（岩土工程专业论文）自动化与组件式gis及其在公路设计中的应用研究.pdf

郑州大学硕士学位论文 摘要 公路作为主要的交通设施，对国民经济的发展起着至关重要的作用。本文分 析了我国公路行业路线平面图生成方法与管理模式的不足，并从公路地理信息系 统的产生背景和功能要求出发，结合公路设计与管理部门的业务流程，应用计算 机新技术对其进行了改进。这些研究成果成功地应用到了周口市公路设计地理信 息系统的研发中，克服了传统方法所固有的缺陷。本文完成的主要工作如下： l 、 以d e l p h i7 0 为控制器，利用a c t i v e xa u t o m a t i o n 语言v b a 对 a u t o c a d2 0 0 0 进行二次开发，成功实现了路线平面图在a u t o c a d 2 0 0 0 中的自动生成。 2 、 实现了c a d 图形数据及其对应的数据库属性数据向m a p l n f o 数据的 转换以及地图数据与其属性数据的绑定，为应用g i s 强大的空间分 析功能辅助公路设计提供了技术支持。 3 、 进行应用系统开发时，通过对几种常用数据库的对比分析，选用s q l s e r v e r2 0 0 0 作为属性数据库平台，并对各类地理实体的数据库结构 进行了详细的设计。 4 、 根据我国公路建设的特点，提出了系统总体设计方案，分析了系统 各部分的功能。 j 、 回顾了g i s 软件的发展历程，指出c o m g i s 是当前的一个发展趋势。 因此，为了克服传统g i s 设计方法的不足，本文引入了“组件”技 术。这一新技术在周口市公路设计地理信息系统的研发中得到了成 功的应用，为公路设计与管理提供了技术支持和决策服务。 关键字t 公路地理信息系统组件式地理信息系统数据库a c t i v e x 自动化 v b aa u t o c a d m a p x a d o s q l s e r v e r 邦州大学硕士学位论文 a b s t r a c t r o a d ，t h em a i nt r a 脯cf a c i l i t y , p l a y sav i t a lr o l ei nt h ed e v e l o p m e n to f n a t i o n a l e c o n o m y t h ep a p e ra n a l y z e st h es h o r t c o m i n g so fg e n e r a t i o nm e t h o d s o fr o u t ep l a n e f i g u r e s a n dm a n a g e m e n tm o d e si nr o a dt r a d e n e wt e c h n i q u e so nc o m p u t e ra r e a p p l i e d t oo v e r c o m e t h e m ，a c c o r d i n g t ob u s i n e s s p r o c e d u r e o f d e s i g n a n d m a n a g e m e n td e p a r t m e n to f t h eh i g h w a y t h e r e s u l t so f s t u d ya r es u c c e s s f u l l ya p p l i e d t ot h ed e v e l o p m e n to ft h eh i g h w a yd e s i g ng e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e mo f z h o u k o uc i t y , o v e r c o m i n gt h ei n h e r e n td e f i c i e n c i e so ft r a d i t i o n a lm e t h o d s s o m e t a s k sh a v eb e e nm a d e ，a sf o l l o w s ： l 、t h e p l a n ef i g u r eo f r o u t ei sa u t o m a t i c a l l yg e n e r a t e di na u t o c a d2 0 0 0 ， b a s e do nt h es e c o n d a r yd e v e l o p m e n to fa u t o c a d2 0 0 0b y d e l p h i7 0 a n dv b a ，t h ea c t i v e xa u t o m a t i o n l a n g u a g e 2 、i th a sb e e nr e a l i z e dt h a tc a d f i g u r ed a t aa n dc o r r e s p o n d i n ga t t r i b u t e d a t ai nd a t a b a s ea r ec o n v e r t e dt om a p l n f o ，a n dt h