【毕业学位论文】（Word原稿）内蒙古交通公众出行系统GIS模块设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 内蒙古交通公众出行系统 块设计与实现 姓 名： 李晓云 学 号： 1134677 所在院系： 软件学院 职业类型： 工程硕士 专业领域： 软件工程 指导教师： 朱少民 副 指导教师 ： 二 一三年九 月 in of in 1134677 2013 内 蒙 古 交 通 公 众 出 行 系统 块设计与实现 李 晓 云 同 济 大 学 位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位 论文作者签名： 年 月 日 同济大学 硕士学位论文 I 摘 要 随着交通行业的发展，地理信息系统在公路管理方面已经得到了广泛应用，公路管理系统中的属性数据不断丰富，但是仅被内部管理所利用，造成资源浪费。这就需要对已有的公路交通地理信息系统设计新的功能来实现资源的共享。近年来，随着我国经济社会的持续快速发展，人民群众生活水平不断提高，出行需求也发生了明显的变化。通过公路自驾出行的比例也大幅加大。传统的列车、航空出行方面的信 息查询都很方便，但是在自驾出行方面所能查询到的信息却是少之又少。因此建立面向公众的出行服务管理系统势在必行，其中 块功能的设计与实现是该系统的重点。 本文依托于内蒙古交通公众出行服务管理系统项目，在阐述了交通公众出行信息的国内外研究现状的基础上，根据对广大群众关于出行信息的需求调研，进行了详细的需求分析，设计系统的逻辑结构框架。提出系统的总体设计方案。在系统的实现方面，将 入到公众出行服务管理系统中，并实现相关的 能，使群众可以很方便的在电子地图上进行地理信息的查询，在确定起点和 终点的情况下，可进行最佳路径分析，得出出行最佳路线并予显示。最后介绍了系统的实现界面。 内 蒙 古 交 通 公 众 出 行 服 务 系 统 已 经 投 入 使 用 ， 网 址 ：。 块功能的设计与实现使公众出行系统得到完善，达到资源的共享，为公众出行提供了便捷的查询方法，块功能也许还存在不足，将在以后的使用过程中不断完善。 关键词： 公众出行，最短路径 同济大学 硕士学位论文 I of in in is in so it to of it be so be on In as of of s of by is Its to up on as is of of is in of IS is on -of of In it of In of IS be IS be on If it of II is , It IS be it be of 济大学 硕士学位论文 录 第一章 绪论 . 1 究背景 及意义 . 1 究现状 . 1 究 内容和 方法 . 3 文结构 . 3 第二章 块功能设计相关理论与技术 . 5 述 . 5 功能 . 5 组成 . 6 数据模型 . 7 . 8 述 . 8 实现模型 . 9 主要实现技术 . 10 于 理信息系统解决平台 . 11 章小结 . 12 第三章 块设计目标和需求 设计分析 . 13 计目标与设计原则 . 13 计目标 . 错误 !未定义书签。 计原则 . 错误 !未定义书签。 据现状调查分析与用户描述 . 18 据来源分析 . 18 统用户描述 . 20 章小结 . 20 第四章 块的设计 . 21 统中间服务组件设 计 . 21 公路基础数据库系统基础数据发布中间服务组件 . 21 公路基础数据库系统发布数据库的更新中间服务组件 . 22 公路基础数据库系统数据表编辑中间服务组件 . 22 用图层数据中间服务组件 . 23 形数据与属性数据匹配中间服务组件 . 23 形数据调用中间服务组件 . 24 受系统标图请求中间服务组件 . 24 统功能模块设计 . 25 图基本操作模块 . 25 位、搜索模块 . 