（模式识别与智能系统专业论文）面向网络的房屋立面图cad系统研究与开发.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 运用计算机技术实现房屋信息管理的自动化，可以降低企业成本，提高企业的竞争 力。现有的房屋立面图制作系统操作复杂，效率低，绘图质量不高，不便于迸行数据交 换。针对这种不足，本文运用图形绘制技术实现立面图的绘制，并对x m l 技术、数据 库技术实现数据交换和数据共享进行了深入研究。研制完成日本m i n i m i n i 株式会社的 房屋信息管理系统，重点对房屋立面图c a d 系统做了研究。本文主要包括以下工作： 首先对c a d 技术的发展现状和适用于网络化环境下的c a d 系统需求进行分析，提 出基于网络的c a d 系统的研究方案，规划了c a d 系统的总体结构和组织框架。 在深入分柝房屋立面图的绘制过程和绘制要求基础上，运用可视化编程工具v i s u a l c + + 、图形几何交换技术研制房屋立面图c a d 系统。针对方便信息共享的实际需求， 采用数据库作为数据信息存储中心。 基于w i n d o w s 打印原理，采用虚拟打印机技术，实现用于印刷的e p s 矢量格式图 片的保存；运用图形几何变换技术，实现图形平移、旋转、镜像等图形变换。 提出一种新的存储x m l 文档方法，以解决当前对象关系数据库在存储、查询 x m l 文档技术上的局限导致数据库在对x m l 文档进行存储、检索时效率降低的问题。 本文以v c + + 为系统开发平台，综合运用图形变换技术、x m l 技术、数据库技术和 网络技术实现房屋立面图c a d 系统。此系统具有网络集中存储、绘图数据信息交换和 共享、便于通过x m l 实现与其他系统数据交换等特点。与现有房屋立面图制作系统相 比，在操作方便性、出图速度、网络适用性等方面均有很大提高。 关键词：立面图；c a d 系统；x l d g ；图形变换；数据库 面向网络的房屋立面图c a d 系统研究与开发 r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no f e l e v a t i o no f h o u s ec a d s y s t e m b a s e d o nn e t w o r k a b s t r a c t t h ea u t o m a t i o no f h o u s ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tw i t hc o m p u t e rc a nr e d u c et h ee n t e r p r i s e c o s ta n di m p r o v et h ee n t e r p r i s ec o m p e t e n c e m o s to ft h ee l e v a t i o nd r a w i n gs y s t e m s ，w h i c h a r ec o m p l i c a t e di n o p e r a t i o n a n dp o o rq u a l i t yt ot h ee l e v a t i o nd r a w i n g t h em o s t d i s a d v a n t a g e sa r ed i f f i c u l tt om a k ed a t ae x c h a n g e i nt h i sp a p e r ，g r a p h i cd r a w i n g ，x m la n d d a t a b a s et e c h n o l o g ya r es t u d i e dd e e p l yt or e s o l v et h ep r o b l e m t h i sp a p e rm a i n l yi n c l u d e s t h ef o l l o w i n ga s p e c t s ： f i r s t l y ，t h i sp a p e ra n a l y z e st h en e e d so fc a ds y s t e mw h i c ha p p l i e sn e t w o r ke n v i r o t m a e n t ； i n v e s t i g a t eo f t h ec u r r e n td e v e l o p m e n tl e v e la b o u ta r c h i t e c t u r a lc a d t h e nt h es c h e m ea b o u t e l e v a t i o nc a ds y s t e mb a s e do nn e t w o r ki sp r o p o s e d b e s i d e s , t h i sp a p e rp r o g r a m st h e g e n e r a ls t r u c t u r eo f t h i sc a ds y s t e m b yt h et h o r o