警用地理信息综合系统设计(校级优秀毕业设计)

三警合一警用地理信息综合系统设计 作 者 姓 名 * 专 业 计算机科学与技术 指导教师姓名 * 专业技术职务 讲 师 山东*本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中加以说明，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名： 年 月 日山东*关于毕业设计（论文）使用授权的说明本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留、送交设计（论文）的复印件，允许设计（论文）被查阅和借阅，学校可以公布设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、扫描等复制手段保存本设计（论文）。指导教师签名： 毕业设计（论文）作者签名： 年 月 日 年 月 日目 录摘要IVABSTRACTV第一章引言1第二章技术简介22.1 C#语言与.net框架简介22.2Gis简介22.3arcGis简介42.4空间数据库5第三章需求分析63.1 项目背景63.2 可行性分析63.3 功能分析73.4 系统实施环境9第四章概要设计94.1 系统功能图94.2 数据库表设计11第五章详细设计135.1 路径分析设计135.2 空间分析设计135.3 空间数据库管理设计14第六章运行效果监测151、基本功能：152在监控中心中实现路径查询与显示：173交通事故监控184火灾监控185空间分析186、空间数据库管理20第七章警用地理信息系统的再讨论211最优路径的再讨论212物联网在地理信息系统中的应用223机会网络在地理信息系统中的应用23结束语25参考文献26致谢27摘要随着城市化发展的加快和各类车辆的普及，各类城市问题日益严重，对社会和个人的生命财产安全带来了很大的威胁。传统的粗放型管理方式需要浪费大量的人力物力和财力，而效果却不好，因此如何利用信息技术解决这些问题是现阶段公安系统的重要课题。地理信息系统应运而生，随着地理信息系统(GIS)的深入发展及广泛应用，各级城市公安机关，包括匪警110，火警119和交警122，急救120等等，逐步认识到建立GIS综合应用系统的必要性和重要性。建设城市GIS综合应用系统，可以将各类警务信息空间化、可视化，为各级领导指挥决策、多警种快速反应，警力资源有效调配以及联合作战提供了更为直观便捷的途径，同时，也是社会发展新形势下反恐防暴、打击犯罪、维护治安以及服务人民的现实需要。另外，将不同类型的数据进行叠加，就可以非常直观的看到各类事件之间的相互关系，例如，将暴力高发地区数据与毒品泛滥区的叠加就可以看到两者之间的关系；如果将交通事故高发区数据与居民、学校等数据叠加就可以非常直观的看到两者之间的关系。由此，公安部门很早就相继开始建立ll0接报警、人口管理、案件管理、交通车辆管理等业务信息系统，到目前为止产生了大量业务数据，应用更加广泛，许多数据具有空间分布信息，而且各级城市公安机关的信息化水平正在不断提升，应用范围也在逐步扩大，为建立城市GIS综合应用系统创造了良好的条件和氛围。为了提高工作效率，将传统的匪警、交警和火警系统进行整合，即实现三警合一是当前的重要课题。警用地理信息系统是基于公安部“金盾工程”二期全国警用地理信息基础平台（PGIS）成果和标准，警用地理信息系统的建设，将以需求为导向，充分发挥地理空间信息资源在公安业务工作中的重要作用。关键词：地理信息系统arcGis警用电子信息系统ABSTRACTWith the accelerating of urbanization development of popularization, various kinds of vehicles of city of serious problemhave brought great threat to personal safety and safety of social property。The traditional extensive management way always wastest too much manpower and resources, However the result is not very good. How to use the information technology to solve these problems at present stage is an important subject of public security system. Geographic information system came into being serval years ago. With the rapdily development and widely used of geographical information system (GIS), various city public security organs realize the necessity and importance of establishing GIS comprehensive application system. Construction of urban GIS comprehensive application system, can be all kinds of policing information space change, visualization, for all levels of leaders command decisions, much JingZhong rapid response, police resources effective deployment and joint operations provides much more intuitive and convenient way,. Also, the social development under the new situation anti-terror work, cracking down on crimes and maintaining security and the realistic need services for people. In addition, different types of data can be very intuitive superposition, see the relationship between various events. For example, the violence in high-risk areas data and narcotics you can see the superposition between the relations; If the traffic accident with residents, school data such as the superposition can very intuitive to see the relation between them .Thus, the public security departments have started to build very early ll0 meet alarm, population management, case management, traffic management business information systems, so far produced a lot of business data, more widely, many data with information, and the spatial distribution of urban public security organs at all levels the informationization level is rising, application scope is to build in gradually expand the city GIS comprehensive application system created favorable conditions and atmosphere. In order to improve work efficiency, Many work has been dowm to integrate bandits p, traffic police and fire police. geographic information system is based on public security golden shield engineering second national police geographic information foundation platform (PGIS) results and standards, police geographic information system construction, will with demand oriented, give full play to geographic space information resources in public security business work in an important role.Key Words:Gis 、arcGis、Police electronic information systems27第一章引言城市化进程的加快，如何对道路交通，公共场所进行有效管理日益成为当前计算机应用技术的重要课题。在发生火灾、车祸等各类事故时如何有效调集警力人员前往处理，搜索最近的医院，使病人得到及时的医治等都是这一领域的基础问题。