（计算机软件与理论专业论文）基于gis的城市规划管理信息系统研究与实现.pdf

西南交逋大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 信息技术深刻地改变了人们的生活，以至于数字城市的概念从提出后便 得到了各国的普遍重视，并在城市发展中得到了探索和实践经济的飞速发 展也带来了城市的空前发展，城市规划担负着繁重的任务依法行政的城市 规訇j 管理，要对城市规划的各阶段进行管理也被提出了更高的要求。在这 样的形势下，数字城市规划作为数字城市中非常重要的一项内容，在积极发 展创新专业技术外，广泛应用新技术来改善和增强工具和手段新技术在城 市规划管理中的应用给城市规划管理工作带来了先进的工具，城市规划管理 信息系统就是典型的代表 城市规划管理信息系统的研究和应用经过2 0 年左右的发展，已经经历了 简单文档管理，图文一体化的阶段，达到了较高水平，并取得了很好的实际 工作效果但也存在一些有待改进的方面，比如在业务流程方面还过多地存 在纸质材料在部门问传递，系统的辅助决策功能不强，在表现形式上多采用 空问信息少的效果图和设计图，接受公众参与监督落实不到位 本文对城市规划管理信息系统进行了结构化的分析和设计，从调查需求 到系统总体及详细设计，整个过程遵循软件工程的方法本文还从前述存在 的有待改遴的阎题入手，在对遭务流程进行分析的基础上，运用自动化技术 及以数据为中心的协同工作方式改善了业务流程；运用g i s 分析功能为系统 增加辅助决策功能集；对g i s 技术和计算机图形学的三维可视化的综合运用， 在提供二维地图的基础上，增加三维虚拟显示的功能，增加了空间相关性， 改善了表现效果，也为规划接受公众参与监督提供7 更遥俗直观的方案公示 方法：利用应用广泛的b ，s 模式开发网站提供公众参与监督的平台 本文对城市规划管理信息系统中相关技术自动化技术、g i s 技术和 三维可视化技术进行了描述，并在系统设计实现中给出了这些技术的综合应 用模式，供其他城市规划管理信息系统研究开发者参考。 关键词t 城市规划管理信息系统l 一书两证；自动化lg i s ；三维可视化 西南交通大学硕士研究生学位论文第1i 页 a b s t r a c t i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yh a sc h a n g e do u rl i f ep r o f o u n d l y , s ot h a tt h ec o n c e p t w a sw i d e l yp a i da t t e n t i o nb yc o u n t r i e sa l lo v e rt h ew o r l da f t e r d i g i t a lc i t y h a s b e e np r o p o s e d ，r e s e a r c h e sa n dp r a c t i c e sw a sc a r r i e do u ti nu r b a nd e v e l o p m e n tt o o u r b a np l a n n i n gf a c e dm u c hm o r eb u r d e nd u et ot h eu r b a nd e v e l o p m e n tw h i c h w a sb o o s t e d b y t h e r a p i de c o n o m i c s d e v e l o p m e n t u r b a np l a n n i n g a d m i n i s t r a t i o n ，o n ek i n do ft h eg o v e r n m e n t sa d m i n i s t r a t i o nb yo p e r a t i o no fl a w , w h i c hm a i n l yf o c u s e do nt h ea d m i n i s t r a t i o ni ne a c hs t a g eo fu r b a n p l a n n i n g , w a s n e e d e dt oa c h i e v eah i g h c rl e v e l i nt h i ss i t u a t i o n 。b e i n gav e r yi m p o r t a n ta s p e c t o ft h e d i g i t a lc i t y ，d i g i t a lu r b a np l a n n i n gn o to n l yd e v e l o p e da n di n n o v a t e dt h e p r o f e s s i o n a lt e c h n i q u e sp o s i t i v e l y , b u ta l s oi m p r o v e dt h et o o l sa n dm e a n sb y w i d e l ya p p l i c a t i o no fn e wt e c h n o l o g y a d v a n c e dt o o l sw e r eb r o u g h to u tf o