（计算机应用技术专业论文）基于mapx的图形可视化平台的研究与开发.pdf

摘要 地理信息系统( g i s ) 是当今信息查询与发布的重要形式，本文根据油 田开发工作中图形信息发布的实际情况，依据辽河油田可视化系统项目 提出了基于m a p x 可视化图形平台的开发与研究方案，探讨了图形平台的 实现模式、结构、数据、文件组织方式，实现了给方案中的主要部分： 图形编辑软件。图形平台系统的开发为实现软件和人力资源共享、信息 交流奠定了基础。 本文在详细探讨了基于m a p x 控制的编辑软件各功能实现方法的基 础上，对 _ i a p x 环境下的油田开发图形库的建立方式进行了研究与探讨。 取得了以下结论和认识。 1 提出了几种优化图形编辑的使用算法，通过应用该算法，解决 了一般图形编辑中图形编辑难以实现，手工操作复杂、实现效 果不理想、工作效率低等问题，大大提高了图形编辑效率。 2 建立了独具特色的油田开发图形库模式，结合油田统一标准， 和m a p x 的具体功能特点，建立了油田开发应用的标准图形库模 型，为油田地理信息系统信息发布奠定了坚实基础。 3 提出了图形开发平台的c s b 开发模式，丰富了软件开发的模 式构架，传统开发b s 或c s 结构都已普遍使用，但在油田地 理信息系统开发中有一定局限性，而c s b 开发模式的提出将 两种开发模式有机结合起来，提高了信息的合理使用程度。 4 开发了实用的图形编辑软件，该图形编辑软件实现了图形库的 连接、图形的录入、编辑、浏览、查询、上载等功能。 关键字：地理信息系统；m a p i n f o ：m a p x ；o c x r e s e a r c ha n dd e v eio p m e n to f t h eg r a p h i c sv is u a ip i a t f o r mb a s e do n m a p x a b s t r a c t t h eg e o g r a p h yi n f o r m a t i o ns y s t e m ( g i s ) i sn o wt h em a i nf o r mo f t h ei n f o r m a t i o nq u e r ya n dr e l e a s e a c c o r d i n gt h e r e q u i r e m e n to f t h eg r a p h i c si n f o r m a t i o nr e l e a s e si nt h eo i lf i e l da n ds o m es p e c i a l n e e do ft h ep r o j e c tb yt h en a m eo fl i a o h ei n f o r m a t i o nv i s u a ls y s t e m ， t h ed e s i g na n dr e s e a r c hp l a no ft h eg r a p h i c sp l a t f o r ms y s t e mb a s e d o nt h em a p xi sg i v e n s o f t w a r em o d e l ，s t r u c t u r e ，t h eo r g a n i z a t i o n o fd a t aa n df il ei nt h eg r a p h i c sp l a t f o r m s y s t e ma r ea l s od i s c u s s e d t h em a i np a r to ft h es y s t e mb yt h en a m eo fg r a p h i ce d i t o rs o f t w a r e is c o m p l e t e d o nt h er e s e a r c ho fs e v e r a lm a p xb a s e dm e t h o d sw h i c ha r eu s e d i nt h eg r a p h i ce d i t o rs o f t w a r e ，t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h eg r a p h i c s d a t a b a s ei nt h es o f t w a r ei sd i s c u s s e d t h ec o n c l u s i o na n df r u it g a i n e di nt h ep r o c e s si sl i s t e da sf o l l o w 1 ) s e v e r a lc o n c r e t ea l g o r i t h m sw h i c hr e a l i z et h eo p t i m i z a t i o n o fg r a p h i ce d i t o ri s p u tf o r w a r d 2 ) e x c e l l e n tm o d e lo ft h eg r