（控制理论与控制工程专业论文）基于组件的internet地理信息系统研究与实现.pdf

基于组件的 i n t e r n e t 地理信息系统研究与实现 摘 要 ( i n t e r n e t 目 前 已 发 展 成 为 跨 越 全 球 的 信 息 交 互 媒 介 ， 它 的 迅 速 发 展 改 变 了 传 统 的数据访问、数据共享和数据分发的方式，在地理信息系统中，它甚至改变了信息 的表现和分析手段。目 前，基于 i n t e r n e t的地理信息系统 ( g e o g r a p h i c s y s t e m, g i s )正随着 i n t e r n e t 和 w ww相关技术的发展而迅速发展着. i n f o r m a t i o n 本文在参照 i n t e r n e t发展较早的数据库等应用的基础上，研究并总结了现行 i n t e r n e t地理信息系统 ( i n t e r n e t gi s )的体系结构 以及实现技术。i n t e r n e t gi s有两 种体系结构:基于服务端扩展和基于客户端扩展。基于服务端扩展的 i n t e r n e t g i s 可采用 c gi ,混合 c g i 或应用编程接 口等实现技术:基于客户端扩展的 i n t e r n e t g i s 可采用p l u g - i n , a c t i v e x或 j a v a a p p l e t 等技术。 在此基础上，本文针对现行 i n t e r n e t gi s存在的问题 以及 i n t e r n e t数据传输速 率低等问题 ，提出一个 i n t e r n e t g i s新的方案。它采用客户端扩展技术 ac t iv e x, 以扩展浏览器功能，在本地实现任意开窗、放大、缩小及漫游等地理信息功能，以 充分利用本地的计算资源:在 i n t e r n e t上传输矢量 图形数据，而不是图像 ，从而减 少了数据传输量以解决数据传输速率低的问题;采用关系数据库统一管理空间数据 和属性数据 ，以解决分离管理带来的数据不一致性问题，并发挥关系数据库管理系 统的强大数据处理能力。 组件技术是一种新兴的软件开发方法，它能极大地提高软件的开0率以乃 增加代码可重用性， 现 i n t e r n e t gi s时， 组件技术正引发软件 开发领域的一场革命 采用组件技术，为此， 范 所 以 本 文 在 开 发 实 本文在组件技术方面也进行 了一些探索。 本文在 i n t e r n e t g i s的体系结构、实现技术以及利用组件技术设计开发方面进 行了有益的探索，实现了一个能提供 g i s常用功能的 i n t e r n e t g i s ，用户可以利用 普通浏览器，在特定的 ht ml 网页中浏览和操作存储在远端 g i s数据库中的地 图 数 据 和 关 联 信 息 。 经 过 进 一 步 的 实 用 化 研 究 后 ， 该 系 统 将 会 有 较 好 的 应 用 前 景 。 丫 关键字;地理信息系统、g i s , i n t e r n e t 、组件、a c t i v e x 、c o m, o l f r e s e a r c h a n d i m p l e m e n t a t i o n o f i n t e r n e t g i s u s i n g c o m p o n e n t t e c h n o l o g y a b s t r a c t i n t e r n e t h a s b e c o m e a g l o b a l c o m m u n i c a t i o n m e d i a . i t h a s b e e n c h a n g i n g t h e w a y o f d a t a a c c e s s , d a t a s h a r i n g a n d d a t a d i s s e m i n a t i o n . i t i s e v e n c h a n g i n g t h e m e a n s o f a n a l y s i s a n d v i s u a l i z a t i o n i n gi s ( g e o g r a p h ic i n f o r ma t i o n s y s t e m) . t o d a y , i n t e r n e t - b a s e d gi s i s r a p i d l y e v o l v e d wi t h t h e d e v e l o p m e n t o f i n t e r n e t a n d we b t e c h n o l o g i e s . i n t h i s p a p e r , w e a n a ly z e t h e a r c h i t e c t u r e a n d t e c h n o lo g y o f i n t e r n e t gi s , t