基于Web墨卡托投影地理信息系统设计与实现.pdf

数据库与信息管理 基于w t b 墨卡托投影地理信息系统设计与实现 许辉 马晓鹏 f t 1 1 I I n 抨r 目f f 1 l 比4 i i O i5 摘i ru J P t 1 t T m j 皂自n m i g t t I n 9 t 十 月 自H 手j 目 目 f 上 关键 f HH I 3 8 5 7 影t f G e o g r a p h i cI n f o r m a t i o 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 B a s e do nW e bM e r c a t o rP r o j e c t i o n x uH u i M AX i a o p e n g S a q l 州C o m m n aA u o n I a t i t m w t x o nS h e n y a n g I Ix I A l H t r a c tB H I w f n 扪 l 岬1 n M 帅I m I d 扎 h I g e o g r a p h i l1 n n 川 f rm f r d i i i J h tr a n s f i i n na l 目J f i l h m l eq 1 m l j u h hb u f f e r m o pm 1 1 l r p nl ml I l o h e r m I l m T t l 1 f H k I t I I I t 1 1 K e y r m fr h M N 5 7 f I I r d i f t a t I I 概述 赶年米 瞅激戟雅虎等公d H J 摊拒1 联H 推出 存自的数字电于地 系缱 使 嚣t 引 椎十球范嘲内谢览I 吊街医地形等措像 m f 软件设i f 精巧I q 艋缃敏内 容辛高深壁州一抖噩 酒址对这些系境的拉 坐杯目R I 块绢织片式的分析册兜提m T 察 钉竹建地理f i 息系 统曲打浊J f V i m IS tI i f 2 1 X 1 8 开发环境F 使崩 语 i 霞 观 2w e b 墨卡托投影 地闱投影靛是按照t 定的教学 州把地球采m 映g 到 平而舯理论和 沈型使张f 呵地H 目一个 体球嘶完个 境越束是十t q 施的 昕U 才有成自LT 种投影方式 符竹 懈重点 适啬小砑地 十J q 川建十同情艇的监求 墨k 托投蟛X 弥 等角t 轴蜊柱 投影 山荷兰地俐学 家 托存1 5 6 9 年创拟 其基水暾理是孵垃宵一十拒赤道 地球榭功的圊拄摊先把椭球 映射铡圆朴悼袅面 然后膦 开嘲牲W 即寓理了肆平转换设投影n 打锋角特r k 保征 T 对象的彤壮乖台变形同时m 雠 r 方向和柑互位置的l 砷忡 冈此常常档航拇 航窜巾J j 联嘲h 敌 F I Ur 地H 丈部讣揶肛T 桀p 托投影 件怍 叭h 饕 托 备耿公t d 为它蝈峙为9 0 0 9 13 起韧K 1 5 c 目 0 井水服趴浚投影 触扦媛投影的血f t 越采越J 影响也堪 米越凡 E 阿 接受r 诚投影J 缸式臼私为E P S G 3 8 5 T 新断 舶M a p l n f oP mv 1 0 也新增了对揪影的定X 靶称为I r u kv i m l i o n H s 饿投影把地球看做球体 半径取 6 3 7 8 1 3 70 米 t 嘤为了计算L 的简单和实现方诬理论L 精 J g 拒O3 3 e Z 内 在 m 倒K 物蜓详细的时能差别转 车 忽略蝴州I 所爪 诫敉 生怀豫点他f 赤遵目奉功 r 馘舯盘点经缒自经矬之阿棚 平 f IL M 隔梆昔范f q 皿 2 1 X 3 7 5 f 1 83 4 米 埘 地理警诛 l 帅oe 线 纬线之叫捌 t 甲柑 川隔从赤m 蛄向n 圾连新增 蔼揖也屉 2 0 0 3 7 5 0 8 米 对应地理啦 8 5 0 5 4 朋障r 南北阿撖的部 仆R 城造样处 f I 十好处 一是憧整幅地H 蛐 片形 便l I 算机址理 提商g 示技率 是占际n q 饭自I 税峦 较凡舶地区 L S 5 0 5 2 3 7 5 0 83 4 m 1 8 0 I 0 0 之啪7 5 0 8 4 mr 2 0 7 5 0 置3 4 m 0 阳 一 2 H 1 37 5 0 s3 4 m 囤1w 川I 罩卡托投影 l 坐标殛坐标变换 口枉半 的l 掉机衅肆f 嚣脱地球僻鉴r 耕地理 投 影像末煳块和腓祭造5 十书抹的攫念并掌崔它们之问 作者简介 n 解 1 9 6 3 一 弭岛 靠师q 卜 究 衢摔情心 绒 5 晓鹏c 19 7 6 一 女I 理岬 0 f 究 m I f 蝌目l M 杵 收稿日期 2 