a p h i c sd a t a b a s es u i t e dt ot h e s o f t w a r ed e v e l o p m e n ti 1 3t h eo i lf i e l di se s t a b l i s h e d 3 ) t h es o f t w a r em o d e ln a m e dc s bi nt h eg r a p h i c sp l a t f o r m s y s t e mi sp u tf o r w a r d 4 ) t h eg r a p h i ce d i t o rs o f t w a r eb a s e do nt h em a p xi si m p l e m e n t e d s e v e r a lf u n c t i o n ss u c ha st h ec o n n e c t i o nt ot h eg r a p h i c sd a t a b a s e ， t h ec r e a t i o no ft h eg r a p h ，e t c a r ei m p l e m e n t e di nt h es o f t w a r e k e y w o r d s ：g i s ：m a p i n f o ：m a p x ：o c x 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。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过的研究成果，也不包含为获得石油 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同 志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 签名： 厶。；年广月 z 。日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可 以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文。 学生签名 导师签名 厶；年 乡月2 u 日 。 年f 月日 经丁 鱼纽 石油大学( 华东) 硕士论文 第l 章前言 第1 章前言 1 1选题提出及意义 油田有大量的专业图册、图纸资料。如可实现这些图形资源的信息 化管理，提高图形信息的查询、分析能力，实现图形信息资源的共享与 交流，使图形管理人员从繁杂、低效的手工操作中解脱出来，成为油田 图形开发工作中极待解决的问题。随着信息化建设的需要，使用网络的 方式达到数据共建、信息共享的方式已经成为必要，因此，结合油田图 形发布的统一标准和地理信息系统( g i s ) 的发展，建立图形平台系统已成 为当前油田实际工作的需要。该系统将极大的提高油田图形信息资源管 理的工作效率。 m a p x 是m a p i n f o 公司向用户提供的具有强大地图分析功能的 a c t i v e x 控件产品。由于它是一种基于w i n d o w s 操作系统的标准控件， 因而能支持绝大多数标准的可视化开发环境如v i s u a lc + + 、v i s u n b a s i c 、d e l p h i 、p o w e r b u i i d e r 等。编程人员在开发过程中可以选用自 己最熟悉的开发语言，轻松地将地图功能嵌入到应用中，并且可以脱离 m a p i n f o 的软件平台运行。利用m a p x ，能够简单快速地在企业应用中嵌 入地图化功能，增强企业应用的空间分析能力，实现企业应用的增值。 m a p x 采用基于m a p i n f op r o f e s s i o n a l 的相同的地图化技术，可以实现 m a p l n f op r o f e s s i o n a l 具有的绝大部分地图编辑和空间分析功能。而且， m a p x 提供了大量的接口函数，属性。此外、使用m a p x ，开发人员能集中 地控制和维护地图和数据库数据，并集中实现应用程序功能，避免了以 往系统的维护、同步困难的问题，尤其适合信息量大，用户多的单位的 实际情况。这就是本文引进m a p x 作为后台数据处理引擎的原因，同时也 为本文实现图形平台提供了坚实的科学基础和理论依据。 本文综合应用计算机、图形学等学科领域知识，从地理信息系统的 角度进一步提高了图形录入，编辑，存储的效率，实现了图形资源的共 享。还对在图形编辑涉及的数据、文件组织，应用算法实现等方面进行 了探讨。 石油大学( 华东) 硕士论文 第l 章前言 1 2 国内外研究现状 地理信息系统( 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 简称g i s ) 是一项 以计算机为基础的新兴技术。