eb i n d i n go ff i g u r e d a t aa n di t sa t t r i b u t ed a t ad o n e t h e yc a no f f e rt e c h n i c a ls u p p o r ti n a p p l y i n gs t r o n gs p a t i a la n a l y s i s f u n c t i o n so fg i st oa i d e dd e s i g no f h i g h w a y 3 、i nt h ed e v e l o p m e n to f a p p l i c a t i o ns y s t e m ，s q ls e r v e r2 0 0 0 i ss e l e c t e d a st h ea t t r i b u t ed a t a b a s ep l a t f o r m ，b yc o n t r a s t i n go fs e v e r a lp o p u l a r d a t a b a s e s a n dd a t a b a s es t r u c t u r e so fa l lk i n d so f g e o g r a p h i c a le n t i t i e s a r ed e s i g n e di nd e t a i l 4 、 a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i co f r o a dc o n s t r u c t i o ni no u rc o u n t r y , t h e o v e r a l ld e s i g np l a no ft h es y s t e mh a sc o m eu p ，a n df u n c t i o n so fe a c h p a r to f i th a v e b e e na n a l y z e d 5 、t h i s p a p e rr e v i e w st h ed e v e l o p m e n tc o u r s eo fg i s ，p o i n t i n go u tt h a t c o m g i si sad e v e l o p i n gt r e n dn o w a d a y s s ot h ec o m p o n e n t t e c h n i q u e i si n t r o d u c e dt oo v e r c o m es h o r t c o m i n g so ft r a d i t i o n a ld e s i g nm e t h o d s o fg i s i ti ss u c c e s s f u l l ya p p l i e dt ot h ed e v e l o p m e n to ft h eh i g h w a y d e s i g ng e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e mo fz h o u k o uc i t yb ym e a n s o f t h ec o m p o n e n tm a p x t h es y s t e mo f f e r st e c h n i c a ls u p p o r ta n da i d e d d e c i s i o n - m a k i n g s e r v i c ei nd e s i g na n d m a n a g e m e n to f h i g h w a y k e yw o r d s ：h i g h w a y ；g i s ；c o m o i s ；d a t a b a s e ；a c t i v e xa u t o m a t i o n ；v b a ； a u t o c a d ；m a p x ；a d o ；s q l s e r v e r i i 郑州大学硕士学位论文 第1 章绪论 近年来，随着国民经济的快速发展，路网运力已显不足，需要大量地扩建路网，道 路也急需得到更为科学的管理。然而，当前的公路设计是以主观分析判断为主的定性分 析方法，实际上难以完全做到公路设计的科学化及合理化，并且，对现有道路在 a u t o c a d 中成图时费时费力，管理手段落后。地理信息系统( g i s ) 作为一项实用性技术， 己经广泛地应用于众多领域。它是以处理各种空间实体及空间关系为主的技术系统，具 有空间定性、定量、定位综合分析的功能。基于g i s 技术的公路设计管理方法能够满 足现代公路建设具有的质量高、速度快、任务重、周期短的特点，提高其整体的管理与 服务水平。 1 1 中国公路发展概况 建国初期，全国( 港、澳、台地区除外) 公路通车里程仅为8 万公里，技术等级十分 低下。经过建国后几十年的建设，到1 9 9 6 年度，全国公路通车里程达1 1 8 6 万公里， 其中高速公路3 4 2 2 公里，一、二级汽车专用公路1 5 0 0 0 多公里，四级及四级以下公路 8 7 万公里。