u g ha n a l y s i so f t h er e n d e r i n gp r o g r e s sa n dd e m a n d sa b o u te l e v a t i o n ，t h i sp a p e r ， u s i n gv i s u a lc + + ，g r a p h i cd r a w i n ga n dd a t a b a s et e c h n o l o g y ，i m p l e m e n t st h ee l e v a t i o nc a d s y s t e m b yu s i n gd a t a b a s es t o r a g et h ew h o l ed a t ai n f o r m a t i o na b o u te l e v a t i o n , m e a t st h e d e m a n do fi n f o r m a t i o ns h a r i n ga n dr e u s e c o m p r e h e n s i v ea p p l i c a t i o ng e o m e t r yc o n v e r s i o nt e c h n o l o g yo ft h et w od i m e n s i o ng r a p h s ， t h i sp a p e ra c h i e v e sg r a p h st r a n s l a t i o n , r o t a t i o na n dm i r r o r b a s e do nw i n d o w sp r i n tp r i n c i p l e ， a d o p tv i r t u a lp r i n t e rt e c h n i q u e ，t h es y s t e mi sc o m p l e t ef o re p sf o r m a tp i c t u r ec o n s c t v e b e c a u s eo ft h el i m i t a t i o nf o rt h eo b j e c t - r e l a t i o nd a t a b a s eq u e r yt e c h n o l o g ya b o u tx m l f i l e sc u r r e n t l y ，w h i c hm a k et h ew h o l ed a t as y s t e mp e r f o r m a n c ed e g r a d a t i o n , an e wm e t h o dt o s o l v et h i sp r o b l e mi ss u p p l i e di nt h i sp a p e r t h i sp a p e rr e a l i z e st h ee l e v a t i o nc a ds y s t e mb yc h o o s i n gv c 抖a sd e v e l o p m e n tp l a t f o r m c o m p r e h e n s i v ea p p l i c a t i o n o fg r a p h i ct r a n s f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ，x m la n dd a t a b a s e t e c h n o l o g ya n dn e t w o r kt e c h n o l o g y t h ee l e v a t i o nc a ds y s t e m sc h a r a c t e ri n c l u d e s c e n t r a l i z e ds t o r a g eb a s e do nn e t w o r k ，d r a w i n gd a t ae x c h a n g ea n ds oo n c o m p a r ew i t ho t h e r e l e v a t i o nc a ds y s t e m ，t h i s s y s t e mh a sa d v a n t a g ef o rc o n v e n i e n to p e r a t i o na n dd r a w i n g s p e e d k e yw o r d s ：e l e v a t i o n ；c a ds y s t e m ；x m l ；g e o m e t r yc o n v e r s i o n ：d a t a b a s es y s t e m i i 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：圣盈 日期：边李坶掣量 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位 论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送 交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理 工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也 可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名：圣毳作者签名：垒盈 导师签名：鱼! 