h e y c a n b e d i v i d e d i n t o t wo c a t e g o r i e s : s e r v e r - s i d e e x t e n s i o n a p p l i c a t i o n a n d c l i e n t - s i d e e x t e n s i o n a p p l i c a t i o n . s e r v e r - s i d e e x t e n s i o n a p p l i c a t i o n u s e s c gi , mi x e d c gi a n d a p p l i c a t i o n p r o g r a mm i n g i n t e r f a c e ( ap i ) t e c h n o l o g i e s , a n d p l u g - i n , ac t i v e x a n d j a v a ap p l e t c a n b e u s e d i n cl i e n t - s i d e e x t e n s i o n a p p l i c a t i o n b a s e d o n t h e s e a n a l y s i s , w e d e s i g n a n d d e v e l o p a n i n t e r n e t gi s , w h i c h u s e s t h e a c t i v e x t e c h n o l o g y t o e x t e n d t h e b r o w s e r s f u n c t i o n s i n o r d e r t o d i s p l a y t h e ma p . c o n s i d e r i n g t h e l o w s p e e d o f i n t e r n e t , i n t e r n e t t h a t c a n r e d u c e t h e we t r a n s mi t t h e v e c t o r t y p e o f d a t a i n s t e a d o f i ma g e f i l e o n a mo u n t o f t r a n s mi s s i o n . we s t o r e b o t h t h e s e s p a t i a l d a t a a n d t h e i r a t t r i b u t e d a t a i n o n e r e l a t i o n a l d a t a b a s e i n o r d e r t o u t i l i z e t h e p o we r o f d b ms t h e c o m p o n e n t t e c h n o l o g y i s a n e w m e t h o d o f d e v e l o p i n g s o f t w a r e , w h i c h w i l l i m p r o v e t h e e f f i c i e n c y o f s o f t w a r e d e v e l o p i n g a n d m a k e t h e s o f t w a r e r e u s a b l e . s o w e l l u s e t h e c o mp o n e n t t e c h n o l o g y t o b u i l d o u r i n t e r n e t g i s . i n t h i s p a p e r , w e m a k e a s t u d y o f i n t e rn e t g i s s a r c h i t e c t u r e a n d t e c h n o l o g i e s , t h e n w e u s e c o m p o n e n t t e c h n o lo g y t o b u i l d a n i n t e rne t g i s . i t p r o v i d e s s o me f u n c t i o n s , w h i c h t h e t r a d it io n a l d e s k t o p g i s s o ft w a r e w il l h a v e . a n d w e c a n b r o w s e t h e m a p a n d a s s o c i a t e d i n f o r m a t i o n i n o u r i n t e rne t b r o ws e r b y in s e r ti n g i t i n t h e b r o w s e r . k e y w o r d : 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 , g i s , i n t e r n e t , a c t i v e x , c o m , o l e 引 言 引言 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 n s y s t e m, g i s )是一种处理空n数据 ( s p a t i a l d a t a )和相关非空间数据 ( a s p a t i a l d a t a )的数据库系统。