交通运输在国家的经济发展和人们的日常生活中发挥着重要的作用。随着国民经济的快速增长和人们生活水平的提高，对交通运输的各种需求明显增长，交通运输与社会经济活动的联系越来越紧密。如何有效管理交通，优化交通路线，及时发现可能存在的问题等等是这一领域的另一个重要任务。城市交通是一个复杂性相当大的系统，涉及的因素众多，如车辆、道路、人口数量，人口吩咐，经济状态等等。而交通信息对地理空间位置的依赖性，数据量之大和难以管理，使得一般通用的信息管理系统难以胜任。把GIS应用于交通管理的研究被认为是交通运输规划与管理现代化的一个重要组成部分，也就是把道路信息、交通信息以及交通管制条件等与地图结合在一起，直观地为决策人员提供有关信息和分析结果。在此基础上，加入土地，人口等方面的数据就可以直观有效的看到各个部分之间的关系。从而为决策等提供有效参考。地理信息系统(Geographic Information System)经过几十年的发展，近年来综合了地理学、系统科学、信息科学、计算机科学等多学科的成果，成为一个以地理空间数据管理为基础的计算机软硬件系统。它以图形图像与属性数据管理及模型分析为基础，获取、存储、检索、分析和显示各种空间信息，将具有空间特征的信息可视化，为信息的使用者提供更为直观、清晰的表达形式，并具有很强的空间分析能力。GIs的空间分析可分为两种类型：矢量数据分析和栅格数据分析。矢量数据分析通常使用shp、lyr等矢量类型的文件，功能包括：空间数据属性分析，多边形分类、边界处理，点线、点与多边形、线与多边形、多边形与多边形之间的叠加，缓冲区分析，网络分析，目标集统计分析。网络分析是GIS中的一项很基本很重要的功能，包括：1、最优路径：在指定网络的两节点间找一条“长度”最小的路径；2、范围确定：如公共交通服务范围的确定；3、路径选择：找出两点间的所有路径，检查路网对意外事故的承受弹性；4、网络修改)：可用于不同规划路网的交通模拟、评价5、设置网络障碍(Defining Network Impedance)：在设置障碍的网络(边)上进行上述功能计算等。栅格数据分析功能通常包括：记录分析、叠加分析、滤波分析、统计分析等。随着全球信息化的迅猛发展，世界各国都努力采用最新技术建立高效、智能化的路网管理体系，用以解决路网在管理、规划、设计、通讯、监控等问题。以电子地图为基础，与其它数据综合处理，就可以得到很多重要的结论，可以大大提高管理决策的准确度和可靠性，为国民经济的发展创造最佳的支撑环境。随着，我国国民经济和交通基础建设的飞速发展，对道路交通的管理方式和管理技术手段的要求。采用先进的科学管理和决策方法，提高道路交通的管理水平，充分发挥道路交通在国民经济发展中的作用，是当前道路交通管理工作的重要任务之一。因此，本文以道路交通的各类相关空间数据和属性数据为基础，在计算机软、硬件技术支持下，开发出基于GIS的交通网络空间分析系统，该系统能够为交通规划、管理部门及建设部门的决策提供技术支持，以及为公众和物流企业提供路线分布、路网管制、道路状态等信息，并且在当前路网管制条件下提供最短路径查询的功能。2_第二章技术简介2.1 C#语言与.net框架简介在当今的主流集成开发工具中，NET Framework的地位家喻户晓，它是用于Windows的新托管代码编程模型。它强大功能与新技术结合起来，快速简单的构建具有视觉上引人注目的用户体验的应用程序，实现跨技术边界的无缝通信，并且能支持各种业务流程。NET框架是微软公司继Windows DNA之后的新开发平台。.NET框架是以一种采用系统虚拟机运行的编程平台，以通用语言运行库（Common Language Runtime）为基础，支持多种语言（C#、VB、C+、Python等）的开发。.NET也为应用程序接口（API）提供了新功能和开发工具。这些革新使得程序设计员可以同时进行Windows应用软件和网络应用软件以及组件和服务（web服务）的开发。.NET提供了一个新的反射性的且面向对象程序设计编程接口。.NET设计得足够通用化从而使许多不同高级语言都得以被汇集。C#(C Sharp)是微软(Microsoft)为.NET Framework量身订做的程序语言，C#拥有C/C+的强大功能以及Visual Basic简易使用的特性，是第一个组件导向(Component-oriented)的程序语言，和C+与Java一样亦为对象导向(object-oriented)程序语言。微软c#语言定义主要是从C和C+继承而来的，而且语言中的许多元素也反映了这一点。C#在设计者从C+继承的可选选项方面比Java要广泛一些(比如说structs)，它还增加了自己新的特点(比方说源代码版本定义).但它还太不成熟，不可能挤垮Java、C#还需要进化成一种开发者能够接受和采用的语言。而微软当前为它的这种新语言大造声势也是值得注意的。目前大家的反应是：“这是对Java的反击” 。 C#更像Java一些，虽然微软在这个问题上保持沉默。