全国1 0 0 的县城，9 5 以上的乡镇的7 4 的行政村通了公路。2 0 0 1 年底，全 国公路通车总里程达到了1 6 9 8 万公里，居世界第四位。 我国公路发展大致经历了四个阶段： 第一阶段从建国初期至改革开放的1 9 7 8 年。五、六十年代，根据当时形势需要和 条件，公路建设基本是在原大车道、便道上修补改造进行，也有相当部分是人民解放 军在进军途中边行军边施工的“急造公路”。之后，根据“抓革命，促生产，促工作， 促战略”的要求，公路选线强调“隐蔽、迂回、靠山、钻林”等战各国防需要，依靠 国家国边防公路建设投资和“民工建勤”等方式，全国公路通车里程增长较快，达到 8 9 万公里，其中干线公路2 3 7 万公里，县乡公路5 8 6 万公里，企事业单位专用公路 6 6 万公里，但公路等级普遍很低，与当时国内汽车工业水平相比，特别是与缓慢的经 济发展要求相比，总体上尚能适应。 第二阶段从1 9 7 8 年至1 9 8 5 年。这一阶段国民经济恢复较快，交通紧张问题凸现， 交通运输系统内结构不合理问题逐渐暴露，国家开始着力调整国民经济结构，加强以 铁路为中心的运输基础设施的建设，对公路建设也给予了相应重视。国家计委、国家 经委、交通部联合颁布了国道网规划，确定首都放射线1 2 条、北南纵线2 8 条、东西 横线3 0 条共7 0 条国道，并采取措施加快发展公路建设，如允许省、市、自治区调整 养路费收费费率，增加用于公路的改造，此阶段末期国家开始利用国际金融组织贷款 修建国际标准高速公路，允许利用贷款、集资修路收取车辆通行费偿还贷款等政策。 邦州大学硕士学位论文 至t 六五”结束时，公路通车总里程增长到9 4 2 4 万公里，其中一级公路4 2 2 公里， 四级及等外公路7 9 2 3 万公里。“六五”期间公路通车里程年均增长1 1 万公里。 第三阶段为“七五”时期。国家明确交通运输是国民经济发展的瓶颈产业，国务 院批准设立公路建设专项基金和车辆购置附加费，专门用于公路建设。根据我国人口 密度大，车辆技术水平差异大，大量农用拖拉机、牲畜车上路运输的国情，首次明确 提出汽车专用公路的概念，国家开始较大规模地建设汽车专用公路，建成了沈阳至大 连、上海至嘉定等共约6 0 0 多公里高速公路，实现了我国大陆高速公路零的突破。由 于汽车专用公路单位造价较以往公路改造单价明显要高，由此引发了关于高速公路是 否符合中国国情的大讨论，此阶段高速公路建设停留在试点的规模上。“七五”期末， 公路通车总里程为1 0 2 8 万公里，其中高速公路5 2 2 公里，一级公路2 6 1 7 公里，四级 及等外公路6 1 3 万公里。公路通车里程年均增长1 7 万公里。 第四阶段从“八五”到目前为止。“八五”初期，根据国民经济发展对交通运输 的总体要求，以及社会主义市场经济建设的特点，我国在总结以往公路建设经验后， 提出公路建设的方针是“普及与提高相结合，以提高为主”，使公路建设事业能够更 好地适应经济结构转变以及人民生活水平提高对公路运输质量的要求。为突出重点， 在国道网规划基础上研究形成了“五纵七横”1 2 条国道主干线规划，设想用二、三十 年时间，逐步建成以二级以上汽车专用公路为主组成的国道主干线网。国家继续在利 用国际金融组织贷款如世界银行、亚洲开发银行、日本输出入银行贷款、日本海外经 济协力基金贷款以及其他国外政府优惠贷款方面给予公路建设有力支持，同时为进一 步扩大利用境外资本对我国公路行业的直接投资，国家计委、国家经贸委、外经贸部 联合颁布了指导外商投资方向暂行规定和外商投资产业指导目录，将公路建 设列为鼓励外商投资类。这一时期我国公路建设利用外资成绩斐然，对加快我国公路 建设事业发展，提高公路设计、养护、管理水平起到了极大的推动作用。 “八五”以来，公路建设的特点是高等级公路通车里程增长迅速，到1 9 9 6 年底， 全国公路通车总里程已达1 1 8 6 万公里，其中高速公路3 4 2 2 公里，在一些大经济区域 内，已经形成或正在形成以高速公路为主的高等级干线公路网，如沈阳、大连、北京、 天津、石家庄、德州、济南、青岛等环渤海湾地区，武汉、合肥、南京、上海、杭州、 宁波等长江中下游地区以及广州、深圳、珠海珠江三角洲地区。 “九五”期间，计划集中力量建设“三纵两横”和两条重要国道主干线公路，除 部分路段外，基本以高速公路或汽车专用公路贯通。五年新增通车里程1 0 万公里( 含 中西部地区约6 万公里) ，其中：高速公路4 0 0 0 公里，汽车专用公路7 0 0 0 公里，一般 二级公路2 5 0 0 0 公里。到2 0 0 0 年，通车里程达1 2 6 万公里，其中：高速公路6 1 4 1 公 里，汽车专用路2 万公里，二级以上公路1 3 万公里。届时，以高等级公路为主的国道 主干线形成规模效益，使东部地区干线公路拥挤状况明显缓解，中西部贫困地区交通 条件有所改善，国边防公路得以加强。 邦州大学硕士学位论文 2 0 0 1 - - 2 0 1 0 年重点建设“五纵七横”国道主干线中余下的“两纵五横”主要路 段；加快建设国道主干线系统以外交通特别繁忙的其他高等级公路，改善和提高边境口 岸公路标准，完成川藏、青藏等国防公路的整治和改造；积极扶持未通车的行政村公路 建设，实现行政村基本通公路。 