（计算机应用技术专业论文）基于mapobjects和net的webgis的研究与实现.pdf

本文受 8 6 3 草业信息管理和决策系统研究” 子课题“草业信息化管理平台” 资助 在此表示感谢 首都师范大学学位论文使用授权声明 本人已经认真阅读首都师范大学的“研究生学位论文著作权管理规定”同 意本人所撰写学位论文的使用授权遵照学校的管理规定： 学校作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在大学拥有 学位论文的部分使用权，即： 1 )已获学位的研究尘必须按学校规定提交印刷版和电子版学位论文，学 校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的学位论文； 2 )为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文 作为资料在图书馆、资料蜜等场所或在校镯啊上供校内师生阅读、浏 览。 回盏监塞握童廑蕉壹旦；进盾! 旦主生i 旦。至蕉鱼! 作者签名： 年月一日 导师签名： 年爿一日 本人已经认真阅读“c a l l s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本 人的学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章 程”中的规定享受相关权益。 回塞途室埕窑蜃澄卮! 旦坐生；旦：生；旦二笪蕉血! 怍者签名： j 二再一百 导师签名： 年月日 摘要 本文的目的在于解决8 6 3 课题“革业信息管理和决策系统研究”子 课题“草业信息化管理平台”( 项目编号2 0 0 2 a a 2 4 3 0 2 1 ) 中的几个问题， 包含地理数据发布的自动化、客户端控制的地理图层远程叠加、地理图 层属性数据的安全性等。 本文在详细分析了w e b g i s 应用开发技术现状后提出了在e s r i 公 司的m a p o b j e c t sg i s 组件技术基础上通过分离地图图索和属性数据 的方法，结合a s p n e t 高效的数据访问能力和高可靠性的i n t e r n e t 身份验证模式，解决了该子课题所需的w e b g i s 系统的效率、数据安全 性等问题。然后，在设计和实现基于m a p o b j e c t s 的地理图层叠加算 法的基础上提出和实现了客户端控制的地理图层远程叠加系统，解决了 客户自有数据和系统所有数据的叠加融合和综合利用问题。 最后，文章分析了使用智能客户端和w e b 服务实现的信息系统的 优点和特点，并给出了基于智能客户端、w e b 服务和m a p o b j e c t s 组 件技术的w e b g i s 系统的架构，分析了实现系统所要解决的关键问题和 该系统可能的优点：更好的用户体验和安全性等。 关键宇 w e b g i s m a p o b j e c t s 地理图层属性数据图素 地理图层叠加智能客户端w e b 服务 a b s t r a c t a n dk e y w o r d s a b s t r a c t ii n t e n dt or e s o l v ea u t o m a t i c d i s t r i b u t i o no f g e o g r a p h y d a t a s u p e r p o s i n gg e o g r a p h ym a pl a y e r su n d e rt h ec o n t r o lo fr e m o t ec l i e n t sa n d t o k e e pt h eg e o g r a p h ym a pl a y e r sp r o p e r t yd a t ai n as e c u r e a p p l i c a t i o n c i r c u m s t a n c e t h e r e f o r e ，ib r o u g h tf o r w a r da n di m p l e m e n tt h ew e b g i s b a s e do nd o t n e ta n dm a p o b j e c t s c o m p o n e n t s a f t e ra n a l y z i n gw h a tk i n d so ft e c h n o l o g i e sw eo f t e nu s et oi m p l e m e n t w e b g i s ，it h i n ki c a n p r o d u c e t h ew e b g i sb y s e p a r a t i n g t h e m a p e l e m e n t sa n dp r o p e r t yd a t a a tt h es a m et i m e ，ia p p l i e dt h ee f f e c t i v ed a t a a c c e s sa b i l i t ya n dt h ea u t h e n t i c a t i o nm e t h o do fa