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西南交通大学研究生学位论文 信息系统一般的 g i s功能，而且可以 通过在地图上选择地理要素 对象从而 进入由o p e n g l 创建的 此对象的三 维场景进行漫游。 该开发技术可广泛的应用于有三维需求的地理信息系统的开 发，如:辅助决策支持系统、城市设计规划、系统仿真、商业和 旅游等领域。 丫 关键词 :g i s o l e m a p x图层 m a p g e o s e t o p e n g l 虚拟现实技术在地理信息系统中的 应用2 0 0 1 / 3 西南交通大学研究生学位论文i i i a b s t r a c t . w i t h t h e d i g i t a l d e v e l o p m e n t o f s o c i e t y , g 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 i s w i l d l y a p p l i e d i n m a n y f i e l d s . g e o g r a p h i c i n f o r m a t i o n c o u l d b e 3 d v i s u a l i z e d b y u s i n g o f v i r t u a l r e a l i t y t e c h n o l o g y , a n d t h i s i s v e r y i m p o r t a n t t o c h a n g e g i s s a p p l i c a t i o n d i r e c t i o n f r o m 2 d t o 3 d . t h e c i t y g i s w a l k t h r o u g h s y s t e m s a r c h i t e c t u r e f r a m e i s d e s i g n e d a t t h i s a i m . b e c a u s e o f t h e n e e d o f u s i n g o p e n g l t o c r e a t e 3 d s c e n e s , t h e u n i v e r s a l p r o g r a m d e s i g n t o o l ( v c + + ) i s u s e d a s t h e d e v e l o p m e n t t o o l i n s t e a d o f u s i n g t h e c u r r e n t e x i s t i n g g i s s y s t e m s o f t w a r e . t h e g i s f u n c t i o n s s u c h a s q u e r y i n g l o c a t i o n a n d z o o m i n g a r e r e a l i z e d b y t w o w a y s . t h e f i r s t i s c a l l i n g m a p l n f o p r o f e s s i o n a l s g i s f u n c t i o n s b y u s i n g o f o l e a u t o m a t i o n , a n d t h e s e c o n d i s u s i n g m a p x b a s e d o n a c t i v e x t e c h n o l o g y . s y s t e m s 3 d f u n c t i o n s a r e r e a l i z e d b y t h e f o l l o w i n g m e t h o d s : e s t a b l i s h i n g u s e r - d e f i n e d o p e n g l s d e v e l o p e n v i r o n m e n t s i n v c + + a n d c r e a t i n g 3 d s c e n e s i n t h e o p e n g l s d e v e l o p e n v i r o n m e n t s b y u s i n g o p e n g l t e c h n o l o g y . a f t e r t h e c r e a t i n g o f s y s t e m s g i s f u n c t i o n s a n d 3 d s c e n e s , t h e o n e - t o - o n e c o r r e s p o n d e n c e r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n g e o g r a p h i c f e a t u r e s a n d 3 d o b j e c t s a r e e s t a b l i s h e d b y t h e c h a r a c