ru r b a n p l a n n i n ga d m i n i s t r a t i o nw o r k i n gd u et ot h ea p p l i c a t i o no fn e wt e c h n o l o g i e si n u r b a np l a n n i n ga d m i n i s t r a t i o n ，at y p i c a lr e p r e s e n t a t i v eo fw h i c hw a su r b a n p l a n n i n gm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，u p m i s t h er e s e a r c h i n ga n da p p l i c a t i o no fu p m i sh a sl a s t e df o ra b o u t2 0y e a r s ， h a v i n gp a s s e dt h ed o c u m e n t sm a n a g e m e n ta n di m a g e - t e x tm a n a g e m e n ts t a g e ，i t h a sa c h i e v e dah i g h e rl e v e l ，a n dh a sa c h i e v e dl o t so fa c h i e v e m e n t so np r a c t i c i n g w o r k s ，n e v e r t h e l e s s ，t h e r ew e r ea l s os o m ea s p e c t sn e e di m p r o v e m e n t s ，s u c ha s t o om u c hp a p e r - k i n dm a t e r i a lw a st r a n s f e r r e di nd i f f e r e n t d e p a r t m e n t i n p r o f e s s i o n a lw o r k , t o om u c he f f e c ti m a g e sa n db l u e p r i n t sw h i c hc o n t a i nl i t t l e s p a t i a li n f o r m a t i o nw a su s e df o rr e p r e s e n t a t i o n , a n dt h e r ew a sl o n gd i s t a n c et og o t oa d o p tt h ep u b l i cp a r t i c i p a t i o na n ds u p e r v i s i o n t h i st h e s i sm a d et h es t r u c t u r e ds y s t e ma n a l y s i sa n dd e s i g no nu p m i s ， f o l l o w i n gt h em e t h o d o l o g yo fs o f t w a r ee n g i n e e f i n gf r o ma b s o r b i n gt h es o f t w a r e r e q u i r e m e n t st op r i m a r i l ys y s t e md e s i g na n dd e t a i l e ds y s t e md e s i g n t h i st h e s i s a l s od i dt h e s ew o r k sa i m i n gt h ef o r m e ra s p e c t sw h i c hn e e di m p r o v e m e n t s ： p r o c e s sw a si m p r o v e db yu s i n gt h ea u t o m a t i o nt e c h n i q u ea n dd a t a c e n t e r e d c o o p e r a t i o nw a yb a s e do nt h ea n a l y z i n go nw o r k i n gp r o c e s s , f u n c t i o ns e t so f d e c i s i o ns u p p o r tw e r ep r o v i d e db yu s i n gt h eo l s ss p a t i a la n a l y z i n gc a p a b i l i t y , 西南交通大学硕士研究生学位论文第1ii 页 _ ii ii l l i _ - 。_ _ - _ _ _ - _ - _ _ _ _ - _ _ _ - l - 。_ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ - - - _ - - _ - - - _ _ _ _ - _ _ _ - _ - _ _ _ _ 。