s e n e tt o g u a r a n t e et h e e f f i c i e n c ya n ds e c u r i t yo fd a t aa c c e s si nt h i ss y s t e m a f t e r w a r d s ，id e s i g n e d a n di m p l e m e n t e da na l g o r i t h mo f m a ps u p e r p o s i n g b yu s i n gt h ea l g o r i t h m im a n a g e dt os u p e r p o s e m a pl a y e r su n d e r t h ec o n t r o lo fr e m o t ec l i e n t s t h a t w i l lr e a l i z et h ei n t e g r a t e da p p l i c a t i o no fd a t ab e l o n g i n gt ot h es y s t e ma n d t h ec u s t o m e rt h e m s e l v e s f u r t h e r m o r e ，1w o u l di n t r o d u c et h es m a r tc l i e n ta n dw e bs e r v i c e st o s h o wt h e e x c e l l e n c e ( u s e r i n t e r f a c ea n ds e c u r i t y ) w h e nw e i m p l e m e n t w e b g i sw i t ht h ei n f r a s t r u c t u r eo fs m a r tc l i e n ta n dw e bs e r v i c c s k e y w o r d s w e b g i sm a p o b j e c t s m a pl a y e rp r o p e r t yd a t a m a p e l e m e n t m a ps u p e r p o s i n g s m a r tc l i e n tw e bs e r v i c e s 4 绪论 第一章绪论 1 、研究意义 本文提出和解决的问题来自8 6 3 课题“草业信息管理和决策系统研 究”子课题“草业信息化管理平台”( 2 0 0 2 a a 2 4 3 0 2 1 ) 。随着我国畜牧 业的发展，关于牧草的各种研究和原始数据有了丰富的积累，如何充分 利用这些资源建立起一个信息系统，为全国的畜牧业发展提供网络共享 的、全面的信息化支持被提上了现代农业技术的研究日程。现在，人们 可以通过各种遥感技术获得的丰富的地理信息，但这些信息基本上都是 单一的，如：某个地理区域的降水分布或年平均气温分布。然而，如果 我们要获得具有某种生物特性的牧草在该她的生长适宜性，就必须综合 考虑该地的温度、降水、土壤酸碱度等特征。为了综合这些特征我们就 必须把所有含有相关信息的地图文件( 包含对应的数据库文件) 进行综 合处理，这个过程就是地理图层的叠加，本文所实现的叠加算法分别在 该课题成果中的单机版系统和网络版系统中进行了应用，从而解决了课 题中要求对数据进行综合分析的问题。 为了集中管理已经获得的大量g i s 数据以及对这些充分利用，该课 题要求有w e b g i s 的支持。当前流行的w e b g i s 系统难于满足课题中提 出的数据发布自动化( 只要提交即完成发布) 、远程叠加等功能，本文基 于g i s 组件、n e t 开发平台特性和成熟的d b m s 系统较好地解决了上 面的问题。本文采取分离地理数据中的图素和属性数据的方法，隔离了 w e b g i s 系统中的地图发布和属性数据相关业务逻辑，使得开发人员可 以在不影响原有地图发布功能的情况下更新属性数据相关业务逻辑。 最后，基于最近提出的一种信息系统开发模式，智能客户端。对应 用智能客户端开发模式，结合m a p o b j e c t s 的g i s 功能给出了一种 绪论 有别于单纯的瘦、胖客户端的w e b g i s 实现模式。在此模式下实现的 w e b g i s 将具有效率更高、安全性更好的特点。 2 、本论文结构 第一章绪论 第二章w e b g i s 研究和应用现状 第三章m a p o b j e c t s 简介 第四章基于m a p o b j e c t s 的地理图层叠加算法 第五章a s e n e t 身份验证和文件授权 第六章基于n e t 和m a p o b j e c t s 的w e b g i s 系统架构 第七章基于智能客户端、w e b 服务以及m a p o b j e c t s 的 w e b g i s 系统实现初步 第八章总结与展望 最后是参考文献和致谢。 3 、本论文已解决本系统中的主要问题 地图在i n t e r n e t 环境下的发布、访问； 通过地图图素数据和属性数据的分离解决了带宽和属性数据安全问 题； 分离地图发布和属性数据相关业务，使得两者都可以独立更新并更 容易维护： 客户远端申请完成地图远程叠加； 结合已有的流媒体服务技术，实现图素与多媒体资料的整合： 给出了基于智能客户端和w e b 服务的w e b g i s 系统架构。 