盘! 些 埠年血月耳日 f 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 本章主要对论文的研究背景、研究目的及意义进行了介绍，阐述了本文的主要研究 内容和组织结构。 1 1 课题研究背景 随着当今网络化技术的发展，网络正在成为一个重要的信息传播、交换媒介。以信 息技术为代表的第四次技术革命标志着人类进入到智能化生产阶段【l 】，信息化主导着新 时期工业化的方向，使工业朝着高附加值化发展，信息化建设正成为当今企业发展的关 键。可以说离开信息化的支撑，企业就难以实现发展，信息化的重要性使得企业对信息 化建设越来越重视。 传统的应用系统一般都是基于单机应用开发的，与网络的融合性不好，不便于实现 基于网络的信息共享，因此，开发适用于网络化环境的应用系统是一种必然的发展趋势。 近年来，有关企业网络化的研究也在进行，并取得了一些成果【2 驯，这些研究一般是从企 业整体出发，提出企业内部的一个信息化整合方案，考虑对于企业各个功能模块之间的 整合连接较多，对于具体的应用软件支撑的研究较少，特别是在关于网络化环境下的 c a d 系统软件的开发应用方面的文献更少。研究开发应用于信息化环境、适合网络应 用的软件系统是今后的一个重要研究方向，基于网络的c a d 绘图系统研究正是在这种 情况下提出的。 从行业角度来看，由房地产业的发展经历可知，地产商营销水平的高低直接关系到 房地产企业的生死存- 亡1 4 。在房地产业领域，网络技术的应用正改变着房地产业的营销 模式。计算机的应用，使房地产咨询、估价中常常涉及到的大量数据处理工作变得容易， 使房地产信息的查询、配对也更加迅捷方便。电脑的普及和i n t e r n e t 成本的降低， 信息产品进入家庭的步伐加快，物业买卖信息将成为信息产业的主要承载内容。网络也 为入网的各中介行业发布楼宇信息提供最便捷的途径。在信息化条件下能否及时、准确 的发布房屋信息关系到房地产企业和房屋中介企业的营销成功与否，发布的房屋信息留 给客户的直观印象程度也是房屋营销中的一个重要因素。研究具有快速、准确的制作和 发布各种房屋信息的应用系统成为房地产业需要解决的问题。作为房屋信息的重要组成 部分的房屋户型图、立面图制作质量和制作效率是研究的重点。房屋立面图c a d 系统 的研究开发正是在这个背景下提出的。 通过运用网络化技术，可以使企业不受地域的限制，随时随地调用各个地区的由同 一应用系统生成的数据信息，利用网络和集中存储技术实现数据信息共享。x m l 文档 面向网络的房屋立面图c a d 系统研究与开发 技术可以方便的实现系统闻的数据交换，提高企业的信息化水平，充分利用企业资源， 实现企业的发展。 1 2c a d 技术发展现状 1 2 1c a d 技术发展概况 在c a d 软件发展初期，c a d 的含义仅仅是图板的替代品，即：意指c o m p u t e r a i d d r a w i n g ( o rd r a f t i n g ) 而非现在我们经常讨论的c a d ( c o m p u t e ra i dd e s i g n ) 所包含的全部 内容。c a d 技术以二维绘图为主要目标的算法一直持续到7 0 年代末期，以后作为c a d 技术的一个分支而相对单独、平稳地发展。 第一次c a d 技术革命曲面造型技术：6 0 年代出现的三维c a d 系统只是极为 简单的线框式系统。这种初期的线框造型系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达 几何数据间的拓扑关系。进入7 0 年代，飞机及汽车制造中遇到了大量的自由曲面问题， 由于三视图方法表达的不完整性，设计者对自己设计的曲面形状能否满足要求也无法保 证，所以还经常按比例制作油泥模型，作为设计评审或方案比较的依据。此时法国人提 出了贝赛尔算法，使得人们在用计算机处理曲线及曲面问题时变得可以操作，同时也使 得法国的达索飞机制造公司的开发者们，能在二维绘图系统c a d a m 的基础上，开发出 以表面模型为特点的自由曲面建模方法，推出了三维曲面造型系统c a t i a 。它的出现， 标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以 计算机完整描述产品零件的主要信息。为人类带来了笫一次c a d 技术革命，改变了以 往只能借助油泥模型来近似准确表达曲面的落后的工作方式。 第二次c a d 技术革命实体造型技术：8 0 年代初，c a d 系统价格依然令一般企 业望而却步，这使得c a d 技术无法拥有更广阔的市场。有了表面模型，c a m 的问题可 以基本解决。但由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确表达零件的其它 特性，如质量、重心、惯性矩等，对c a e 十分不利，最大的问题在于分析的前处理特 别困难。