它除具有普通 数据库系统的研究内容外，还包括空间数据的输入、存储、检索以及空间运算、空 间分析等方面的研究内容川。它的应用范围非常广泛，现在，基于 g i s的研究成果 在交通、通信、国防、地质勘探、环保等许多领域都得到了广泛的应用和发展。 i n t e r n e t目前己发展成为跨越全球的信息交互媒介，它的迅速发展改变了传统 的数据访问、 数据共享和数据分发的方式， 这对传统的资讯方式产生了巨大的影响， 在包括g i s在内的许多领域，它甚至改变了 信息的表现和分析手段，对人们传统的 信息制作、获取和利用方式产生了很大的冲击【 。 i n t e r n e t与地理信息系统技术的结合为 g i s数据和信息的获取、共享、发布提 供了新的方法。i n t e r n e t 地理信息系统 ( 称为 i n t e r n e t g i s )是近年来地理信息系统 发展的方向之一( z ) 。虽然基于 i n t e r n e t的 g i s已经取得了一些成果，但与目前用户 的需 求相比， 目前的系统还仅仅处于初级阶段， 存在很多不足。 所以尽快开展 i n t e r n e t g i s 的研究具有非常重要的实际应用价值. 但 i n t e r n e t 有一个很大的缺点，就是传输速率较低。尤其在实时响应要求较高 的大容量数据传送的 g i s应用领域，这个问题更为突出0 1 。解决这个问题，理论上 有两个方面，一方面是提高网络的传输速率，这有待于网络设备、线路的改善和新 一代 i n t e r n e t 通信协议的研究发展:另一方面就是从应用软件着手，合理设计软件 结构，提高软件的执行效率。这正是本文重点讨论的一个问题。虽然目前己有一些 商品化的 i n t e r n e t g i s软件出现， 但其中大多数是厂商们为了尽快占领市场而在原 g i s软件的基础上，加上一些 i n t e r n e t处理技术实现的，它们利用原有的地理信息 系 统， 处 理客户 浏览 器端 请求， 然后 把处 理结 果转换 成g i f 等图 形 格式文 件， 返还 给客户端浏览器 3 1 。这种方法从本质上讲并不适合 i n t e r n e t 环境。所以本文在分析 现有 gi s技术和 i n t e r n e t技术基础上，提出一种基于矢量结构的、适于 i n t e r n e t 环 境的 i n t e r n e t g i s -n k w e b g i s方案。它在网络上传输的是矢量数据，而不是 g i f 文件，矢量数据比相同的栅格数据量要小得多，所以该系统比目前一些基于栅格的 i n t e r n e t g i s 效率有明显提高口 地理信息系统相对来说是一个比较复杂的、需要一定地理专业知识的特殊的 软件系统。长期 以来 ，开发一个地理信息系统应用软件 ，基本上是这么一个过程: 首先，选择一个合适的地理信息开发平台;然后利用该平台提供的编程语言，进行 二次开发。 而这些开发平台提供的二次开发语言往往是比较特殊的( 例如， a r c / i n f o 采用 a m l ) ，不属于主流开发语言，大多数只能算二流语言 .这些开发语言提供 自 己 独有的庞大的函数、命令库，这样一来，应用程序开发人员既要熟悉业务，又要 熟悉特定的开发平台语言，从而进一步增加了地理信息系统的复杂度，延长了应用 引 言 系统开发周期4 1 。许多部门想应用地理信息系统，却苦于没有一支合适的开发队伍 而望而却步，所以这种开发模式，人大限制了地理信息系统在更广范围内的应用。 解决这一问题的有利武器是组件思想和组件技术。 目前 ，在软件 开发领域，一场新的革命正在悄悄兴起 ，这是由日趋成熟的组 件技术引发的 4 1 。几年以 前，当微软公司首先使用 o l e的时候，其初衷是为了增强 软件的互操作性。然而在使用过程中，人们逐渐认识到这一技术背后的实质性内容 和它在软件开发中所扮演的重要角色。组件技术以前所未有的方式提高软件产业的 生 产效 率， 这 一点己 逐步 成为 软件 开发 人员的 共识。 传 统的c l i e n t / s e r v e r 结构、 群件 、中间件等大型软件系统的构成形式，都将在组件的基础上重新构造。组件技 术使近二十年来兴起的面向对象技术进入到成熟的实用化阶段4 。在组件技术的概 念模式下，软件系统可 以被视为相互协同工作的对象集合，其中每个对象都会提供 特定的服务，发 出特定的消息，并且以标准形式公布 出来，以便其他对象了解和调 用。 