1 ，围绕着这项技术的研究、开发和应用形 成了一门交叉性、边缘性的学科，是管理和研究空间数据的技术系统， 在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行 各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对 多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地 图、图形或数据的形式表示处理的结果。组件式地理信息系统( c o m g i s ) 是地理信息系统的主流发展趋势，本文使用m a p x 作为图形平台的后台数 据处理引擎，在此将介绍和分析为何选用此开发模式。 地理信息系统根据其内容可分为两大基本类型：一是应用型地理信 息系统，以某一专业、领域或工作为主要内容，包括专题地理信息系统 和区域综合地理信息系统；二是工具型地理信息系统，也就是g i s 工具 软件包，如a r c i n f o 等，具有空间数据输入、存储、处理、分析和输出 等g i s 基本功能。随着地理信息系统应用领域的扩展，应用型g i s 的开 发工作日显重要。如何针对不同的应用目标，高效地开发出既合乎需要 又具有方便美观丰富的界面形式的地理信息系统，是g i s 开发者非常关 心的问题。 本课题的目标是在图形平台系统中实现地图功能，正是应用型g i s 的开发。主要的工作之一就是要确定下来开发实现方式。应用型g i s 开 发有多种方式可供选择。 1 2 1 应用型g l s 开发的三种实现方式。3 1 ) 独立开发 指不依赖于任何g i s 工具软件，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，如v i s u a lc + + 、d e l p h i 等，在一定的操作系统平台上编 程实现。这种方式的好处在于无须依赖任何商业g i s 工具软件，减少了 开发成本，但一方面对于大多数开发者来说，能力、时间、财力方面的 限制使其开发出来的产品很难在功能上与商业化g i s 工具软件相比，而 且在购买g i s 工具软件上省下的钱可能还抵不上开发者在开发过程中绞 石油大学( 华东) 硕士论文 第l 章前言 尽脑汁所花的代价。 2 ) 单纯二次开发 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 提供了a v e n u e 语言，m a p i n f o 公司研制的m a p i n f op r o f e s s i o n a l 提供了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，开发出自己的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如人意。 3 ) 集成二次开发 集成二次开发是指利用专业的g i s 工具软件，如a r c v i e w 、m a p i 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 il d e r 等为开发平台， 进行二者的集成开发。 集成二次开发目前主要有两种方式： a o l e d d e 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； b g i s 控件 利用g i 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 功能控件，如e s r i 的m a p o b j e c t s 、m a p i n f o 公司的m a p x 等，在d e l p h i 等编程工具编制的应用程序中，直接将g i s 功能嵌入其中，实现地 理信息系统的各种功能。 1 2 2 三种实现方式的分析与比较 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。它的优点是既可以充分利用 g i s 工具软件对空间数据库的管理、分析功能，又可以利用其它可视化 石油大学( 华东) 硕士论文第l 章前言 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，而且可靠性好、易于 移植、便于维护。尤其是使用o c x 技术利用g i s 功能组件进行集成开发， 更能表现出这些优势。 由于上述优点，集成二次开发正成为应用g i s 开发的主流方向。这 种方法唯一的缺点是前期投入比较大，需要同时购买g i s 工具软件和可 视化编程软件，但“工欲善其事，必先利其器”，这种投资值得。 目前许多软件公司都开发了很多a c t i v e x 控件，合理选择和运用现 成的控件，减少了开发者的编程工作量，使开发者避开某些应用的具体 编程，直接调用控件，实现这些具体应用，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，可以使程序更加灵活、简便。利 用控件开发速度快，占用资源少，而且易实现许多底层的编程和开发功 能。 基于以上介绍和分析，本文采用集成二次开发方式，使用m a p i n f o 公司开发的m a p x 控件作为底层处理引擎。 