t e r i s t i c t h a t a l l g e o g r a p h i c f e a t u r e s f e a t u r e i d o n a m a p l a y e r a r e u n i q u e . w h e n a g e o g r a p h i c f e a t u r e i s s e l e c t e d o n t h e m a p , u s e r s c o u l d w a l k t h r o u g h t h e c o r r e s p o n d i n g 3 d s c e n e s . t h r o u g h t h e w a y s a b o v e , t h e v i r t u a l r e a l i t y t e c h n o l o g y c o u l d b e a p p l i e d i n g i s . t h e r e a r e m a i n l y t w o t y p e s o f d a t a s o u r c e s c o u l d b i n d t o t h e s y s t e m : o n e i s o d b c d a t a s o u r c e , w h i c h c o u i d b e i i n k e d t o t h e d a t a b a s e s i n c l u d i n g a c c e s s , d b a s e a n d o r a c l e , a n o t h e r d a t a s o u r c e i s m a p l n f o t a b . a f t e r d a t a s o u r c e s a r e b a n d t o s y s t e m , t h e r e c o r d s i n c l u d e g e o g r a p h i c c o o r d i n a t e s c o u l d b e d i s p i e y e d o n t h e m a p , a n d t h e a t t r i b u t e d a t a c o u i d b e i i n k e d w i t h s p a c e i n f o r m a t i o n d a t a b y g e o g r a p h i c c o d i n g . s y s t e m e s t a b l i s h e s o p e n g l s d e v e l o p e n v i r o n m e n t s t o 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 0 0 1 / 3 西南交通大学研究生学位论文 i v s i m p l i f y t h e p r o c e s s o f c r e a t i n g 3 d s c e n e s t h r o u g h t h e w a y s o f c r e a t i n g o p e n g l e n v i r o n m e n t i n i t i a l i z a t i o n w i z a r d a n d o p e n g l c o n t r o l . f o r s i m p l e 3 d o b j e c t s , t h e y c o u l d b e r e n d e r e d d i r e c t l y b y o p e n g l c o m m a n d s . a s f o r c o m p l e x 3 d o b j e c t s , t h e f i r s t s t e p i s c r e a t i n g t h e i r m o d e l s i n 3 d m o d e l t o o l s u c h a s 3 d s a n d a u t o c a d , t h e s e c o n d s t e p i s g a i n i n g t h e i r 3 d i n f o r m a t i o n , w h i c h i n c l u d e s v e r t e x e s、n o r m a l d i r e c t i o n v e c t o r s a n d m a t e r i a l t e x t u r e s , b y 3 d e x p l o r a t i o n , a n d s t o r i n g t h e i r 3 d i n f o r m a t i o n i n a r r a y s . t h e f i n a l s t e p i s r e a d i n g t h e i n f o r m a t i o n a n d r e n d e r i n g i t b y o p e n g l . m o r e o v e r. t h r o u g h t e x t u r e m