组件间的 接口 通过一 种与平台 无关的语言 i d l ( i n t e r f a c e d e f i n e l a n g u a g e ) 来定义，而且是二进制兼容的，使用者可以直接调用执行模块来获得对象提供的服 务 。早期的类库，提供的是源代码级 的重用 ，只适用于比较小规模 的开发形式 ; 而 组件则是二进制代码级的重用，封装得更加彻底 ，更易于使用，并且不限于 c + + 之 类的语言 ，可以在各种开发语言和开发环境中使用。 、 这样，组件 技术给g i s 带来了全新的开发方式 4 1 。系统平台提供商把g i s 的功 能适当抽象，以组件形式供应用程序开发人员使用。而应用开发人员可以利用 自己 熟悉的主流语言来开发应用系统。利用组件架构地理信息系统将比传统开发方式更 容易，开发人员也无需掌握更多的地理信息方面的知识。这样一来，一大批传统m i s 开发人员也可以转 到地理信息系统的开发上来 ，极大地促进了地理信息系统的应 用 。 正因为基于组件的系统有这些优点， 所以， 本文在设计实现 自己的 工 n t e r n e t g i s 一 n k w e b g i s时，采用组件思想和组件技术。首先实现一些具有基本功能的组件， 然后在这些组件的基础上，构造完成 i n t e r n e t g i s应用 。当然 ，要让这些组件相互 通信、 协调运行，需要遵循一个规范。 微软的c o m ( c o m p o n e n t o b j e c t mo d e l )提 供 了一个这样的标准方法。遵循 c o m 标准的组件可以被组合起来以形成应用程序。 所 以我们的组件技术是采用 c om规范的。 本文在 i n t e r n e t g i s的体系结构、运行机制以及利用组件技术设计和实现方面 进行了一些研究。在深入分析和研究现有技术的基础上，根据 i n t e r n e t 环境的特殊 性， 提出自己的一个 i n t e r n e t g i s方案，对一些关键问题提出相应的解决方法，并 进行实际设计和实现。该方案有以下几个特点: . 采用客户端扩展技术 a c t i v e x ，扩展浏览器功能，充分利用本地的计算资 源 ，在本地实现任意开窗、放大、缩小及漫游等地理信息功能，而不象基 于服务端扩展的系统每次操作都从服务器重取操作结果，这样减轻了服务 器负载，也减少了网上数据传输量。 . 基于矢量图形结构，在 i n t e r n e t 上传输矢量图形数据，而不是图像，从而 大大减少了数据传输量以解决数据传输速率低的问题; 引言 .采用关系数据库统一管理空间数据和属性数据 ，以解决分离管理带来的数 据不一致性等 问题，并充分发挥关系数据库管理系统强大的数据管理 能 力 : . 利用 c o m / a c t iv e x组件技术实现，便于进行二次开发和根据需要定制应 用系统 以及便于系统的维护和扩展。 为此，本文按如下方式组织: . 第一章详细讨论了组件对象思想和组件对象模型 ( c o m) ，组件对象思想 是设计自己的i n t e r n e t g i s一n k w e b g i s 过程中需遵守的设计思想，c o m 技术是设计、实现该系统用到的关键技术。所以第一章在此方面的讨论将 比较深入。 .第二章简单介绍了地理信 息系统概念及常用数据结构和处理技术。 . 第三章分析并讨论了 i n t e r n e t g i s与一般 g i s相比的特殊性，并分析了 i n t e r n e t g i s的体系结构和运行机制，在此基础上，提出了自己的i n t e r n e t g i s 解决方案。 .第四章进行 n k w e b g i s的设计，根据面向对象思想和组件思想， 提出了 系统的结构。 . 第五章进行 n k w e b g i s的详细设计，讨论了各部分的实现过程及用到的 一 些 技术 。 . 第六章讨论了 i n t e r n e t g i s面临的主要问题一速度问题并提出自己的一些 解决思路和方法。 .第七章对系统进行一些总结，并提 出进一步的发展方向. 第 1章组件及组件对象模型 ( c om) 第 1 章组件及组件对象模型 ( c om) 让我们先从讨论组件及组件对象模型开始。因为它是我们基于组件的 i n t e r n e t g i s的技术基础。 本章首先介绍组件、组件对象模型的基本概念，然后分析 c o m 内部实现机制， 最后介绍基于 c o m 的 自动化技术和 ac t i v e x技术。 9 1 .1 组件 软件重用一直是业界追求的 目标，人们一直希望能够 向搭积木一样随意 “ 装 配”应用程序，组件 ( 或称组件对象) 就充当了积木的角色。所谓组件，实际上就 是预定义好 的、能完成一定功能的服务或接口2 6 建立在组件基础上的应用程序有许多优点: .应用程序可以随时间的流逝而发展进化 ，只要升级适当的组件 即可，而 不会影响其它部分。 .客户可以根据需要对应用程序进行定制 。用组件架构应用程序从本质上 讲 ，就是一种定制过程，选择一些有用的组件 ，然后把它们装配起来。 .组件架构应用程序最引人注 目的优点是可 以进 行快速应用程序开发。