26 询统计模块 . 27 念结构设计 . 28 础属性数据库源 . 29 间数据 . 29 块网络部署 . 30 理结构设计 . 31 媒体数据库 . 31 据 库容量设计 . 31 属数据管理 . 31 章小结 . 32 第五章 块功能的实现 . 33 本功能 . 33 图显示 . 33 图平移 . 35 图缩放 . 38 图测量标注 . 40 形内蒙 . 42 息搜索 . 42 驾出行 . 44 章小结 . 46 第六章 系统性能测试结果 . 66 试需求 . 66 口测试结果 . 66 户界面 测试结果 . 66 全性 接口测试结果 . 66 试结果统计 . 66 章小结 . 46 第七 章 总结与展望 . 66 结 . 66 望 . 66 致 谢 . 67 参考文献 . 68 同济大学 硕士学位论文 V 图目录 图 成 . 6 图 . 7 图 实现模型逻辑图 . 9 图 . 21 图 . 22 图 . 23 图 . 23 图 形数据与属性数据匹配中间服务组件逻辑流程 . 24 图 形数据调用中间服务组件逻辑流程 . 24 图 受系统标图请求中间服务组件逻辑流程 . 25 图 . 26 图 索模块界面 . 26 图 索模块逻辑流程 . 27 图 . 27 图 . 28 图 . 30 图 块网络部署 . 31 图 . 33 图 . 34 图 . 35 图 具条激发） . 36 图 钮激发） . 36 图 . 37 图 . 38 图 . 38 图 . 39 图 . 39 图 . 40 图 . 40 图 . 41 图 . 42 图 . 43 图 . 44 图 . 44 图 . 45 图 . 46 目录 表 . 8 表 据库的资源内容及数据来源 . 18 表 . 19 表 . 33 表 口表 . 35 表 具条激发） 组件类表 . 36 表 按钮 激发）组件类表 . 36 表 . 39 表 . 40 表 口表 . 41 表 . 42 表 . 45 同济大学 硕士学位论文 1 第一章 绪论 究背景 及意义 交通作为国民经济基础性产业，大力推进信息化，对于实现交通新的跨越式发展具有十分重要的意义。“十一五”期间内蒙古自治区交通信息化建设紧紧围绕交通实现跨越式发展这一主题，以信息服务为切入点，信息化工作呈现出令人可喜的局面， 目前，随着交通信息化的发展，地理信息系统在交通公路管理方面已经得到了广泛应用，公路管理系统中的属性数据不断丰富，但是仅被内部管理所利用，造成资源浪费。这就需要对 已有的公路交通地理信息系统设计新的功能来实现资源的共享。近年来，随着我国经济社会的持续快速发展，人民群众生活水平不断提高，出行需求也发生了明显的变化。通过公路自驾出行的比例也大幅加大。传统的列车、航空出行方面的信息查询都很方便，但是在自驾出行方面所能查询到的信息却是少之又少。因此建立面向公众的出行服务管理系统势在必行，其中 块功能的设计与实现是该系统的重点。 究 现状 国外公众出行服务建设情况 ：目前形成了以美国、欧洲、日本为主的三大研究开发基地 1。 美国 有 511 出行者信息发布系统 。早在 60 年代末， 美 国就 开始 研究 智能交通， 2001年开始建设的 511 交通信息系统是目前全球最好的出行信息服务系统之一， 2002 年 12月向公众提供全面交通出行信息。 511 系统 成为 全国大部分地区都已能接通 的服务系统 。该系统 通过装备在道路、机动车、换乘站、停车场以及气象中心的传感器和传输设备，以实时的道路引导和信息服务系统的实用性为目的，通过对各类信息提取和分析，向社会提供实时的道路交通信息、政府交通信息、换乘信息、交通气象信息、停车场信息以及与出行相关的其他信息，出行者 不论老少都 可根据这些信息确定自己的出行方式和行程路线 。 欧洲 有 交通信息服务系统 。 早在 20 世纪 70 年代末 80 年代初 欧洲 就开始交通出行信息 方面的 的研 究 。 