基于对于c a d c a e 一体化技术发展的探索，s d r c 公司于1 9 7 9 年发布了世界 上第一个完全基于实体造型技术的大型c a d c a e 软件i - d e a s 。由于实体造型技术 能够精确表达零件的全部属性，在理论上有助于统一c a d 、c a e 、c a m 的模型表达， 给设计带来了惊人的方便性。它代表着未来c a d 技术的发展方向。基于这样的共识， 各软件纷纷仿效。一时闻，实体造型技术呼声满天下。可以说，实体造型技术的普及应 用标志c a d 发展史上的第二次技术革命。 大连理工大学硕士学位论文 第三次c a d 技术革命参数化技术：进入8 0 年代中期，c v 公司内部以高级副 总裁为首的一批人提出了一种比无约束自由造型更新颖，更好的算法一参数化实体造 型方法。它主要的特点是：基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。 当时的参数化技术方案还处于一种发展的初级阶段，很多技术难点有待于攻克。8 0 年代 末，计算机技术迅猛发展，硬件成本大幅度下降，一个更加广阔的c a d 市场完全展开， 很多中小型企业也开始有能力使用c a d 技术。进入9 0 年代，参数化技术变得比较成熟 起来，充分体现出其在许多通用件、零部件设计上存在的简便易行的优势。可以认为， 参数化技术的应用主导了c a d 发展史上的第三次技术革命。 随着微机性能价格比不断提高，随着“网络通讯的普及化”、“信息处理的智能化”、 “多媒体技术的实用化”，随着c a d 技术的普及应用越来越广泛，越来越深入，c a d 技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。 1 2 2 建筑0 a t 发展现状 1 9 7 8 年，美国威廉米切尔( w i l l i a mm i t c h e l l ) 教授出版了计算机辅助建筑设计 一书，系统地总结了c a a d ( c o m p u t e r - a i d e da r c h i t e c t u r a ld e s i g n ) 的发展成果，比较全面 地介绍了c a a d 的基础理论、研究内容和开发理论，是建筑信息化技术方面的奠基性 著作嘲。早期应用较为广泛的是c a d a m l 7 1 软件，近十年来占据绘图市场主导地位的是 a u t o d e s k 公司的a u t o c a d 软件嗍。 国内外绝大部分c a a d ( 计算机辅助建筑设计) 绘图软件均是在a u t o c a d 、p r o e 等软件平台上开发出来的，计算机硬件发面的飞速发展，能产生几百到上千万种彩色的 绘图机的面世等，更使图形和图像的处理能力有了空前的扩展。 2 0 世纪9 0 年代出现的面向对象的技术给建筑设计软件的开发开辟了广阔的道路， 使得各种建筑设计专用软件系统层出不穷。近几年来基于建筑、结构专业的很多优秀的 专用软件应运而生，产生良好的社会效益、经济效益，如g r a p h i s o f t 公司的a r c h i c a d 、 建筑科学院的p k - p m 、天正公司的天正建筑等就是其中的代表1 9 , 1 0 , 1 1 】。以上软件都是建 筑设计领域功能强大的设计软件，但对于具体领域设计来说，上述软件具有功能不够全 面，使用不够方便，不适用本地区、本行业等缺点。国内外大型专业软件昂贵的注册费 用、升级费用也无形地提高了设计成本；其程序的开放性也很大程度上限制了使用者的 特殊要求，如自己结合本地区，本行业的特点而做出的一些节点设计的创新做法无法扩 充到软件的数据库中。 孙抗菌【1 2 】对建筑给水排水c a d 系统做了研究，通过对a u t o c a d 的二次开发，在 a u t o c a d 的基础上创建了专业的绘图环境、系统界面，增加了适合于给水排水专业的 面向网络的房屋立面图c a d 系统研究与开发 线型，优化了常用的绘图命令以求实现绘图的自动化，将计算模块、查询模块和绘图模 块进行整合以求实现计算绘图的一体化。王晓强【”】等运用面向对象的思想，在 a u t o c a d 的基础上开发了适合于建筑行业的常用建筑c a d 系统。郑多棕【1 4 1 在“对建 筑c a d 发展的认识”中提到将来建筑c a d 发展的趋势是：将设计院、现场、甲方及各 专业和总指挥通过网络进行联络，以便能快捷方便的处理各种问题，这正是信息化、网 络化发展的必然结果。 在建筑室内装修效果图制作方面，国内外也出现了很多简单易学的小型专业化软 件，如创想家居设计软件【”1 集三维家居设计、工程预算等功能于一体的室内装修软件。 任何用户不仅可以在几分钟内绘制精确美观的二维彩色平面图，而且可以立即生成逼真 的三维虚拟现实空间，并可实时动态地调整材料和灯光效果。这些软件都是针对室内装 修设计的绘图c a d 系统，具有简单实用的特点。在室外建筑效果图的制作方面，现在 还没有一个能集底图制作，效果渲染，后期效果制作等功能于一体的软件出现，需要好 几种软件配合使用【1 6 1 。 这些c a d 系统大部分是面向专业设计人员开发的应用系统，大都基于底层开发的 具有某一方面功能的c a d 系统，具有效率高和适用于网络环境的特点。