1 3 研究思路及内容 本论文主要以地理信息学、图形学和计算机技术等多学科的理论为 指导，综合应用地理、信息和计算机手段，采用地理信息系统和信息管 理系统相结合的方法，在研究了m a p x 提供的许多地层的编程和开发功 能的基础上，从提供图形录入、编辑、查询效率，实现图形资源共享方 面综合考虑完成了图形平台信息系统的开发工作。 1 ) 提出和优化图形编辑中的应用算法来解决图形编辑中的具体应 用问题和提高图形编辑的效率。 2 ) 结合利油田图制定的形图统一标准，和m a p x 的具体功能特点， 建立了油田开发应用的标准图形库模型。 3 ) 经过探讨和分析，提出了图形开发平台的c s b 开发模式，丰富 了软件开发的模式构架。 4 ) 完成了图形平台系统中图形编辑软件的策划、设计和编码。实现 石油大学( 华东) 硕士论文第1 章前言 对远程图形库上载、下载图形数据，以及对远程图形库的浏览、查询、 更新对本地图形数据的录入、编辑等功能，整个工作和软件编制实现的 技术路线见图1 3 1 。 图形编辑软件 图形库连接模块 图形编辑模块 数据处理 l 图用 图数 图图 匿 上 形 层字 件集 集 载载 库登 编化 编 贞 缟 连 陆 辑仪 辑编 蝈 接认 录 辑 址 入 图1 3 1 图形编辑软件模块图 1 4 主要工作量 1查阅了中外文献5 0 多篇( 部) ，完成了近1 万字的文献综述及 开题报告，制定出了切实可行的研究内容和技术路线。 2查阅及利用了大量的图形，图册资料，以及油田内的图形图标 标准，使研究工作建立在坚实的实际应用基础之上。 3查阅了大量的关于m a p x 控件方面的文档、代码、及应用程序。 4完成了2 7 个表的有关图形属性关系的数据库的数据组织，建立 可以存储海量图形的o r a c l e 数据库。 5完成了图形编辑软件约2 0 0 0 0 行v c + 十程序设计任务，工作量巨 大。 本图形平台系统已在胜利油田各单位推广使用，并得到领导和用户 的认可和好评 石油大学( 华东) 硕士论文 第2 章m a p i n f o 和m a p x 介绍 第2 章m a p in f o 和n a p x 简介 由于本图形平台是在m a p x 控件基础上开发的。所以在此有必要对 m a p i n f o 和m a p x 做一简要介绍。 2 1m a p i n f o 介绍 m a p i n f o 地理信息系统是美国m a p i n f o 公司开发的地理信息系统，它 不仅具有矢量化、编辑、查询、统计分析、绘制专题地图和报表制作等 功能，还为用户提供了一系列强大的二次开发功能。m a p i n f o 提供了配套 的开发工具，如m a p b a s i c 5 0 和m a p x 4 5 等。 2 1 1m a p in f o 的文件格式和数据组织“3 在m a p i n f o 地理信息系统中，空间数据与属性数据是分开存储的。属 性数据以数据库的形式存储为一张表，而空间数据则以m a p in f o 自己定 义的格式保存于文件之中。两者之间通过一定的索引机制联系起来。 m a p in f o 是按照图层来管理地理的，每个图层均由以下四个基本的文件构 成：属性数据表结构文件( t a b ) 、属性数据文件( d a t ) 、交叉索引文件 ( i d ) 和空间数据文件( m a p ) 。如果对属性数据进行索引，还需要索引文 件( i n d ) 。另外，m a p in f o 还包括其他几种辅助的文件类型。 1 )属性数据表结构文件( t a b ) 属性数据表结构文件定义了地图属性数据的表结构，包括字段数、 字段名称、字段类型和字段宽度，另外还指出索引字段及一些用于显示 的参数设置等。形式上它是一个文本文件。m a p i n f o 的属性数据有以下 几种类型：字符型、整型( 2 b y t e ) 、长整型( 4b y t e ) 、浮点型( 8b y t e ) 、 小数( 用字符串的形式表示) 、日期型( 4b y t e ：2b y t ey e a r ，1b y t e m o n t h 。1b y t ed a y ) 和逻辑型( 1b y t e ) 。 2 )属性数据文件( d a t ) 属性数据文件存放完整的地图属性数据。在文件头之后，为表结构描述 ( 含各字段的名称、类型、长度) ，其后首尾相接地紧跟着各条具体地属性 数据记录。 3 )交叉索引文件( 1d ) 交叉索引文件用于连接数据和对象，记录了地图中每一个空间对象 6 石油大学( 华东) 硕士论文 第2 章m a p i n f 0 和m a p x 介绍 在空间数据文件( 姒p ) 中的位置指针。每四个字节构成一个指针。指针 排列的顺序与属性数据( d a t ) 中属性数据记录存放的顺序一致。交叉索 引文件实际上是个空间对象的定位表。 4 )空间数据文件( m a p ) 空间数据文件具体包含了各类地图对象的空间数据。空间数据包括 空间对象的几何类型、坐标信息和颜色信息等。另外还描述了与该空间 对象相应的属性数据记录在属性数据文件( d a t ) 中的记录号，这样用户 从地图上查询某对象时，就能够方便地查到与之相关的属性信息。 