8 w e b g i s 现状 第二章w e b g i s 现状 2 1 、w e b g i s 的主要构造方法【1 】1 5 l 【2 1 1 从w e b g i s 开发的角度来看，主要涉及到客户端、服务器端。客户 端一般采用浏览器通过h t m l 和脚本、控件、插件来实现。服务器端由 w w w 服务器、应用服务器和数据库服务器组成。当前w e b g i s 主要的 构造方法如下： 2 1 1 通用网关接口 通用网关接口( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c ec g i ) 是w e b 服务器调 用外部程序的接口。它允许网页的用户通过网页的命令来启动一个位于 服务器主机的程序，这个程序被称为c g i 程序，并接受这个程序的输出 结果。由于早期的h t m l 只能用来显示资料，缺乏互动性，c g i 的加入， 使用户可以方便地与服务器交互。c g i 是最早用来实现动态网页的技术， 是连接应用软件和w e b 服务器的标准技术，是h t m l 功能的延伸。根 据c 0 1 界面的特点，应用于g i s 的c g i 可以分为以下两类： a ) c g i 启动图形产生器：由开发者制作一个简单的图形产生程序， 经由c g i 程序。可以根据命令行参数产生不同的地图。其结果通常以图 像的形式传回给客户端。一个典型的例子就是e s r i 公司的 m a p o b j e c t si n t e r n e t m a p s e r v e r 。 b ) c g i 启动后端g i s 软件：很多的g i s 软件都是使用图形用户界 面( g r a p h i c u s e ri n t e r f a c eg u i ) ，而浏览器也是利用g u i 采用事件驱动 的方式运行的。通过c g i ，用户在浏览器上的事件被传递给网络服务器， 然后又服务器传递给g i s 软件。 第一种方法程序编写比较简单，速度快，但功能比较简单。第二种 9 w e b g i s 现状 方法充分地利用了现有的软件，功能相对强一些，但是它要求后端g i s 软件一直运行，对于每一个客户机的请求，都要重新启动一个服务器进 程，占用大量的服务器的资源，容易导致服务器崩溃。 这两种方法所产生的结构都是栅格图像，所有的处理都必须在服务 器端完成，服务器的负载大，没有充分利用客户端的处理能力。 2 1 2 服务器应用程序接口( s e r v e ra p i ) 法 s e r v e ra p i 类似于c g i ，不同之处在于c g i 是单独运行的程序，而 s e r v e r a p i 是依附于某一个特定的服务器，如m i c r o s o f t 的i s a p l 只依附 于i i s ( i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e ri i s ) ，只能在w i n d o w s 平台上，移植 性较差。但是基于s e r v e r a p i 的动态连接模块启动后一直处于运行状态， 不像c g i 每次都要重新启动，速度快。 2 1 3 插件( p l u g - i n s ) 法 c g i 系统仅提供给客户端有限的g i s 功能，传给用户的信息都是静 态的，而且客户端不能操作单个的地理实体及快速地放大、缩小地图， 当网络的流量较大时，速度会很慢。 解决这个问题的方法是把一部分的服务器上的功能移到客户端上， 这样不仅加快了操作的反应速度，而且也减轻了网络的负载。但是标准 的浏览器只提供了一些简单的导航与浏览功能，缺乏处理地理空间数据 的能力。解决的方法之一是安装能与浏览器交换信息的专门的g i s 软件。 这种增加浏览器功能的方法就叫插件( p l u g i n s ) ，目前这种插件己被普 遍采用，尤其是在多媒体领域。g i s 插件不但可以增加浏览器处理地理 空间数据的能力。使人们更容易获取地理信息，而且可以溅轻服务器的 负载，从而使服务器更有效地为更多的用户服务，因为部分的数据处理 0 w e b g i s 现状 工作可以由浏览器插件来完成。美国a r g u s 公司的地图显示软件 m a p v i e w e r 就是利用这种插件的。与传统的应用软件相似，插件也需要 先安装再使用，因而传统软件中不同版本之间的不相容性及版本升级问 题仍然存在。g i s 插件与运行平台、操作系统、g i s 数据类型是有关的， 即对不同的g i s 数据，不同的操作系统，不同的浏览器需要不同的插件 支持。 2 1 4a c t i v e x 控件法 a c t i v e x 是建立在o l e ( o b j e c tl i n k i n ga n de m b e d d i n go l e ) 技术 之上发展起来的新的因特网技术，其基础是组件技术( c o m p o n e n to b j e c t m o d e lc o m ) ，是为了扩展m i c r o s o f t 的浏览器i e 的功能而提供的公共 框架。