面向销售领域 的c a d 系统开发应用还处于起步阶段，随着销售的重要性逐渐受到人们的重视，面向 销售领域的c a d 系统开发研究正逐渐增多。 1 3 课题研究的意义 房地产业是我国国民经济的主导产业，在现代社会经济生活中有着举足轻重的地 位。据有关统计资料显示【1 5 1 ，我国2 0 0 7 年上半年房地产开发投资人民币9 8 8 7 2 3 亿元， 占同期固定资产投资的比重为2 1 5 。房地产开发投资增长直接或间接拉动国民生产总 值g d p 的增长率每年平均保持在两个百分点左右。 从经济发达国家的发展经历来看，房地产业是国民经济的支柱产业，在国民经济中 占有重要的地位，起着重要的作用f 埘，可以说是“国民经济的晴雨表，宏观经济的风向 标”。 随着经济发展，房屋中介市场规模在迅速扩大，与房屋相关的广告业务也在的增加。 互联网的发展，使人们获取信息变得更加方便快捷，企业可以通过网络把企业和客户联 成一体，并对服务流程进行整合，为客户提供一个集成的，一体化的，互动式高效服务。 通过网络，集团公司的企业管理者可以随时随地把握公司的经营情况、财务状况以及营 销业务运作情况，部署经营活动，实现对分支机构的集中管理，使得企业管理者可以在 一4 一 大连理工大学硕士学位论文 任何一个地方对企业的经营活动实施管理。而这些面向网络的应用都需要有相关的软件 系统支撑。 在房屋广告设计领域，虽然a r c h i c a d 等软件的计算、绘图的功能十分强大，但学 习时间长，需要专门的培训指导才能使用，达到熟练运用的程度需要大量的练习，这些 软件大都是为行业应用通用而设计的，专业应用上的效率较低。 效果图制作大都是以c a d 绘图软件绘制好底图，之后在3 d m a x 等大型渲染软件 中进行效果制作，最后输入到p h o t o s h o p 软件中进行最终制作【1 8 】。这种制作过程繁 琐、工作量大，制作出的效果图只能看出建筑外观或者是房屋户型的平面效果，不能直 观的表现出建筑每个单元的房屋信息。以上制作方法的一个不足之处就是不便于应用于 网络环境。基于网络的房屋c a d 系统，不但具有快速制作包含房屋信息的图形的优点， 而且具有方便实现信息集中存储和信息共享、快速网络发布等功能。 所以，开发适用于网络，以面向客户为目的，具有良好操作界面和快速制作图形 能力的房屋立面图c a d 系统具有现实意义。 1 4 论文的研究内容及组织结构 1 4 1 本论文的研究内容 结合当前网络技术的发展，对日本m i i l i m “株式会社的房屋立面图c a d 系统进行 使用分析的基础上，提出适用于网络化环境下的房屋立面图的制作系统研究。 本论文主要针对网络环境下的房屋立面图c a d 系统进行研究开发，主要的研究内 容包括： 1 根据本论文系统开发的需要，分析各种编程软件在开发本系统的优缺点基础上， 提出以v c + 斗6 0 作为系统开发的平台，研究了基于v c + + 6 0 开发图形绘制软件的相关 技术。 2 在图形绘制技术和图形几何变换技术的基础上，根据图形学相关知识，结合系 统实际需求，重点研究了二维图形绘制技术，利用图形几何变换技术实现图形平移、旋 转、镜像等图形操作技术。 3 根据客户现有数据库系统，基于成本和性能考虑，提出以o r a c l e1 0 9 数据库作 为应用系统的数据存储系统和数据交换中心的思想。由于关系数据库在查询、存储等方 面有非常成熟的技术，同时，x i v l l 文档在网络应用和数据交换方面具有优势。但是，当 前对x m l 文档在查询、存储方面的数据库技术还处于初期发展阶段，在实际应用中的效 果不理想。本文对如何充分发挥数据库和x m l 技术在各自领域的优势进行了相关研究。 面向网络的房屋立面图c a d 系统研究与开发 4 对面向网络的数据交换问题进行研究，重点研究了网络环境下，同一应用系统 之间的数据交换问题。 1 4 2 各章节的内容安排 根据论文研究内容确定本论文的组织结构如下： 第一章绪论：介绍本课题的研究背景，研究现状以及存在的问题，论述了本论文 的主要研究内容和组织结构。 第二章系统概况：介绍了课题的研究对象，本课题涉及的立面图的概念。对 m i n i m i n i 株式会社当前的房屋信息系统存在的问题进行剖析，研究了网络 化环境，大规模公司特别是具有众多分支机构的公司的应用系统信息集成 问题，同一应用程序之间的信息共享问题。在对系统需求分析的基础上， 提出了系统的整体设计。 第三章系统开发关键技术研究：简要介绍了系统开发中用到的主要技术、理论， 并对其在开发本系统中的优势进行了分析。 第四章房屋立面图c a d 系统设计：在第二章对m i n i m i n i 株式会社当前的房屋信 息系统存在的问题。网络化环境，大规模公司的应用系统信息集成问题进 行分析的基础上。提出了本系统的框架和各组成部分功能。详细介绍了房 屋立面图c a d 系统的各个模块的分析、设计过程。 第五章房屋立面图c a d 系统实现：介绍了房屋立面图c a d 系统的实现过程。提 出数据库与绘图程序相结合的方法实现本系统。提出用x m l 技术实现保 存房屋立面图相关数据信息的方法。为了便于查询房屋立面图的图形数据 信息，数据库中存储了与房屋立面图制作信息相关的查询信息( 如制作者 l d 、房屋地址等) 。