5 )索引文件( | n d ) 索引文件并非必须，只有当用户规定了数据库的索引字段后， m a p i n f o 系统才会自动生成索引文件。索引文件中对应每个索引字段都 有一个索引表。在每个索引表中，先给出总的数据库记录数目，然后按照 索引顺序给出每条属性数据记录在对应字段处的具体属性数据和该记录 在属性数据文件( d a t ) 及交叉索引文件( i d ) 中的记录号。 6 )w o r k s p a c e 文件( w o r ) w o r k s p a c e 文件记录已经打开哪些地图图层、图层的大小、和它们 在屏幕上的位置、专题地图、装饰对象、标注、字符、符号式样、线的 式样以及用来显示对象的填充图案。 7 )m a p i n f o 交换格式文件 m a p i n f o 交换格式文件也是一种文本文件，它将地图空间数据与属性 数据用文字的方式表示出来。它包含两类文件，其中m i f 文件主要包含 了空间数据，指明地图的坐标系、属性表结构、地图对象的类型和地理坐 标信息等。m i d 文件则详细描述了各地图对象的属性信息，它的记录排 列顺序与m i f 文件中空间对象的排列顺序一致。 2 1 2 m a p i n f o 的数据索引机制。1 m a p i n f o 数据索引机制是指m a p i n f o 系统中空间对象与属性数据之 间相互关联的方法。当从属性信息查询空间信息时，m a p i n f o 先要在属 性数据文件中找到相应的数据库记录，如记录号为n ，则可以在交叉索引 文件中找到第n 个指针，该指针所指向的地图对象就是与数据库记录相 对应的空间对象。 石油大学( 华东) 硕士论文 第2 章m a p i n f o 和m a p x 介绍 反之，如果已经从地图上查到某一空间对象，m a p i n f o 系统可以从空 间数据文件中读出其空间信息以及与之相对应的数据库记录号，根据数 据库记录号就可以在属性数据文件中查到该地图对象的属性信息，如图 2 1 1 。 属性数据空间数据 文件头 字段数 字段1 说明 字殷m 说明 图元数据描述： 图幅区域 图层说明 图上实体描述 交叉索引 文件头 文件头 一 字段定义 点，记录号，坐标 i 索引l 歹 线，记录号坐标，线形 记录l 索引2 面，记录号，边界，填充 记录2 _ 记录x 索引n 图例，颜色，大小 拐点数及坐标信息 t a b 文件d a t 文件i d 文件m a p 文件 图2 1 i m a p l n f o 的索引文件格式及数据关联机制 2 1 3 m a p i n f o ( m a p x ) 的空间数据结构。1 空间数据结构是地理信息系统的基石。地理信息系统就是通过这种 地理空间拓扑结构建立地理图形的空间数据模型并定义各空间数据之间 的关系，从而实现地理图形和数据库的结合。 从横向分析，m a p i n f o ( m a p x ) 采取的空间数据结构是基于空间实体和 空间索引相结合的一种结构。空间实体是地理图形的抽象模型，主要包括 点、线、面三种类型。任何点、线、面实体都可以用直角坐标点x ，y 来 表示。点可以表示成一组坐标( x ，y ) ，对线和面则均被表示成多组坐标 ( “y ，x ：，y 。，x y ) 。空间索引是查询空间实体的一种机制，通过空间索 引，就能以尽量快的速度查询到给定坐标范围内的空间实体及其所对应 的数据。 从纵向分析，m a p i n f o ( m a p x ) 的空间数据结构是一种分层存放的结 构。用户可以通过图形分层技术，根据自己的需求或一定的标准对各种空 间实体进行分层组合，将一张地图分成不同图层。在配电网地理图中，可 石油大学( 华东) 硕士论文 第2 章m a p i n f o 和m a p x 介绍 以把变压器、高压开关、电缆、架空线等不同类的设备分别放置在不同 的图层中，采用这种分层存放的结构，可以提高图形设备的搜索速度，便 于各种不同设备数据的灵活调用、更新和管理。图2 1 2 说明了 m a p l n f o ( m a p x ) 的这种空间数据结构。 综合地图么二二兰一空间实体图层1 图层2 对应的空间数据表 对应的空间数据表 图2 1 2m a p i n f o ( m a p x ) 的空间数据结构 2 2 m a p x 介绍【，j m a p x 是m a p l n f o 公司的能向用户提供强大地图分析功能的a c t i v e x 控件产品。由于它是一种基于w i n d o w s 操作系统的标准控件，因而m a p x 能支持绝大多数标准的可视化开发环境如：v i s u a lc + + ，v i s u a l b a s i c ，d e l p h i ，p o w e r b u i l d e r 等。编程人员在开发过程中可以选用自 己最熟悉的开发语言，轻松地将地图应用功能嵌入到企业应用中。并且可 以脱离m a p l n f o 的软件平台运行。利用m a p x ，用户能够简单而快速地在 自己的企业应用中嵌入地图化功能，增强企业应用的空间分析能力，实现 企业应用的增值。 