a p p i n g、l i g h t i n g a n d a d d i n g s o u n d s. t h e t h i r d d i m e n s i o n o f 3 d s c e n e s c o u l d b e e n h a n c e d . t h r o u g h m o u s e a n d k e y b o a r d , s y s t e m s u s e r s c o u l d i n t e r a c t wi t h 3 d s c e n e s . t h e g o a l o f d e s i g n i n g s y s t e m s a r c h i t e c t u r e f r a m e i s t o a p p l y v i r t u a l r e a l i t y t e c h n o l o g y i n g i s . u s e r s c o u l d e s t a b l i s h t h e i r g i s a p p l i c a t i o n s o n t h i s f r a m e . t h e s e a p p l i c a t i o n s n o t o n l y r e a l i z e s t h e u s u a l g i s f u n c t i o n s , b u t a l s o r e a l i z e s t h e f u n c t i o n w h i c h i s w a l k i n g t h r o u g h t h e 3 d s c e n e s b y w a y o f s e l e c t i n g g e o g r a p h i c f e a t u r e o n t h e m a p . t h e s e t e c h n o l o g i e s c o u l d b e w i l d l y a p p l i e d i n m a n y f i el d s t h a t n e e d g i s f u c n t i o n s a n d h a v e 3 d d e m a n d s . t h e s e f i e l d s i n c l u d e a s s i s t a n t d e c i s i o n s u p p o r t s y s t e m ( d d s ) 、 u r b a n p l a n i n g a n d m a n a g e m e n t、s y s t e m e m u l a t i o n , b u s i n e s s a n d j o u r n e y . k e y w o r d : g i s o l e m a p x l a y e r m a p g e o s e t o p e n g l 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用2 加 1 习 西南交通大学研究生学位论文 概述 随着 5 0年代计算机科学的兴起，计算机技术在地图制图学 和土地规划与管理中得到了广泛的应用。人们可以利用计算机来 收集、存储和处理与空间地理分布有关的图形和属性数据，并借 助分析和输出的结果来为管理和规划决策服务。这样就导致了地 理信息系统 ( g i s - g 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 ) 的出 现。 g i s开始主要应用于测绘、制图、环境和资源管理等领域。 随着软件开发工具的更新换代和数据库技术、计算机硬件的发 展，g i s的空间查询和分析能力以及数据处理等能力有了很大的 提高，使得它在商业、军事、交通等领域也得到了广泛的应用。 g i s的广泛应用需要利用和集成其它的技术。通常的 g i s系 统只能为用户提供单一的图形、数据信息等形式，表现形式单 一，因而实用价值受到了限制。如果将虚拟现实 ( v r - v i rt u a l r e a l i t y ) 技术应 用 于 g i s ， 不但可以 在g i s应用中 真实的再现地 理要素对象，而且提高了g i s描述和分析地表空间事物信息的能 力，促使g i s 从传统的二维向三维方向发展。 本论文的选题正是基于地理信息系统和三维的虚拟现实技术 这两个前沿学科领域，对 g i s技术和虚拟现实技术进行了一些研 究，着力于虚拟现实技术在 g i s中的应用，设计了一套可行的虚 拟现实技术在 g i s中应用的方案。论文中介绍了地理信息系统和 虚拟现实技术，设计了 城市 g i s漫游系统的框架结构，用 v c 十 十 作为软件开发工具， 使用 o l e自 动化以及 m a p x技术在应用中 实 现了g i s 功 能 ， 并 利 用o p e n g l 技 术 构 建了 三 维 场 景， 最 后 将 三维场景和地图要素对象连接起来。在此框架结构基础上构建的 基于虚拟现实技术的g i s 应用，不但可以实现g i s功能，而且可 以对地理要素对象的三维场景进行漫游。 