（计算机应用技术专业论文）mis与gis的应用研究与实现.pdf

华 北 电 力 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘要 本文以基于mi s与g i s结合中的 “ 无缝集成”关键技术的原理和实现进行 研究为核心。首先对现有的g i s技术与mi s技术进行了分析和比较，探讨了实 现m i s与g i s“ 无缝集成”问题需要解决的主要技术，并指出了 “ 无缝集成” 是g i s软件的发展方向。重点对 g i s空间数据库、多源空间数据互访和组件式 g i s进行了详细的研究，并且结合具体 “ 燃料调度管理信息系统”，根据用户 对于燃料 g i s的基本需求，设计实现了一个基于 g i s与 mi s结合的 “ 燃料调度 地理信息系统”。最后，对课题的研究工作进行了总结，并给出了有待进一步 解决的问题。 关键词:g i s , mi s ，无缝集成，组件式g i s , o r a c l e abs tract t h e c o r e o f t h i s t h e s i s i s t h e r e s e a r c h i n g o f t h e t e c h n o l o g y a n d a p p l i c a t i o n w h i c h i s s e a m l e s s i n t e g r a t i o n o f mi s a n d g i s .f i r s t , t h e e x i s t i n g mi s t e c h n o l o g y a n d g i s t e c h n o l o g y w e r e a n a l y s e d a n d c o m p a r e d , t h e r e s o l v i n g s e a m l e s s i n t e g r a t i o n t e c h n o l o g y o f mi s a n d g i s w a s d i s c u s s e d . a n d t h e a d v a n t a g e s o f t h e t e c h n o l o g y w e r e i n d i c a t e d .t h e t h e s i s m a k e a n e m p h a s e s r e s e a r c h a b o u t g i s s p a t i a l d a t a b a s e , m u l t i s o u r c e s p a t i a l d a t a a c c e s s a n d c o m g i s , a n d b a s e s o n t h i s t e c h n o l o g y a n d t h e u s e r r e q u i r e m e n t m a k e a n f u e l a p p l i c a t i o n . f i n a l l y , t h e r e s e a r c h w o r k w a s s u m ma r i z e d , a n d g i v e s t h e p r o b l e m t o s o l v e f u r t h e r . y a n g y u a n - y u a n ( c o m p u t e r a p p l i c a t i o n t e c h n o l o g y ) d i r e c t e d b y p r o f . wa n g y i n g k e y wo r d s : g i s , mi s , s e a m l e s s i n t e g r a t i o n , c o m g i s , o r a c l e 华 北 电 力 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘要 本文以基于mi s与g i s结合中的 “ 无缝集成”关键技术的原理和实现进行 研究为核心。首先对现有的g i s技术与mi s技术进行了分析和比较，探讨了实 现m i s与g i s“ 无缝集成”问题需要解决的主要技术，并指出了 “ 无缝集成” 是g i s软件的发展方向。重点对 g i s空间数据库、多源空间数据互访和组件式 g i s进行了详细的研究，并且结合具体 “ 燃料调度管理信息系统”，根据用户 对于燃料 g i s的基本需求，设计实现了一个基于 g i s与 mi s结合的 “ 燃料调度 地理信息系统”。最后，对课题的研究工作进行了总结，并给出了有待进一步 解决的问题。 