社会的巨大需求要求对公路信息资源进行高效的、科学的管理，这一社会性的客观 条件有力地促进了地理信息系统和公路信息管理的结合。 1 2 地理信息系统概述 地理信息系统( g e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns y s t e m 简称g i s ) 是六十年代开始迅速发展 起来的一项以计算机为基础的新兴技术，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 患，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。目前已成功地应用到了包括资源 管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和 天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。 l 。2 1 地理信息系统的发展简况 国际上，g i s 的发展经历了以下几个阶段：6 0 年代的开拓期，注重于空间数据的 地学处理，如美国人1 2 1 调查局建立的d i m e 用于处理人口统计数据：7 0 年代的巩固期， 注重于空间地理信息的管理，充分利用了新的计算机技术，但数据分析能力仍然很弱， 在地理信息技术方面未有新突破：8 0 年代的技术大发展期，注重于空间决策支持分析， 应用领域迅速扩大，商业化实用系统进入市场；9 0 年代是地理信息系统的用户时代。 随着微机的发展和数字化信息产品在全世界的普及，g 1 s 已经深入到各行各业，其应用 领域从资源管理、环境规划到应急反应。从商业服务区域划分到政治选举分区等，涉及 到许多学科和领域。许多国家制定了本国的g i s 发展规划，启动了若干科研项目，建 立了一些政府性、学术性机构，如中国于1 9 8 5 年成立了资源与环境信息系统国家重点 实验室，美国于1 9 8 7 年成立了国家地理信息与分析中心。现在，g i s 已成为许多机构 必备的工作系统。社会对g i s 的认识也普遍提高，需求大幅度增加，从而导致g i s 应 用的扩大与深化。 在国内，g i s 的发展较晚，经历了四个阶段，即起步( 1 9 7 0 1 9 8 0 ) 、准备( 1 9 8 0 1 9 8 5 ) 、 发展( 1 9 8 5 1 9 9 5 ) 、产业化( 1 9 9 6 以后) 阶段。我国地理信息系统方面的工作自8 0 年代初 开始。以1 9 8 0 年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标 志，在几年的起步发展阶段中，我国地理信息系统在理论探索、硬件配制、软件研制、 规范制订、区域试验研究、局部系统建立、初步应用试验和技术队伍培养等方面都取得 邦州大学硕士学位论文 了进步，积累了经验，为在全国范围内展开地理信息系统的研究和应用葜定了基础。地 理信息系统进入发展阶段的标志是第七个五年计划开始。地理信息系统研究作为政府行 为，正式列入国家科技攻关计划，开始了有计划、有组织、有目标的科学研究、应用实 验和工程建设工作。自9 0 年代起，地理信息系统步入快速发展阶段。执行地理信息系 统和遥感联合科技攻关计划，强调地理信息系统的实用化、集成化和工程化，力图使地 理信息系统从初步发展时期的研究实验、局部实用走向实用化和生产化，为国民经济重 大问题提供分析和决策依据。中国地理信息系统事业经过十年的发展，取得了重大的进 展。地理信息系统的研究和应用正逐步形成行业，具备了走向产业化的条件。 总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的 几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术。 1 2 2 地理信息系统的发展趋势 地理信息系统的发展趋势表现为g i s 系统技术和应用两方面： ( 1 ) 系统技术方面。数据标准化使g i s 市场从单纯的系统驱动转向数据驱动，意味 着支持g i s 工作的数据结构及数据交换格式的标准化，提供g i s 工作基础数据接口的 标准化。包括建立o p e ng i s 的互操作标准。寻求驻网g i s 数据和空间数据处理服务的 标准方法等。实现数据自动输入，包括对属性表格的扫描和识别，图形扫描和追踪，拓 扑关系的自动生成，图例符号的自动标识等。在空间数据结构与数据管理方面，将出现 高效的栅格一矢量相互转换算法来支持栅格和矢量统一的系统，图形空间数据压缩技术 将大大发展，面向对象的数据模型将可以实现对复杂的地理对象直接操作，语言界面将 更加实用出现“真三维”、“时空四维”等数据结构。系统集成化意味着g i s 软件部件的 对象化，使g i s 软件具有不同功能、可实现互操作和自我管理的软件组件。使数据不 仅能在应用系统内流动，还能在系统间流动。平台网络化意味着g i s 的工作平台将逐 步从单机转入网络工作环境，实现在互连网上发布、浏览和下载，实现基于w e b 的g i s 查询和分析。另外还将出现数据商业化、系统专门化、微机化、智能化等新的趋势。 ( 2 ) 系统应用方面。