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 0 0 0 1 / 3 西南交通大学研究生学位论文第 2页 第一章 地理信息系统和虚拟现实技术 1 .1 g ! s 技术 1 . 1 . 1概念 地理信息系统是指在计算机软硬件的支持下，对整个和部分 地球表面 ( 包括大气层)空间的有关地理分布数据进行采集、存 储、管理、运算、分析、描述和显示的系统。 g i s处理和管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系， 包括:空间位置数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等。 g i s的概念框架如图 1 一1 所示: 数据库及 管理系统 空间数据处 理与分析 应用界面 图 1 一 1 g i s 的 概念 框架 g i s中的信息分为二类:第一类是空间位置数据，它反映事 物地理空间位置的信息，可以用点、线、面和三维表面来表示; 第二类是与事物的地理位置相关，反映其他特征的属性信息。 g i s有两个最显著的特征:一是它不仅可以象传统的数据库 管理系统d b ms 那样管理数字和文字 ( 属性)信息，而且可以管 理空间位置信息:二是它可以利用各种空间分析的方法对多种不 同的信息进行综合分析，解决空间实体之间的关系，分析处理在 一定地理区域内分布的各种自然社会现象和过程。 很久以来，地图作为视觉化地描述地球表面空间事物的工 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 0 0 0 1 / 3 西南交通大学研究生学位论文第 3页 具，广泛地运用在交通、农业和军事等领域。人们通过地图或者 制作专题地图可以解决道路设计、农业规划和军事部属等问题， 但是这些方法费时费力，而且稍有失误就要返工，另外由于信息 量的限制，往往得不到最佳的解决方案。 管理信息系统 ( m i s - ma n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m ) 作为人 们进行信息检索、查询以及统计分析的工具，正广泛地应用于交 通、农业和军事等领域，它处理的对象主要是属性信息。但是， 人们在日 常生活与经济活动中所获取的许多信息，往往同具体的 空间位置信息密切相关。我们当今面临的许多要解决的问题如: 农业规划、人口 统计、工业规划、交通管理等，这些问题也都与 空间位置有关。不论是寻找栽种某种农作物的最合适的土壤，或 是统计人口 性别和密度的分布、布局工业区还是为救护车计算最 佳的交通路线，这些问题都与空间位置信息有关。 g i s技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一 般的数据库操作 ( 例如查询和统计分析等) 集成在一起，它通过 将属性信息和空间位置信息连接起来，在计算机内组织成一个既 反映数量特征又反映拓扑特征的地理信息数据库。在相应软件工 具作用下，g i s既对数值又对图形作各种分析处理，从而以可视 化的方式迅速准确的解决各种问题。由 于信息处理的方式主要是 图形方式，所以各地理要素的分布态势以及彼此之间的拓扑关系 一日了然，使人能从宏观上迅速把握全局。这就是 g i s与地图和 mi s 不同的地方。 由于g i s具有将属性信息与空间 位置信息连接起来的能力， 因此可以建立共享的基础空间位置数据的数据库，基础的空间位 置数据只需采集一次，但可以 被不同的系统 ( 或部门)应用多次。 这样一个系统 ( 或部门)就能从另一个系统 ( 或部门)的工作中 受益， 避免基础空间位置数据的重复采集。 例如:在一个局部级的应用中，基础的空间位置数据集成在 g i s数据库中，同时供不同的系统使用，如:交通系统、火警系 统等。当基本的空间位置数据更新时，只需把 g i s数据库中的数 据更新一次。如果各个系统不共享基础空间位置数据的话，则需 要分别对每一个系统的空间位置数据库进行更新。这样就会产生 重复的劳动和浪费有限的存储空间。集成的 g i s数据库示意图如 图 1 -2 所示: 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 0 0 0 1 乃 西南交通大学研究生学位论文第 4页 图1 一 2 集 成的 g i s 数据库 1 . 1 . 2 gi s 1 . 1 . 2 . 1 的软硬件环境 硬件环境 g i s 的硬件环境如图1 -3 所示: 粗愉 出 系 统 网络 图 1 一 3 g 工 s 的 硬 件 环 境 g i s的计算机系统以前主要是u n i x 工作站，但随着p c机性 能的大幅度提高，微机现在占据了g i s 开发的大量中低端市场。 数据采集1 输入系统包括:数字化仪、扫描仪、数字摄影测量 系统和遥感图像处理系统以及g p s 系统。 地图输出系统包括:显示器、打印机、绘图仪等。 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用2 0 01 / 3 西南交通大学研究生学位论文 第 5页 1 . 1 . 2 . 