关键词:g i s , mi s ，无缝集成，组件式g i s , o r a c l e abs tract t h e c o r e o f t h i s t h e s i s i s t h e r e s e a r c h i n g o f t h e t e c h n o l o g y a n d a p p l i c a t i o n w h i c h i s s e a m l e s s i n t e g r a t i o n o f mi s a n d g i s .f i r s t , t h e e x i s t i n g mi s t e c h n o l o g y a n d g i s t e c h n o l o g y w e r e a n a l y s e d a n d c o m p a r e d , t h e r e s o l v i n g s e a m l e s s i n t e g r a t i o n t e c h n o l o g y o f mi s a n d g i s w a s d i s c u s s e d . a n d t h e a d v a n t a g e s o f t h e t e c h n o l o g y w e r e i n d i c a t e d .t h e t h e s i s m a k e a n e m p h a s e s r e s e a r c h a b o u t g i s s p a t i a l d a t a b a s e , m u l t i s o u r c e s p a t i a l d a t a a c c e s s a n d c o m g i s , a n d b a s e s o n t h i s t e c h n o l o g y a n d t h e u s e r r e q u i r e m e n t m a k e a n f u e l a p p l i c a t i o n . f i n a l l y , t h e r e s e a r c h w o r k w a s s u m ma r i z e d , a n d g i v e s t h e p r o b l e m t o s o l v e f u r t h e r . y a n g y u a n - y u a n ( c o m p u t e r a p p l i c a t i o n t e c h n o l o g y ) d i r e c t e d b y p r o f . wa n g y i n g k e y wo r d s : g i s , mi s , s e a m l e s s i n t e g r a t i o n , c o m g i s , o r a c l e y 7 1 3 0 9 5 华 北 电 力 大 学 硕 士 学 位 论 文 声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文，是本入在导师指导下， 独立进行研究下作 所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果 不包含仃何他人亨有著作权的内容。对本论文所涉及的研究土作做出贡献的其他个 人和集体，均己在文中以明确方式标明。 特此申明。 签 名 : a l 一 f1期 : 趣必捆)四 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力人学有关保留，使用学位论文的规定，即学校有权保管、并向 有关部门送交学价论文的原件与复印件;学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保 存学位论文: 学校可允许学位论文被查阅或借阅; 学校可以学术交流为目的， 复制赠送和交 换学位论文: 同意学校可以用不同方式在不间媒休上发表、 传播学位论文的飞 全 部或部分内容 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者 签名 :杨瘫路 y o v 彝 3 月 d 导师签 名 : 日期 日期 : ? 13 仰o s . 多 . / o 华 北 电 力 大 学 硕 士 学 位 论 文 第一章引 言 1 . 1研究的背景及意义 管理信息系统m i s ( m a n a g e r i n f o r m a t i o n s y s t e m)于8 0 年代进入我国之后，经 过2 0 多年的发展变化，在理论和实践的不断的探索中，取得众多成果，推进了我国 企业信息化建设的进程，提高了企业管理的效率和水平。 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 ) 是六十年代中期开始发展 起来的新技术。它是一种采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达 和应用地理信息的计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地理数据的通用技术。最 初为解决地理问题而起，应用范围仅限于某些专业。随着g i s技术的发展、社会信 息化进程的加速，计算机软硬件水平的提高和大容量磁盘的出现，g i s的应用范围 已经扩大到社会信息服务领域，被广泛应用于地质勘探、卫星遥感、军事地形、电 力输油、 旅游气象、 g p s 卫星定位、 通讯、 旅游、房地产等行业。 