g i s 的应用将出现社会化、企业化、全球化和大众化等特征， g i s 将进一步与r s 和g p s 结合，进入更多宏观和微观领域形成新的产业，专业人员分 离，g i s 教育将得到大力发展和普及以推广和发展g i s 的应用，使g i s 真正转化为生 产力，更有效地推动经济发展的社会进步。 g i s 的前沿问题包括：( 1 ) 系统技术方面：数据结构的标准化、数据采集自动化、空 间数据和属性数据组织的一体化以及空间分析功能的多样化。( 2 ) 应用方面：各种专业 应用模型的开发，3 s 的高度结合和集成化等。 1 3 c a d 技术和g l s 在公路设计与管理中的应用 c a d 技术在公路测设中的应用，使得传统的公路设计手段、设计方法产生了重大 - l - 郑州大学硕士学位论文 变革，极大地促进了公路交通行业的技术进步，成为公路测设现代化的主要标志之一。 公路c a d 的主要内容包括设计方案的构思和形成，方案的比较和选择，工程的计算与 优化、设计图表的绘制与设计文件的输出等一系列工作。公路设计中采用c a d 技术， 显著地提高了公路设计的质量，加快了设计进度，使公路建设项目达到方案优、投资省、 工期短、效益好的要求，有利于设计工作的规范化及设计成果的标准化。目前，我国高 等级公路建设正处在前所未有的高速发展时期，对公路设计提出了更高的要求。如何加 快测设速度、缩短设计周期、优化设计方案、提高设计质量是公路设计人员所面临的重 要任务。 实际工程中，对现有公路、拟建公路及其周围的地理实体进行绘制时。可利用g p s 和米尺等工具对其测量后，通过a u t o c a d 把各个地理实体准确地绘制成图，甚至可以 标上它们的名字。但要把其它的属性资料都表示上去就困难了，更不用说进行各种查询 和统计计算了。而相当多的对象，例如道路、建筑物等，具有地理或空间的位置属性， 管理这类对象，用数据库不能直观地反映其位置关系，用c a d 之类图形软件又不能充 分反映出它们其他诸如河流的长度、宽度、深度、水质等属性内容。同时，如何充分、 有效地发挥现有数据的作用，为决策者提供卓有成效的分析手段呢? 以往的传统分析手 段大多基于数据库中的普通数据类型，提供给决镱者的往往是一些数据表格，而作为决 策者是根本无法在短时间内发现面前多张表格之间的联系，贻误了决策的契机。造成这 种局面的主要原因就在于“表格”这种信息表达方式的抽象性、片面性、忽略了很多有 价值的信息，给最终用户呈现的分析结果不够全面。 g i s 能把图形管理和数据管理系统有机地结合起来，它不但克服了数据库和图形系 统各自固有的局限性，而且使二者的优势强强联合，优势更加突出，功能倍增。因此， 在进行道路设计时，可以把现有的a u t o c a d 数据转换为g i s 数据，利用g i s 的各种功 能对公路及其两旁的地理实体进行分析，为设计者提供必要的信息，用于分析决策。公 路建设完毕，我们也可以利用g i s 对其进行管理，形成公路地理信息系统。 公路地理信息系统是收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和公路信息的计 算机软硬件系统。它是地理信息技术在道路领域的延伸，是地理信息技术与多种公路信 息分析和处理技术的集成。公路地理信息系统因具有强大的信息服务和管理功能，所以 应用范围广泛。一是它可以应用在公路管理的各个环节，即从道路规划、设计、施工到 运营和养护的所有阶段。二是它可以广泛应用在国家、省、市等不同层次的管理。三是 可以广泛应用在政府、交通运输管理、运输企业和工程设计施工等各部门。 公路地理信息系统的具体应用举例： l 、电子地图使交通管理工作变得轻松直观。 由于采用空间数据和数据库挂接，改变了传统的信息管理方法，地图由传统的静态 记录变为信息丰富多样的动态的电子地图，实现了数据可视化。它使交通主管部门对公 郑州大学硕士学位论文 路等基础设施的管理变得直观、简单和轻松。如通过直接对地图实体进行查询，可以获 得公路的空间位置和走向，技术标准，交通流量等多方位的信息。通过综合统计和分析 各种交通数据以及采用丰富多样的图表显示，可以为决策提供科学快捷的支持。 2 、公路网规划手段更强大。 公路网规划和路线选择是公路地理信息系统应用发展的重点领域之一。由于应用公 路地理信息系统能够更好的考虑和评估公路对环境的影响，因此，在公路路线的选择和 初步设计中公路地理信息系统将得到广泛的应用。公路地理信息系统可以很好的解决公 路项目所涉及的环境分析、公路选址、野生动物保护、森林、水土、植被和土地的利用 等。 3 、道路设计和养护。 公路地理信息系统为道路工程的计算机辅助设计c a d 提供了强大的数字化地理平 台，正是基于此，c a d 已由早期的平面二维设计跨入了三维设计，进入了可视化设计 时代。公路地理信息系统还可与路面管理系统、桥梁管理系统等公路养护管理系统相关 联，借助先进的路面和桥梁检测设备和数据收集手段，使道路养护管理更加科学合理， 经济高效。 4 、运输企业运营管理。 借助公路地理信息系统的运行路径选择功能，运输企业可以对公司的运营线路进行 优化，并根据专题地图的统计分析功能，分析客货流量的变化情况，制定行车计划。此 外，还可以帮助运输管理部门对特种货物( 如长大件货物、危险货物、贵重货物等) 运 输进行线路选择和监控。 