2000年时，公众出行交通信息系统的数据广播服务（ 通报文 2 频道）已经基本覆盖整个欧洲道路交通网络， 为 11 个国家提供服务。 进行数字化、无声的交通报文传送，而不对音频广播产生干涉。该系统向出行者提供的服务内容包括 :交通状态信息、交通事件信息、道路施 工信息、交通附属设施信息、天气信息、出行计划信息等。 日本 有 车载信息通讯系统 系统 。 此系统建设于 1991 年 ， 是当今世界上 非常 成功的一个交通通信 信息 服务系统。该系统能够通过文字、简单图形、地图三种格式向驾驶员发布当前时段道路交通流状态信息。 在 1996 年通过引导车辆，并以远红外信标、短波信标或调频广播副载波作为传输介质，发布实时交通信息的动态导航系统。公路管理部门利用该将交通堵塞、驾驶所需时间、 交通事故、道路施工、车速及路线限制、以及停车场空位等信息编辑处理后及时传输给交通参与者，特别是在汽车导航车载机上实现了以文字、图形显示交通信息 2。 国内公众出行服务建设情况： “十五”期间 我国公众出行服务建设尚处于初级阶段 ， 由于我国交通体制所限，信息服务内容大多集中在业务内容范围，信息共享度不高，信息更新不及时， 没有统一的公众出行服务系统为 出行者 提供全面，有效的出行信息 3。 2006 年北京，山东，成都，浙江都相继开通了公众出行信息网，整合了多方资源，能够为出行者提供多方面的出行服务 。虽然 在服务内 容、服务方式、服务质量以及服务范围上都存在不足，但已经 标 志着我国公众出行服务建设进入了一个新的阶段。 2007年上海、天津、江苏、广东、湖北、陕西、河北、福建、安徽等省市陆续在建设并在互联网上开通了公众出行信息服务。 在 此形势 下 ， 内蒙古交通 运输 厅提出在以人为本、协调、可持续发展的科学发展观 的 指导下，借鉴其他已开通公众出行服务网省市的成果与经验，为推动内蒙古交通信息化建设进程，提高行业内管理信息化和为社会公众出行服务信息化水平， 开展 内蒙古交通 公众出行 服务 系统的建设。内蒙古自治区位于中华人民共和国的北部边疆，由东 北向西南斜伸，呈狭长形。全区总面积 平方公里，占全国土地面积的 居全国第 3 位。东、南、西依次与黑龙江、吉林、辽宁、河北、山西、陕西、宁夏和甘肃8 省区毗邻，跨越三北（东北、华北、西北），靠近京津；北部同蒙古国和俄罗斯联邦接同济大学 硕士学位论文 3 壤，国境线长 4221 公里。此次公众出行服务建设将 根据自己的地区特点， 在整合资源的基础上开发面向行业管理、 服务于社会公众的各种系统， 满足社会公众对出行服务的需求。 究 内容和方法 块是公众出行服务系统中非常重要的一个子模块，本次开发的内蒙古自治区公众出行服务系 统中，电子地图页面基于 台开发，又针对交通领域的复杂性以及公路 布的特殊性，我们选择了美国 司产品 列作为本系统中台的解决方案，选用的产品为 图数据存储）， 图数据布服务 )。 本论文将通过对模块结构进行网络部署，进行各方需求分析，然后进行系统中间服务组件设计、系统功能模块 设计，以及结构设计，最终将实通过浏览器在线浏览地图，查看内蒙古自治区公路交通地理信息数据，以及不涉密的公路基础数据。通过对 块功能的开发，提 供两地间出行路径分析。 本论文主要集中在内蒙古交通公众出行服务系 统 块功能设计部分， 通过对 术以及 司的 列软件的研究，进行功能设计。 术与 术相结合的产物 ,是 术的发展 ,然而 术尚处于起步阶段， 本文根据内蒙古公众出行系统的需求， 设计 了 块功能结构和 系架构， 实现在线浏览地图，查看内蒙古自治区公路交通地理信息数据，以及不涉密的公路基础数据，以及路径分析功能。 文结构 第一章 绪论 。 主要介 绍该项目的研究背景 及意义，描述了国内外公众出行服务的研究 现状，并简单介绍了本论文 研究的 内容和方法 ， 最后 对论文的组织进行了简单的介绍。 第二章 块功能设计相关理论与技术 。 