在自 然资源管理、 规划和信息服务方面发挥了重大的作用。目前 g i s已经从纯粹的学术技术系统圈子 跳了出来和 i t行业完全融合。 g i s系统在实际的应用中， 往往要和大型mi s 系统结合， 方可满足用户的需求。 我国在 mi s方面的应用和研究工作已经开展多年，一 个成熟的 mi s系统拥有大量 有价值的数据。 现如今开发的g i s 系统中的属性数据往往涉及到大型mi s 系统中的 数据。 开发者希望从mi s 中调用数据作为g i s中的属性数据， 于是就设想到一个最 理想的状态，即两个系统 ( mi s与g i s )的 “ 无缝集成”。在两个系统达到 “ 无缝 集成”后，它们之间的数据互访和功能调用就如同在一个系统中。 1 . 2 mi s 与g i s“ 无缝集成”国内外研究的发展状况 1 . 2 . 1国外研究状况 从2 0 世纪7 0 年代g i s 在加拿大诞生到被各行业广泛应用，3 0 多年来，g i s一 直 采用传统文件方式存储和管理地图数据。现在的g i s 技术应用发生了很大的变化， 它更倾向 于与 其他系 统之间 的 数据互 访和系统整 合。 2 0 世纪 9 0 年代， 随 着s q l( 标 准结构化查询语言)以及 o d b c的出现， 国外的 g i s 工作者将空间数据也纳进标准 组织和标准协议进行规范和管理， 开始研究基于关系型数据库( r d b ms ) 或对象关系 型数据库系统( o - r d b ms ) 的空间数据存储管理方案， 即所谓的“ 空间数据库” 技术。 从而，空间数据与属性数据共享成为现实。与传统文件方式相比，空间数据库技术 有明显的技术优势，包括海量数据管理能力、图形和属性数据一体化存储、多用户 并发访问 ( 包括读取和写入)、完善的访问权限控制和数据安全机制等。跨入2 1 川 - 华 北 电 力 大 学 硕 士 学 位 论 文 第一章引 言 1 . 1研究的背景及意义 管理信息系统m i s ( m a n a g e r i n f o r m a t i o n s y s t e m)于8 0 年代进入我国之后，经 过2 0 多年的发展变化，在理论和实践的不断的探索中，取得众多成果，推进了我国 企业信息化建设的进程，提高了企业管理的效率和水平。 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 ) 是六十年代中期开始发展 起来的新技术。它是一种采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达 和应用地理信息的计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地理数据的通用技术。最 初为解决地理问题而起，应用范围仅限于某些专业。随着g i s技术的发展、社会信 息化进程的加速，计算机软硬件水平的提高和大容量磁盘的出现，g i s的应用范围 已经扩大到社会信息服务领域，被广泛应用于地质勘探、卫星遥感、军事地形、电 力输油、 旅游气象、 g p s 卫星定位、 通讯、 旅游、房地产等行业。 在自 然资源管理、 规划和信息服务方面发挥了重大的作用。目前 g i s已经从纯粹的学术技术系统圈子 跳了出来和 i t行业完全融合。 g i s系统在实际的应用中， 往往要和大型mi s 系统结合， 方可满足用户的需求。 我国在 mi s方面的应用和研究工作已经开展多年，一 个成熟的 mi s系统拥有大量 有价值的数据。 现如今开发的g i s 系统中的属性数据往往涉及到大型mi s 系统中的 数据。 开发者希望从mi s 中调用数据作为g i s中的属性数据， 于是就设想到一个最 理想的状态，即两个系统 ( mi s与g i s )的 “ 无缝集成”。在两个系统达到 “ 无缝 集成”后，它们之间的数据互访和功能调用就如同在一个系统中。 1 . 2 mi s 与g i s“ 无缝集成”国内外研究的发展状况 1 . 2 . 1国外研究状况 从2 0 世纪7 0 年代g i s 在加拿大诞生到被各行业广泛应用，3 0 多年来，g i s一 直 采用传统文件方式存储和管理地图数据。现在的g i s 技术应用发生了很大的变化， 它更倾向 于与 其他系 统之间 的 数据互 访和系统整 合。 2 0 世纪 9 0 年代， 随 着s q l( 标 准结构化查询语言)以及 o d b c的出现， 国外的 g i s 工作者将空间数据也纳进标准 组织和标准协议进行规范和管理， 开始研究基于关系型数据库( r d b ms ) 或对象关系 型数据库系统( o - r d b ms ) 的空间数据存储管理方案， 即所谓的“ 空间数据库” 技术。 从而，空间数据与属性数据共享成为现实。与传统文件方式相比，空间数据库技术 有明显的技术优势，包括海量数据管理能力、图形和属性数据一体化存储、多用户 并发访问 ( 包括读取和写入)、完善的访问权限控制和数据安全机制等。跨入2 1 川 - 华 北 电 力 大 学 硕 上学 位 论 文 纪，国外最先进的g i s 技术已经实现了完全的关系型数据库管理模式，可将空间数 据和属性数据一体化存储于关系数据库，在一个图层对应一张数据表的基础 卜 支持 纯关系型属性数据。