式g i s 建立在严格的标准之上，不需要额外的g i s 二次开发语言，只需实现 g i s 的基本功能函数，其他非g i s 特色的功能则可利用其他组件实现，通过组件之间的 消息传递，组件间相互调用，协同工作，从而实现系统之间高效、无缝集成。组件式 g i s 既可以充分利用g i s 工具软件完备的空间数据管理、分析功能，又可以利用其他面 向对象可视化开发语言具有的高效、方便等编程优点，集二者之所长，不仅能大大地提 高应用系统的开发效率，而且使用可视化软件开发工具开发出来的应用程序具有更好的 外观效果，更强大的数据库功能，可靠性好，易于移植，便于维护，尤其是利用g i s 组 件进行集成开发，更能体现出这些优势。 ( 3 ) 强大的g i s 功能 新的g i s 组件都是基于3 2 位系统平台的，无论是管理大量数据的能力还是处理速度 方面均不比传统g i s 软件逊色。小小的g i s 组件完全能提供拼接、裁剪、叠合、缓冲区等 空间处理能力和丰富的空间查询与分析能力。 ( 4 ) 开发容易、快捷 传统g i s 往往具有独立的二次开发语言，对用户和应用开发者而言增加了学习上的 负担，而且使用系统所提供的二次开发语言，开发往往受到限制，难以处理复杂问题。 使用g i s 组件的g i s 应用开发者不必掌握额外的g i s 开发语言，因为有很多集成开发 环境( i d e ) 都支持组件技术，所以开发者只需熟悉通用集成开发环境，使用目前流行的 各种开发工具直接调用g i s 各个控件的属性、方法和事件，就可以完成应用系统的开发 和集成1 1 0 l 。对于c o m 组件，可供选择的开发环境很多，如v i s u a lc + + ，v i s u a lb a s i c ，d e l p h i ， 8 第二章组件g i s 及其相关技术 c + + b u i l d e r 以及p o w e rb u i l d e r 等都可直接成为g i s 的优秀开发工具，这与传统g i s 专 用性开发环境相比，是一种质的飞跃，从而大大加速了g i s 的发展。 ( 5 ) 更加大众化 组件式技术己经成为业界标准，用户可以像使用其他a c t i v e x 控件一样使用g i s 组 件，使g i s 不仅是专家们的专业分析工具，同时也成为普通用户对地理相关数据进行管 理的可视化工具，推动t g i s 的大众化进程【6 , 1 2 】。 2 2 4c o m g i s 的现状及发展趋势 ( 1 ) c o m g i s 的现状 当前，地理信息系统软件正在发生着革命性的变化，由过去厂家提供全部系统或者 有部分二次开发功能的软件，过渡到提供组件由用户自己再开发的方向上来。c o m g i s 不仅是解决传统g i s 存在问题的全新方案，而且也是实现下一代w e b g i s 的重要技术基 础。c o m g i s 代表着当今g i s 发展的潮流。国际上大多数g i s 软件公司把开发组件式软 件作为重要的发展战略。i n t e r g r a p h 公司宣称已经进入c o m g i s 时代，它推出的c o m g i s 软件- - g e o m e d i a 是其庞大的j u p i t e r 计划中的一部分。e s r i 在1 9 9 7 年年初推出了 m a p o b j e c t s ，m a p l n f o 公司也迅速推出其控件产品m a p x 。美国其他一些软件公司还推 出了一些g i s 和地图数据浏览控件，比如o p e nm a p 和v i s u a l c o m p o n e n t s 合作推出的 g e o p o i n t 等。 在我国，地理信息系统的研制与应用起步较晚，虽然历史较短，但发展势头迅猛。 组件式g i s 开发平台的出现，特别是国产优秀组件式g i s 平台的推出，大大缩短了我国 与发达国家g i s 软件之间的差距，为我国中小型g i s 应用系统的建设带来了新的机遇。 国内g i s 软件开发单位也在紧跟潮流，如武汉测绘科技大学的g e o s t a r 推出了c o m g i s 软件产品g o e m a p ，朝夕科技有限公司推出了国产c o m g i s 软件m a p e n g i n e ，北京超图 地理信息技术有限公司于2 0 0 0 年推出了全新的c o m g i s 软件s u p e r m a p 2 0 0 0 等。总之， c o m g i s 的发展是推动g i s 软件产业和应用事业的一个重要机遇。从另一方面看，g i s 要真正得到发展，必须改变原来过于专业化的开发方式，让更多的开发人员掌握开发工 具，使其成为一个比较大众化的应用领域。 ( 2 ) c o m g i s 发展趋势 随着计算机和信息技术的快速发展，近年来g i s 技术得到了迅猛的发展【3 5 】。g i s 系 统正朝着大型化、社会化方向不断发展着。“大型化”体现在系统和数据规模两个方面； “社会化 则要求g i s 要面向整个社会，满足社会各界对有关地理信息的需求，简言之 就是“开放数据”、“简化操作”、“面向服务”，通过网络实现数据乃至系统之间的 9 大连交通大学工学硕士学位论文 完全共享和互动。目前最新的发展趋势有：c o m g i s 技术和i n t e m e t 技术相融合的 w e b g i s 、利用面向对象的数据库技术实现的g i s 协助海量数据管理，还有高分辨率遥 感与g i s 、三维g i s 与虚拟现实、无线通讯与g i s 的结合等 9 , 1 4 , 2 5 1 。 2 2c o m 和d c o m 技术 “组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一”( b i l l g a t e s ，1 9 9 7 ) 。