开 发人员可以从某个组件库中取 出所需的组件并将其快速地组装到一起 以 构造所需的应用程序，如同搭积木一样。这种用标准的部件构造应用程 序 的做法 ，很 r c 时间以来一直软件工程师的一个梦想，如今 ，这种梦想 随c o m / a c t i v e x技术的发展而正逐步地变为现实。 但问题是，组件如何与应用程序、如何与其它组件共存并相互通信和交互， 这就 需要制 定一个规 范 ，让 这些组件 按统一 的标准方 式工作 。组件 对象 模型 ( c o m p o n e n t o b j e c t m o d e l . c o m)就是这样的一个规范。 肠 1 . 2 组件对象模型 ( c o m) 1 .2 . 1 c o m 基本概念 c om 是组件对象之间相互接口的规范，它是一个二进制规范，与源代码无关 2 6 1 。所以凡是遵循 c om 接 口规范的对象彼此之间能相互通信和交互，即使这些对 象由不同的厂商、不同的语言、不同的 wi n d o w s版本甚至在不同的机器上编写和 建立 。 c o m 本质上仍是客户/ 服务器模式。客户 通常是应用程序)请求创建 co m 第 i章组 件 及 组 件 对 象 模 型( c om ) 对象并通过 c om 对象的接 口操纵 c o m 对象。而服务器则根据客户的请求创建并 管理 c om对象。客户和服务器这两种角色并不是绝对的。 c o m组件具有以下特点: . c o m组件是动态链接的， c o m使用 d l l 将组件动态链接起来。 . c o m组件必须是封装的。 . c o m组件是完全与语言无关的。 . c o m组件以二进制的形式发布。 . c o m组件可以在不妨碍老客户的情况下被升级。 .c om 组件可以透明地在 网络上重新分配位置。 .c om 组件按照一种标准的方式来宣布它们的存在。使用 c o m 的发布方 案 ，客户可以动态地找到它所需的组件。 . c o m组件是通过接口来与客户通信的。 . 2 . 2 c om 接 口 c o m 组件对象与一般意义上的对象既相似也有区别。一般意义上的对象是一 种把数据和操纵数据 的方法封装在一起的数据类型和实例，而 c o m 组件对象使用 接 口、 ( i n t e r f a c e )而不是方法来描述 自己并提供服务。所谓接口，其精确定义是 “ 基 于对象的一组语义上相关的功能” 2 6 1 。它实际上是一个纯虚类，真正实现接口的 是接口 对象 ( i n t e r f a c e o b j e c t ) 。一个c o m组件对象可以只有一个或几个接口，也 可 以有许多接口。 在 c o m 中，接 口就是一切12 2 1 。对于客户来说，一个组件就是一个接口集。客 户只能通过接口:水能同 c o m 组件打交道。从整体上讲，客户对于一个组件可以说 是知之甚少的。在某些情况下，客户甚至不必知道一个组件所提供的所有接 口。接 口实际上是面向对象编程思想的一种体现，它隐藏了 c om 组件实现服务的细节。 c o m 组件可以完全独立与访 问它的客户，只要接 口本身不变。如果实在需要更新 一个接口，可以重新定义一个新的接 口，对于使用老接口的客户来说，代码得到最 大程度的保护。 客户同组件的交互都是通过一个接口完成的。在客户查询组件的其它接口时， 也是通过此接 口完成的。这个接 口就是 i u n k n o wn . ( u n k n o w n接 口的定义如下: i n ter fa ce i u nk no wn vi rt ual vir t ual vir t ual h res ul t ul o ng 口 lom g s t d c a l l q u e r y i n t e r f a c e( c o n s t工 i d s t d c a l l a d d r e f( ) s t d c a l l r e l e a s e u_ 。 己 : i ; 在 i u n k n o w n中定义了一个名为 q u e r y t n t e r f a c e的函数。客户可 以调用 q u e r y i n t e r f a c e 来决定组件是否支持某个特定的接口。 由于所有的 c om 都继承了 i u n k n o wn ,梅个接 口的虚拟函数表 ( v t b i )中的 前二个函数都是q u e r y l n t e r f a c e , a d d r e f 和r e l e a s e( 如图1 - 1 ) 。这使得所有的c o m 接 口可以被当成 l u n k n o wn接 口来处理。若某个接 口的 v t b l 中的前三个函数不是这 三 个 ，那 么 它将 不 是一 个 com 接 口。 由于所 有接 口都 是 从 l un k n o wn 衅承 的 ， 因 第 1 章组件及组件对象模型 ( co m) 此所有的接口 都支持 q u e r y l n t e r f a c e 。因此，组件的任何一个接口都可以被客户用 来获取它所支持的其它接 口。