同时还提供一些常用的数据库接口，可以直接或间接读取现有 不同数据库中的信息。目前，g i s已经逐步走向完全以纯关系数据存储和管理空间 数据的发展道路，向mi s与 g i s的 “ 无缝集成”迈出了重要的 一 步。 个大系统中，系统功能模块的集成需要通过接口实现，不同语台、平台开发 的系统功能模块具有不同的接 口，只有对接 日的标准化才能实现不同系统之间的 “ 无缝集成”。于是国际上一些研究组织就提出了g i s组件化这样一个概念，只要 所有系统开发平台都遵循统一的工业标准，不同系统模块之间就可以轻松达到真正 意义 卜 的 “ 无缝集成”。从g i s 组件化的提出到发展到应用，如今的g i s组件化已 经发展到了 一个全新的阶段， 出 现了 组件式g i s ( c o m p o n e n t s g i s , 缩写为c o m g i s ) o 组件式g i s是面向对象技术和组件式软件在g i s软件开发中的应用， 组件式g i s 基 十标准的组件式平台，各个组件之间不仅可以进行 自由、灵活的重组，还具有可视 化的界面和使用方便的标准接口。目 前，为了 顺应组件式g i s的技术新潮流，世界 各大 g i s厂商相继推出了基于 o l e技术的嵌入式 g i s 组件，如 e s r i ( 美国环境研 究所) 推出的m a p o b j e c t , a r c g i s , m a p i n f o 公司 推出m a p x等。 1 . 2 . 2国内研究状况及应用现状 我国对于g i s的研究要晚于发达国家， 但是近几年对于g i s的研究也逐渐走向 成熟。由于文化背景和用户水平的差别，国外的g i s产品在很多方面很难满足国内 应用的需求。 顺应国际组件式g i s 潮流， 国内g i s 厂商也先后推出组件式g i s 工具 软件，如北京朝夕公司推出的 m a p e n g i n e ，中科院地理信息发展中心研制的 a c t i v e m a p ，武汉吉奥信息工程有限公司新近推出的全组件式地理信息系统软件 g e o s t a r 4 . 0 ，北京超图推出的全组件式g i s 软件s u p e r m a p o b j e c t 。 超图公司推出的 全组件式开发平台能很好地解决了我国各种行业的应用，得到了广泛的推广和普 及 。 我国电力系统信息化开展多年，并且己经取得了不少的成果，但是目前，电力 系统在燃料调运中仍以数据报表和曲线图为基本的分析方法。在时间紧迫的条件下 用此分析方法，无法快速、准确、全面的进行燃料调度，很大程度上影响了工作效 率。此外与用户的交流也局限在相关的数据报表和曲线图上，分析的结果不直观。 针对上述情况，本论文以数据共享、 避免重复开发为原则， 开发出基于mi s 系统的 “ 燃料调运地理信息系统”。此系统不仅可以有效提高电力系统燃料调运的管理效 率，更便于后期系统的维护、升级。 华 北 电 力 大 学 硕 上学 位 论 文 纪，国外最先进的g i s 技术已经实现了完全的关系型数据库管理模式，可将空间数 据和属性数据一体化存储于关系数据库，在一个图层对应一张数据表的基础 卜 支持 纯关系型属性数据。同时还提供一些常用的数据库接口，可以直接或间接读取现有 不同数据库中的信息。目前，g i s已经逐步走向完全以纯关系数据存储和管理空间 数据的发展道路，向mi s与 g i s的 “ 无缝集成”迈出了重要的 一 步。 个大系统中，系统功能模块的集成需要通过接口实现，不同语台、平台开发 的系统功能模块具有不同的接 口，只有对接 日的标准化才能实现不同系统之间的 “ 无缝集成”。于是国际上一些研究组织就提出了g i s组件化这样一个概念，只要 所有系统开发平台都遵循统一的工业标准，不同系统模块之间就可以轻松达到真正 意义 卜 的 “ 无缝集成”。从g i s 组件化的提出到发展到应用，如今的g i s组件化已 经发展到了 一个全新的阶段， 出 现了 组件式g i s ( c o m p o n e n t s g i s , 缩写为c o m g i s ) o 组件式g i s是面向对象技术和组件式软件在g i s软件开发中的应用， 组件式g i s 基 十标准的组件式平台，各个组件之间不仅可以进行 自由、灵活的重组，还具有可视 化的界面和使用方便的标准接口。目 前，为了 顺应组件式g i s的技术新潮流，世界 各大 g i s厂商相继推出了基于 o l e技术的嵌入式 g i s 组件，如 e s r i ( 美国环境研 究所) 推出的m a p o b j e c t , a r c g i s , m a p i n f o 公司 推出m a p x等。 1 . 2 . 2国内研究状况及应用现状 我国对于g i s的研究要晚于发达国家， 但是近几年对于g i s的研究也逐渐走向 成熟。由于文化背景和用户水平的差别，国外的g i s产品在很多方面很难满足国内 应用的需求。 顺应国际组件式g i s 潮流， 国内g i s 厂商也先后推出组件式g i s 工具 软件，如北京朝夕公司推出的 m a p e n g i n e ，中科院地理信息发展中心研制的 a c t i v e m a p ，武汉吉奥信息工程有限公司新近推出的全组件式地理信息系统软件 g e o s t a r 4 . 