2软件环境 软件体系结构如图1 -4 所示: g i s 应用软 件 一一 tim4fa t jai -1 g i s 系 统 软 件 一盔 穿 门 数据库管理系统 蕊 刁 操作系统 图 1 - 4 g 工 s 软件体系 结 构 操作系统以前主要是 d o s和 u n i x ，现在主要是在 wi n d o w s 上开发。 数据库管理系统主要是:f o x p r o , s q l s e r v e r , o r a c l e , a c c e s s 等。 g i s 系统软件现在有5 0 0 种左右， 主要有: e s r i 公司的a r c / i n f o 、 m a p inf o公司 的m a p i n f o , g e n a s y s 公司的g e n a m a p 。国 产软 件主要是武汉测绘科技大学的g e o s t a r o 在熟悉wi n d o w s 平台通用集成开发环境下， 利用可视化开发 语言如v c + + , v b , b o r l a n d c + + 等，结合a c t i v e x等技术，就能 开发面向用户的灵活的g i s 应用软件。 本论文就是采用v c + + 开发工具，主要利用o l e自 动化技术 和a c t i c e x技 术， 使 用m a p i n f o 和g i s 组件m a p x开发 城市g i s 漫游系统结构框架。 m a p i n f o 由 美国的m a p i n f o 公司出品， 目 前的 最高 版本为6 .0 , 中文版的为5 .0 ，它有七大特点: ( i ) 提供数据思维可视化的决策支持方式。 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 0 0 0 1 / 3 西南交通大学研究生学位论文第 6页 ( 2 ) 支持客户/ a r 务 器体系结构。 ( 3 ) 可直接读取o d b c数据源。 ( 4 ) 提供m a p b a s i c 二次开发工具，方便用户制作 个性化的使用界面。 ( 5 ) 完备的s q l 查询功能，支持地理表达式。 ( 6 ) 以 地理方式实现o r a c l e . s y b a s e . i n f o r m i x 等 多种数据库数据的空间存储与访问。 ( 7 ) 具有 o l e功能。 m a p x是m a p i n f o 公司提 供的g i s 组件，为用户提供了 真 正 的对象链结与嵌入控件， 在v c + + 等软件开发工具中， 可以 用m a p x 将地图对象集成到应用系统中。 1 . 2 虚拟现实技术 1 .2 . 1概念 虚拟现实技术是一种逼真地模拟人在自然环境中视觉、听觉 、运动等行为的人机界面技术。它是一门由应用驱动的涉及到计 算机技术、传感与测量技术、电子技术等综合集成的技术。 v r技术的基本特征如图 】 一 5 所示: 图1 一5 虚拟现实技术的签本特征 沉浸感指用户在计算机所构建的三维环境中处于身临其境的 感觉。 交互性指用户通过使用专用设备，用人类的自然技能实现对 模拟环境考察与操作的程度。 想象指用户应用v r技术解决工程，军事等问题的创造能力。 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用2 0 0 01 / 3 西南交通大学研究生学位论文 第 1 2页 第二章 城市g i s 漫游系统概述 2 . 1系统的软硬件结构 硬件 软件 c p u为奔腾5 0 0 的微机一台。 操作系统为:wi n d o w s 2 0 0 0 p r o f e s s i o n a l v c + + 6 .0 . m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 5 .0 ( 中 文 程序开发工具 版) 、 m a p x 4 .0 1 、 m ic r o s o ft a c c e s s . 3 d e x p l o r a t i o n . 城市g i s 漫游系统的系统结构示意图如图2 -1 所示 城d i g i s 漫功丁系统 ) 七 杏 统 寿 亡 ; ; 钊1石 游功 a j 位 i 足 入 。 比自 动化o d b c j 卜 匕 m a p x m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 数据库多 媒体 数据库 数据管理 数据维护 if i一1 1h hi g i s 漫游系统的5 r 统结钩/ l : 意 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 0 01 / 3 西南交通大学研究生学位论文第 1 3页 2 . 2系统功能 系统功能的实现主要分为两部分:一是 g i s功能的实现:二 是三维场景的创建。 ( 1 ) g i s 功能的实现 系统以中国行政区域分布、成都市区地图、西南交大单位分 布等图层作为基础，利用 v c 十 十 作为应用开发工具，使用两种方 法实现了系统所需的g i s 功能。 第一种: 将m a p i n f o r p r o f e s s i o n a l 作为后台 服务器， 通过o l e a u t o m a t i o n技术，从客户端发送命令到后台服务器，服务器接收 命令后，再将执行结果发送回客户端进行显示。 