由于所有的接 口指针同时也将是 i un k n o w n指针，客 户并不需要单独维护一个代表组件的指针，它所关心的将仅仅是接 口的指针 。 客户 i x .i, - 一一一、it ve9 i1 -* 1 ca pix vtbl t querylnterface -)iaddrefreleasefx 口 图 1 - 1 : 所有的 c o m接口都是从 i u n k n o w n 继承的，因此，在其 v t b l 中 前三项都是q u e ry l n t e r f a c e . a d d r e f 和r e l e a s e 在创建一个组件时，客户可以使用 c r e a t e i n s t a n c e而不必再使用 n e w操作符， 该 函数 可 以 建 立 一 个 组 件 并 返 回 一个i u n k n o wn 指 针 。 然 后 客 户 可 以用 q u e r y l n t e r f a c e 来获取其它接口。 1 . 2 . 3 查询接 口 i u n k n o w n中包含一个名为 q u e r y l n t e r f a c e的成员函数，客户可以 通过此函数 来查询某个组件是否支持某个特定的接口。若支持， q u e r y l n t e r f a c e将返回一个指 向此接口的指针;否则返回值将是一个错误代码。然后客户可以 接着查询其它接口 或将组件卸载。 假设客户有一个指向 i u n k n o w n的指针 p i ，它想知道组件是否支持接口 i x , 若支持，它将调用 i x接口实现的函数 f x 。代码如下: v o i d u s e f x( i u n k n o w n * p i ) / / d e f i n e a p o i n t e r f o r t h e i n t e r f a c e i x* pi x = nul l; / / a s k f o r i n t e r f a c e i x i d e n t i f i e d b y h r e s u l t h r = p i - q u e r y l n t e r f a c e ( 工 工 d i id i x i x, (v o i d - ) s p i x) ; / / c h e c k r e t u r n v a l u e. i f ( s u c c e e d e d ( h r ) ) / / c a l l i n t e r f a c e i x s f u n c t i o n f x p i x- f x( ) ; q u e r y l n t e r f a c e的实现实际上是比较简单的。它所需完成的只不过是根据某个 第 1章组件及组件对象模型 ( co m) 给定的 i i d 返回指向相应接 口的指针。若组件支持客户指定的接 口，那么应返回 s - o k以及相应的指针。若不支持，返回值应是e n o i n t e r f a c e并将相应的指针 返回值置成 nu l l . 1 .2 . 4 引用计数 ( u n k n o w n的另外两个成员函数 a d d r e f 和 r e l e a s e的作用是给客户提供一种 让他指示何时处理完一个接口的手段. ad d r e f 和 r e l e a s e 实现的是一种名为引用计 数的内存管理技术c o m 组件维护一个称作是引用计数的数值。当客户从组件取 得一个接 口时，此引用计数值将增 l ;当客户使用完某个接 口后，组件的引用计数 值将减 1 ;当引用计数值为 0时，组件即可将 自己从囚存中删一坎、 1 .2 . 5 组件的创建 我们已经对组件有 了个大概 的 了 解 ，那么组件是怎么创建的呢?所有的组 件都是用类厂 ( c i a s s f a c t o r y )创建的类厂也是一个组件，类厂组件的唯一功能 就是创建其它组件， 更确切地说， 某个特定的类厂将创建只同某个特定的 cl s i d 类 标志符)相应的组件 。客户可以通过类厂所支持的接 口来对类厂创建组件的过程加 以控制。创建组件的标滩接口 是 ( c i a s s f a c t o r y 下面我们来看看客户如何通过 一 个 类厂创建所需的组件 。如图 1 - 2 : 客户 a m c og ctc lasso bjecc _ 甲卜 c om 库 创 建 类 厂 返 回 c o一一ctc lasso bjectt_ n (c ia ssf ac tory 甲 p lc l a s s f a c to r y 调 用 ，c ia ssf a cto ry :c re a te ln stan c e_ 卜 弋 . a 0 0 ip h l ix 调 用 ，x :二 p i x 卜 : 卜 : 雀 9 3 8j i 4 图 1 - 2 :使用 c o m库函数和类厂创建组件的过程 在该 图中列 出了组件创建过程中涉及到的土要角色首先是客户，他通过调 用 c o g e t c l a s s o b j e c t来启动组件 的创建过程其 次是 c o m 库 ，它实现了 c o ci e t c l a s s o b j e c t函数第三 个角色是包含组 件的 d l l ,其 中实现 了被 c o g e t c l a s s o b j e c t 调用的 d i i g e t c la s s o b j e c t 函数。 