0 1 I 0 2 1 0 流 淼备t 万方数据 电脑编程技巧与维护 的变换方法 3 1 地理坐标 地理坐标是地球椭球面坐标 以经度 纬度为单位 本 初子午线作为中央经线 向东为正 向西为负 范闱 1 8 0 0 赤道作为标准纬线 向北为正 向南为负 范围 9 0 0 本初子 午线和赤道的交点为坐标原点 3 2 投影坐标 投影坐标取决于投影方式 它是平面坐标 以米为单位 对于W e b 墨膏托投影 取地球半径R 6 3 7 8 1 3 7 0 米 地图的 中心点 也就是本初子午线和赤道的交点为坐标原点 该投 影下的整幅世界地图旱正方形 取值范周为 2 0 0 3 7 5 0 8 3 4 2 7 8 9 2 4 4 米 对应地理坐标经度范围是 1 8 0 0 纬度范围是 8 5 0 5 l1 3 0 地理坐标 I I a l 到W e b 墨卡托坐标 m c t X m c t Y 转 换代码为 d o u b l em c t X I o n M a t h P I R 1 8 0 O d o u b l em c t Y M a t h L o g M a t h T a n 9 0 l a t M a t h P I 3 6 0 0 M a t h P I 1 8 0 0 m c t Y m c t Y M a t h P IoR 1 8 0 0 其反变换代码为 d o u b l eI o n m c t X M a t h P I R 18 0 O d o u b l el a t m c t Y M a t h P I R 1 8 0 0 l a t 1 8 0 M a t h P I4 2 M a t h A t a n M a t h E x p 1 砒 M a t h P I 1 8 0 0 一M a t h P I 2 0 3 3 像素坐标 一旦确定了投影方式 投影坐标值 埘定不变 像索坐标 通常是变化的 除 不需要进行缩放显示 像素坐标与投影 坐标的关系 取决于用多少像素来表现整幅世界地图 为了 与屏幕显示坐标一致 像素坐标的原点位于图幅的左上角 x 轴向右延伸 Y 轴向下延伸 W e b 墨R 托坐标 m c t X m e t Y l 到像素坐标 i m a g e X i m a s e Y l 转换代码为 i m a g e X m c t X M a t h P 1 R R e s i m a g e Y M a t h P I R m c t Y R e s 其反变换代码为 m e t X i m a g e X R e s M a t h P I R m c t Y M a t h P I R i m a g e Y R e s 其中 R e s 是像素分辨率 如果像素图幅的宽高相等 其 等于地球周长除以I 冬I 幅像素 代码为 R e s 2 M a t h P I R m a x l n m g e 3 4 图块坐标 大部分的数字电子地图是由事先制作好的一块块大小相 同的图片无缝拼接而成 称为图块 每个图块的尺寸为2 5 6 x 2 5 6 像素 设置了不同级别的图块组来适合不同缩放比例的显 示 每增加一个缩放级别 图幅宽度为前一级的2 倍 图块 数量为前一级的4 倍 呈金字塔状 表l 列出了不同缩放级 别下图宽 图块数量和像素分辨率之间的对应关系 可以看 出 当缩放级别为l 时 世界地图由4 个图块组成 当缩放 级别为2 时 世界地图由1 6 个图块组成 以此类推 逸j 毫翟 器与簟 表l 不同缩放级别下图宽 图块数量 分辨率对应关系 级别 图宽 像素 罔块数量 分辨率 米 像素 l5 1 22 x 27 8 2 7 I 5 1 7 0 21 0 2 44 x 43 9 1 3 5 7 5 8 5 32 0 铝8 x 81 9 5 6 7 8 7 9 2 1 7 3 3 5 5 4 4 3 2 1 3 1 0 7 2 x 1 3 1 0 r 7 21 1 9 4 3 1 8 6 7 1 0 8 8 6 4 2 6 2 1 4 4 x 2 6 2 1 4 40 5 9 7 2 N2 5 6 x 2 N2 N x 2 N 2 霄R 2 5 6 x 2 N 每个缩放级别的图块坐标原点都位于图块组的左上角 x 轴向右延伸 Y 轴向下延伸 某一缩放级别N 下的像素分辨率R e s 为 R e s M a t h P I 搴R M a t h P o w 2 7 N 像素坐标 i m a g e X i m a g e Y l 到图块坐标 t i l e X t i h Y 转 换代码为 t i l e X i m a g e X 2 5 6 t i l e Y i m a g e Y 2 5 