一 t h ei n t e g r a t e da p p l i c a t i o no fg i sa n dt h r e ed i m e n s i o n sv i s u a l i z a t i o nt e c h n i q u e s i e a d e dt ot h ef u n c t i o no f3 dv i r t u a ls h o w i n gb a s e do nt h ep r o v i d i n g2 dm a p s 。 t h i sa p p r o a c hi n c r e a s e dt h es p a t i a ld e p e n d e n c ea n di r e p r o v e dt h er e p r e s e n t a t i o n e f f e c t a l s oc a r r i e d0 1 1 1am o r eu n d e r s t a n d a b l ea n do c u l a rw a yo ft h ed e s i g n s h o w i n gf o ra d o p t i n gt h ep u b l i cp a r t i c i f i a t i o na n ds u p e r v i s i o n ap l a t f o r mf o r p u b l i cp a r t i c i p a t i o na n ds u p e r v i s i o nw a sp r o v i d e dt ot h ep u b l i cb yu s i n gt h e w i d e l y u s e db ，sa r c h i t e c t u r ew e bs i t ed e v e l o p m e n t t h i st h e s i si n t r o d u c e dt h et e c h n o l o g i e su s e di nu p m i s ，s u c ha sa u t o m a t i o n ， g i sa n d3 dv i s u a l i z a t i o n , a n dp r o p o s e dt h ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o nm o d eo ft h e s e t e c h n o l o g i e si ns y s t e md e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n ，m a d et h et h e s i sar e f e f e n c e m a t e r i a lf o rt h eo t h e ru p m i sr e s e a r c h e r sa n dd e v e l o p e r s u s e s k e y w o r d s ：u p m i s ，a u t o m a t i o n ，g i s ，3 dv i s u a l i z a t i o n 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 问题的提出 第1 章绪论 美国副总统戈尔于1 9 9 8 年1 月提出。数字地球”( d i # t f le a r t h ) 的概念， 即在三维地球的数字框架上，按照地理坐标集成有关的海量空间数据及相关 信息，构建一个数字化的地球，为认识、改造地球提供一种重要信息源和新 技术手段l l j 。同年9 月他又作了。为了健康，建设更加美好的舒适的生活小区” ( h e a l t h i e r , m o r e l i v a b l e c o m m u n i t i e s ) 的报告，进一步推动了“数字化生存” 的发展，并很快席卷7 全球，为数字城市的发展打下了基础。 我国对于信息化和数字城市建设一向非常重视。在2 0 0 0 年1 0 月中共中央 十五届五中全会通过的中共中央关于制定国民经济社会发展第十个五年计 划的建议中，明确提出要加快国民经济和社会信息化的步伐，把推进国民 经济和社会信息化放在优先位置2 0 0 1 年3 月，第九届全国人民代表大会第四 次会议批准的中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划纲要 中，对实现信息化也作了以下规定；要按照应用主导、面向市场、网络共建、 资源共享、技术创新、竞争开放的发展思路，努力实现我国信息产业的跨越 式发展，加速推进信息化，提高信息产业在国民经济中的比重。建设部主持 的国家。十五”重大科技项目。城市规划、建设、管理与服务的数字工程” ( 简称城市数字化工程) 也已通过科技部高新司专家验收 由国际和国内形势不难看出城市规划信息化的重要性和其所得到的良好 机遇从经济和技术方面来看，科学技术飞速发展和社会经济突飞猛进都对 城市规划管理观念，方法和手段提出了新的更高要求。通过现代科学技术手 段尤其是信息化手段改进城市规划管理，提高城市规划水平已成为历史的必 然在此政治经济大背景下，城市规划管理信息系统这门学科应运而生了 我国城市规划管理行业的信息技术应用起步子2 0 世纪8 0 年代后期，以常 州，洛阳和沙市三个中等城市利用世界银行贷款进行城市规划管理信息系统 的建设为标志。