0 ，北京超图推出的全组件式g i s 软件s u p e r m a p o b j e c t 。 超图公司推出的 全组件式开发平台能很好地解决了我国各种行业的应用，得到了广泛的推广和普 及 。 我国电力系统信息化开展多年，并且己经取得了不少的成果，但是目前，电力 系统在燃料调运中仍以数据报表和曲线图为基本的分析方法。在时间紧迫的条件下 用此分析方法，无法快速、准确、全面的进行燃料调度，很大程度上影响了工作效 率。此外与用户的交流也局限在相关的数据报表和曲线图上，分析的结果不直观。 针对上述情况，本论文以数据共享、 避免重复开发为原则， 开发出基于mi s 系统的 “ 燃料调运地理信息系统”。此系统不仅可以有效提高电力系统燃料调运的管理效 率，更便于后期系统的维护、升级。 华 北 电 力 大 学 硕 十 学 位 论 文 1 . 3研究的主要目标及内容 本论文以研究的主要目 标是利用空间数据库技术和组件技术解决m i s 与g i s 两 个系统 “ 无缝集成”的问题，第一:数据的 “ 无缝集成”;第二:系统功能模块的 “ 无缝集成”。 本论文的研究重点是空间数据库技术和组件 g i s技术以及基于此两种技术的 “ 燃料调度地理信息系统”开发，主要内容包括: ( 1 ) 分析并比较m i s 与g i s 技术，重点对这两个系统 “ 无缝集成”需要解决的 问题进行了研究。 ( 2 ) 通过分析数据库技术的发展和主要技术，详细介绍解决数据 “ 无缝集成” 问题的空间数据库技术。指出近几年采用数据库、管理包括地图及其属性的空间数 据，成为 g i s 应用发展的潮流。与传统文件方式相比，空间数据库技术有明显的技 术优势。空间数据库技术正在逐步取代传统文件，成为越来越多的大中型g i s 应用 系统的空间数据存储解决方案，能够实现mi s 与g i s 数据的 “ 无缝集成”。 ( 3 ) m i s 与g i s 两个系统功能模块的“ 无缝集成” 是本沦文研究的第二个问题。 旱期的mi s 大多独立开发，功能模块的接口没有统一标准， 很难和其他系统集成到 一起。以组件技术为基础的组件式g i s ( c o m p o n e n t s g i s , 缩写为c o m g i s ) 的出现解 决了这一问题，组件式g i s 与传统的g i s 技术比较，有着与语言无关性，二次开发 能力强，开放性和可扩展性低成本等优势和特点。 ( 4 )以空间数据库和组件式g i s 技术为基础的 “ 燃料调度地理信息系统”的开 ( 5 ) 对本论文的研究课题进行总结和分析，并且指出其不足。 本论文的内容组织 览l.4 本论文的内容组织如下: 第一章为绪论，介绍了课题的研究背景，研究的必要性，研究目 标以及本课题 主要的研究内容。 第二章通过分析mi s 和g i s的基本组成和主要基础知识， 说明两者的区别和联 系。 第三章介绍s i ms技术，由于历史的原因， 产生多种格式的空间数据同时存在， 为了避免数据的重复录入，多源空间数据无缝集成技术( s i m s ) 可以实现多种格式的 空间数据导入和导出。 第四章和第五章系统的介绍了进行 mi s与g i s两个系统“ 无缝集成” 需要的数 据库技术和组件式g i s 技术。 华 北 电 力 大 学 硕 十 学 位 论 文 1 . 3研究的主要目标及内容 本论文以研究的主要目 标是利用空间数据库技术和组件技术解决m i s 与g i s 两 个系统 “ 无缝集成”的问题，第一:数据的 “ 无缝集成”;第二:系统功能模块的 “ 无缝集成”。 本论文的研究重点是空间数据库技术和组件 g i s技术以及基于此两种技术的 “ 燃料调度地理信息系统”开发，主要内容包括: ( 1 ) 分析并比较m i s 与g i s 技术，重点对这两个系统 “ 无缝集成”需要解决的 问题进行了研究。 ( 2 ) 通过分析数据库技术的发展和主要技术，详细介绍解决数据 “ 无缝集成” 问题的空间数据库技术。指出近几年采用数据库、管理包括地图及其属性的空间数 据，成为 g i s 应用发展的潮流。与传统文件方式相比，空间数据库技术有明显的技 术优势。空间数据库技术正在逐步取代传统文件，成为越来越多的大中型g i s 应用 系统的空间数据存储解决方案，能够实现mi s 与g i s 数据的 “ 无缝集成”。 ( 3 ) m i s 与g i s 两个系统功能模块的“ 无缝集成” 是本沦文研究的第二个问题。 旱期的mi s 大多独立开发，功能模块的接口没有统一标准， 很难和其他系统集成到 一起。以组件技术为基础的组件式g i s ( c o m p o n e n t s g i s , 缩写为c o m g i s ) 的出现解 决了这一问题，组件式g i s 与传统的g i s 技术比较，有着与语言无关性，二次开发 能力强，开放性和可扩展性低成本等优势和特点。 ( 4 )以空间数据库和组件式g i s 技术为基础的 “ 燃料调度地理信息系统”的开 ( 5 ) 对本论文的研究课题进行总结和分析，并且指出其不足。 本论文的内容组织 览l.4 本论文的内容组织如下: 第一章为绪论，介绍了课题的研究背景，研究的必要性，研究目 标以及本课题 主要的研究内容。 