d i i g e t c l a s s o b j e c t 的任务就是创 建客户所请求的类厂当然，它创建类厂的方式完全是由开发人员决定的，因此这 第 1章组件及组件对象模型 ( co m) 一点 是需要向 客户隐 藏起来的 在创 建好类厂 后， 客 户将使 用 i c i a s s f a c t o r y接口 来创建相应的组件。 i c 1 a s s f a c t o r y : :c r e a t e i n s t a n c 。如何创建组件也是由开发人员决 定的。i c i a s s f a c t o r y将把这个过程封装起来以便类厂能够使用关于组件的内部知识 来创建它。最后，客户可以调用接口函数。 1 . 2 .6 g u i d 、注册表及其它细节 正如汽车 的牌照号码是标识汽车一样，我们所讨论的 g ui d 是标识组件和接 口的.为了保证分布在世界各地不同的开发人 员所定义的接口标识符不冲突, g u i d 提供了一种解决方案，它能保证接口标识符是唯一的。利用特定的工具软件，能得 到一个 1 2 8 b i t 的唯一的串，例如: 1 1 5 5 9 b 9 2 0 - 0 6 2 3 - l i d 3 - ao e 8 - 0 0 4 0 0 5 4 d 8 4 3 e ) 每次运行该软件，都将得到一个不同的gu i d. g ui d 除了能作为接口的唯一标识外，还可以作为组件的唯一标识。在 c om 中用以标识组件的 g u i d 被称为类标识符。为了将类标识符同接口标识符区别开 来 ，与类标识符相应 的类型为 c l s i d，与接 口标识符相应 的类型为 i i i)。为了便于 记忆， 有时程序员给某个c l s i d指定一个易记名字， 称为p r o g i d ， 从而可以用p r o g i d 来标识 组件， 但没有 办法 来保证 p r o g i d是唯 一的，因 此 名字冲 突将是 一个 潜在的 问题 。 在 wi n d o w s 中，注册表是wi n d o w s 操作系统的一个正式的共享系统数据库。 组件可以用 c l s i d作为索引在 wi n d o ws的注册表中发布包含它们的 dl l文件名 称。而客户也可以利用注册表搜索它们所需的组件 。 1 . 2 .7 分布式组件对象模型 ( d c o m 在 c o m 功能中的一个最重要的新性能是分布式组件对象模型 ( t h e d i s t r i b u t e d c o m p o n e n t o b j e c t mo d e l , d c o m ) . d c o m允许c o m对象通过相关的网络查找另 一个对象并与之交互，这些网络可以是局域网、企业 i n t r a n e t或 i n t e r n e t等。用户 可以在 win d o w s n t 4 . 。中获取 d c o m，它特别适用于开发企业的信息管理系统、 专用的we b 等。d c o m扩展了c o m性能以允许c o m对象与远程机中的对象交互 式使用此对象。基于网络方面的安全考虑，d c o m 自身包含有较高的安全处理功 育 e -ga 芬 1 . 3自动化 由上一节我们知道，c o m 客户和组件之间的通信是通过 c o m 接口完成的。 在这一节中，将介绍客户控制组件的另外一种方法，即自动化 ( a u t o m a t i o n ，以前 称作 o l e 自动化) 。自动化使得使用解释性语言和宏语言访问 c o m 组件更容易， 第 t章组件及组件对象模型 ( co m) 同时用这些语言编写组件也将更容易。自动化关注 的是运行时的类型检查，这一点 是以速度的牺牲 为代价的。 自动化不是独立于c o m的，而是建立在c o m基础上的1 2 2 1 。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 动化服务器进行通信的 c o m 客户。自 动化控制器不 会直接调用自动化服务器实现的那些函数，而是通过 i d i s p a t c h接口中的成员函数 实现对服务器中函数的间接调用。另一方面 ，通过 c o m 接口提供的任何服务都可 以通过 i d i s p a t c h 接口来提供。 下面让我们看看。通过 i d i s p a t c h进行通信与通过 c o m 接口 进行通信有什么 区别 。 1 .3 . 1 i d is p a t c h 接口 i d i s p a t c h为客户和组件提供t另外一种通信方式。有了 i d i s p a t c h 接口之后， c o m 组件就可以通过一个标准的接口提供它所支持的服务， 而无需提供多个特定 于服务的接 口。 简单的讲，i d i s p a t c h将接收一个函数的名称并执行它。