a c t i v e x 控件和插件技术非常相似，是扩展w e b 浏览器的功能的 动态模块。所不同的是，a c t i v e x 能被所有能支持o l e 标准的任何应用 程序所使用。相反，插件只能在某一个具体的浏览器中使用。基于a c t i v e x 的万维网地理信息系统就是依赖a c t i v e x 来完成g i s 数据的处理和显示。 a c t i v e x 控件目前只有i e 全面支持，在n e t s c a p e 中则必须有特定的插件 才能运行，并且性能较差；只能运行于m s w i n d o w s 平台上；需要下 载安装，占有客户机端的磁盘空间；可以进行磁盘操作，安全性较差。 优点是执行的速度快，可以用多种语言实现，可以利用原来的源代码， 可以加快开发的速度。 2 1 5j a v a 小程序( a p p l e t ) 法 j a v a 语言具有跨平台、简单、动态性强、运行稳定、分布式、安全、 容易移植等特点，是网络的重要编程语言。任何系统的平台，只要支持 j a v a 虚拟机就可以解释执行j a v a 程序，而与程序在何种系统下开发与编 w e b o i s 现状 译的无关。j a v aa p p l e t 是一种能嵌入到h t m l 文档中的j a v a 程序a 当浏 览器读取一个带有a p p l e t 的文档时，j a v a a p p l e t 被下载到客户端并且开 始执行。并不是每一个浏览器都支持j a v a ，到目前只有n e t s c a p e 6 0 支持 j a v a2 。要想在其他的浏览器中使用a p p l e t 必须下载插件。 g i sj a v a a p p l e t 最初为驻留在服务器端的可执行代码。它能完成g i s 数据解释和g i s 分析功能。具有以下优点：体系结构中立，与平台和操 作系统无关，能够在具有j a v a 虚拟机的系统上运行，一次编写，到处运 行；动态执行，无需预先安装，总是随着页面一起传到客户端，客户端 总能得到最新的版本：服务器和网络的传输负担轻，因为服务器仅仅提 供数据服务，网络也只需将数据一次传输，所有的g i s 操作都是在本地 完成。不足之处是，利用原来的g i s 系统的能力比较弱，处理大型的g i s 分析能力有限。 2 1 6j a v as e r v l e t 与j a v a a p p l e t 运行于客户端，加强客户端的能力对应，j a v a s e r v l e t 是在j a v a 型的w e b 服务器中执行，并且可以扩展服务器的功能。s e r v l e t 可以建立一个框架，通过w e b 提供请求和响应服务，用这种方式来扩 展服务器的功能。当客户端向服务器提出请求时，服务器将请求的信息 传给s e r v l e t ，并且让s e r v l e t 做出响应，再通过服务器传回客户端。 j a v as e r v l e t 和常用的通用网关接口 ( c g i ) 不同，c g i 必须执行整个 程序才能处理用户请求，而s e r v l e t 只要执行部分代码就可以处理用户请 求，所以s e r v l e t 的功能要超过c g i 程序。s e r v l e t 可以在w e b 服务器启 动时自动载入，也可以在客户第一次请求时载入，载入之后，s e r v l e t 可 以继续执行，等待其他的客户请求， 1 根据客户端的要求的性质， h t m l 网页； s e r v l e t 可以执行许多功能，如： 建立并且传回含有动态内容的整个 1 2 w e b g i s 现状 2 建立包含于现有h t m l 网页的部分h t m l 网页( h t m l 片段) ： 3 与其它的服务器资源通信，包括数据库和j a v aa p p l e t ； 4 处理与多个客户端之间的连接，接受多个客户端的输入，并且 将结果广播给多个客户端。 j a v as e r v l e t 有着比c g i 高效、启动时间快、s e r v l e t 内部通信容易 和安全性好等优点。通过a p p l e t 和s e r v l e t 成对的使用，可以提供信息 流的压缩及加密。目前w e b g i s 主要着重在图形的显示与查询功能上， j 大多数的开发集中于a p p l e t 增强客户端的能力，s e r v l e t 的应用较少。 2 1 7 可扩展标记语言( x m l ) 法 x m l 使用标记定义文件的结构、文件的内容、显示的方法。h t m l 是w e b 文件最常用的标记语言，但是h t m l 越是流行，它的局限性就 暴露得越明显，因为它只有有限各预先定义的标签，由于w e b 浏览器 并不了解不属于h t m l 标准中标签的含义，所以用户不能定义自己的标 签，使h t m l 的功能大受限制。同时，由于控制呈现方式的标签与说明 文件内容的标签在同一个文档中，使得h t m l 显得更加的混乱。虽然 h t m l4 。0 以后使用层叠样式表将内容与表现形式分离，但h t m l 仍无 法很好的说明文件内容。