第二章通过分析mi s 和g i s的基本组成和主要基础知识， 说明两者的区别和联 系。 第三章介绍s i ms技术，由于历史的原因， 产生多种格式的空间数据同时存在， 为了避免数据的重复录入，多源空间数据无缝集成技术( s i m s ) 可以实现多种格式的 空间数据导入和导出。 第四章和第五章系统的介绍了进行 mi s与g i s两个系统“ 无缝集成” 需要的数 据库技术和组件式g i s 技术。 华 北 电 力 大 学 硕 卜学 位 论 文 第六章为主要部分，介绍 “ 燃料调度地理信息系统”的开发。首先对相关背景 进行了分析，列举出开发工具和开发模式。然后具体介绍主要功能技术的实现，包 括: 数据组织与空间数据库实现， 通过s q l 语言检索空间数据库的实现， 空间查询 与分析的实现等。再次列举出主要图层的绘制和函数代码以及功能介绍。最后对此 系统的开发进行了分析总结。 第一七章总结了本论文的研究成果，并提出了进一步的研究设想。 华 北 电 力 大 学 硕 士 学 位 论 文 第二章mi s 与g i s 关键理论与主要技术 2 . 1 mi s技术 mi s是一个不断发展的新型学科，mi s的定义随着计算机技术和通讯技术的进 步也在不断更新， 在现阶段普遍认为mi s 是由人和计算机设备或其他信息处理手段 组成并用于管理信息的系统。 2 . 1 . 1 mi s的结构、特征及其相关学科 ( 1 ) mi s的结构 mi s由信源、 信宿、 信息处理、 信息用户和信息管理者五个组成部分， 如图 2 所示。 图 2 - 1 mi s的结构 ( 2 ) mi s的特性 完善的mi s 具有以下四个标准: 确定的信息需求、 信息的可采集与可加 i : 、可 以通过程序为管理人员提供信息、可以对信息进行管理。具有统一规划的数据库是 mi s 成熟的重要标志，它象征着mi s是软件工程的产物。mi s 是发展变化的，mi s 有生命周期。mi s的开发必须具有一定的科学管理工作基础。 ( 3 ) mi s 的相关学科 mi s 是一个交叉性综合性学科，组成部分有:计算机 ( 网络通讯、数据库、计 算机语言等)、数学 ( 统计学、运筹学、线性规划等)、管理学、仿真等学科。随 着科学技术的高速发展，mi s 涉及的范围还要扩大。 2 . 1 . 2 mi s的开发平台 目 前，国内 外己 有多种成熟的有关 m i s开发平台: d e l p h i 、 p o w e r b u i l d e r , s i l v e r s t r e a m , j b u i l d e r , v b 等。 这些开发 平台 都可以 完成m i s 所需要的报表生 成、 复杂查询、图表生成、报表打印、上报审批等功能。己经广泛应用于各个企业的 华 北 电 力 大 学 硕 士 学 位 论 文 第二章mi s 与g i s 关键理论与主要技术 2 . 1 mi s技术 mi s是一个不断发展的新型学科，mi s的定义随着计算机技术和通讯技术的进 步也在不断更新， 在现阶段普遍认为mi s 是由人和计算机设备或其他信息处理手段 组成并用于管理信息的系统。 2 . 1 . 1 mi s的结构、特征及其相关学科 ( 1 ) mi s的结构 mi s由信源、 信宿、 信息处理、 信息用户和信息管理者五个组成部分， 如图 2 所示。 图 2 - 1 mi s的结构 ( 2 ) mi s的特性 完善的mi s 具有以下四个标准: 确定的信息需求、 信息的可采集与可加 i : 、可 以通过程序为管理人员提供信息、可以对信息进行管理。具有统一规划的数据库是 mi s 成熟的重要标志，它象征着mi s是软件工程的产物。mi s 是发展变化的，mi s 有生命周期。mi s的开发必须具有一定的科学管理工作基础。 ( 3 ) mi s 的相关学科 mi s 是一个交叉性综合性学科，组成部分有:计算机 ( 网络通讯、数据库、计 算机语言等)、数学 ( 统计学、运筹学、线性规划等)、管理学、仿真等学科。随 着科学技术的高速发展，mi s 涉及的范围还要扩大。 2 . 1 . 2 mi s的开发平台 目 前，国内 外己 有多种成熟的有关 m i s开发平台: d e l p h i 、 p o w e r b u i l d e r , s i l v e r s t r e a m , j b u i l d e r , v b 等。 这些开发 平台 都可以 完成m i s 所需要的报表生 成、 复杂查询、图表生成、报表打印、上报审批等功能。己经广泛应用于各个企业的 华 北 电 力 大 学 硕 十 学 位 论 文 mi s 应用软件开发中，并且有许多成功的开发案例。 2 . 2 g i s技术 2 . 2 . 1 g i s的系统组成 g i s有以下四个系统组成，如图 2 - 2所示 数据输入子系统 空间数据库 数据存储和检索子系统 数据操作和分析子系统 图 2 - 2 gi s的系统组成 ( 1 )数据输入子系统。主要负责从各种数据源中收集并处理空间数据，以及进 行不同类型的空间数据间的转换 。 ( 2 )数据存储和检索子系统。此系统准许以 检索、更新、编辑的方式组织空间 数据。 ( 3 ) 数据操作和分析子系统。此系统是g i s的心脏，用数据进行工作，如数据 的聚合与分散、评估参数和条件限制、进行模拟分析。 ( 4 )报告子系统。此系统以表格、图形、地图等形式显示输出全部或部分数据 库。 2 . 2 . 2 g i s融入i t主流是发展趋势 在过去，g i s往往被认为是一项专门技术，其应用领域受到限制。随着技术的 发展和社会需求的增大，g i s 应用日趋广泛，凡是涉及空间信息分布的地方都可以 用到 g i s , g i s己经广泛地渗透到人们的日常生活中。g i s 和数据库、信息处理、 通信等技术一样，己经成为信息技术 ( rr)的重要组成部分。 实际上，g i s 是一门综合性技术，它已经与其他技术相互融合。g i s的应用需 要利用和集成其他信息技术，同时，其它信息技术的应用也需要g i s 。在技术上， 发展 g i s 必须符合信息技术潮流。 国际g i s 技术的发展趋势主要体现在以下两个方 面: t 是技术的综合 ( i n t e g r a t i o n );二是软件技术的分化 ( f r a c t i o n a t i o n )。融入 i t的发展潮流，要求g i s软件体系具有良 好的开放性和可扩展性，而组件式 g i s ( c o mg i s ) 正是顺应这一发展潮流而出现的。下面将会有一章详细介绍 c o mg i s o 华 北 电 力 大 学 硕 十 学 位 论 文 mi s 应用软件开发中，并且有许多成功的开发案例。 2 . 2 g i s技术 2 . 2 . 1 g i s的系统组成 g i s有以下四个系统组成，如图 2 - 2所示 数据输入子系统 空间数据库 数据存储和检索子系统 数据操作和分析子系统 图 2 - 2 gi s的系统组成 ( 1 )数据输入子系统。主要负责从各种数据源中收集并处理空间数据，以及进 行不同类型的空间数据间的转换 。 ( 2 )数据存储和检索子系统。此系统准许以 检索、更新、编辑的方式组织空间 数据。 ( 3 ) 数据操作和分析子系统。此系统是g i s的心脏，用数据进行工作，如数据 的聚合与分散、评估参数和条件限制、进行模拟分析。 ( 4 )报告子系统。此系统以表格、图形、地图等形式显示输出全部或部分数据 库。 2 . 2 . 2 g i s融入i t主流是发展趋势 在过去，g i s往往被认为是一项专门技术，其应用领域受到限制。随着技术的 发展和社会需求的增大，g i s 应用日趋广泛，凡是涉及空间信息分布的地方都可以 用到 g i s , g i s己经广泛地渗透到人们的日常生活中。g i s 和数据库、信息处理、 通信等技术一样，己经成为信息技术 ( rr)的重要组成部分。 实际上，g i s 是一门综合性技术，它已经与其他技术相互融合。g i s的应用需 要利用和集成其他信息技术，同时，其它信息技术的应用也需要g i s 。在技术上， 发展 g i s 必须符合信息技术潮流。 国际g i s 技术的发展趋势主要体现在以下两个方 面: t 是技术的综合 ( i n t e g r a t i o n );二是软件技术的分化 ( f r a c t i o n a t i o n )。融入 i t的发展潮流，要求g i s软件体系具有良 好的开放性和可扩展性，而组件式 g i s ( c o mg i s ) 正是顺应这一发展潮流而出现的。下面将会有一章详细介绍 c o mg i s o 华 北 电 力 大 学 硕 十 学 位 论 文 2 . 3 mi s与 g i s的区别和联系 g i s与一般管理信息系统的主要区别在于g i s处理空间数据的能力， 它除了包 还有图形数据库，而且要共同管理、分析和使用图 但在功能上也比后者大得多 答用户所访问的电话号码， 在硬件和软件方面均比一般管理信息系统更加复杂， 例如电话查号台可看作一个管理信息系统，它只能回 含 一 般数据库的字母数据库外， 形数据和属性数据， 所以， g i s 而基于g i s的通讯信息系统除了可查询电话号码外，还 可提供所有电话用户的地理分布、空间密度、最近邮电局、公共电话等信息。 华 北 电 力 大 学 硕 士 学 位 论 文 第三章多源g i s 空间数据互访 g i s 经过多年的研究和应用开发， 空间数据的采集的方法和技术手段发生了很 大的变化，由于各个阶段采集的方法不同， 采集到的数据格式就不相同， 而且根据 不同的需要采集的空间数据规格也不相同， 再加上地理空间的复杂性， 时间的差异 性， 测量技术的不同应用， 所以采集到的空间数据有很大的差别。当开发一个应用 g i s软件时，如何避免重复的数据采集，实现资源共享是一个急需解决的难题。 3 . 1多源空间数据的产生和互访的必要性 正如信息是任何信息系统的基础一样，空间数据和属性数据是 g i s系统的基 础。属性数据形式比较单一，易于管理。而空间数据是对现实地理空间进行的一定 格式的数字采集，由于地理空间是一个类型繁多、多层嵌套、无限延展和异常复杂 的地理信息空间，决定着空间数据也是一个复杂的、多格式的、多变化的数据。 g i s 应用软件的广泛应用使得各部门、各系统内都积累了大量 g i s数据资源， 山于使用不同的g i s软件， 采集到的数据所存储的格式和结构也不相同。 