6 其反变换代码为 i m a g e X t i l e X 42 5 6 i m a g e Y t i h Y 2 5 6 地图在计算机屏幕上是以像素为单位进行显示和操作的 所以还需要得到当前点在图块中的像素偏移 代码为 i m a g e O f f X i m a g e X 2 5 6 i m a g e O f f Y i m a g e Y 2 5 6 3 5 显示坐标 显示坐标以像素为单位 坐标原点位于屏幕上用于显示 地图的画板的左上角 x 轴向右为正 Y 轴向下为正 由于受 计算机屏幕尺寸和分辨率的限制 在计算机屏幕 显示地图 其实就是把像素坐标下图幅的一部分复制到屏幕画板 4 图块组织方式 图块可以保存在远程数据库中 实现网络共享 也可以 按照图块种类 缩放级别 列的目录结构 以文件方式保存 在本地磁盘 图块文件名要包含图块种类 列坐标 行坐标 缩放级别等内容 方便管理和渎取 例如 G 胁7 6 3 G M 6 3 2 8 7 p r i g 表示该文件是缩放级别 为7 列坐标为6 3 行坐标为2 8 图块数据格式为p n g 的一 个街道图l 冬1 块 存储在G 町 6 3 目录下 5地图显示和操作 启动V i s u a lS t u d i o2 0 0 8 新建一工程 在窗体上放置画板 p i c t u r e B o x I 和菜单栏 工具栏 其中 画板用来显示地图 工具栏添加图类 漫游 归心 放大 缩小 测距等按钮 实现地图的基本操作 状态栏用来显示当前经纬度等信息 构成的界面如图2 所示 设置整数变量N 表示当前的缩放级别 设置双精度变量 f m e t X m e t Y l 表示当前画板中心点对应的墨卡托坐标 并由 此计算出该点对应的图块坐标 f i l e X r i l e Y 和像素偏移 i r r a g e O f l X i m a g e O f l Y o 万方数据 U A l l j S E N l I N 0 f t M r I NM E M F N I数据库与信息管理 1 弋 只鹣 多毒器瑟 翟 2 界面 5 I 显i 为丁提商砬 i 速度宴现五抖动楹游和预缩放需蜉定 女一戟内栩 你m m l 啡作为缓存宽高约为肼柱R 十的2 倍 取目缺册褴数情 谢如时十1 2 8 0 x 1 0 2 4 曲 示分辨宰 定卫内存幽幛n 口宽为1 2 x2 3 0 7 2 像拳I 为1 0 x 2 5 6 2 5 6 0 像索 舟拽幽块井填 内存H 像f t 码 B i t m a pi m g e l B i t m a pf 2 Y v 52 5 6 0 m p h i c sg G r a p h i c s F r o m l m a g e M e m l m g f o rf I f i tx f L l 1 2x 自r i n tY 1Y I v i l l e N a m e G M r x a l e x 一6 T o S t f i n g0 十 j Y r i l e y 一5 T o S u S n g0 j N T O S t d n g f 十 p r i g i m a g e I n c wB i m m p f i l e N 帅e 1 B D r a w l m a g e U n w a l c d i 砌g e l 2 5 6Y 2 5 6 D 獬 1 i m a g e lD i s p 眦 山存魁像复制到目饭代码 G r a p h i c sg p i c t u m B o x lC r e a t e G r a p h l c s R e c t a n g l cs r c 融 n c wR e c t a n g l ef f 2 5 6 1 2 一p t c l u m B o x IW i d t h 2 十i m a g e O l f X f 2 5 6 1 0 一p l c t u t e l l o x IH e l g h l 2 m a g e O f f Y p l c t m e B o x IW i d t hp i c t u m B o x IH e i g h t G r a p h i c s U n i tu n G r a p h i c s U f f i tP i x e l g D r a w 腑g e M e m l m g 0 os m R e c tu n i t s g D i s p o s e 52 缩艟 精艘 像通常使用鼠琳滚转束实现缩放时 缩城级别N 艇生变化 丽扳中心点对啦的墨p 托坐杯f m c t X I Y 变 化根据缩放级别i t 算m 新的R 懒坐怀和悼常偏穆取闱块 