x m l 是一套原则，能让各行各业定义像h t m l 一样的标签，以利于数据的存取、处理、交换、转换等。 开放地理信息系统协会( o g c ) 于2 0 0 0 年5 月发布的地理标记语言， 是一个基于x m l 的应用，其目的在于叙述、说明地理空间信息，可以 很清晰地表现空间实体的结构及其内容，并且能作到开放式的空间信息 的交换与管理。g m l 为空间信息的描述、管理、呈现提供个标准的解 决方案，并能使跨平台的分布式的空间数据之间的转换与整合更有效率。 2 2 、w e b g i s 中空间数据处理的服务横型 2 0 l 空间数掘的显示( 或可视化) 要经过这样的四个处理过程( 下图1 ) ： 1 3 w e b g i s 现状 四个步骤分别是：选择空间数据、生成显示序列、地图的形成和地 图显示。 ( 1 ) 从空间数据源中选择出要显示的地理实体的数据。 ( 2 ) 把选择出来的地理实体数据组合生成一个显示元素的序列。 ( 3 ) 将显示元素系列生成最终要显示的地图结果。 ( 4 )将准备好地图送往显示设备进行最终显示。 把上述地学空间数据可视化的过程看作相对独立的步骤，每一个步骤都 接受某特定形式的空间数据作输入，并输出某种形式的中间结果，每 一个后续步骤的顺利执行都要先执行前面的步骤，并使用前面步骤提供 的输出结果，就是说，后续步骤要调用前面的步骤为其服务。 把上述地学空间数据可视化的过程看作相对独立的步骤，每一个步 骤都接受某一特定形式的空间数据作输入，并输出某种形式的中间结果， 每一个后续步骤的顺利执行都要先执行前面的步骤，并使用前面步骤提 供的输出结果，就是说，后续步骤要调用前面的步骤为其服务，前面步 骤要为后续步骤提供服务。其中第一个步骤从空间数据源中得到满足条 件的空间数据，最后一个步骤显示最终结果。分步骤服务模型没有限制 1 4 w e b g i s 现状 相邻两个步骤的执行必须要在一台机器上，当其中某两个相邻步骤被因 特网分开时，就得到了三种可能的w e b g i s 系统体系结构。 ( 1 ) 客户端请求地图图像的方式。在这种结构下，作为客户端的 浏览器只进行图像的显示，而把选择空间数据、生成显示元素序列和地 图图像的步骤放在服务器端。浏览器通过服务器的c g i 接口以j p e g 或 g i f 图像格式请求地图图像。 ( 2 ) 客户端请求图形元素的方式。客户端由地图生成和显示两部 分组成，通过j a v aa p p t e t 、a c t i v e x 来实现，由它们向服务器请求要显 示的图形元素或地图图像。随着s v g 和v m l 成为万维网协会( w o r l d w i d ew e bc o n s o r t i u m ，简称w 3 c ) 的标准，如果用它们来编码矢量空 间数据，则浏览器就可以直接显示。 ( 3 ) 客户端请求空间数据的方式。服务器端只执行查询，从空间 数据源中得到需要的空间数据，然后把数据发送到客户端。由浏览器上 的j a v aa p p l e t 、a c t i v e x 或浏览器插件完成后面的工作。浏览器生成最 终结果时，还会向服务器请求必要的显示符号信息。 w e b g i s 的这三种体系结构各有特点，可以满足万维网对不同的客 户端和服务器端应用要求。按照客户端功能的多少划分出客户端的类型。 瘦客户端只提供显示功能，中等客户端提供显示和提取服务功能，胖客 户端提供显示、提取服务和查询分析服务。但不论采用哪种结构，由于 它们都是基于空间数据可视化的分步骤服务模型，保证了它们对空间数 据处理的一致性。采用这种空间数据模型的w e b g i s 系统，就可以保证 每个系统的上面一个步骤可以调用其它w e b g i s 系统的相应下面步骤的 服务。从这个角度来看，不同的客户服务器结构，仅仅是让两个处理步 骤之间的服务调用跨越因特网而己，不会影响整个系统集成多个异构系 统中空间数据的能力。 w e b g i s 现状 我们看到，分步骤服务模型为万维网空间数据一个系统的上面处理 步骤充分享用另一个系统相应下面步骤的服务，充分体现了w e b g i s 的 分布式思想。 2 。3 、目前较为成熟的国外w e b g i s 厂家及其产品 厂商产品名称支持数据格式服务器( 最低) a u t o d e s k m a p g u i d e 向量w i n d o w sn t b e n t l e y m i c r o s t a t i o n向量w i n d o w sn t g e o g r a p h i e s e s r il m sf o ra r c v i e w向量、栅格w i n d o w sn t m a p o b j e c t s m a p l n f o p r o s e r v e r向量w i n d o w sn t i n t e r g r a p h g e o m e d i aw e b向量橱格w i n d o w sn t u n i x m a p g e n a s y ss p a t i a l向量、栅格 u n i x w e b b r o k e r a p p i a na p p i a n ”c a r t a ”向量u n i x i n t e r a c t i v ec o r p o b j e c t f x s p a t i a ln e t 向量、栅格w i n d o w sn t ， s u n s o l a r i s ， h p u x u n i v e r s a i 向量、橱格 u n i x c a r i s s y s t e m sl t d ， i n t e r n e t s e r v e r 表1 ：目前较为成熟的国外w e b g i s 厂家及其产品 虽然上述产品已经较为成熟而且功能较为强大，由于本系统的一些 特殊要求以及适用性和费用问题，我不准备使用其中的任何一种来构建 国家8 6 3 计划草业信息化平台中。