经过1 5 年的发展，城市规划管理行业已经成为我国o i s 应用 最有影响，发展速度最快、取得实际成果最多的行业g i s 的应用为城市规 划管理提供了快捷有效的信息获取手段，信息分析方法，提供了新的规划管 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 理技术，新的规划方案表现形式、新的公众参与形式和公众监督机制1 2 1 但 我们也可以看到，现阶段城市规划中存在一些问题。众多城市较多地使用一 对一的系统开发方式，造成大量人力物力的重复投入，也表明城市规划信息 化标准落实程度较低；许多城市规划管理信息系统办公自动化比重大，决策 支持功能弱：虽然城市规划管理信息系统呈现从公文为主向图文为主的转变， 但是其表现形式仍然需要进一步研究和提高；公众监督落实不普遍，这与政 务公开和资源共享的目标是有相当的差距的 因此基于g i s 的城市规划管理信息系统的研究和应用这个课题仍然需要 进一步思考和探索，力争在现有系统设计方式的基础上做出合理总结，遵循 行业信息标准化，增强决策支持作用，将表现形式进一步优化，并进一步落 实公众参与监督 1 2 研究意义 在国际和国内城市快速发展的大环境下，城市规划的重要性越来越突出 地显现出来，随着城市规模的扩大和对城市规划学科的研究，我国各级城市 规訇j 管理部门都遇到和认识了h ：以往更如严峻的城市规划压力和问题。信息 化程度地不断深化也从一定程度上给规划管理人员提供了解决方法 本课题的研究意义就在于通过对现阶段我国城市规划管理法律法规的了 解和规划管理业务流程的调查基础上，通过运用结构化分析设计方法和软件 工程的标准和方法，从城市规划管理，决策和公众监督的不同层次的需要， 对城市规划管理信息系统中应用的计算机技术做出详细介绍，并综合办公自 动化、地理信息系统、计算机图形学等技术实现系统在各层次提供的功能 课题遵循城市规划相关的各类标准提高了信息标准程度，加强对决策支持的 功能，进一步优化表现形式，加强公众参与监督。提高城市规划管理信息系 统信息化水平，增强城市规划管理行政管理的技术工具，为以后的城市规划 管理信息系统研究和应用提供参考材料 1 3 国内外研究现状综述 1 3 1 国外研究现状 国外城市规划的发展起源较早，技术的领先发展也使其在城市规划管理 的新技术应用方面起步较早。1 9 6 7 年南加利福尼亚大学k r a e m e r , k e n n e t h 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 l e o ( 1 9 6 7 ) 完成了。城市规划信息系统和城市信息系统”的博士论文，是城市 规划信息方面较早出现的论文，对技术进行了探讨研究城市规划管理应用 的论文也多在g i s 得到推广运用的年代后大量涌现f 3 l 。国步b o i s 技术在城市 规划管理中应用广泛，但不屙的国家由于不同的政治、经济背景和科技基础， 仍然有较大的差异。以英国为代表的欧洲国家g i s 在城市规划管理中应用普 及度高，但层次较低，主要是完成规划审批和制图的任务，而且超过半数的 地方政府采集的数据与国家数据标准不兼容。不同级别政府建设不同水平和 规模的应用系统带来的灵活实用性给系统成功运用带来便利，但也影响了标 准化的进程1 4 1 。美国城市规划管理信息系统的发展已经进入理智阶段，在2 0 世纪末美国的已经提出了公共参与的决策支持系统，在这一时期还出现了一 批专家决策支持系统，并有学者开始关注信息系统建设的效益和费用问题和 数据共享闯题等1 3 1 总的来说，国外基于g i s 的城市规划管理信息系统普及程度高，不同国 家对系统的应用层次也有大的差别，领先发展的美国则更主要是利用优秀的 g i s 工具来更好地辅助城市规划的专业技术实施，但同时我们也可以看到， 即使是在经济科技发达的国家内，系统成本高，尤其是空间数据成本高也已 成为普遍问题。对国外研究现状的分析有助于我们总结经验教训，为适合我 国政治经济背景的系统建设做全面思考的参考材辩 1 3 2 国内研究现状 城市规划管理信息系统在我国起步于2 0 世纪8 0 年代中后期由于当时计 算机硬件成本高，软件功能不成熟，行业应用经验欠缺，地方政府在财政上 投入也较少，加之专业人才极度紧缺，造成大多数应用水平较低。进入9 0 年 代，随着g i s 、m i s ，o a 技术的推广和应用，更多的城市已开始将计算机技 术应用到城市规划管理与设计中。进入9 0 年代初期，沿海开放地区城市建设 的规模越来越大，规划部门的工作负荷日益繁重，在这样的情况下，地方政 府开始加大投入力度以支持新技术在规划部门的应用，许多城市的规划部门 也开始考虑建设自己的信息系统。但此时的信息系统仍侧重于规划文档的管 理，空间信息，图形处理还只是处于较低的应用水平，更没有考虑到规划文档 与规划空闻信息的一体化管理模式年代中期以后，计算机硬件的性能价 格比大大提高，g i s 软件的功能不断加强，面向对象技术，c o m d c o m 技术， i n t e r n e t i n t r a n e t 技术，网络技术日趋成熟许多城市开始逐步建立城市基础 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 - - _ - _ _ - _ i _ - _ - _ _ _ _ _ _ _ - - _ i - 。