webgis 系统的分析、设计和实现

硕士学位论文论文题目研究生姓名导师姓名专业研究方向论文完成时间WEBGIS系统的分析、设计和实现郭杰华鲍远律教授自动控制理论与应用GPSGIS理论及应用一九九九年五月地理数据库的构建和发布WEBGIS系统的分析、设计和实现地理数据库的构建和发布ANALYSIS、DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFWEBGISTHECONSTRUCTIONANDISSUANCEOFGEOGRAPHICINFORMATIONDATABASE中国科学技术大学自动化系研郭杰华一九九九年五月中国科学技术大学硕士论文致谢I致谢在这里，我要向我的导师鲍远律教授致以深深的谢意从本科到现在的五年时间里，鲍教授在学习和生活上所给予的悉心的教诲和无微不至的帮助，令我终生难忘从论题的确立到最后的定稿，鲍教授都给予了悉心的关怀和指导，我所取得的每一点进步几乎都是和鲍教授的指导分不开的衷心感谢和我在中国科学技术大学共度了八年的同学，我们一同欢笑一同哭泣，我们互帮互助，共同成长，才有了我的今天也衷心感谢实验室的其他同学，没有他们的合作，我的论文不可能顺利完成最后我还要向我挚爱的妻子致以特别的谢意谨以此文献给我敬爱的母亲、父亲、哥哥、姐姐以及所有关心我的人们中国科学技术大学硕士论文摘要II摘要笔者从本科开始从事GPS/GIS的应用研究，独立开发过GPS导航仪，并参与智能交通监控系统的研制，在最近一年来，独立地完成了基于INTERNET的地理信息系统的分析、设计和实现在此基础上，撰写了论文为了实现地理信息的真正共享和开放性，利用INTERNET技术；为了使地理数据库体现其空间数据的价值，建立包含丰富的空间拓扑关系的数据库，并采用面向对象数据模型；实现地图的自动录入和校对，可以节省大量的人力、物力和财力，促进地理信息系统应用的推广第一章简要概述了地理信息系统的历史背景和我国当前的时代背景以及本课题的研究背景第二章为地理信息系统概述，涉及结构、开发途径和构造技术，并指出在我国当前形势下面临的问题，提出本项目的主要内容和工作第三章、第四章是论文的重点，系统而又有重点的阐述了基于INTERNET地理信息系统的分析、设计和实现第三章阐述了WEBGIS的总体设计方案，以及同传统地理信息系统的区别和改进第四章集中阐述了WEBGIS的关键设计技术主要是地理信息的自动录入和校对、空间地理数据库的构建和地理信息的发布同时联系具体实现工具，指出具体实现的方法在结束语中，给出一些实现实例，并总结了这种WEBGIS系统方案的所取得的进展关键字地理信息系统，ACTIVEX，面向对象中国科学技术大学硕士论文ABSTRACTIIIABSTRACTTHEAUTHORHASBEENINTHERESEARCHOFTHEAPPLICATIONOFGPS/GISSINCEHISBACHELORSTUDYBYNOW，HEHASDESIGNEDGPSNAVITATORINDEPENDENTLYANDPARTICIPATEDINTHEDESIGNOFINTELLIGENTVEHICLEMONITOR其中，P1表示直角坐标变换，校正拉伸误差P1YYXXRYKYRXKXX,Y为直角坐标KX,KY分别为两轴的放大倍数RX,RY分别为两轴的平移量P2表示极坐标变换，校正旋转误差P2RKRK,为极坐标K,K分别为两轴的放大倍数R,R分别为两轴的平移量另外，旋转的校正本来是与极点的选取关系密切的，但由于P1中包含了平移因子RX、RY，所以可以取直角坐标系原点为极点，就能校正所有的旋转误差上述变换P的图示如下A0,A,A,AX，YA0是一个精确的点，A（X，Y）是带调整的点，A为调整后的点其间经过两个步骤P1将A调整到A放缩和平移YYXXRYKYRXKXP2将A调整到A中