5 、为智能运输系统提供数字化平台。 智能运输系统是新近发展起来的交通管理系统，它将和公路地理信息系统、全球卫 星定位系统一道成为未来交通领域快速发展的新技术。基于智能运输系统、公路地理信 息系统、全球卫星定位系统将能够为道路用户提供实时动态的交通信息服务，也能够为 道路管理者提供控制信息，大大提高现有道路的通行能力和安全性。 将c a d 和g i s 技术应用于我国的公路设计和管理中，是高效建设我国公路国道主 干线的一项重要的基础工程，是推进公路建设、管理现代化的重要手段之一。目前成功 开发的公路地理信息系统有北京市公路管理信息系统、四川省公路地理信息系统、陕西 省公路地理信息系统、国道主干线管理信息系统、广深高速公路养护管理信息系统以及 河南省公路地理信息系统等。 1 4 论文研究的主要内容 本文以周口市公路设计地理信息系统为工程应用背景，将主要对路线平面图在 邦州大学硕士学位论文 a u t o c a d2 0 0 0 中的自动生成，a u t o c a d 数据向m a p l n f o 数据的转换和数据绑定，以及 g i s 在公路设计与管理中的应用进行详细地阐述。具体的研究工作如下： l 、本文针对目前路线平面图生成方法的不足，经分析研究，提出了具体的解决方 案，并成功实现了路线平面图在a u t o c a d2 0 0 0 中的自动生成。 2 、考虑到公路部门目前通用的数据并非g i s 格式，对此，本文实现了c a d 图形 数据及其对应的数据库属性数据向m a p l n f o 数据的转换以及地图数据与其属性数据的 绑定。此后，便可利用g i s 的各种功能对地理对象进行数据处理，为公路设计与管理 人员提供技术服务。 3 、将c o m g i s 技术引入到系统的研发中，并对系统的研发过程以及各步骤的相关 技术和解决办法进行了深入的分析，指出采用“g i s 组件+ 面向对象的可视化开发工具 + 关系型数据库”是一种高效、实用的解决方案。本文利用当今较为流行的基于a c t i v e x 技术的组件m a p x4 5 和功能强大的可视化开发软件d e l p h i7 0 ，以s q ls e r v e r2 0 0 0 作为属性数据库平台，对周口市公路设计地理信息系统进行了研发。 郑州大学硕士学位论文 第2 章a c t iv e x 自动化技术 本章介绍了a c t i v e xa u t o m a t i o n ( a c t i v e x 自动化) 的原理及其用于系统开发的方 法，讨论了以d e l p h i 为控制器，通过a e t i v e xa u t o m a t i o n 实现与a u t o c a d 集成的方法 和技术。 2 1a c t iv e xa u t o m a t io n 技术 以前，各个应用软件之间是彼此独立的，不能相互集成。但是，有时我们需要多个 应用程序之间进行数据通信，以便把它们各自处理数据的优势组合起来，这样可以极大 地提高工作效率。此时，a c t i v e xa u t o m a t i o n 技术应运而生。 a c t i v e xa u t o m a t i o n 是微软建立的标准，原来叫做o l e a u t o m a t i o n ( o l e 自动化) ， 它允许一个w i n d o w s 应用程序通过暴露的对象控制另一个w i n d o w s 应用程序。 a u t o c a d2 0 0 0 内嵌了a c t i v e x a u t o m a t i o n 语言v b a ( v i s u a l b a s i cf o ra p p l i c a t i o n ) ，它是 o f f i c e 办公自动化家族软件成员中的标准宏语言。v b ai d e ( 集成开发环境) 提供了高质 量的用户编程能力，能够使a u t o c a d 数据与其它的v b a 应用程序直接共享。同时， 用户可以方便地使用v b 、v c + + 、d e l p h i 等易学易用的客户化编程语言与开发工具进 行a u t o c a d 的二次开发。 2 1 1 a c t i v e x 及其实现的基础c o m a c t i v e x 是一组软件技术和软件方法的总称，其目标是实现不同语言开发的软件组 件在单机或网络环境下能够相互操作，从而使得应用程序的开发过程成为组件架构的过 程，如同搭积木一般。组件( c o m p o n e n t ) 是在计算机上运行的实实在在的软件，一个组 件类似于一个微型应用程序，已编译、链接好，并可以使用。每个组件都实现一定的功 能，组件的实现细节对使用组件的客户隐藏，它展示给客户的仅仅是设计好的输入与输 出。a c t i v e x 是对o l e 的扩充，较之以前的o l e ，a c t i v e x 更符合c s 体系，也更能有 效地开发基于网络的分布式c a d ，乃至各种应用系统。 a c t i v e x 基于c o m 。所谓c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) ，即组件对象模型，是 关于如何建立组件以及如何通过组件架构应用程序的一个规范。