w e b g i s 系统，而是使用a s p n e t 和 m a p o b j e c t s2 1 来实现。 1 6 m a p o b j e c t s 简介 第三章m a p o b j e c t s 简介【2 】【3 】【6 】【7 1 3 1m a p o b j e c t s 的数据源 m a p o b j e c t s 可以使用s h a p e 文件、图像( i m a g e ) 文件、属性表或 通过e s r i 的专用数据库引擎连接的专用数据库。 s h a p e 文件是地图数据的矢量形式，图像文件是栅格图像或尤指炕 空或卫星的畸变图像的纠正照片，属性表是可用o d b c 装入的任意格式。 专用数据库是网络上通过e s r i 专用数据库引擎连接的u n i x 服务器。 s h a p e 文件适用于中小型地图数据。而大型数据( 省，国家道路网) ， 就需使用专用数据库。 用m a p o b j e c t s 编写的软件是可伸缩的。最初可用s h a p e 文件。 当用户需要与大型数据库连接时，几乎所有代码都可被移到与专用数据 库连接后的工作中，我们要做的仅仅是修改打开数据源的几行代码。 3 1 1s h a p e 文件 s h a p e 文件是e s r i 提供的存储地理数据的矢量格式。这就意味着地 理特征以x 、y 形式出现。其坐标系是笛卡尔坐标。注意，笛卡尔坐标 与屏幕坐标有所不同。 每一特征的几何形状以一组矢量坐标的形式存储。其属性存放在与 s h a p e 文件相连的记录中。 一个s h a p e 文件由主文件、索引文件和一个d b a s e 表三个文件组成。 主文件( + s h p ) 包含几何形状，是一个直接存取、变长记录的文件。索 引文件( + s h x ) 包含数据的索引，文件中每个记录包含对应主文件记录 距离主文件头的偏移。d b a s e 表( ，d b f ) 包含记录的特征，可以修改字段 的定义。 每一个s h a p e 文件包含一种类型( 点、弧、多边形) 。 点有一个( x ，y ) 坐标和一个属性。 多边形包括一个或多个边界，一个边界是一个无交叉点的闭合环， 】7 m a p o b j e c t s 简介 一个边界可嵌于一多边形中而形成环形。边界的方向决定它是否代表区 域内的面积。每一多边形有属性记录。 s h a p e 文件通过o d b c 读入，o d b c 在安装m a p o b j e c t s 的同时 被装入并注册。s h a p e 文件无拓扑，因此，s h a p e 文件允许集合简单特征 来合成特征。如，把几条p o l y l i n e 合成a l c 。通过s h a p e 文件，可快速显 示图形并具有简单数据模型：以简单数据模型换取快速显示，这使得对 s h a p e 文件进行拓扑编辑或高级分析变得十分困难。 3 1 2 图像文件 我们可以通过m a p o b j e c t s 编写应用程序来显示多种图像文件。 在地图中图像多来自航空照片和卫星图像。图像文件依靠带有灰度 值或色标的一组像素来表示图片，这些像素无属性连接，其坐标系统与 s h a p e 文件不同。 可把图像文件精确重叠于大地坐标的s h a p e 文件。m a p o b j e c t s ( 或 其他e s r i 软件) 用w o r l d 文件来配准图像。 一个w o r l d 文件是一个简单的文本文件，它包括数学参数来定义转 换关系，其公式为： 其中： x 表示像元在地图上的计算坐标值x ； y 表示像元在地图上的计算坐标值y ； x 表示像元列数： y 表示像元行数； a 表示x 轴上像元的尺寸： b 、d 是旋转关系项； 1 8 m a p o i m e c i s 简介 e 代表负的y 轴上像元的尺寸； c 、f 代表左上角像元中心的x ，y 地图坐标。 下表是m a p o b j e c t s 支持的图像文件格式。 名称描述名扩展名w o r l d 文件扩展名 b m pw i n d o w sb i t m a p b m pb p w t i f f t a gi m a g ef i l e t i ft f w s u ns u nr a s t e rf i l es u ns n w e r d a se r d a sg i so rl a ng i sg s w i m p e l l i m p e l l b i t m a p r l sr l w b i lb a n di n t e r l e a v e db yl i n eb i lb l w b l pb a n di n t e r l e a v e db yp i x e l b i pb p w b s qb a n ds e q u e n t i a l b s qb q w 表2 ：m a p o b j e c t s 支持的图像文件格式 3 1 3 属性表 用m a p o b j e c t s 编写的应用程序，可通过一种关系与外部属性表相 连。