第二种: 采用a c t i v e x技术， 将g i s 控件m a p x集成到城市 g i s 漫游系统中 去， 系统同 时 通过m a p x与o d b c 数 据源相连接。 ( 2 )三维场景的创建 三 维场景部分使用 v c 千 + 开发工具，利用 o p e n g l技术，结 合三维建 模工具、文件格式转换工具3 d e x p l o r a t i o n 、 分形算法等 方式生成。 系统最后通过地理要素的 f e a t u r e i d 在地图图层上的唯一 建立起三维场景和地理要素的一一对应关系。 整个系统实现的功能有: 1 )矢量地图的缩放、漫游。 2 )各个基本图层的控制。 3 )地图的全图、居中、自 动标注。 4 ) 数据的 加 载 ( 包括从m a p i n f o 表中 和o d b c 数 据源) 。 5 )地理要素的定位。 6 )地图上地理要素的选取及相关信息的查询 7 )三维场景的即时漫游。 3应用开发工具的选择 性 2 在选择应用的开发工具时，要根据系统具体需要实现的功能 来进行开发工具的选择。 分析城市g i s 漫游系统需要实现的功能: 系统不但要实现g i s 一般的查询、定位、放大等功能，而且还要嵌入虚拟现实的应 用， 使用o p e n g l 图 形 库来进行三维场景的 绘制。 从虚拟现实功能的实现方面考虑:v c + + 开发工具功能强大， 是在微机系统上使用o p e n g l 技术开发三维场景的 最佳选择。 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 0 0 0 1 / 3 西南交通大学研究生学位论文第 1 4页 从 g i s功能的实现来考虑:目 前传统的 g i s开发工具有 m a p i n f o p r o f e s s i o n a l . a r c / i n f o 等。 此外 还 有组件式开发工具m a p x 、 m a b o b j e c t s 等。 对系统既要实现 g i s功能， 也要实现虚拟现实功能的特点分 析如下: 传统的g i s开发平台，虽然集成了g i s各项功能，但是具有 以下的不足之处: ( 1 ) 开发平台均采用专门的二次开发语言，如 m a p l n f o使用 m a p b a s i c 语言、 a r c v i e w采用a v e n u 语言。 要灵活的 使用 这些语言，必须要开发人员了解它们庞大的函数库、命令 库，这样就使普通的开发人员难以掌握，延长了应用系统 的开发周期。 ( 2 )开发平台中的空间数据管理和数据库管理系统通常直接由 g i s厂商提供，而它们的价格昂贵。这种情况一方面大大加 大了应用开发与系统建设的成本;另一方面也限制了用户 根据应用需要和各种数据库的特点，选择利用数据库工具 的机会。 ( 3 )开发平台具有一定的封闭性，它们与 mi s系统和多媒体开 发工具的衔接很不方便，不同系统之间的交互性差。 更 重 要 的 是: 如果 采用当 前 传统 的g i s 开发 平台， 如m a p l n f o p r o f e s s io n a l ，作为开发工具，虽然能实现 g i s的功能，但是无法 在它 上面 使用o p e n g l 图形库来实 现三 维 场景的绘 制与漫游。 因此在城市 g i s漫游系统中，使用了两种方法来实现系统的 g i s 功能。一是o l e自 动化技术;二是基于a c t i v e x的g i s 控件 m a p x . 这两种方法都是使用 v c + + 作为应用开发平台以使用 o p e n g l 实 现虚 拟现实部分的 功能。 第 一 种 方 法: 通过o l e自 动 化， 系 统 把m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 软件作为服务端程序，在应用端用 v c + +中创建客户端的自 动化 类。 通过 这些 类系 统可以 实现m a p i n f o自 动化 组件所提供g i s 功 育 旨 ， 。 第 二 种 方 法: 在v c 十 十 中 使 用m a p x 控 件来实 现g i s 功能 。 系统在实现 g i s功能和建立好三维场景后，通过建立起三维 场景和地理要素的一一对应关系，从而实现虚拟现实技术在地理 信息系统中的应用。 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 0 0 01 / 3 西南交通大学研究生学位论文 第 1 5页 第三章 a u t o m a t g i s功能实现方法之 1 - o l e i on技术 3 . 1 o l e自动化 o l e 是 对象链接与嵌入 ( o b j e c t l i n k i n g a n d e m b e d d i n g ) ， 利 用 o l e就能在用户的应用程序中加入源于其他应用程序的数据 块，利用其他程序的功能来扩展用户应用程序的功能，为系统的 集成提供了标准和途径。 o l e对象是指可以在使用 o l e的应用程序中被显示和操作 的数据整体，对o l e对象的操作有嵌入和链接两种方式。 嵌入是指将一个对象的数据信息完整的放置到客户端应用程 序文档中。而链接指在客户端应用中存储对象的一些描述信息， 这些描述信息包括:对象文件及其路径名称、调用这个对象的服 务端应用程序的名称等。