_ _ _ _ _ - 。- _ _ _ - _ _ _ - i - _ 。_ - - 。- _ 。_ _ _ _ _ - 一i i f l - _ - _ _ l 。一 空问数据库，通过不同的技术路线和模式建立自己的城市规划信息系统。这 些系统以计算机辅助管理逐步取代部分办公流程中的手工操作业务，实现对 城市规划管理的图形及文档信息的科学化、标准化管理。并以此为基础实现 数据的动态更新，办公管理，查询、统计以及辅助决策等功能。 到现阶段，随着我国软件产业发展，城市规宠| 管理信息系统的建设投入 加大，我们有必要也有条件在城市规划管理系统的建设上做进一步的研究和 探索国内的城市规划管理系统的典型代表有规管2 0 0 0 和蓝图城市规划管理 信息系统但也有不少地方尤其是小规模城市存在着许多应用层次比较低的 系统在运用中，城市规划管理信息系统还远未成熟，有的小规模城市甚至尚 没有投入应用的城市规划管理信息系统，因此对标准化程度高、实用性好、 集成度高和投入成本低的城市规划管理信息系统的研究和应用仍在进行中 1 4 本文研究的主要内容 针对提出的问题，本设计的完成如下内容的工作： 1 运用结构化分析设计思想，从城市规划管理业务需求入手，对数据需 求和。一书两证”审批流程做分析，完成系统分析设计。给出合理物理 模型和方案。 2 在分析设计中充分考虑信息流转特征和系统集成的特点，综合运用网 络技术，数据库技术，自动化技术，g i s 技术等，使系统适用于协同工 作方式，并具备图文一体化办公系统的特点 3 利用g i s 分析功能实现辅助决策功能集 4 对基于二维地图的三维虚拟显示做探索和实践。 5 运用b s 体系结构设计实现便于公众参与监督的子系统。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 第2 章城市规划管理及相关技术 2 1 城市规划管理 要理解城市规划管理就必须先说明城市规划的概念城市规划是一门科 学，它是随着社会、经济和工程技术的发展而发展起来的，是随着人们的审 美观点、对生活环境的追求目标的不断提高而发展起来的不同的社会经济， 历史背景下，对城市规划有不同的理解和定义：英国强调城市规划与改建的 目的，不仅仅在于安排好城市形体城市中的建筑、街道，公园，公用事 业及其它的各种要求，而且更重要的在于实现社会与经济目标：美国则认为 城市规划是一门科学、一种艺术，一种政策活动，它设计并指导空间的和谐 发展，以满足社会和经济的需要；日本主张城市规划是城市空间布局、建设 城市的技术手段，旨在合理地、有效地创造出良好的生活与活动环境；而我 国则认为，城市规划是为了实现一定时期内城市的经济和社会发展目标，确 定城市性质、规模和发展方向，合理利用城市土地，协调城市空问布局和进 行各项建设的综合部署和全面安捧 城市规划的任务在于综合研究和确定城市性质、规模和发展状态，统筹 安捧各项建设用地，合理配置城市各项基础设施，处理好远期发展与近期建 设的关系，指导城市合理发剧卯从城市的整体和长远利益出发，合理和有 序地配置城市空间资源；通过空问资源配置，提高城市的运作效率，促进经 济和社会的发展：确保城市的经济和社会与生态环境相协调，增强城市发展 的可持续性；建立各种引导机制和控制规则，确保各项建设活动与城市发展 目标相一致；通过信息提供，促进城市房地产市场的有序和健康的运作城 市规划体现了国家对各项建设的综合部署和全面安排，因此其实施和管理必 须有法可依，加强政策管理的力度是城市规划取得实效的必要前提我们国 家在1 9 8 9 年1 2 月2 6 日第七届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过 的中华人民共和国城市规划法 就是城市规划的法律依据城市规划也具 有显著的可操作性城市规划法以及城市规划编制办法及其实施细则 对城市规划的制定和实施也做出了明确的规定尤其是城市规划的实施部分， 第三十条，第三十一条和第三十二条，明确指出管理的方式通过“一书两证 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 邸选址意见书、建设用地规划许可证和建设工程规划许可证的核 发来管理和限制建设项目。各省也纷纷推出城市规划法实施办法以因地 制宜地确定城市规划行政的具体实施办法另外非常重要的一点是城市规 划法明确规定。城市规划经批准后，城市人民政府应当公布，这也体现了 城市规划除了要管理建设项目外。还要接受广泛的群众监督。城市规划的内 容非常丰富，城市规划编制办法实施细贝| j 中就指出了总体规划阶段多项专 业规划。例如道路交通规划，给水工程规划，排水工程规划，供电工程规划， 电信工程规划，供热工程规划，燃气工程规划，园林绿化、文物古迹及风景 名胜规划，环境卫生设施规划，环境保护规划，防洪规划等 根据城市规划基本术语标准( 国家标准g b 厂r 5 0 2 3 0 9 8 ) ，城市规划管 理应解释为组织编制和审批城市规划，并依法对城市土地的使用和各项建设 的安排实施控制、引导和监督的行政管理活动1 6 1 城市规划管理的核心根据 其时闻先后顺序包括三个阶段。