关系是连接特征表( 特征表可是s h a p e 文件的d b a s e 表，也可是从 s d e 层中得到的表) 与属性表的表。为了这种连接，可安装o d b c 。这种 关系留存于应用程序运行期间，它不会被写入文件中。 要建立这种关系，需要确认一个特征表的某一字段，个要与之建 立关系的属性表。 该属性表的一个字段。属性表的相关字段必须是主关键字段或允许 在其上建立独一无二的索引。有一个例外情况，在少于1 0 0 个记录的小 型特征表上可建立无特殊字段的关系。 一旦建立了关系，它就在特征表上建立了一种纽带，便可通过属性 表的字段查询属性但不能在m a p o b j e c t s 中通过s o l 表达式向其中增 加数据。 1 9 m a p o r e c 髓简介 3 1 4 空间数据引擎 如果采用大规模地图数据组来组织工作，则应该考虑使用空间数据 引擎( s d e ) ，s d e 是一种高性能制图数据服务器。 通过s d e ，空问数据可存放于u n i x 服务器上。用户的s d e 应用程 序可基于u n i x 或w i n 环境下编写，s d e 提供软件开发和数据管理能力： 管理大规模地理数据，提供地图无缝显示。 通过某种商业关系数据库存储数据。 通过一组高效的高端空间数据操作来查询空间数据。 s d e 包括一个c 语言应用程序接口( a p i ) ，它提供最大能力的执行效 率和极大的灵活性。 3 2m a p o b j e c t s 的组成 m a p o b j e c t s 包括一个地图控件和4 0 多个具有属性、事件利方法 的o l e 对象。当初次使用m a p o b j e c t s 时，应了解这些对象、属性和 方法。这些对象是m a p o b j e c t s 区别于同类产品的制图软件控件，它 们提供了灵活性和多功能。 m a p o b j e c t s 的对象分为6 组数据访问对象组、地图显示对象 组、几和图形对象组、地址匹配对象组、实用对象组与投影对象组。 3 2 1 数据访问对象组 通过数据访问对象( d a t a a c c e s so b j , c t s ) 组，便能建立与地图数据的 联系，增加属性值，从地理特征上反馈属性信息。数据访问对象组由以 下对象组成。 数据连接( d a t a c o n n e c t i o n ) 对象：该对象是m a p o b i e c t s 通向埘图数 据的通道。它通过属性和方法来建立与地理数据集( g e o d a t a s e t s ) 集合的 联系。 地理数据集( g e o d a t a s e t ) 对象：该对象代表制图数据并可引用图层。 它可引用s h a p e 文件或s d e 层的数据。 地理数据集合( g e o d a t a s e t s ) 对象：该集合是对于一个数据连接的 2 0 m a p 0 1 8 1 e c t s 简介 所有g e o d a t a s e t 对象的总合。它是特定文件夹中所有s h a p e 文件或s d e 数据库中所有s d e 层。 记录集( r e c o r ds e t ) 对：该对象代表一个图层的记录。如果用户选择 了某特征，它就代表所选记录。它类似于数据库指针。 表描述( t a b l e d e s c ) 对象：该对象用于描述关于与记录集相连的表的 字段信息 表( t a b l e ) 对象：它是一个只读数据表对象，代表来自o d b c 数据源 的一个表单。可增加一表作为与图层对象的关联或为了大批地址匹配。 字段( f i e l d s ) 集合：它包括r e c o r d s e t 对象的f i e l d 对象。 统计( s t a t i s t i c s ) 对象：该对象代表关于一个记录集的简单统计信息。首先 应用一种方法计算关于记录集的统计值，然后可在该对象中检查结果。 3 2 2 地图显示对象组 通过地图显示对象组( m a pd i s p l a yo b j e c t s ) ，可用符号或专题描述画 一张地图。也可加入图像作为背景，在地图上显示动态数据。地图显示 对象组由以下对象组成。 地图控件该控件用于显示图层、图像层和动态跟踪图层对象，可以编写 代码来控制鼠标驱动绘图事件、设置显示参数；通过方法可画特征、闪 烁选择的特征、计算点与特征的距离、输入线、圆等。 层集合( l a y e r s ) 它是服务于地图控件的图层对象和图像层对象 的集合。 图层对象：它代表带有一些显示属性的地理数据集合对象。利用图 层可以处理专题地图，此对象有几个方法用来查找和选择地理特征。 图像层对象：该对象代表作为地图控件上的背景的影像文件。 