根据当前主流的对象关系数据库在存储和检索x m l 文档的技术条件，提出一种新的存储x m l 文档的方法。完成了面向网络 的房屋立面图c a d 系统的研制，达到预期的目的。 第六章结论：对本论文所做工作的总结，并对下一步工作进行展望。 1 5 本章小结 本章介绍了本文研究的背景，分析了建筑c a d 领域的国内外研究概况，论述了本 论文研究的意义，最后引出本论文的主要研究内容和组织结构。 大连理工大学硕士学位论文 2 系统概述及总体设计 本章首先介绍本课题的来源，主要研究内容，阐述本系统的主要功能，对系统进行 分析的基础上，规划系统的整体设计。 2 1 本课题研究对象 本课题是结合日本m i i l i m i n i 株式会社的房屋信息管理系统的研制开发进行的。因 企业在全国各地都有分支机构，为了便于对房屋信息管理和及时了解各地经营情况，提 出了房屋信息管理系统的实际需求。结合网络化趋势和企业信息化建设的需要，提出数 据库作为系统的存储中心，其它子系统通过网络实现与数据库的通信的设计方案。该方 案的优点是：实现数据的集中存储，便于实现应用系统之间的信息共享；可以随时查看 不同地点的数据信息；易于管理和系统维护。 2 1 1 房屋信息管理系统组成 根据系统需求提出将房屋信息管理系统分为四个子系统，即，部品制作子系统、房 屋信息输入子系统、房屋户型图制作子系统、房屋立面图制作子系统组成。部品子系统 主要是负责制作立面图和户型图用的房屋基本单元( 如门、窗、房间等) ，房屋户型图子 系统负责制作房屋的布局图( 主要是各房间的位置关系、大小等信息) ，立面图子系统负 责制作房屋立面图( 主要包括建筑各房屋的大小、位置等信息) ，房屋信息输入系统的功 能是负责输入用于管理和方便查询的房屋信息( 如房屋地址、房间信息、房屋所有人等) 。 各系统之间的相互关系如图2 1 。 图2 i 各子系统之间的关系 f i g 2 i r e l a t i o n s h i po f e v e r ys u b s y s t e m 面向网络的房屋立面图c a d 系统研究与开发 各子系统之间的信息交换是通过x m l 文档实现的，这种信息交换方式充分利用了 x m l 文档可扩展性好、便于网络传输等优点。本文重点对房屋立面图制作子系统和数 据库存储、查询x m l 文档等方面进行了研究。 2 1 2 房屋立面图c a d 系统 房屋立面图c a d 系统是房屋信息管理系统的一个重要组成部分，与系统中其它子 系统具有同等重要的地位。房屋立面图与其它信息配合使用，实现对房屋信息的管理， 同时还有方便房屋信息网络发布和广告制作的特点。 房屋立面图c a d 系统的主要任务是制作出效果良好的房屋立面图，要求具有良好 的人机界面、方便简洁的操作步骤、快速方便的制作立面图的能力。 根据上述要求，立面图c a d 系统的主要特点为：具有与数据库的通信能力、具有 基于网络的数据共享能力、能够将绘制的立面图保存为符合要求的图片格式。立面图 c a d 系统的主要功能以图表形式表示如图2 2 。 立面图制作子系统 保存 立面 图为 图片 与数 据库 相互 通信 快速 制作 房屋 立面 图 可调 用部 品制 作系 统制 作的 部品 保存 绘图 数据 实现 数据 信息 共享 图2 2 立面图子系统主要功能 f i g 2 2 m a i nf u n c t i o no f e l e v a t i o nd r a w i n gs y s t e m 2 2 立面图概念 本文中的房屋立面图的概念与建筑领域中房屋立面图的概念有些不同，为了便于更深入 的对本文内容了解，故对二者的区别和联系做了介绍。 一8 一 大连理工大学硕士学位论文 2 2 1 建筑领域立面图概念 建筑立面图( 如图2 3 所示) 主要用于表示房屋的外貌和立面装饰，它是按不同投影 方向绘制的房屋立面外形图。其中反映主要出入口或比较显著地反映出房屋外貌特征的 那一面的立面图，称为正立面图，其余的立面图相应地称为背立面图和侧立面图。但通 常也按房屋的朝向来命名，如南立面图，北立面图、东立面图和西立面图等。有时也按 轴线编号来命名，如立面图或a e 立面图等。房屋的立面图一般包括正立面 图、背立面图、左侧立面图和右侧立面图巧1 。在设计阶段，立面图主要是用来研究建筑 物的造型与装修是否优美等艺术处理的。在施工图中，立面图主要反映房屋的体型和外 貌、门窗的形式和位置、墙面的材料和装修做法等，是施工的重要依据。 自* 麓黼 图2 3 建筑立面图 f i g 2 3 e l e v a t i o no fb u i l d i n g 9 2 2 2 本文中的立面图概念 上述建筑立面图是为房屋设计、施工人员等专业技术人员所使用的一种描述建筑具 体外形、装饰等并标注具体尺寸的工程图。在房屋销售、出租等环节上，出于公司保密 需要和普通客户不可能都是具备建筑图形识图能力等因素的考虑，不可能将专业的建筑 立面图拿来作为销售或者出租时的资料来向客户介绍。但在销售、出租阶段，立面图是 向客户介绍整个建筑的整体功能时一个非常必要的手段，所以考虑到以上因素，本文所 画画 画画画回 面向网络的房屋立面图c a d 系统研究与开发 涉及的立面图是指在房屋销售、出租时所使用的具有较直观的描述建筑各个房闯的大 小、功能、位置等信息的简化了的房屋立面示意图( 如图2 4 所示) 。 