m a p x 是方便快捷、功能强大的o c x 组件，提供了真正的对象联接与 嵌入控件，并且采用的是基于m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 的相同的地图化技 石油大学( 华东) 硕十论文 第2 章m a p i n f o 和m a p x 介绍 术。因而，利用m a p x 能够在用户构建的应用中实现m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 具有的绝大部分地图编辑和空间分析功能。而且m a p x 提供了各种工具、 属性和方法，实现这些功能是非常容易的。 2 2 1 m a p x 主要有以下特性”： 1 ) 专题地图：将数据库表中的特定值赋给地图对象的颜色、图案或符号 从而创建不同的专题地图，可创建范围值、等级符号、点密度、独立 值、直方图和饼图6 种方式的专题地图。 一 2 ) 可深入的地图：通过简单的点击方式可浏览与地图对象相连的数据 信息 3 ) 数据绑定：地图可通过嵌入o c x 的容器与数据库相连，并提供了几种 不同的数据绑定方式包括z i p c o d e l e v e l 地理编码法。 4 ) 注解：可提供方向、加亮显示特殊数据，还可加入文本、符号、表格 使地图信息更加丰富直观。 5 ) 图层：显示和控制图层的缩放：使用或创建无缝地图：还可支持一些 特殊的应用，比如：用于实时跟踪的活动图层和用户可依据特殊原理 创建地图的用户图层。 6 ) 栅格图象：采用栅格图象作为地图的基础图层可使其它图层有一个 更细致的背景。 7 ) 自动标记：自动在地图上加入标记，同时标记属性和显示。 8 ) 选择：可在特定的圆和矩形中或特定的点上选中一个或多个对象或 记录以供分析。 9 ) 工具：使用m a p x 的标准工具或用户根据需要自己创建的自定义工具， 用户通过点击或拖拽可对地图直接操作。 1 0 ) 地图编辑：允许用户添加、修改、删除地图上的文本、编辑区域、点 等特殊对象。 1 1 ) 投影与坐标系：m a p x 允许用户调整地图的显示，用本地坐标系显示x y 坐标数据。 2 2 2 利用m a p x 对应用中的地图进行编辑、查询和空间分析。1 1 ) 图层的各种操作：m a p x 可用于对应用中的地图进行许多操作：图层 控制对话框，新建图层，加入图层，删除图层，移动图层，加入用 o 石油大学( 华东) 硕士论文 第2 章m a p i n f o 和m a p x 介绍 尸图层。 2 ) 地图编辑功能：程序设计人员可以通过m a p x 的一个称为f e a t u r e 的 对象来访问图层中的空间对象。m a p x 提供了4 种类型的f e a t u r e 对 象：区域、点、线、文本。编程人员通过f e a t u r e 可以在地图窗口中 创建、修改或删除区域、点、线和文本。 3 ) 地图信息查询：编程人员可以象使用其它控件一样，使用m a p x 的o c x 控件。要在应用中实现对地图的缩放、浏览、选择等功能，只需要引 用m a p 提供的相关的方法或属性便可完成。 4 ) 空间分析：m a p x 支持空间对象的缓冲区分析及多种专题图分析。 石油大学( 华东) 硕士论文 第3 章基于m a p x 的图形平台的设计方案 第3 章基于m a p x 的图形平台的设计方案 3 1 系统设计方案 m a p x 是整个方案的基础，提供基本的地理信息功能，屏蔽掉了底层 复杂的功能如：空间数据库的管理、分析功能，以此来达到提高软件开 发效率，可靠性和可维护性；实现软件复用( r e u s e ) ；缩短了开发周期。 设计方案如图3 1 1 所示。 应用开发 开发环境 数据文件组织 ll 应用算法设计 基于m a p x 提供的事件，函数和属性 p c + w i n d o w s 9 x y n t + m a p x 图3 1 _ 1 基于图形平台设计方案 从上图可以看出，使用基于m a p x 进行开发比直接从底层开发地理信 息系统，具有以下的优势“： 1 ) 系统的层次结构设计得合理、清晰，保证了整个系统的稳定性和可 扩展性。直接进行开发时，各种底层操作与操作系统，开发平台， 数据库的交互等是互相交织在一起的。这一方面增加了系统开发的 难度和工作量，另一方面降低了应用系统的稳定性和可扩展性；而 使用基于m a p x 进行开发时，底层操作、数据库的交互等被清晰地划 分到不同的层次和模块，因此使整个系统有一个稳定的核心。 2 ) m a p x 以自己的复杂换取了开发应用系统的简单及规范。使用基于 m a p x 进行开发时，所有底层操作都被封装和屏蔽掉了，开发者直接 基于m a p x 所提供的事件、函数和属性进行开发，开发过程更简单， 开发的应用系统更规范。 石油大学( 华东) 硕士论文第3 章基于m a p x 的图形平台的设计方案 3 2 软件工程方法 现代软件工程的目标是实现软件生产的工业化，如何提高软件的生 产率与质量是软件工程的核心问题“。软件开发者( 或厂商) 追求高生 产率以获得高效益，用户则更关心软件的质量。生产率与质量之间有紧 密的关系：高生产率必须以高质量为前提，高质量将显著降低软件测试 与维护代价而使生产率提高。所以，寻求能同时提高软件生产率与质量 的软件工程方法显得十分重要。