城市规划组织编制和审批、城市规划实施管 理和城市规划实施的监督检查城市规划组织与编制阶段的规划文本成果是 一定时期内对城市经济，土地利用、空问资源实施管理的法定依据城市规 划实施管理是围绕规划选址，用地审批和建设审批的全过程展开的具体落 实在“一书两证”的审批执行上城市规划实施的监督检查主要是建设工程 规划批后管理及对违法用地、违法建设的查处城市规划管理的概念比城市 规划的概念要更加具有具体尤其是城市规划实施管理作为城市规划执行阶 段的存在是工作的重点，在城市规划行政主管部门的工作中相当重要。工作 任务重 面对我国改革开放带来的城市的飞速发展现状，城市规划工作者面i 临的 任务更加艰巨，城市规划管理技术的发展和创新将有效地缓解这种不断发展 的城市和落后的城市规划问的矛盾城市规划管理技术的发展分为城市规划 专业技术和现代科学技术两方面前者是通过总结经验和借鉴国外有益做法 来发展和创新我国城市规划专业技术手段，后者则是充分利用以计算机技术 为代表的信息技术，通过建立信息系统来为城市规划服务，提高规划工具的 水平，从而提高城市规划的工作效率和效果与城市规划和城市规划管理类 似，城市规划中的信息系统也有城市规划信息系统和城市规划管理信息系统 城市规划信息系统是一个由人，计算机等组成的进行城市规划相关信息 的收集、传送，储存，加工，维护和使用的系统，它不仅仅是一个技术系统， 而且是一个管理系统、社会系统一个完善的城市规划信息系统是以城市规 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 划数据库为核心，将计算机技术、通信技术、网络技术，地理信息系统技术， 遥感技术、城市规划及系统科学的理论和方法综合应用于城市规划与管理事 务的图文一体化技术集成系统【2 1 城市规划信息系统的日标是实现城市规划 信息的采集、传输、存储、加工、维护、使用、动态更新、统计分析及辅助 决策等功能。 城市规划管理信息系统是以。一书两证”办理过程中的申报，跟踪督办、 流转控制、周期控制、核发。证、书”为核心，覆盖城市规划实施管理全过 程的图文一体化办公自动化系统系统紧密围绕“一书两证”业务，将办公 自动化系统，管理信息系统与g i s 有机结合，实现图、文、表管理一体化， 并能按照一定的工作流和权限设定，对报建项目的案件受理，审批、发证的 全过程实现计算机信息管理，具有对申报案件受理，信息录入、存档、案件 办理，各级审批以及通知书、许可证、红线图等审批结果进行绘制与打印处 理等功能1 2 j 。因此，城市规划管理信息系统是城市规划信息系统中的子系统。 同一般的办公自动化系统相比城市规划管理信息系统有以下特点：城市 规划管理信息系统是一个融合地理信息系统概念和技术的办公自动化系统， 图文一体化的实现是整个城市规划信息系统的关键；城市规划管理信息系统 是一个面向社会的信息系统，它不仅对政府的各部门的管理和决策提供科学 的依据，而且也为广大的市民提供有关城市规划，城市管理方针和政策的咨 询服务，同时还将成为未来电子政府建设的核心组成部分 2 2 自动化技术 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 ，对象链接嵌 入) 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c o m 所建立的是一个软件模块与另一个软件模块之间 的链接，当这种链接建立之后，模块之间就可以通过称之为“接口”的机制 来进行通信。c o m 标准增加了保障系统和组件完整的安全机制，并扩展到分 布式环境。 c o m 本质上仍然是客户服务器模式客户( 通常是应用程序) 请求创 建c o m 对象并通过c o m 对象的接口操纵c o m 对象服务器根据客户的请求 创建并管理c o m 对象 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 使得各个o f f i c e 应用程序可编程以及使创建集成的o f f i c e 解决方案成为 可能的关键技术是基于组件对象模型( c o m ) 技术的自动化技术自动化技术 使您可以对各个o f f i c e 应用程序进行编程，从宿主应用程序中运行其它应用 程序例如，您可以在a c c e s s 中运行隐藏的e x c e l 实例。以对a c c e s s 数据执行 运算和分析操作 自动化技术使我们可以控制其它应用程序中的对象或者暴露对象供其它 应用程序控制。自动化服务器是通过c o m 接口向其它应用程序提供功能，自 动化客户端通过c o m 接口访问自动化服务器提供的服务 自动化技术的关键在于i d i s p a t c h 接口。该接口中i n v o k e 和g e t l d s o f n a m e $ 方法是最重要的g e t i d s o f n a m e s 方法返回属性或方法的调度i d ，i n v o k e 方 法调用自动化对象方法或访问自动化对象属性。使用v b 及其它脚本语言做自 动化客户的因为已经对细节不可见，开发容易使用v c 的开发可以通过直接 查询c o m 接口并使用其方法的开发方式，但这样实现难度大，开发效率也不 高。