图2 4 立面示意图 f i g 2 4 s k e t c hm a po f e l e v a t i o n 本文中的立面图概念与建筑领域的立面图主要有以下几点不同： 1 面向的对象不同：建筑领域立面图面向的是设计、施工等专业技术人员，本文涉 及的立面图是面对客户等非技术性群体； 2 绘制的要求不同：建筑领域的立面图有严格的尺寸要求，并要绘制门窗的具体位 置等信息，本文所说的立面图只是直观上表现出建筑的各个单元的功能、位置等客户所 关心的一些相关信息； 3 应用的领域不同：建筑领域的立面图是用于建筑设计，建筑施工等领域，本文中 的立面图主要应用在广告宣传、海报等销售领域。 2 3 系统需求 企业信息化是企业发展的必然之路，未来的企业都会朝着信息化的方向发展1 4 研。网 络的应用对企业的发展具有重要意义；首先，网络改变了信息的传递方式，改变企业以 大连理工大学硕士学位论文 往的管理组织结构和管理手段，使企业的结构趋向扁平，实现了生产和决策的即时化。 其次，网络使企业直接与客户取得联系，了解客户的实际需求，根据需求生产产品，实 现生产和销售合一。同时，网络的发展也扩大了企业的外部环境，使企业不再局限在一 地、一国，而是在全球拓展业务。企业的跨网络运作，从有效率的个人组成高效率的小 组，到整合的企业，最后到扩展的企业，模糊了原有的组织间的界限。所以说，网络的 应用对企业来说具有重要的作用，无疑是一场新的工业革命 4 9 1 。 当前企业网络应用面临的主要问题是：缺乏与企业网络应用相适应的应用软件系 统。大部分企业使用的还是企业没有进行网络化建设时设计的应用系统，这些系统对企 业发展曾经起到巨大的推动作用，由于不具有便捷的网络数据交换、数据共享和其它一 些基于网络的应用功能，造成了企业在网络化下运行效率的下降。 日本m i i l i m i n i 株式会社当前使用的房屋立面图c a d 系统的主要问题是：企业规模 在迅速的扩大，房屋信息的信息量也在急剧的增加，但目前的房屋立面图c a d 系统的 制作速度较慢；由于系统本身不能共享些立面图的制作数据信息，导致立面图制作过 程中不能有效利用以前的工作成果，造成重复工作量大，效率低下；系统没有自动网络 存储功能，不能实现通过网络异地调用房屋立面图数据信息；操作界面复杂，没有保存 图形制作数据信息和e p s 格式图片的功能。多种问题导致系统的整体运营效率低下，已 不适应企业发展需要。 鉴于以上问题，本文对适用于网络化环境的房屋立面图c a d 系统进行了开发研究， 运用面向对象的技术作为系统开发的技术平台，图形绘制技术开发系统的绘图功能，基 于网络和数据库技术研究了系统的数据存储和共享技术。 2 4 系统分析 根据信息化、网络化的特点并结合企业对房屋立面图c a d 系统的需求，从系统的 任务和功能两个方面对房屋立面图c a d 系统进行了分析。 2 4 1 系统任务 分析网络化对应用系统的要求和房屋立面图c a d 系统的作用，得出房屋立面图制 作c a d 系统主要任务是： ( 1 ) 适用于网络化条件下，应用系统适用于企业网络化环境； ( 2 ) 能够快速制作房屋立面图，并能够运用系统提供的编辑功能进行调整大小、颜 色填充、文字输入等操作； ( 3 ) 具有操作简便，易学易用，操作界面友好，可靠性高等特点； 面向网络的房屋立面图c a d 系统研究与开发 ( 4 ) 对保存的房屋立面图数据信息，不但可以再次利用此系统打开并完全重现原做 成的房屋立面图，而且可以对其进行再编辑操作； ( 5 ) 能够将做成的房屋立面图保存为j p g 格式的图片和印刷行业普遍使用的矢量格 式的e p s 图片： 2 4 2 系统功能 根据网络化对应用系统的要求，从企业的实际需要出发，通过分析总结出房屋立面 图制作c a d 系统的主要功能是： ( 1 ) 能根据输入的初始数据绘制出房屋立面图的雏形，通过进行平移、旋转、删除 图块、添加图块、调整图块大小等编辑操作绘制出符合实际的房屋立面图； ( 2 ) 能够实现已做成的立面图不失真的重现在c a d 系统的绘图区域，并能对其进行 编辑，将重新编辑后的图形保存； ( 3 ) 具有将做好的房屋立面图保存为j p g 格式和e p s 格式的图片文件的功能，同时 能够完成以) ( m l 文档格式将系统的图形绘制数据保存任务； ( 4 ) 能快速的将制作好的房屋立面图数据信息和图片等信息上传至网络服务器，并 能对服务器进行查询，接收服务器返回的查询信息并将返回的结果显示在c a d 系统的绘 图区域。 ( 5 ) 能实现将制作的房屋数据信息等信息进行信息共享，达到提高绘图效率的目的。 2 5 系统整体设计 设计一套完整的系统，需要从宏观上考虑两个方面的问题。一方面，根据系统所完 成的不同功能将系统模块化、具体化，明确模块间的逻辑关系，确定各个模块设计与实 现的优先级；另一方面，需要联系项耳的实际需求、系统的性能要求、以及软件开发人 员的业务水平等诸方面，来考虑一种系统中所有模块可以遵循的软件设计模式，虽然各 个模块的业务逻辑不相同，但是每个模块的设计与实现逻辑应相同。 