软件重用( s o f t w a r er e u s e ) 是一种提 高生产率与质量的有效途径。 将具有一定集成度并可以重复使用的软件组成单元称为软构件 ( s o f t w a r ec o m p o n e n t ) 。软件重用的基本思想是“：构造新的软件系统 可以不必每次从零做起，直接使用已有的软构件，即可组装( 加以合理 修改) 成新的系统。重用方法合理化并简化了软件开发过程，减少了总 的开发工作量与维护代价，既降低了软件的成本又提高了生产率。另一 方面，由于软构件是经过反复使用验证的，自身具有较高的质量。因此 由软构件组成的新系统也具较高的质量。 m a p x 是实现图形平台系统的基础所在，核心任务就是开发基于m a p x 提供的可重用的地理信息功能来实现实际地理信息应用系统。 石油人学( 华东) 硕士论文 第3 章基于m a p x 的图形平台的设计方案 3 3 系统功能模块及流程图 3 3 1 图3 3 1 功能模块图 各模块功能说明： 1 ) 图形库连接模块：主要是处理软件与图形库的连接，其中包括数据 源的设定，脚本的运行等问题。软件采用定制的数据源与图形库联 接( 软件在安装时提示用户去配置这样一个定制的数据源) ，软件启 动时给出登录界面，要求用户输入用户名和密码，这个用户名和密 码即是用户访问图形库的账号和密码。确定之后软件联接到图形库， 查找该账号的相关权限及脚本。 2 ) 图形编辑模块：编辑模块是图形编辑软件的核心模块，完成编辑操 作功能。图形编辑软件要处理的对象有四类：图集、图集页、图件、 图层。对四个对象的操作是不一样的，分别用四个小模块来处理。 此外，实际中有很多绘制在纸上的成品图需要用数字化仪录入图形 库，图形编辑软件还有图形录入功能。在本软件，图形的编辑操作 全部在图层操作模块，数字化仪录图也是以图层为单位录入的。 3 ) 数据处理模块：完成图层的下载，存为本地文件，对本地文件进行 编辑，之后使用上载程序把编辑完的图层上载到图形库。 4 石油大学( 华东) 硕士论文第3 章基于m a p x 的图形平台的设计方案 3 3 。2 处理流程图 图3 。3 2 处理流程图 石油大学( 华东) 硕士论文 第3 章基于m a p x 的图形平台的设计方案 图形编辑软件要处理的对象可以是存放在本地的，也可以是图形库 中的，若是存储在图形库中的，软件自动将该对象下载，存储在本地， 用户的编辑操作保存在本地文件中，完成后可通过上载处理将本地文件 上载到图形库中。 3 4 c ，s b 系统开发模式 图形平台系统采用c s b 模式“”，c 表示客户端完成图形的生成、 编辑以及上载到图形库；s 表示服务器端完成图形的存储、检索、及备 份；b 表示浏览器端完成图形库数据的网上发布。传统开发b s 或c s 结构都已普遍使用，但在油田地理信息系统开发中有一定局限性。传统 开发模式b s 或c s 只强调了客户端和浏览器端与服务器端交流的一个 方面，而忽略了另一个方面。为了充分利用现在计算机网络技术的发展， 以及满足胜利油田实际工作的要求，我们综合了传统开发模式的优点提 出了c s b 模式，不仅丰富了软件开发的模式构架，而且提高了信息资 源的利用率 陌丽习 | 器端)l 【一 己圄己 图3 4 1 图形平台模式 二习 l 图形库i ii 、， 石油大学( 华东) 硕士论文第4 章图形库设计和数据处理模块详细设计 第4 章图形库设计和数据处理模块详细设计 4 1 图形库设计 结合油田统一标准“，和m a p x 的具体功能特点，建立了油田开发应 用的标准图形库模型，图形库主要是将图形元素分类，使图形信息和属 性数据能够存储在一起。依据图形信息完成空间查询功能，使用属性数 据关联相关数据库，获取相关数据，完成专题图制作、统计汇总等业务 工作。 图形的分级结构“”如图4 1 1 所示，分别对应于右面的分类级别： 在数据库中通过对这种分级结构迸行的定义，形成图形库的逻辑结 构。以下的数据库表结构构成图形库的逻辑结构 表名称说明 图件类型定义表( t j l x b )该表定义了图件类型的基本信息。图件 类型名在创建时由用户输入。 图层类型定义表f f c l x b )该表定义了圈层类型的基本信息。图层 图形元素定义表表名由程序生成。图形 编辑软件作图时首先确定图层类型，从 该表中可以查找的图层数据所在的表， 然后再下载相应的数据。 图件类型和图层类型关系信息表该表定义了图件与图层之间的组织关 ( t j t c g x b )系 图层类型属性规定表( t c l x s x g d b )该表定义了剀层类型中属性的规定。图 层类型定义时，图层上属性数据定义存 储在该表中。创建图层存储数据表之 前，首先要查询该表，根据属性数据定 义创建图层存储数据表。 石油大学( 华东) 硕士论文第4 章图形库设计和数据处理模块详细设计 图标集定义信息表( t b j x x b ) 该表定义了图标集的基本信息。图标集 名创建时由用户输入。 图标集数据定义信息表( t b j s j b ) 该表定义了图标集与图标的组织关系。 用户定义信息表( y h x x ) 该表定义了用户的基本信息 用户权限定义信息表( y h q x ) 该表定义了用户与实体、脚本之间的组 织关系。