数据集成 问题一直以来困扰着g i s 软件开发者， 如何充分有效地利用以不同格式保存的数据 资源，是长期以来巫待解决的问题。解决数据格式转换带来的种种问题的理想方案 是，在一个软件中实现对多种数据格式的直接访问。 解决空间数据互访的模式有三种:第一，数据格式转换模式;第二，数据互操 作模式;第三，直接数据访问模式。其中的数据格式转换模式虽然能达到数据互访 的目的，但是缺乏对空间对象统一的描述方法，从而使得不同数据格式描述空间对 象时采用的数据模型不同，因而空间数据转换后不能完全准确表达源数据的信息。 而数据互操作模式虽然为多源数据集成带来了新的模式，但是要真正实现各种 格式数据之间的互操作，需要每种格式的宿主软件都按照着统一的规范实现数据访 问 接口，一个软件访问其他软件的数据格式时是通过数据服务器实现的，这个数据 服务器实际上就是被访问数据格式的宿主软件，也就是说，用户必须同时拥有这两 个g i s 软件，并且同时运行，才能完成数据互操作过程。 这种模式在一定时期内还 不现实。 现如今最理想的方式是直接数据访问模式，下面将详细介绍基于直接数据访问 模的多元空间数据无缝集成技术。 3 . 2多源空间数据无缝集成 ( s i ms ) 3 . 2 . 1 s i ms技术 直接数据访问是指在一个 g i s软件中实现对其他软件数据格式的直接访问 8 华 北 电 力 大 学 硕 士 学 位 论 文 第三章多源g i s 空间数据互访 g i s 经过多年的研究和应用开发， 空间数据的采集的方法和技术手段发生了很 大的变化，由于各个阶段采集的方法不同， 采集到的数据格式就不相同， 而且根据 不同的需要采集的空间数据规格也不相同， 再加上地理空间的复杂性， 时间的差异 性， 测量技术的不同应用， 所以采集到的空间数据有很大的差别。当开发一个应用 g i s软件时，如何避免重复的数据采集，实现资源共享是一个急需解决的难题。 3 . 1多源空间数据的产生和互访的必要性 正如信息是任何信息系统的基础一样，空间数据和属性数据是 g i s系统的基 础。属性数据形式比较单一，易于管理。而空间数据是对现实地理空间进行的一定 格式的数字采集，由于地理空间是一个类型繁多、多层嵌套、无限延展和异常复杂 的地理信息空间，决定着空间数据也是一个复杂的、多格式的、多变化的数据。 g i s 应用软件的广泛应用使得各部门、各系统内都积累了大量 g i s数据资源， 山于使用不同的g i s软件， 采集到的数据所存储的格式和结构也不相同。 数据集成 问题一直以来困扰着g i s 软件开发者， 如何充分有效地利用以不同格式保存的数据 资源，是长期以来巫待解决的问题。解决数据格式转换带来的种种问题的理想方案 是，在一个软件中实现对多种数据格式的直接访问。 解决空间数据互访的模式有三种:第一，数据格式转换模式;第二，数据互操 作模式;第三，直接数据访问模式。其中的数据格式转换模式虽然能达到数据互访 的目的，但是缺乏对空间对象统一的描述方法，从而使得不同数据格式描述空间对 象时采用的数据模型不同，因而空间数据转换后不能完全准确表达源数据的信息。 而数据互操作模式虽然为多源数据集成带来了新的模式，但是要真正实现各种 格式数据之间的互操作，需要每种格式的宿主软件都按照着统一的规范实现数据访 问 接口，一个软件访问其他软件的数据格式时是通过数据服务器实现的，这个数据 服务器实际上就是被访问数据格式的宿主软件，也就是说，用户必须同时拥有这两 个g i s 软件，并且同时运行，才能完成数据互操作过程。 这种模式在一定时期内还 不现实。 现如今最理想的方式是直接数据访问模式，下面将详细介绍基于直接数据访问 模的多元空间数据无缝集成技术。 3 . 2多源空间数据无缝集成 ( s i ms ) 3 . 2 . 1 s i ms技术 直接数据访问是指在一个 g i s软件中实现对其他软件数据格式的直接访问 8 华 北 电 力 大 学 硕 士 学 位 论 文 户可以使用单个 g i s 软件存取多种数据格式。 直接数据访问不仅避免了频繁的数据 转换，而且在一个g i s 软件中访问某种软件的数据格式不要求用户拥有该数据格式 的宿主软件，更不需要该软件运行。多源空间数据无缝集成一s i ms ( s e a m l e s s i n t e g r a t i o n o f m u l t i s o u r c e s p a t i a l d a t a ) 就是这样一种技术。此种方式是目 前最理想的 模式， 它提供了一种更为经济实用的多源数据集成模式。 超图s u p e r ma p 使用s i m s 技术实现多源数据集成， 实现了对大多数g i s / c a d软件数据格式的直接访问， 包括: mg e , a r c / i n f o、mi c r o s t a t i o n d g n等。如图3 - 1 所示: 图 3 - 1直接数据访问模式 s i ms 无须数据格式转换，直接访问多种数据格式的高级空间数据集成技术， s i ms技术有如下特点: ( 1 )多格式数据直接访问。数据格式无须转换就可以直接访问，这是 s i ms 最 基本的功能特点。 ( 2 ) 格式无关数据集成。任意格式存储的g i s 空间数据都可以实现无条件的数 据集成。 ( 3