自动化服务器可以提供类型库( t y p el i b r a r y ) 来记录有关接口和组件的 信息，借助开发工具向导辅助功能，使用类型库和m f c 中c o l e d i s p a t c h d r i v e r 类，可以将自动化对象的方法和属性由开发工具封装成c + + 开发者习惯的类 方法，从而使得c + + 开发过程中可 ；l 专注于基于面向对象思想的业务逻辑实 现，而不必花大量时间考虑和书写复杂的使用c o m 组件代码。 当自动化服务器负担了太多方法和属性时，就非常难于处理，因此自动 化通常使用“分层结构”来表现服务器特性，分层结构是一组自动化对象结 合起来形成的树形结构对象模型图2 1 所示即为部分的m i c r o s o f tw o r d 的自 动化分层结构图参考此类自动化分层结构图有助于理解o f f i c e f l 动化开发 中的对象层次和集合关系，并提高实现阶段编码的效率 图2 1w o r d 自动化部分分层结构图 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 2 3g i s 技术 2 3 1g i s 技术及g i s 应用井发 在现实世界中，大多数的事物都具有地理定位特征，表达事物这一特征 的信息就称为空间信息事物其它特征的信息均可称为属性信息g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m 。地理信息系统) 就是将空问信息和属性信 息有机结合起来，从空间和属性两方面对现实对象进行查询，统计和分析， 并将结果以空间可视化( 地图图形表示) 的方式表达出来因此，从对现实 世界表达和分析手段的丰富性和有效性来看。g i s 是较传统意义上的信息系 统更为高级的系统。8 0 年代，随着计算机的发展和普及，g i s 在全世界范围 内全面推向应用各种通用的g i s 软件纷纷问世，以美国环境系统研究所 ( e s r i ) 开发的a r d n f o 为代表的一批专业型g i s 软件成为g i s 产业的主流产 品，并在城市土地，规划，环境等部门得到了广泛的应用今天，g i s 软件 产品呈现出多样化现象：专业型g i s 、企业级g i s ，网络g i s 和嵌入式g i s 等多 种软件产品为不同的行业，不同的业务部门和计算机水平不同的用户提供了 选择余地 虽然g i s 本身不能完成规划和解决社会经济发展问题，可是它的确是规 划工作中非常有用和重要的工具( e d r a l i n ，1 9 9 1 ) g i s 有着十分强大的管理空 间信息的功能，并且可以把社会、经济、入口等属性信息与地表空间位置相 连以组成完整的规划信息数据库方便查询管理，分析、调用和显示。同时g i s 也提供了许多地理空间分析功能，例如图层叠加缓冲区、最佳路径自动配准 等。因此g i s 在城市规划中不仅是数据库，而且还是功能强大的工具箱( v e h ， 1 9 9 1 ) 1 7 1 组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一为了适应这种技术 潮流，g i s 软件像其他软件一样，已经或正在发生着革命性的变化，即由过 去厂家提供了全部系统或者具有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。无疑，组件式g i s 技术将给整个g i s 技术体系和应 用模式带来巨大影响。 组件式g i s 的基本思想是把g i s 的各大功能模块划分为几个控件，每个控 件完成不同的功能。各个g i s 控件之间，以及g i s 控件与其它非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，形成最终的g i s 应用控 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 件如同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能( 包括g i s 和t g i s 功 能 ，根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来，裁构成应用系统。 把g i s 的功能适当抽象，以组件形式供开发者使用，将会带来许多传统 g i s 工具无法比拟的优点；组件化的g i s 平台集中提供空问数据管理能力，并 且能以灵活的方式与数据库系统连接，在保证功能的前提下，系统表现得小 巧灵活，而其价格仅是传统g i s 开发工具的十分之一，甚至更少；无须专门 的g i s - - 次开发语言，按照m i c r o s o f t 的a c t i v e x 控件标准开发的接口有利于减 轻g i s 软件开发者的负担，而且增强了o i s 软件的可扩展性；强大的o l s 功能， 采用i n p r o c 直接调用的形式，所以无论是管理大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 g i s 软件的模型包含若干功能单元，诸如空间数据获取，坐标转换、图 形编辑、数据存储、数据查询、数据分析、制图表示等 g i s 组件产品的代表有m a p o b j e c t s 以及m a p x 等。