基于 组件开发( c o m p o n e n t b a s e dd e v e l o p m e n t ，简称c b d ) 是软件开发的一次革命。组件 技术的一个核心思想就是希望软件能够象积木一样可以自由组装，以达到最大限度的重 用目的。因此组件技术强调两点：第一点是合理的封装模型，现在大多数采用的是面向 对象模型；第二点是与编程语言无关，即能在二进制代码级实现重用。 2 2 1c o m c o m 到底是什么呢? c o m 是组件式对象模型( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 的英文 缩写，是组件之间相互接口的规范，是o l e ( o b j e c tl i n k i n g & e m b e d d i n g ) 和a c t i v e x 共同的基础，其作用是使各种软件构件和应用软件能够用一种统一的标准方式进行交 互。c o m 不是一种面向对象的语言，而是一种与源代码无关的二进制标准，其作用是 使各种组件和应用软件能够用一种统一的标准方式进行交互】。它是一个说明如何建立 可动态互变组件的规范。c o m 定义了一些为保证能互操作，客户组件必须遵循的标准。 c o m 规范就是一套为组件架构设置标准的文档形式的规范【9 】。 c o m 的发布形式是：以w i n 3 2 动态链接库( d l l ) 或者可执行文件( e ) 的 形式发布的可执行代码组成。c o m 组件是动态链接的，但动态链接本身并不能满足对 于组件的需求，为满足这些需求，组件还必须是封装的。而对于c o m 组件的封装是很 容易的，这是因为c o m 组件具有以下的特点： ( 1 ) c o m 组件是完全与语言无关的； ( 2 ) c o m 组件可以以二进制的形式发布； ( 3 ) c o m 组件可以在不妨碍老客户的情况下被升级； ( 4 ) c o m 组件可以透明地在网络上被重新分配位置； ( 5 ) c o m 不是一种计算机语言，c o m 所说明的是如何编写组件，但具体选用什么 语言则完全是自由的； ( 6 ) c o m 不是d l l ，c o m 是使用了d l l 来给组件提供动态链接的能力。 那么使用c o m 到底有那些好处呢? 最明显的优点就是应用程序可以对其局部进行 更新而保持其余部分不变。除此之外，使用组件还具有对已有应用程序的升级更加方便 和灵活的优点： 1 0 第二章组件g i s 及其相关技术 ( 1 ) 可以定制应用程序，用户通常希望能够定制他们所用的应用程序，以使应用程 序能够按他们自己的工作方式工作，在编程人员建立定制方案时，他们需要的是可被修 改的应用程序，而组件本质上讲就是可被定制的； ( 2 ) 可以使开发人员从某个组件库中取出所需的某个组件快速组装到一起，以构造 所需的应用程序，从而加快应用程序的开发； ( 3 ) 可以使得开发分布式应用程序的过程得以简化 9 1 。 2 2 2d c o m 基于分布式环境下的c o m 被称为d c o m ( d i s t r i b u t ec o m ，分布式组件对象模型) 。 分布式对象模型( d c o m ) 也是m i c r o s o f t 提出的，它扩展了组件对象模型技术( c o m ) ， 是一种能够使软件组件通过网络直接进行通信的协议。d c o m 以前叫做“网络o l e ”， 它能够跨越包括i n t e m e t 协议( 例如h t ，r p ) 在内的多种网络传输。使用d c o m ，应用 程序就可以在位置上达到分布性，从而满足客户和应用的需求。d c o m 使用了一种基于 标准的远程过程调用技术，提供了网络透明及通信自动化，可以使运行于不同机器上的 对象之间进行无缝互操作( s e a m l e s si n t e r a c t i o n ) ，而且一个对象无须了解另一个对象的 位置。分布式对象技术也可以使全局的网络和信息资源看上去像是本地的，这就使用户 更容易也更快地访问重要的业务信息。d c o m 是a c t i v e x 的基础，它实现了c o m 对象 与远程计算机上的另一个对象之间直接进行交互【9 】。 2 3 基于c o m 的a c t i v e x 技术 2 3 1a c t i v e x a c t i v e x 是微软提出的一组基于c o m 规范使得软件在网络环境中进行交互的技术 集。a c t i v e x 与具体的编程语言无关。作为针对i n t e m e t 应用开发的技术，a c t i v e x 被广 泛应用于w e b 服务器以及客户端的各个方面。同时，a c t i v e x 技术也被用于方便地创建 普通的桌面应用程序【9 】。 a c t i v e x 的内容包括： ( 1 ) a c t i v e x 控制( a c t i v e xc o n t r 0 1 ) ：用于向w e b 页面等支持a c t i v e x 的容器中插 入c o m 对象。 ( 2 ) a e t i v e x 文档( a c t i v e xd o c u m e n t ) ：用于在w e bb r o w s e r 或者其他支持a c t i v e x 的容器中浏览复合文档( 非h t m l 文档) ，例如m i c r o s o f tw o r d 文档、m i c r o s o f te x c e l 文档或者用于自定义的文档等。 ( 3 ) a c t i v e x 脚本描述( a c t i v e xs c r i p t i n g ) ：用于从客户端或者服务器端操纵a c t i v e x 大连交通大学工学硕+ 学位论文 控件和j a v a 程序、传递数据以及协调它们之间的操作等。 ( 4 ) a c t i v e x 服务器框架( a e t i v e xs e r v e rf r a m e w o r k ) ：提供了一系列