这也是意料中的事情，我觉得，因为Java近来很成功而使用Java的公司都报告说它们在生产效率上比C+获得了提高。 Java所带来的巨大影响和大家对它的广泛接受已经由工作于这种语言和平台之上的程序员数量明显的说明了(估计世界范围内共有两百五十万程序员使用Java)。由这种语言写成的应用程序的数量是令人惊讶的并已经渗透了每一个级别的计算，包括无线计算和移动电话(比如日本发明的Java电话)。C#能够在用户领域获得这样的礼遇吗?我们必须等待并观望,就象已经由SSI公司的CEO和主席Kalpathi S. Suresh指出来的那样：我发现所有这些都是渐进的。如果C#不存在，我们总能回到Java或C和C+。这些都不完全是新技术，它们在更大的意义上来说只是大公司制造的市场噱头。我们必须给他们时间安顿下来看看这些是不是真的对IT工业有什么影响。2.2 Gis简介【1】Gis的定义GIS即地理信息系统（Geographic Information System）最简单地来说，GIS是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。这是GIS的本质，也是核心。 图一：.net框架的体系结构从学科的角度， GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系；从功能上， GIS 具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度， GIS 具有一定结构和功能，是一个完整的系统。简而言之， GIS 是一个基于数据库管理系统（ DBMS ）的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。经过了几十年的发展，到今天GIs已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。尤其是近些年，GIS更以其强大的地理信息空间分析功能，在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用。GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。【2】GIS功能功能较全的GIS有四个基本功能，数据采集与编辑功能、属性数据编辑与分析、制图功能和空间分析功能。GIS的核心是一个地理数据库。建立GIS首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。地理对象通过数据采集与编辑后，形成庞大的地理数据集。对此需要利用数据库管理系统来进行管理。GIS一般都装配有地理数据库，其基本功能包括：【1】.数据库定义 【2】.数据库的建立与维护 【3】数据库操作 【4】.通讯功能 。空间分析功能 空间分析功能是arcGis的核心功能，通过空间查询与空间分析得出决策结论，是GIS的出发点和归宿。在GIS中这属于专业性，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GIS目标之间的内在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。由于它的复杂性，目前的GIS在这方面的功能总的来说是比较低下的。典型的空间分析有： 拓扑空间查询 缓冲区分析 叠加分析 空间几何分析【3】Gis的用途地理信息系统在过去的几十年里内取得了惊人的发展，典型应用有环境评估、水利电力、灾害预测、军事公安、农林牧业、国土管理、邮电通讯、城市规划、资源调查、交通运输、公共设施管理、统计、商业金融等几乎所有领域。2.3 arcGis简介ArcGIS是由美国ESRI公司开发的地理信息系统产品。产品线为用户提供一个可伸缩的，全面的GIS平台。ArcObjects包含了大量的可编程组件，从细粒度的对象（例如，单个的几何对象）到粗粒度的对象（例如与现有ArcMap文档交互的地图对象）涉及面极广，这些对象为开发者集成了全面的GIS功能。每一个使用ArcObjects建成的ArcGIS产品都为开发者提供了一个应用开发的容器，包括桌面GIS（ArcGIS Desktop），嵌入式GIS（ArcGIS Engine）以及服务端GIS（ArcGIS Server）。桌面端包括arcMap、arcCatalog、ArcView等等产品。ArcGIS Desktop一个专业GIS应用的完整套件。ArcGIS Engine为定制开发GIS应用的嵌入式开发组件。服务端GISArcSDE?，ArcIMS和ArcGIS Server。移动GISArcPad以及为平板电脑使用的ArcGIS Desktop和Engine 。ArcGIS是基于一套由共享GIS组件组成的通用组件库实现的，这些组件被称为ArcObjectsTM。其中二次开发主要使用ArcGIS Engine，它支持两个平台，一个是基于Com的.net framwork，另一个是基于J2EE的。