娃d i 地 q 为T 加快 示逮鹰 I 利刷先前摊存的内存阿像进 放大或缩小 然后再取蛮际l 目块进f 姓 临 放大凹像代码 G t a p h i c 8g p i c t u m B o x lC r e a l e Gr a p h i c s R e c a n g l ed e s t R e e t n e wR e e l a n g l e l I J p i c t u m B o x l W i d t hp l c t u T e B o x I H e i g h t 1 x I f 2 5 6 1 2 一p i c t u r e B o x IW i d t h l 2 t i l e X p i c t u r e B o x W i d t h 4 i n lY I 舶 1 4 1 一p i c t u r e B x IH e i g h H 2 r i l e y 十 p i c l u m B o x H e i g h t 4 R e c l a n g l es r c 胁c I wR l a l g l c x Iy Ip i C l U m B o x I W i d t h 2p i e t u m B o x lH e i g h t 2 O r a p h i c s U n i tu n O r a p h l c s U n l t P i x e l g D r a w l n l a g e M c m l m gd e s t R e c t s r c R e c lu n i t x g D i s p o s e0 临时缩小嘲像1 心 Gr a p h i c sg p l c t u m 8 0 x IC r e a t e G r a p h i c sn R m E kd s t R e c t n wR e c t a n g l ef l0p i c t u m B t x I W i d t hp i c t u m B o x l H e i g h t i n l I 2 5 6 1 2 一p i e l u m B o x l W i d t h 2 l i l e X n l c l u m B 叽IW i d t h 2 J y lf 2 I O D t m B lH e l g h l 2 t i c Y p i c t u m B o x IH e i g h t 2 R c e l a n g l e 们R c c t n e wR e c t a n g l erx jY lp i c t l r e B o x j W i d t h 2 p i C l u m B o x IH e i g h t m G m p h i c s U n i tu n l G m p h i c s U n i t P i x e l gD m w l m a g e M e m t m Bd e s t R c c ls m R lu n i l s gD i s p o f 5 3 漫游 地嘲泄游通常使闱鼠标左键拖拽束宴现漫游时 缩胜 级别N1 空化 面板中 点的幂忙托啦标l n l c l X m n Y l 发生 丧化丹 下3 十步骤蛮现 f I q 鼠抓摧F 时记录F 鼠杯的咏始位置 2 鼠撑移曲时鼠杯舳蝌始位置减上与前队 址蛀 褥m 偏穆I f f Xt 舯I 舣捌偏穆糊q 存幽像缸制到 扳巾 真理r 地目跟随鼠b 曲态移功I 目为移动过程巾H 是对内存 心像进打操作升泄有谴取罔块 昕H 姓小速噬J l 常快 地罔靳鼠标漫辨代码 G m 女1 gp i e t u m B o x I C r e n l e G m p h i c Rn R 雌l 2 l cs c R e c t n c wR c c l a n g l e 2 5 6 1 2 一p i c l e B o x l W i d m 2 t i l c X o f t X f 2 拍 I t l p l c t u B o x lH e i g h t 2 t i l e Y o f f Y p i c t u m B o x W i d t hp l c t u m B o x IH e i g h l G t a p h i c s U n i t 帅 G 曲i c s U n i tP i x e l gD r a w l m a g e M e m l m g U s K R 咀u n l s gD i s p o s e 3 当鼠酥挤起时 报据鼠桥偏社 汁葬 厕扳r J 点 时戊的璺 托坐怀然后得f j 新的吲块串杯和像素慵穆 取 哪块娃示地嘲 