对 功能 、组成以及数据模型进行了详细的介绍 ，分析了 几种实现方法和开发平台的特点以及 对其 相关技术进行了简单介绍 。 为文章后边章节 块设计与实现部分奠定了理论和技术基础。 第三章 块功能设计分析 。 主要介绍了设计目标 ，从多角度分析介绍了系统 4 设计 的 原则， 并 对 数据 现状 和用户进行了调查 分析 。 第四章 块的设 计 。本章节 分别对 系统 中间服务组件 、 模块 功能、模块 概念结构 ，以及 模块 物理结构 进行了 设计 。 给出了模块功能的界面样式，进行了 块网络部署 。 第五章 块功能的实现，主要介绍了 块 地图显示 、 地图平移 、 地图缩放 ， 地图测量标注 等基本功 能以及最短路径查询功能的实现 方法 并给出了每个功能的输出 界面 。 第六章 总结与展望。 对全文进行总结，对下步工作提出展望。 同济大学 硕士学位论文 5 第 二 章 块功能设计相关理论与技术 述 地理信息系统 是计算机科学、地理学、测量学和地图学等多门学科的交叉，它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。从表现形式来看， 现为计算机软硬件系统，其核心是管理、计算、分析地理坐标位置信息及相关位置上属性信息的数据库系统。它表达的是空间位置及所有与位置相关的信息，所以， 是地球空间实体的再现和综合，其信息的基本表达形式是各种二维或三维电子地图。因此， 可简单定义为“ 用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统” 4。 早起源于 20 世纪 60 年代“要把地图变成数字形式的地图，便于计算机处理分析”这样的目的。进入 20 世纪 80 年代， 应用领域迅速扩大，商业化的软件开始进入市场，其应 用从基础信息管理与规划转向空间决策支持分析，地理信息产业的雏形开始形成。 20 世纪 90 年代以后，伴随着计算机技术和网络技术的迅猛发展， 应用也日趋深化和广泛，在国土资源、农业、气象、环境、城市规划等领域成为常备的工作系统。尤其是 1998 年前美国副总统戈尔提出“数字地球”的概念以来， 全球得到了空前迅速的发展，广泛应用于各个领域，产生了巨大的经济和社会效益。 就 身来说，大多数功能较全的 般均具备四种类型的基本功能，它们分别是： 1） 数据采集与编辑功能 。 核心是一个地理数据库 ,所以建立 第一步是将地面的实体图形数据和描述它的属性数据输入到数据中 ,即数据采集 需要对图形及文本数据进行编辑和修改 。 2） 制图功能 。 核心是一个地理数据库。建立 先是将地面上的实体图形数据和描述它的属性数据输出到数据库中并能编制用户所需要的各种图件。 3） 空间数据库管理功能 。 通过空间查询与空间分析得出决策结论，是 出发点和归宿。在 这属于专业性，高层次的功能。与制图和数据库组织不同，空间分析很少能够规范化，这是一个复杂的处理过程 ，需要懂得如何应用 标之间的内在 6 空间联系并结合各自的数学模型和理论来制定规划和决策 5。 4） 网络分析 功能 6。 网络分析是指依据网络拓扑关系，通过考察网络元素的空间及属性数据，以数学理论模型为基础，对网络的性能特征进行多方面研究的一种分析计算。是研究一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等，其基本思想则在于人类活动总是趋于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。一般 提供了两种数字高程模型的软件包，用户可以根据需要进行选择 。分别是 地形分析 与 最佳路径分析。 一个典型的地理信息系统应包括 四 个基本部分：计算机系统硬件 、 计算机系统软件 、空间数据 、应用人员与组织机构 7。如图 示。 图 2. 1 成 ） 计算机系统硬件 硬件部分包括执行程序的中央处理器，保存数据和程序的