而对象的实际数据并没有拷贝到客户端 应用中。 嵌入能使对象保持很好的一致性，但是将使客户端负担加重， 而链接不会过大增加客户端的负担，但是它不容易保持对象的完 整性。 o l e和c o m之间的关系非常密切，它是在c o m基础上发 展起来的组件式软件技术。 下面主要介绍以下本系统要用到的o l e自动化技术: o l e 自动化是指让其它的软件 ( 例如 v c 十 + )以编程的方 式来使用自 动化对象所提供的服务。通常这些服务是由用户以 交互的方式来使用的。在自 动化技术出现之前，一些大的应用 程 序，如 e x e l 等， 是通过 宏 语言来 提供有限的 编程能力; 但是 使用宏语言带来了一个很大的缺陷:没有统一的标准，要通过 宏语言来同时对几个自 动化对象进行编程化处理几乎是不可能 的。 o l e自 动化技术实际上是 c o m 的一个特例， o l e自 动化 对 象区 别于一般 c o m对象 的 主 要标志是它必须 支 持 i d i s p a t c h 接口 ，自 动化对象通过实 现 通过实 现 i d i s p a t c h接口 向自 动 化客 户 端 提供它的属性和方法。 客户 端 通过 i d i s p a t c h : : i n v o k e ( ) 函 数 访问自 动化 对象的 所有功能。自 动化 对象使用 di s p a t c h接口 来 公开对象的方法，来获得可编程化的能力，为 v 1 3 和 v c 十 + 等软 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用2 0 0 01 / 3 西南交通大学研究生学位论文第 1 6页 件开发工具提供了极大的方便。 在 城市g i s 漫游系统中， 使用o l e自 动化技术使得m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 作为服务端程序 ( 自 动化服务器)通过链接的方式提 供它的操作功能供客户端应用程序 ( 自 动化控制器) 使用、这样 m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 可以 将自己 的g i s 功能提供给客户端应用程 序 使用，由 应用程 序调 用m a p i n f o 完成查询 放大、 缩小、 标 注等。 也 就是说m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 把自 己 的一些数据成员 ( 属性) 或 函数 ( 方法)通过一定的机制对外公开，客户端应用程序可以通 过修改它的数据成员 ( 属性)或调用函数的方法来达到操纵 m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 服务端的目 的。 系统中通过o l e自 动化对m a p i n f o 组件功能的 调用如图3 - 1所示 : m a p i n f o 自 动 化 组 im象 1 ” 代 1 已 回即 功d , 二 swi t chc ase 方 法 1 o f c ue 2 : 旅 2 ( h 方 法 1 ( . 方 御 ( ) . d i s p a t c h 咖t a b l e 图 3 一 1 o l e 自 动 化 中 对 组 件 功 能 的 调 用 另 外在m a p i n f o p r o f e s s io n a l 服 务 端有一 些定 义 好了 的 调 用接 口，这些接口可以供 m a p i n f o p r o f e s s i o n a l的二次开发语言 语言使用，客户端应用程序可以 直接使用 m a p b a s i c语 言来实 现内 部控制 m a p i n f o服务端的目 的， 从而更加方便快捷的 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 1 兀 幻1 乃 西南交通大学研究生学位论文第 1 7页 实 现开发g i s 系统所要求的 各项功能。 在城市g i s 系统中的客户端为o l e自 动化的控制端， m a p l n f o p r o f e s s i o n a l 为自 动化的 服务端， 客户端只需要构造代表m a p b a s i c 语句的字符串，使用o l e自 动化把这些m a p b a s i c 语句的 字符发 送 给自 动 化服 务端， 然后m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 就 会像 在m a p b a s ic 窗口 键入这些命令一样执行 它们， 使m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 的 显示 窗口 重父化， 使得 m a p i n f o的 地图窗口、 浏览窗口 、 统计图 窗口 等作为应用程序的子窗口 显示给用户，城市 g i s漫游系统就可以 在自 己 的 应用中为 用 户 提 供 和m a p i n f o软件中 功能 一 样的 应 用窗 口，而用户可以灵活的组合创建自己特色应用，满足不同的需要。 3 . 