2.4 空间数据库空间数据库，简单来讲是指用来表示空间尸体的位置、状态、大小及其分布特征诸多方面信息的数据。它可以用来描述来自现实世界的目标，空间数据适用于描述所有呈二维、三维甚至多维分布的关于区域的现象。空间数据不仅能够表示实体本身的空间位置及形态信息，而且还有表示实体属性和空间关系（拓扑关系）的信息。在空间数据中不再分最小单元现场成为空间实体。空间实体是对存在与这个自然世界中的地理实体的抽象，包括点线面以及实体等基本类型。如把一根电线杆抽象成为一个点，该点可以表示电线杆的位置信息、高度和其它相关信息；可以把一条道路上抽象成为一条线，该线可以包含这条路的长度，起点，宽度等信息。在空间对象建立后，还可以定义点线关系，线线关系，线面关系，点面关系等等。因此可以说空间数据库是一种可以用点线面以及实体等基本空间数据结构来表示人们赖以生存的自然界数据。空间数据库及组织，空间数据库是描述、存储和处理空间数据库及属性数据的数据库系统。空间数据库是随着地理信息系统的开发和应用而发展起来的数据库新技术。目前，空间数据库系统不是独立的系统，而是与应用紧密结合，大多数是作为地理信息系统的基础和核心的形式出现。由于空间数据的复杂性和特殊性，一般的商用数据库管理系统难以满足要求，因而围绕空间数据库管理方法出现了几种不同的组织方式。当前主要有两种，一种是混合型空间数据库，即非空间数据存储在关系数据库里，空间数据存放在系统文件里。另外一种是集成型空间数据库，它是国外提出的一种集成性结构，是将所有的数据都存储于一个数据库中。由于采用的数据库原型不同，集成数据库的类型也不同。空间数据模型，空间数据库模型是地理信息系统的基础，它不仅决定了系统数据管理的有效性，而且是系统灵活性的关键。目前，与GIS设计有关的空间数据库模型主要有：矢量数据模型、栅格数据模型、数字高程数字模型、面向对象模型和矢量栅格的混合模型等。前四种属于定向性模型，在模型设计时只包含与应用目标有关的实体以及相互关系，而混合型的设计则包含所有能够指出的实体及相互关系。ArcSDE是数据库系统中管理地理数据库的接口，通过该接口可以往关系数据库中加入空间数据，提供地理要素的空间位置及形状等信息，是arcGis与关系数据库之间的Gis通道。它允许用户在多种数据管理中管理地理信息，并使所有的ArcGis应用程序都能使用这些数据。arcGis的具体功能如下：（1）高性能的DBMS通道，平台上提供高级的，高性能的GIS数据管理的接口（2）开放的DBMS支持，ArcSDE允许在多种DBMS中管理地理信息：Oracle、Oracle with Spatail or Locator、Microsoft SQL server、Informix 、以及 DB2，而基于文件的access也可以实现基本的控件数据库管理功能。（3）连续。可伸缩的数据库，ArcSDE可以支持海量的空间数据库和任意数量的用户、直至DBMS的上限。（4）丰富的地理信息数据模型。GeoDatabase体系结构。GeoDatabase是ESRI推出的空间数据库系统，该数据模型采用全关系数据库管理空间数据，与各种商用关系数据库兼容。GeoDatabase充分利用面向对象技术，将空间要素的属性和行为有机结合在一起，采用现代化的、标准的方式实现对象、对象定义都定义为一个COM组件，并允许用户在这些基本模型的基础上扩展自己的面向对象模型。Geodatabase的基本结构包括要素数据集、栅格数据集、TIN数据集、独立的对象类、独立的关系类和属性域。其中要素数据集又由对象类、要素类，关系类构成。第三章需求分析3.1 项目背景随着城市化发展的加快和各类车辆的普及，各类城市问题日益严重，对社会和个人的生命财产安全带来了很大的威胁。传统的粗放型管理方式需要浪费大量的人力物力和财力，而效果却不好，因此如何利用信息技术解决这些问题是现阶段公安系统的重要课题。地理信息系统应运而生，随着地理信息系统(GIS)的深入发展及广泛应用，各级城市公安机关，包括匪警110，火警119和交警122，急救120等等，逐步认识到建立GIS综合应用系统的必要性和重要性。建设城市GIS综合应用系统，可以将各类警务信息空间化、可视化，为各级领导指挥决策、多警种快速反应，警力资源有效调配以及联合作战提供了更为直观便捷的途径，同时，也是社会发展新形势下反恐防暴、打击犯罪、维护治安以及服务人民的现实需要。另外，将不同类型的数据进行叠加，就可以非常直观的看到各类事件之间的相互关系，例如，将暴力高发地区数据与毒品泛滥区的叠加就可以看到两者之间的关系；如果将交通事故高发区数据与居民、学校等数据叠加就可以非常直观的看到两者之间的关系。由此，公安部门很早就相继开始建立ll0接报警、人口管理、案件管理、交通车辆管理等业务信息系统，到目前为止产生了大量业务数据，应用更加广泛，许多数据具有空间分布信息，而且各级城市公安机关的信息化水平正在不断提升，应用范围也在逐步扩大，为建立城市GIS综合应用系统创造了良好的条件和氛围。为了提高工作效率，将传统的匪警、交警和火警系统进行整合，即实现三警合一是当前的重要课题。