基于上述考虑，本论文提出了系统整体设计的立体架构图，如图2 5 所示，横向设 计与纵向设计相辅相成，构成了整套系统，横向设计( 即x y 平面) 主要是针对房屋立面 图c a d 系统的绘图特色提出了系统平台的选择，以及模块的划分；纵向设计( z 轴方向) 抛开了房屋立面图c a d 系统各个模块在业务逻辑方面的个性，抽取了它们在实现逻辑 方面的共性，提出了一套适合每个模块的设计与实现模式，是本该论文的核心部分，本 文在后续的章节中，将以单个模块为例，详细介绍该项目的设计与实现模式。 大连理工大学硕士学位论文 图2 5 系统整体设计的架构图 f i g 2 5 t h ef r a m ea b o u ts y s t e md e s i g n 根据上述理论分析并结合m i l l i m “株式会社在房屋立面图c a d 系统的实际需求，。 论文将房屋立面图系统划分图形绘制模块、网络传输模块、打开，保存模块、数据库模块 等，如图2 6 这些模块之间利用接口函数实现相互通信、模块之间的直接调用和保证数 据流的正确流向。各个模块组成房屋立面图c a d 系统以实现图形绘制、数据集中存储j 数据共享等功能。 图2 6 系统功能模块 f i g 2 6 f u n c t i o nm o d u l eo f t h es y s t e m 面向网络的房屋立面图c a d 系统研究与开发 ( 1 ) 图形绘制模块：是本系统的核心模块，所有有关图形的操作都由此模块完成。 主要有图形绘制、图形编辑等功能组成，其中，图形绘制主要是根据用户输入的数据， 利用尺寸驱动技术，实现图形绘制；图形编辑部分主要由图形镜像、旋转、平移、调整 图块形状等功能组成。 ( 2 ) 服务器、数据库系统模块：主要负责存储系统生成的数据信息，为了便于对图 形信息进行查询，也存储了与图形相关的查询数据( 如作者i d 、房屋地点等) 。 ( 3 ) 打开，保存模块：图形保存模块主要由保存绘制图形为图片格式部分和x m l 文 档解析生成部分组成，保存图片格式部分主要是将绘制图形保存为j p g 格式和用于印 刷的e p s 格式图片；x m l 文档解析生成部分主要是解析由服务器传送的包含图形信息 数据的x m l 文档，将图形绘制信息数据封装为x m l 文档。 ( 4 ) 网络传输模块：负责数据库和打开，保存模块的数据传输。主要任务是，将绘图 模块生成的数据信息上传到数据库：将由查询得到的数据信息生成的x m l 文档传送到 打开保存模块。 2 ，6 本章小结 对开发房屋信息管理系统的目的做了简要的介绍，分析了系统的主要功能，提出系 统的框架。重点对房屋立面图c a d 制作子系统进行了需求分析和系统设计。 大连理工大学硕士学位论文 3 系统开发关键技术研究 本章主要介绍系统开发中运用的面向对象编程思想的概念和优势，对系统开发的关 键技术进行研究，并论述它们在系统开发中的优势。 3 1 面向对象的编程思想 纵观计算机软件发展史，很多新方法和新技术都是在编程领域首先兴起，进而发展 到软件生命周期的前期阶段一分析与设计阶段。二十世纪六十年代末，为提高程序员编 程的效率，出现了面向过程编程的概念。不久关于数据隐蔽性和模型化的新方法学的出 现，使面向过程编程演化成结构化编程【2 “。结构化编程使得大程序更容易调试、设计。 面向对象编程( o o p ) 的概念作为过程，结构化编程概念和方法的延伸自然演化出来。面向 对象( o b j e c to r i e n t e d ，简称o o ) 是当前计算机界关心的重点。面向对象的概念和应用已超 越了程序设计和软件开发，扩展到很宽的范围。如数据库系统、交互式界面、应用平台、 分布式系统、网络管理结构、c a d 技术、人工智能等领域1 2 2 1 。 对象在客观世界里是指具有某种特性和功能的东西，作为系统的一个组成部分，在 系统中具有一定作用，担当一定的角色。而在软件系统中对象的概念是很抽象的。从根 本上来说，软件系统的作用是对输入的数据进行加工或处理，将得到的结果输出到软件 系统之外。所以，软件包含数据和代码，代码对数据进行操作 2 3 1 。数据和与之有关的操 作是不可分离的。在计算意义下，对象就是软件系统中这样一个抽象的实体，它将数据 和对数据所能进行的合法操作两者结合于一体。这种实体所构成的软件系统就是面向对 象的系统。 面向对象的设计方法的特点是产生动作的指令和被处理的数据是不分离的例。如果 把软件设计比喻为产品设计，那么对象就是产品的零件。面向对象的程序设计方法并没 有摒弃传统的设计概念，十分便于开发者掌握。见图3 1 ，工作步骤如下： ( 1 ) 根据总体设计的要求进行系统的逻辑设计； ( 2 ) 利用面向对象的语言提供的对象设计工具，设计完成一定功能的对象，并建 立应用程序的运行界面； ( 3 ) 针对每一对象进行相应的属性设计； ( 4 ) 开发人员根据系统设计的需要编制或嵌入应用模型程序； ( 5 ) 系统的调试。 面向网络的房屋立面图c a d 系统研究与开发 困 图3 1 面向对象的设计方法 f i g 3 1 t h em e e t - c o n s u m e rd e s i g nm e t h o d 面向对象的系统是由互相作用的对象构成的，但是在程序中具体的表示或实现这些 对象，则需要通过抽象的方法。抽象是处理复杂性问题的基本方法。抽象来自于对现实 世界中的一些对象