2 o l e a u t o m a t i o n 技术的具体实现 由于城市 g i s漫游系统的应用开发工具为 v c + + , 所以要在 v c + + 开发环境中通过增加对自 动化客户端的支持、建立 m a p i n f o 客户类、全局初始化、显示地图等方法达到对 m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 服务端g i s 功能的调用。 3 . 2 . 1给系统增加o l e自动化客户端支持 在 v c + 十 中用初始化向导建立客户端应用程序时，如果没有 选择o l e自动化支持，就要手工加入支持 o l e自 动化的代码。 1 ) 打开s t d a f x .h 文件， 增加对m f c自 动化类的支持 # i n c l u d e / 对o l e 类的支持 # i n c l u d e / 对o l e自 动化类的支持 2 ) 初始化o l e动态链接库 在主程序源文件的i n i t i n s t a n c e ( ) 函数中 加入: i 双 ! a f x o l e l n i t ( ) ) a f x me s s a g e b o x ( i d 几o l e _ i n i t es f a i l e d ) ; r e t u r n f a l s e ; 如果初始化失败，可能原因是装入了 o l e系统动态链接库 的不正确的版本。 3 ) 打开r c文件，加入对应1d为i d p o l e i n i t f a i l e d 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 0 0 0 1 / 3 西南交通大学研究生学位论文第 1 8页 的消息字符串。这里设为: o l e初始化失败，请检查你的 版本，o 3 . 2 . 2在客户端建立 m a p i n f 。支持类，创建它的一个 实例 如果自 动化客户端要对 m a p l n f o服务端进行操作，它必须拥 有服务端对象的属性和方法。可以通过创建客户端类，从而通过 这些类的对象获 取服务 端对象的属性和方法， 实 现 m a p l n f o服务 端提供的各种g i s 功能。 1 ) 从m a p i n f o . t l b 文件中创建c o l e d i s p a t c h d r i v e r 派生类。 许多自动化组件有一个名为* .t l b 的二进制类型文件， m a p l n f o自 动化组件就为用户提供了 一个名为m a p i n f o .t l b的 二进制文件， 在v c 十 + 中通过c l a s s wi z a r d 可以 访问这个类型库文 件从而生成c o l e d i s p a t c h d r i v e r 的派生 类。 这些类包 括: d m a p l n f o d m i s e a r c h l n f o 等。 这些类 包含了 对m a p l n f o自 动化组件访问 的所有的成员函数。例如要实现放大、缩小等功能要建立 d m a p i n f o 的 对象， 要实现查询则 要建 立d m i s e a r c h l n f o 对象。 应用程序在客户端通过这些类可以 使用 m a p l n f o服务端所提 供的功能，从而实现o l e自 动化。 下面是系统应用o l e自 动化在客户端和服务端的连接结构示 意图3 一2 : o l e 自 动 化 客 户 端o l e 自 动 化 服 务 瑞 圈 3 - 2 o l e 自 动 化 的 客 户 端 和 服 务 端 的 连 接 虚拟现实技术在地理信息系统中的应用 2 0 0 0 1 / 3 西南交通大学研究生学位论文第 1 9页 2 ) 在应用程序c p p 文件中 加入# i n c l u d e 3 ) 声明一个d m a p l n f o 对象m a p i n f o 4 ) 在服务端启动m a p l n f o p r o f e s s i o n a l 有两种方式启动: 一种 是m a p l n f o 的 运行版本，二 是m a p i n f o 的 全拷贝 版。 启 动方法是 在主 程序的i n i t i n s t a c e ( ) 函 数中 加入以下 代码: i 叹 ! m a p i n f o .c r e a t e d i s p a t c h ( m a p l n f o .a p p l i c a t i o n ) ) a f x m e s s a g e b o x ( 启 动m a p l n f o 全拷贝 版时出 现 错误 ” ) ; r e t u rn f a l s e ; i 坟 ! m a p i n f o .c r e a t e d i s p a t c h ( ma p l n f o .r u n t i e m ) ) a f x m e s s a g e b o x ( 偏动m a p i n f o 运行 版本出 错 ” ) ; r e t u rn f a l s e ; 通过以上程序可以创建一个 i d i s p a t c h接口并把它和 c o l e d i s p a t c h d r iv e r 对象m a p i n f o 相连接。 3 .