按照c o m 规范建立的 组件称为c o m 组件。c o m 客户通过接口( i n t e r f a c e ) 访问c o m 组件。对于c o m 来说， 接口是一个指向虚拟函数表( v t b l ) 地址的指针，虚拟函数表每一项包含的是一个由组件 所实现的函数的地址。所有的接口都继承一个名为i u n k n o w n 的接口，所以所有接口的 v t b l 的前三项都为i u n k n o w n 接口的成员函数q u e r y i n t e r f a c e ，a d d r e f 和r e l e a s e 的地址。 q u e r y i n t e r f a c e 函数用来查询组件接口，获取指定接口的指针，a d d r e f 函数和r e l e a s e 函数主要管理组件的生存周期。 a c t i v e x 采用c s 模式并通过c o m 接口来实现它的性能。a c t i v e x 提供的主要性能 却州大学硕士学位论文 有：a c t i v e xa u t o m a t i o n ( a c t i v e x 自动化) ，a c t i v e x 控件、a c t i v e x 文档。图1 给出了 a c t i v e x 的c s 实现模型。 图1a c t i v e x 的c s 实现模型 2 1 2a c t i v e xa u t o m a t i o n ( a c t i v e x 自动化) a c t i v e xa u t o m a t i o n 是a c t i v e x 为w i n d o w s 用户和程序员提供的一项重要技术。 a c t i v e xa u t o m a t i o n ( a c t i v e x 自动化) ，或简称a u t o m a t i o n ( 自动化) ，是一种跨应用的组 件编程模式，它使得一个自动化服务器( e x e 或d l l ) h 。t 把自动化对象展示给一个自动化 控制器，自动化控制器可以通过编程来驱动控制这个e x e 或d l l 。图2 是a c t i v e x a u t o m a t i o n 的c s 实现模型。 a c t i v e xa u t o m a t i o n 服务器 定义和表示a c t i v e x a u t o m a t i o n 对象 a c t i v e xa u t o m a t i o n 控制器 使用a c t i v e xa u t o m a t i o n 服 务器展示的对象 可执行的动作包括 建立新对象 获取现存对象 设置或获取属性 引导方法 a c t i v e xa u t o m a t i o n 提供了应 用程序之间的通信的标准 图2a c t i v e xa u t o m a t i o n 的c s 实现模型 郑州大学硕士学位论文 下面给出几个主要术语的定义： a 自动化服务器( a u t o m a t i o ns e r v e r ) ：是可以由其他应用程序编程驱动的一个 e x e 或d l l ，一个自动化服务器包容一个或多个自动化对象。 b 自动化对象( a u t o m a t i o no b j e c t ) ：是可编程对象，它包括一组属性和方法， 它们为自动化控制器提供一种特定的功能。 c 自动化控制器( a u t o m a t i o nc o n t r o l l e r ) ：或称客户，是使用或操纵自动化服 务器的应用程序。 a c t i v e xa u t o m a t i o n 的核心部分依赖i d i s p a t c h 接口，它是一个通用功能的接1 3 。一 个自动化服务器实际上就是一个实现了i d i s p a t c h 接口的c o m 组件，而一个自动化控 制器则是一个通过i d i s p a t c h 接口同自动化服务器通信的c o m 客户。与c o m 模型不同， i d i s p a t c h 接1 ：3 可以接收一个函数名称并执行它，而在c o m 模型中，客户需要获取函数 在v t b l 中的索引。因此，在i d i s p a t c h 接口和c o m 组件中间需要提供种机制来实现 利用函数名对函数的间接调用。这个任务由调度接口来完成。调度接口的实现依赖于 i d i s p a t c h 的两个成员函数g e t l d s o f n a m e s 和i n v o k e 。 客户访问自动化组件的过程如下：当客户访问自动化组件时，自动化服务器首先要 创建一个称为类工厂( c l a s s f a c t o r y ) 的组件，这个组件的唯一功能就是创建其他组件。 类工厂创建后，会返回一个指向一个称为i c l a s s f a e t o r y 的接口的指针，客户程序可以通 过接口i c l a s s f a c t o r y 访问类工厂，并创建要访问的服务器组件的一个实例。服务器组件 创建后，返回一个i d i s p a t c h 接口指针。