警用地理信息系统是基于公安部“金盾工程”二期全国警用地理信息基础平台（PGIS）成果和标准，警用地理信息系统的建设，将以需求为导向，充分发挥地理空间信息资源在公安业务工作中的重要作用。3.2 可行性分析 研究表明，数据采集、硬件，软件开发三个部分在一个完备的地理信息系统的成本比例为：1000:10:1。硬件平台的搭建可以使用传统的工具实现，软件开发可以在基于java或C#的平台上实现，代价最高的是数据采集。数据源不同，数据采集的代价也不一样，常见的数据源有以下几种：1、地图。2、遥感影像数据。3、统计数据4、实测数据。5、数字数据。6、各种文字报告和立法文件 其中，遥感影像和实测数据的方法代价最高，通常情况下，企业级项目开发所需要的数据由相关的测绘和统计部门提供。 数据获取到之后的开发与传统的软件开发基本一致。Gis系统仍然采用B/S结构。首先要搭建开发环境。arcGis目前支持四种平台的开发：java、.net、COM和C+。环境搭建完毕后可以选择相应的文件包搭建arcGis。需要安装的软件有：arcGis Engine，arcMap，arcCatalog和arcView。同时需要安装一种主流的数据库，可以是access、Oracle，Sql Server等等。 目前使用最多的是基于COM技术，利用C#进行开发。COM即组建对象模型，是关于如何通过组建建立应用程序的一个规范。COM是微软公司为计算机工业的软件生产更加符合人类的行为方式开发的软件开发技术。在COM下，人们可以开发出各种各样的功能和专一的组件。然后将它们按照需要组合起来，构成复杂的应用系统，因此可以将系统中的组件用新的替换掉，以便随时进行系统的升级和定制。这种搭积木式的开发组件，实际上是一些小的二进制可执行文件，它们给应用程序提供服务。ESRI选择COM作为ArcGis组件技术的原因是COM是一项成熟的技术，能提供良好的性能，目前有很多开发工具支持，而且有很多组件可以用来扩展Engine的功能，因此基于Engine开发应理解COM，需要理解的层次取决于开发的深度。 为了快速构建一个GIS应用程序，arcGis Engine给开发者提供了一些可视化控件，如制图控件、3D控件、框架控件等。ArcGis控件可以通过两种方式建立应用程序，其一，arcGis可以嵌入到现有的应用程序中以增强制图的功能；其二，arcGis控件可用于创建新的独立应用程序。3.3 功能分析本系统实现的功能较为丰富，主要包括以下几个模块：【1】 警用电子地图的设计。核心功能是数据的采集录入、数据文件的编辑、据存储与组织和数据显示与输出四个大的方面。 数据采集与输入，顾名思义是将系统外部的原始数据传输给系统内部。并将这些数据从外部格式转换为便于处理的内部格式，并保证GIs数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数值逻辑一致性与正确性等。一般而言，GIS数据库的建设占整个系统建设投资的70或更多。因此，信息共享与自动化数据输入成为GIS研究的重要内容，对精度要求不高的系统，地图是最佳选择。数据编辑主要包括图形编辑和属性编辑。图形编辑主要包括图形修改、增加和删除、图形修饰、图形变换、图幅拼接、投影变换、误差校正和建立拓扑关系等。属性编辑通常与数据库管理结合在起完成，主要包括属性数据的修改、删除和插入等操作。数据更新是以新的数据项或记录来替换数据文件或数据库中相应的数据项或记录，它是通过修改、删除和插入等一系列操作来实现的。由于地理信息具有动态变化的特征，人们所获取的数据只是反映。地理事物某一瞬间或一定时间范围内的特征。随着时间的推进，数据会随之改变。因此，数据更新是GIS建立地理数据的时间序列，满足动态分析的前提，是对自然现象的发生和发展做出科学合理的预测预报的基础。数据存储与组织，是建立GIS数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据的组织。空间数据结构的选择在一定程度上决定了系统所能执行的数据与分析的功能；在地理数据组织与管理中。最为关键的是如何将空间数据与属性数据融合为一体。GIS为用户提供了许多用于地理数据表现的工具，其形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等，特别要强调的是GIS的地图输出功能。一个好的GIS应能提供一种良好的、交互式的制图环境，以供GIS使用者能够设计和制作出高质量的地图。【2】空间数据库管理系统Geodatabase数据库设计首先对现实世界进行抽象建立概念模型，然后形成程序化的逻辑模型，最后到计算机物理模型存储。交通网络数据库设计就是决定数据库中存储哪些数据来模拟现实世界，如何表示各种数据(点、线、面、栅格或其他形式)，并将各类数据组织到数据库中，这些数据可以是AutoCAD格式，也可以是的SlIP格式，二者都可以通过ArcGIS Catalog转换并导入Geodatabase。