其q a m a p o b j e c t s l 虫球 最大的g i s 厂商e s r i ( 美国环境研究所) 推出fm a p x f h 著名的桌面g i s 厂商 美 m a p l n f o 公司推出后者m a p x 组件在我国g i s 开发中使用相当使用广泛 应用型g i s 开发有三种实现方式，由软件复用的水平由低到高分为独立 开发，单纯二次开发和集成二次开发 独立开发是指不依赖于任何g i s i 具软件，从空间数据的采集、编辑到 数据的处理分析及结果输出，所有的算法都由开发者独立设计，然后选用某 种程序设计语言，在一定的操作系统平台上编程实现。这种方式的优点在于 不依赖任何商业g i s 工具软件，减少了开发成本，但一般很难达到商业化g i s 软件的水平，适用于g i s 功能要求不高的小型g i s 应用 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 i 具软件大多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 c w 提供了a v e n u e 语言，m a p l n f o 公司研制的m a p l n f op r o f e s s i o n a l 提供 t m a p b a s i c 语言等。用户可以利用这些宏语言，以原g i s t 具软件为开发平 台，开发出自己的针对不同应用需求的功能，但这种方式本质上是扩展了g i s 工具软件，尤其是增强其专用性功能，不适用于专用系统的开发。 集成二次开发是指利用专业的g i s t 具软件，如a r c v i e w 、m a p l n f o 等， 实现g i s 的基本功能，以通用软件开发工具尤其是可视化开发工具如d e l p h i ， v i s u a lc + + 、v i s u a lb a s i c 、p o w e rb u i l d e r 等为开发平台，进行二者的集成开发。 目前主要有两种方式l 一种是采用o l ea u t o m a t i o n 技术或利用d d e 技术用 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 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 t 具软件在后台执行，在应用程序中传递信息，实现应用程序中的地理 信息处理功能；另一种是利用g l s 工具软件生产厂家提供的建立在o c x 技术 基础上的g i s 功能组件，如e s r i 的m a p o b j e c t s 、m a p l n f o 公司的m a p x 等，在 编程工具编制的应用程序中，直接将g i s 组件嵌入其中，实现地理信息系统 的各种功能 由于独立开发难度太大，单纯二次开发受g i s 工具提供的编程语言的限 制差强人意，因此结合g i s 工具软件与当今可视化开发语言的集成二次开发 方式就成为g i s 应用开发的主流。合理选择和运用现有的g i s 组件，减少了开 发者的工作量，不仅可以缩短程序开发周期，使编程过程更简洁，用户界面 更友好，可以馒程序更加灵活，简便。 2 3 2m a p l n f o 技术和m a p x 组件 因为m a p l n f o 公司的m a p i n f op r o f e s s i o n a l 及m a p x 产品在我国应用相当广 泛，并且易于操作，有丰富的可供参考资料，本文拟使慝j m a p l n f o 技术来完成 系统中的g i s 功能m a p l n f op r o f e s s i o n a l 是m a p l n f o 公司推出的一个g i s 软件， 该软件支持多种g i s 操作，如分层绘制地图、缓冲区分祈、专题图生成等， 并且具备m a p b a s i c - t 次开发接口m a p x 是该公司研制的g i s 组件，提供了绝 大多数的g i s 功能，可用于g i s 应用系统集成二次开发 2 3 2 1u a p i n f o 技术 m a p l n f o 采用称作“空问实体+ 空间索引”的拓扑关系模型。空间实体+ 空问索引”模型的基础是“空问实体”空问实体是地理实体的抽象，主要包 括点线、面三种类型每个空何实体对象都维护着自己的所有属性多个 空问实体组成一个图层“空间实体+ 空间索引”模型的空问查询功能是通过 。空间索引”技术来实现的。空间索引的目的是对给定的空问坐标，能够以 尽快的速度搜索到坐标范围内的空间对象m a p l n f o 采用r t r e e 技术将空间实 体的最小外接矩形 e n a b l e w i n d o w ( t i n c t ( r i g h t s t , e g i n o , r i g h t s e n d o , p w n d 一 f l a g ) ! = r i g h t s e n d o ) ； e n d p w n d 迭代 5 3 二维显示地块及二维编辑功能的设计与实现 二维显示地块和编辑可以充分利用g i s - 次开发技术，现有的m a p x 控件 可以实现相当丰富的地图显示和编辑功能。 要显示地形图，使用m a p x 控件来添加图层到地图中，m a p x h 悯集 合中要加入的是t a b 文件类型代表的图层。m a p x 控件还提供方法对图层进行 管理，例如图层的显示和隐藏图层在地图中的层次顺