当客户调用某个函数时，将函数名传给i d i s p a t c h 接口，i d i s p a t c h 接口调用成员函数g e t l d s o f n a m e s 返回函数的调度i d ，即：d i s p i d ， d i s p i d 唯一标识一个函数。随后i d i s p a t c h 接口调用其成员函数i n v o k e ，i n v o k e 函数将 d i s p i d 作为函数指针数组的索g l ，按照d i s p i d 调用相应的函数完成任务。 i d i s p a t c h 与一类型库或t y p e l i b ( t l b 文件) 相关，此类型库主要是公布( p u b l i s h e s ) 有 关接口的信息。它可以使这些信息适用于比如v b 或v b a 等编程语言。这些信息包括： ( a ) 方法名字、返回类型和参数。( b ) 别名、枚举和结构。( c ) 对象的描述。一个对象可 以是一个模块、一个接口或一个组件对象类。( d ) 引用来自其他类型库的类型描述。 类型库中也可以包含组件、接口以及函数的帮助串。使用对象浏览器( 如：v b 的 o b j e c t b r o w s e r ) ，程序员将可以方便地获取任意属性或方法的说明。 2 2 基于a c t iv e xa u t o m a tio n 技术进行a u t o o a d 的二次开发 a u t o c a d2 0 0 0 支持a c t i v e xa u t o m a t i o n ，为其它应用程序同a u t o c a d 的集成提供 了极大的方便。通过a c t i v e xa u t o m a t i o n ，其他应用程序可以方便地利用它向应用系统 开发者提供集成支持的对象，并且控制、操作这些对象。这里，a u t o c a d 作自动化服 务器，它的自动化对象层次结构如图3 所示。 郑州大学硕士学位论文 图3a u t o c a d 对象模型 当以d e l p h i7 0 为开发工具，利用v b a 宏语言对a u t o c a d2 0 0 0 进行二次开发时， d e l p h i7 0 作为自动化控制器。a c t i v e xa u t o m a t i o n 技术使得a u t o c a d 被登录为一个 d e l p h i 可以访问的对象，最高层对象为a u t o c a d a p p l i c a t i o n ，其下有层次化的各种子 对象，它们都有相应的方法和属性供用户调用，d e l p h i 通过访问a u t o c a d 的这些绘图 对象和非绘图对象来实现待定的功能。 d e l p h i 向用户隐藏了a c t i v e x a u t o m a t i o n 的实现细节，为程序员访问自动化对象提 供了极大的方便。d e l p h i 使用a c t i v e x a u t o m a t i o n 与a u t o c a d 集成的主要步骤为： 1 、d e l p h i 引用a u t o c a d 的类型库。 2 、 设置主要的对象变量，并实现与a u t o c a d 的链结( l i n k ) 。 在d e l p h i 中定义一个a u t o c a d 的a p p l i c a t i o n 对象： v a r c a d a p p ：o l e v a r i a n t ： 用函数c r e a t e o l e o b j e c t 创建一个a u t o c a d 的a p p l i c a t i o n 对象，并把返回值赋给事 先定义的变量c a d a p p ： c a d a p p ：= e r e a t e o l e o b j e c t ( a u t o c a d a p p l i c a t i o n ) ： 此时便可利用a p p l i c a t i o n 对象的属性定置a u t o c a d 。例如，设置a u t o c a d 为可 见： 郑州大学硕士学位论文 c a d a p p v i s i b l e ：2 t r u e ： 获取a p p l i c a t i o n 对象后，就可以利用它去访问其它对象。 3 、在a u t o c a d 中画图。 例如，利用已创建的a p p l i c a t i o n 对象绘制一条折线。 变量定义如下： v a r s v ：o l e v a r i a n t ：用以存放各点坐标值的数组 p l i n e ：o l e v a r i a n t ：存储将被绘制的折线 给数组赋值并画线： s v ：v a r a r r a y c r e a t e ( 0 ，8 ，v t r 8 ) ： s v 0 ：= 5 0 ： s v 1 ：= 5 0 ： s v 2 ：= o ： s v 3 ：= 1 3 0 ： s v 4 ：= 2 0 0 ： s v 5 ：= 0 ： s v 6 ：= 3 8 0 ： s v 7 ：= 3 6 0 ： s v 8 1 ：= o ： p l i n e ：= c a d a p p a c t i v e d o c u m e n t m o d e