i d i s p a t c h中最令人感 兴趣的两个函数是 g e t l d s o f n a me s和 i n v o k e . ge t i d s ofna me s将读取一个函数的 名称并返回其调度 i d,或称 di s p i d. d i s p i d 是一个长整数，它标志一个函数 。 为执行某个函数 ，自动化控制器把 d i s p i d传给 i n v o k e成员函数。i n v o k 。可以将 d i s p i d作为函数指针数组的索引，这一点同常规 c o m 接口是相似的。但自 动化 服务器并不需要按此方式实现 i n v o k e 。一个简单的自动化服务器可以根据 d i s p i d 用一个 c a s e语句执行不同的代码。i n v o k e的一个实现所实现的函数集被称作是一 个调度接口，自 动化服务器和控制器可以通过它进行交互，但调度接口 可以不是一 个 c o m 接口。如图 1 - 3 . i di s p a t c h* p i d i s p a t c h di s p a t c h 接口 调度接口 d i s p i d 名称 p v t 6 1卜卜 若线条与窗口相交，则必须求出交点坐标，截断线条， 仅显示窗口内的部分。 2 .3 . 4 拼接与分割 在对空间数据管理时，按图幅存储的数据不能进行大区域的信息分析，需要 把相邻图幅拼接成大型数据库 ;或是数据覆盖区域太大，不利于输出，也需要把大 数据库分割成分析或输出的小区域。这就是图幅的拼接与分割。 图幅的拼接总是在相邻两图之间进行。要将相邻两图幅之间的数据集中起来 ， 就要求相同实体的线段或弧的坐标数据相互衔接，也要求 同一实体的属性码相同， 因此必须进行图幅数据边缘匹配处理。 图幅分割实际上就是对整幅图层的多个相邻窗 口处理 ，其算法原理与开窗运 算 相 同。 2 .3 . 5 空间数据的检索与索引 在对空 问信息进行各种管理操作过程 中需要经常提取和检索空间数据，如 : 根据 图形检索其相应的属性信息;按照属性特征检索对应 的空间实体:或者依据空 间实体的相互关系检索其它实体等。 g i s数据库是一个庞大的数据库。要完成上述内容的检索，对空间数据进行存 取是一件很费机时的工作。为 了提高空间信息检索效率，应建立 良好的索引机制。 可以按空间实体的名称或一连串的实体元素 ( 坐标)来建立空间索引。然而，空间 索引应当针对位置或空间块，而不是对某个具体的目标提供存取路径 。 第 3章i n t e r n e t 地理信息系统 第 3 章i n t e r n e t 地理信息系统 圣 3 . 1 i n t e r n e t g i s产生与发展 i n t e r n e t 地理信息系统 ( i n t e r n e t g i s )是在 i n t e r n e t 技术发展和地理信息共享 的要求下发展起来的。在 工 n t e r n e t发展的早期 ，一些研究机构就利用网络信息查询 软件 g 叩h e r 在 i n t e r n e t 上按照文本和关键词进行地理信息数据的查询和检索，并 在权限允许的范围内下载数据文件以实现地理数据的共享。在这种方式下，地理信 息与其它数据一样，都 以文件形式存在 ，并不具有特殊之处。wa i s 软件利用数字 图书馆协议 z 3 9 . 5 0在元数据的基础上管理信息，由于地理信息的元数据与其它类 型的元数据具有明显的区别，地理信息的特点开始体现出来。在这种模式下，地理 信息仍表现为传统通用数据库的文本形式。 www在超文本传输协议 h t t p的基础 上、可以处理文本、图像、声音等多媒体数据。地理信息在 www 上是以图像方 式存在的，用户只能进 行浏览或按属性查询。这三种利用 i n t e r n e t进行地理信息查 询检索和下载的模式可以实现地理信息的共享，但不具有地图动态显示和空间分析 功能 ( 7 ) 传统的单机 g i s软件或基于主机/ 终端的 g i s软件在 8 0年代后期以后逐渐向 局域网的客户/ 服务器 的软件模式转变 ，随着越来越多的局域网接入 i n t e r n e t , g i s 软件在客户/ 服务器体系机构的基础上开始支持因特网的浏览器/ 服务器模式。主要 商业 gi s 软件先后推出了 i n t e r n t解决方案 ，基于 i n t e r n e t的网络地理信息系统 ( i n t e r n e t g i s)开始出现。同时原有基于局域网的 gi s也逐渐向 i n t r a n e t g i s( 或 称企业内部 g i s )转变 ，在统一的技术和应用模式 下，i n t e r n e t g i s和 i n t r a n e t g i s 较传统的g i s 系统在可用性和易用性上都有较大的提高。利用因特网提供的接入机 制，使得只要接入因特网就可以使用 g i s , i n t e r n e t gi s 提供一致的用户界面，降 低了g i s学习和使用的复杂性;同时用浏览器全面取代了桌面系统，大大降低了整 个系统