动态跟踪层( t r a c k i n gl a y e r ) 对象：该对象能动态拖拽特征而无需重 显，这对实时数据获取是十分理想的( 如g p s ) 。它也可用于显示基本几 何形状( 如三角、圆) 和描述性文本，它们都不是地图数据的一部分。 g e o e v e n 对象：代表可加到t r a c k i n gl a y e r 对象上的点特征。 符号( s y m b 0 1 ) 对象：该对象使用非常广泛，它影响如何在地图上显 2 l m a p o b j e c r s 简介 示特征的许多方面。其属性包括：颜色、字形、大小、形状。 文本符号( t e x t s y m b 0 1 ) 对象：代表文本的某些属性( 如准线、字型) 。 c l a s s b r e a k s r e n d e r e r 对象：使用该对象能在图层对象中通过分类的 办法依数值字段显示特征。 v a l u e m a p r e n d e r e r 对象：通过该对缘可以在图层对象中通过特殊字 段中单独的值，用符号来显示特征。 l a b l e r e n d e r e r 对象：通过该对缘可以在图层对象中，依特征的某字 段的属性标注文本。 3 2 3 几何图形对象组 几何图形对象( g e o m e t r i co b j e c t s ) 组提供几种功能：按从图层中选择 的特征反馈几何信息；向图层添加几何对象；向地图中画几何对象而不 更新图层。 几何图形对象组由以下对象组成： 矩形； 点集：用于存储线和多边形对象的坐标； 点对象代表具有x ，y 坐标的点： 线对象代表地图上的一条线； 多边形对象代表多边形。它的第一个点和最后一个点在它的点集上 是相同的； 椭圆对象代表椭圆和圆。 3 2 4 地址匹配对象组 通过地址匹配对象( a d d r e s sm a t c h i n go b j e c t s ) 组，可以进入图层上 的某个地址，该地址具有街道和地址范围并返回一个位置，并可发现十 字路口的位置和地名。 地址匹配对象组由以下对象组成。 地址位置( a d d r e s s l o c a t i o n ) 对象：是地址匹配结果。 m a p o i j j e c t s 简介 地理编码( g e o c o d e r ) 对象：在街道网络中- 根据地址、路口或地址 列表等信息定位。 地点定位( p l a c e l o c a t o r ) 对象：通过该对象，可以列出带有地名的地 理数据集，并通过一个方法找出地名的位置。 地址标准化( s t a n d a r d i z e r ) 对象：该对象用于标准化地址和路口信息。 3 4 5 实用对象组 实用对象( u t i l i t yo b j e c t s ) 组仅包含s t r i n g 集合，它是一个字符串集 合，用于管理字符串。 3 4 6 投影对象组 通过投影对象( p r o j e c t i o no b j e c t s ) 组中的对象，可以定义坐标系和在 不同坐标系之间进行坐标转换。 投影对象组由以下对象组成： 基准面( d a t u m ) 对象：该对象确定了投影的基准面。 地理坐标系统( g e o c o o r d s y s ) 对象：该对象使用经纬度坐标系统描述 地球上点的位置。地理坐标系统依赖于基准面，该基准面由d a t u m 属性 确定。0 度经线称为 本初子午线，该子午线由p r i m e m e r i d i a n 属性确定。 地理坐标转换( g e o t r a n s f o r m a t i o n ) 对象：该对象用于将矢量数据从 个坐标系转换到另一个坐标系。 本初予午线( p r i m e m e r i d i a n ) 对象：该对象定义了地理坐标系统对象 的本初子午线。 投影坐标系统( p r o j c o o r d s y s ) 对象：经过投影的坐标系统不再使用经 纬度来描述某点的位置，而是使用x 和y 坐标值。投影坐标系统是基于 地理坐标系统，然后依据某一方法将地球椭球体投影到平面上。该对象 2 m a p o b j e c i s 简介 的g e o c o o r d s y s 属性定义了本投影坐标系统是从哪个地理坐标系统投影 而来。而p r o j e c t i o n 属性确定了投影方法。 投影( p r o i e c t i o n ) 对象该对象表示将地理坐标系统转变成投影坐 标系统所使用的数学转换方法。例如高斯一克吕格投影、彭纳投影等。 地球椭球体( s p h e r o i d ) 对象为了从数学上定义地球，必须建立一个地 球表面的几何模型。这个模型是由地球的形状决定的。它是一个较为接 近地球形状的几何模型，即椭球体，是由一个椭圆绕着其短轴旋转而成。 由于采用不同的资料推算地球椭球体的大小，故椭球体的元素值是不同 的。椭球体模型主要有b e s s e l 、c l a r k e 等。m a p o b j e c t s 提供了4 0 多 个预定义的椭球体模型。 单位( u n i t ) 对象，定义了地理坐标系统或投影坐标系统的单位。 基于m a p o b j e c t s 的地理图层叠加算法 第四章基于m a