数据库设计的基本内容就是规定将要包含的地理要素类、要素数据集、非空问对象表、拓扑类、几何网络以及关系类等。在建立交通网络数据库的过程中，运用GIS的空间数据管理技术和空间信息可视化技术，可以使数据库的属性数据和空间数据的一致性、完整性得到保障。通过建立Geodatabase数据库为交通网络空间分析系统提供数据基础。图3-1:Geodatabase设计步骤【3】空间分析空间分析是GIS的核心功能之一，通过GIS提供的空间分析功能，用户可以从已知的地理数据中得出隐含的重要结论，这对于许多应用领域是至关重要的。GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析通常包括：空间数据查询和属性分析，多边形的重新分类、边界消除与合并，点线、点与多边形、线与多边形、多边形与多边形的叠加，缓冲区分析，网络分析，面运算，目标集统计分析。栅格数据空间分析功能通常包括：记录分析、叠加分析、滤波分析、扩展领域操作、区域操作、统计分析。本文主要应用的空间分析中的矢量数据空间分析中的空间数据查询和属性分析、网络分析和专题图等功能。图3-2：网络分析工作流程【4】监控中心利用各类技术，实现对城市交通要道、各类车辆特别是危险车辆的跟踪与检测，路径分析，轨迹分析等功能。【5】交通监控。专门针对交通信息进行处理，对车辆进行跟踪检测，路径分析，轨迹分析。如果发生事故则调用周围的监控设备进行定位、检测。最后将相关信息处理成指令发布给相关单位。【6】火灾管理。专门针对火灾问题进行处理，对发生火灾进行跟踪检测和各类分析。针对火情的不同，分为小型火灾，大型火灾和救人3个部分。最后将相关信息处理成指令发布给相关单位，实施营救。【7】信息管理对系统内的使用人进行简单的管理。可以实现数据编辑，导入到word或者Excel等操作。同时可以对个人信息进行修改。【8】辅助模块为了方便用户使用，该模块提供了一些辅助工具，例如计算器，记事本，word，画图，excel，截屏和几个常用的网站的链接，3.4 系统实施环境如果不需要实时更新，本系统可以在一台PC机上独立运行。如果需要实时更新，则需要一台主机作为服务器，并且该主机要以独立的IP接入互联网。如果需要的话，可以为此IP申请域名绑定。具体系统需求如下：a) Windows XP 或Windows 2000b) Access个人数据库c) Microsoft Visual Studio 2005d) AcrGis engineere) ArcGis desktop软件，包括arcMap，arcCatalog，acrView等第四章概要设计4.1 系统功能图警用地理信息系统警用电子地图空间数据库系统空间分析监控中心交通监控火灾管理信息管理辅助模块警 用 电 子 地 图数据的采集录入数据文件的编辑数据存储与组织数据显示与输出空 间 数 据 库 系 统城市基础数据库车辆信息数据库道路信息数据库火灾信息数据库人事信息数据库空间数据查询和属性分析多边形的重新分类边界消除与合并形状叠加缓冲区分析面运算目标集统计分析拓扑分析路径分析专题图分析布局分析空 间 分 析4.2 数据库表设计1城市基础图 2火灾信息表：3火灾地理表4路径分析表：数据库表截屏第五章详细设计5.1 路径分析设计 路径分析是地理信息空间分析的一个重要组成部分，它依据网络拓扑关系，并通过考察网络元素的空间、属性数据，对网络的性能特征进行多方面的分析计算。网络由两个基本部分组成，一个是边线，一个是交汇点。边线与边线之间通过交汇点连接。网络在GeoDatabase中有两种描述：几何网络和逻辑网络。几何网络是组成线性网络的要素的集合，这些是网络要素。逻辑网络主要是用于特定的属性表存储网络的连通性信息，不存储坐标。最短路径分析属于ArcGIS的网络分析范畴。而ArcGIS的网络分析分为两类，分别是基于几何网络和网络数据集的网络分析。它们都可以实现最短路径功能。下面先介绍基于几何网络的最短路径分析的实现。以后会陆续介绍基于网络数据集的最短路径分析以及这两种方法的区别。几何网络是一种特殊的特征要素类，由一系列不同类别的点要素和线要素（可以度量并能图形表达）组成的，可在FeatureDataset下面创建，可进行图形与属性的编辑。包括流向分析和追踪分析两大功能。主要接口是ITraceFlowSolver。我们先在一幅地图上做出一个几何网络才能进行最短路径分析。下面是主要的一些步骤（ArcMap帮助中琐碎的说明有三四十项，被我省略很多）：这样我们就建立好一个几何网络了。我们现在要通过编程来实现最短路径，用到的接口主要有INetworkCollection，IGeometricNetwork，IPointToEID，ITraceFlowSolverGEN（它实现了ITraceFlowSolver的接口），INetSchema，IEIDHelper等。主要步骤如下：1、获取几何网络工作空间2、定义一个边线旗数组，把离点串最近的网络元素添加进数组3、设置开始和结束边线的权重4、进行路径分析5、得到路径分析的结果5.2 空间分析设计【1】空间查询 空间查询主要包括：基于属性的查询；基于空间位置查询也称为空间关系查询。