根据编码也就确定了用户对实 体的权限。 脚本定义信息表( j b d y x x b )该表定义了脚本的基本信息。 实体定义信息表( s t d y b )该表定义了实体的基本信息 4 2 图形库连接模块 图形库用来存储上载的图层，并提供图层下载已实现数据共享。在 图形编辑软件中包括图形库连接和用户登陆认证两个部分。 4 2 1 图形库连接 1 ) 通过注册表进行数据库连接 使用注册表进行数据库连接主要是基于注册表具有使用广泛、方便、 快捷、易操作、保密性好等特点“。具体实现方法如下：通过读写注册 表中的键h k e yl o c a l - m a c h i n e s o f t w a r e d e s i g n d a t a s o u r c e d e f a u l t j f 口h k e y l o c a l _ m a c h i n e s o f t w a r e d e s i g n d a t a s o u r c e s e r v i c e和 h k e y _ l o c a l _ m a c h i n e s o f t w a r e d e s i g n d a t a s o u r c e d e f a u lt 包含三个 子键：p a s s w o r d ，s e r v i c e ，u s e r ，存储了用于数据库连接的口令、服务 名、用户名。h k e y l o c a l _ m a c h i n e s o f t w a r e d e s i g n d a t a s o u r c e s e r v i c e 存储了可以用的服务名。 在程序运行时，首先打开注册表的一个主键h k e y l o c a l _ m a c h i n e s o f t w a r e d e s i g n d a t a s o u r c e d e f a u l t 。如果该主键不存在，则创建。 并在该主键下新建三个子键u s e r 、p a s s w o r d 和s e r v i c e ，将默认用户名、 用户密码和服务名j d 、j i a o d a 、h h t 三个数据加密后设置为上述三个子 键的键值。再创建一个主键h k e y l o c a l _ m a c h i n e k s o f t w a r e k d e s i g n d a t a s o u r c e s e r v i c e ，并在该主键下新建一个子键1 ，将服务名h h t 加 密后设置为该子键的键值。若主键h k e y l o c a l _ m a c h i n e s o f t w a r e k d e s i g n d a t a s o u r c e d e f a u l t 存在，则将三个子键u s e r 、p a s s w o r d 和 石油大学( 华东) 硕士论文第4 章图形库设计和数据处理模块详细设计 s e r v i c e 的键值读出并解密保存在字符串d a t a s o u r c e 中，根据上述数据 生成连接数据库的连接串。连接串保存在全局变量d a t a s o u c e 中。 关闭注册表。用生成的连接串测试连接，如果连接失败，则提示用 户重新进行数据库连接的设置。得到注册表中的当前连接串的服务名， 从h k e y l o c a l _ m a c h i n e s o f t w a r e e d i t d a t a s o u r c e s e r v i c e 得到保存 在该主键下的所有的服务名。将两者进行比较，如果有相同的则将 s e r v i c e 主键下的雷同服务名删除( 因为该服务名无法连接数据库) 。在 用户重新设置数据库连接后，再尝试连接。直到连接成功为止。用户也 可以在进入主程序后对数据库连接进行设置。如果连接成功将设置保存 到注册表中。 2 ) 数据信息的加密 由于图形库的访问是由权限限制的，而图形库的连接信息存储在注 册表中，为防止图形库的连接信息被非法使用，需要对此连接信息进行 加密后在存入注册表中。本文采用异或算法实现数据的加密。假设欲加 密的字符串是s t r i n g l ，加密算子为k e y l ，异或运算后结果为s t r i n 9 2 。 s t r i n 9 2 即是加密的结果。解密时将s t r i n 9 2 与k e y l 进行异或运算即得 到s t i n g l 。这样加密和解密用同一个函数实现。 3 ) 数据处理流程图 在注册表中读取用户名、密码、服务器，并解密 根据得到的字符串进行数据库连接 连接成功? 加密，并保存到注册表中 结柬 1 9 提示用户重新配置连接参数 石油大学( 华东) 硕士论文第4 章图形库设计和数据处理模块详细设计 图4 2 1 数据库连接流程图 4 2 2 用户登陆认证 用户登录的过程是用户权限的验证过程。用户验证通过c d l g l o g i n 类来完成，在该类的o n o k 0 函数中调用c d e s i g n a p p 类的函数v a l i d a t e ( c