54 经纬度显示 门 转 5 I 9 二搿 嘉 万方数据 D A T A B A S FA N DI N 吖 R M A T I O NM A N G E M E N T数据库与信息管理 好弥补了中小企业可投入资金少 技术能力不足的缺陷 3A c c e s s 数据库与W e b 集成的方法 3 I 数据访问页 数据访n q 页是A c c e s s 数据库的对象之一 它是特殊类型 的网页 用于查看和处理来自I n t e m e t 或I n t r a n e t 的数据 这 些数据存储在A c c e s s 数据库 数据访f u 页直接与数据库连 接 当用户在i n t e r n c tE x p l o r e r 中显示数据访n q 页时 他们看 到的是属于自己的页副本 这意味着 任何筛选 排序和财 数据显爪方式进行的其他改动 都只影响他们自己的数据访 问贞副本 但对数据本身的改动 如修改值 添加或删除数 据 都存储在基础数据库中 因此查看该数据访问页的所有 用户都可使用这些更改 数据访问页从A c c e s s 数据库中取得 它的数据 若要使设计的页使用来自这些数据库之一的数据 该页必须连接到所用数据库 如果已经打开了一个A c c e s s 数 据库 所创建的数据访f u 页会自动连接到当前数据库并将其 路径存储在该数据访问页的C o n n e c t i o n S t r i n g 属性中 如果在 设计完贞之后移动或复制该数据库 则请务必更新C o n n e c t i o n S t r i n g 属性中的路径以指向新位置 3 2A S P 访问A c c e s s 数据库的策略 A S P A c t i v eS e r v e rP a g e s 是微软公司创建的一种服务器 端脚本环境 可用来创建交互式网页等W e b 应用程序哺 A S P 1 1 S A c c e s s 是常见的网站建没方案 3 2 1 开放数据库互连 O D B C 标准 O I B C 是微软公司提出的数据库访问接L 标准 开放数据 库互连定义了访n 数据库的A P I 一个规范 这些A P I 独立于 不同厂商的D B M S 也独立于具体的编程语言 A S P 能使用这 些A P I 访问A c c e s s 数据库 3 2 2 数据访问对象 D A O 尽管O D B C 是提供数据的良好界面 但它作为变成界面 也有一些限制 使用闲难 因此微软公司提出了D A O 它主 要用于访f u A c c e s s 的底层数据库 J E T 数据库引擎 3 2 3 数据库的对象链接与嵌入l O L ED B 微软公司后来又定义了一组数据对象 统称为O L ED B 允许面向O L E 的应用按对象的方式共享和操作数据集 O L E D B 能访问任何数据源 包括关系型和非关系犁数据库 3 2 4A c t i v eD a t aO b j e c t sI A D O A D O 是对A S P 的编程扩展 用于数据库连接 3 3J S P 访问A c c e s s 数据库的策略 J S P J a v aS e v e rP a g e s 是南S U N 公司偶导 多家公司参 与 于1 9 9 9 年推出的一种动态网页技术标准 它是基于J a v a S e r v l e t 的W e b 开发技术 利用这一技术可以开发动态的 高 性能的W e b 应用程序 从J S P 访问A c c e s s 数据库的最有名和 最成熟的方法应该算J D B C 其中J D B C O D B C 桥是最常用的 方法 J D B C O D B C 桥由S U N 和M e r a n t 公司联合开发的 主 要功能是把J D B CA P I 调用转换为O D B CA P I 调用 然后 O I B CA P I 调用针对A c c e s s 数据库的O D B C 驱动程序来访问 数据库 即利用J D B C O D B C 桥来存取数据源 4 结语 A c c e s s 数据库以其友好的界面 众多的向导 便捷的操 作以及很高的性价比成为了中小企业实现电子商务过程中 W e b 数据库的首选 但是 从A c c e s s 数据库的规格上来说 无论是其性能指标中的2 C 的文件大小 还是2 5 5 个并发用 户 都可以看出它是开发中小犁数据库管理系统的常用软件 随着时间的推移 中小企业在不断地发展壮大 企业效益与 业务量与日俱增 数据库数据量增加 变得更为复杂 并且 需要支持更多的并发用户 这时可以将A c c e s s 数据库直接升 迁到s Q LS e r v e r 数据库的方式