在arcEngine中，查询使用的游标非常多，凡是和数据库操作有关的地方几乎都会有游标。游标是一个指向数据的指针，本身并不包含数据内容，值提供一个连接ROW对象或要素对象的桥梁。游标对象实现了ICursor接口，定义了一个ROW集合或者一个ROW对象的属性和方法，如ITable的Insert方法用于获取一个插入型游标。其实现代码为：IQueryFilter queryFilter = new QueryFilterClass(); IFeatureCursor featureCursor; IFeature feature = null; queryFilter.WhereClause = Type= + searchName + ; featureCursor = featureClass.Search(queryFilter, true); feature = featureCursor.NextFeature(); if (feature != null) axMapControl1.Map.SelectFeature(axMapControl1.get_Layer(layerCount), feature); axMapControl1.Refresh(esriViewDrawPhase.esriViewGeoSelection, null, null); 【2】 空间拓扑分析。空间拓扑分析描述的是自然界地理对象的空间位置关系，即相邻、重合、连同等。拓扑是在同一个要素集下的要素类之间的关系的集合，所以要参与一个拓扑的所有要素类，必须在同一个要素内进行这样才是正确的。一个要素类最多只能参与一个拓扑，一个拓扑可以定义多个规则，是地理信息系统的一部分，在目前ESRI提供的数据存储方式中，Coverage和Geodatabase能够建立拓扑，而shape格式的数据不能建立拓扑。创建拓扑的步骤：拓扑分析的代码举例：activeView.ScreenDisplay.StartDrawing(activeView.ScreenDisplay.hDC, (short)esriScreenCache.esriNoScreenCache); activeView.ScreenDisplay.SetSymbol(symbol); activeView.ScreenDisplay.DrawPolyline(geometry); activeView.ScreenDisplay.FinishDrawing();【3】 空间关系分析 空间关系运算主要用到Irelationaloperator和IProximityPoerator接口，通过该接口的方法获得两个几何对象之间的关系是否存在。【4】专题图分析专题图是依据要素的一个或多个不同的属性而设置不同的符号，从而达到区分不同类型要素的目的。ArcEngine提供了多个着色对象用于产生专题图，可以使用标准的着色方案，也可以自定义着色方案。常见的专题图有：单一符号着色，分级专题图、多颜色专题图，梯度专题图，饼图和点密度图等，其中饼图的部分实现代码如下：chartRenderer.CreateLegend();geoFeatureLayer.Renderer = chartRenderer as IFeatureRenderer;this.axMapControl1.Refresh();5.3 空间数据库管理设计空间数据库的设计是本系统的核心功能之一。空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。空间数据库的研究始于20 世纪 70年代的地图制图与遥感图像处理领域,其目的是为了有效地利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。由于传统的关系数据库在空间数据的表示、存储、管理、检索上存在许多缺陷，从而形成了空间数据库这一数据库研究领域。而传统数据库系统只针对简单对象，无法有效的支持复杂对象（如图形、图像）。空间数据库管理系统是空间数据库的核心软件，将对空间数据和属性数据进行统一管理，为GIS应用开发提供空间数据库管理系统除了必须具备普通数据库管理系统的功能外，还具有以下三方面研究内容：1)空间数据存储管理，实现空间数据强大的基础平台。和属性数据的统一存储和管理，提高数据的存储性能和共享程度，设计实现空间数据的索引机制，为查询处理提供快速可靠的支撑环境。2)支持空间查询的SQL语言，参照SQL-92和OpenGIS标准，对核心SQL进行扩充，使之支持标准的空间运算，具有最短路径、连通性等空间查询功能。3)查询。本系统实现的功能包括：【1】 数据质量检查模块【2】 数据入库模块【3】 数据浏览查询模块【4】 制图输出模块【5】 空间数据编辑模块【6】 元数据管理模块【7】 符号库模块第六章 运行效果监测1、基本功能：【1】 加载喀什的数据文件之后的效果：