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术39旋转RKRK其中XXYYYYXXRXKRYKARCTGRYKRXK22因此需确定的变量是TYYXXRKRKRKRKV；V的确定通过下步对目标函数的最小化而得到2、目标函数最优化前面已经提到，目标函数形式为MINJEAIEBJ，其中，EAIDA0I,AI；EBJDB0I,BI；D,为距离函数；结合对P的讨论，可以取距离函数为D,COSD2222所以目标函数的具体形式为MIN2222ICOSIIIIIJ对目标函数J的最优化采取变尺度DFP法，其迭代步骤如下1、给定初始值V0及允许误差E02、若|JV0|E则V0即为近似极小点，迭代停止否则继续迭代，转向33、令H0I,S0H0JV0在S0方向上进行一维搜索，确定最佳步长0MINJV0S0JV00S0如此得到下一个近似点V1V00S04、一般地，设已得近似点VK,算出JVK,若|JVK|E则VK即为所求解，否则令SKHKJVK在SK方向上进行一维搜索，确定最佳步长KMINJVKSKJVKKSK如此得到下一个近似点VK1VKKSK若VK1点满足精度要求，则VK1即为所求的近似解否则，转回步骤4，直到求出满足精度的点为止采用DFP变尺度寻优法涉及初始值选取问题，它决定了寻优时间的长短利用人工交互的形式，可以使待校正数字地图大致与精确地图吻合以11KKKKKTKKTKKKKTKTKKKKKVJVJGGHGHGGHVGVVHHH中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术40后再利用DFP算法，这就很好地解决了初值选取问题，并保证了V一开始就处于解空间的某峰值附近至于一维搜索，注意到一维搜索目标函数的主因子为余弦函数，利用余弦函数的周期性，结合半区间法和二项式拟合法，既保证了搜索的速度又确保了搜索的精度详细算法由于篇幅所限，不再累述算法结果笔者利用上述算法，对数字地图数据进行校正，获得了很好的效果，既达到了校正的精度，又确保了算法的实用性，校正时间在PENTIUM133机上只需以秒记下面是校正前与校正后的数字地图图示这种校正算法之区别于其他算法的优点在于，这种方法所需的控制点数少，校正时间短，而校正精度又足够实际的GPS、GIS应用系统的要求，因而具有很好的实用性合肥市数字地图（部分）合肥市数字地图（部分）左图是校正后的地图，从图中可见，表示精确地图数据的GPS数据深色粗线已经与地图的道路完全吻合，地图得到了很好的校正而校正时间只需一秒左右左图是待校正地图，地图中表示坐标原点，表示控制点，共取了九个控制点；其中，白色十字表示精确点，深色十字表示带校正点深色粗线表示从GPS卫星接受的精确的地图轨迹从图中可以看出，地图与精确轨迹有一定偏差中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术41第二节系统地理数据库构建技术利用前面一节讨论的技术，我们就能得到一幅精确的矢量电子地图，它是GIS系统地理数据库的基础，但并不是全部要使系统能成为真正的GIS系统，就必须在它基础上构建一个内容丰富、结构合理的地理数据库利用面向对象数据库（OODBMS）来组织建立地理数据库当然是最完美的方案了，但是，目前OODBMS在市场以及关键任务应用方面仍未被广泛接受，主要原因是OODBMS作为一个DBMS还不太成熟，如缺少完全非过程性的查询语言以及视图、授权、动态模式更新和参数化性能协调等；OODB和RDB之间缺少应有的兼容性，因而使得大量的已经建立起来的庞大的RDB的客户不敢轻易地再去选择OODB所以，传统的RDB仍要求继续发展（如ORACLE、SYBASE等都向OO方向扩充），OODB也要求进一步成熟并与在市场和应用中占主导地位的RDB保持尽可能的兼容，于是就导致了关系范型和OO范型合一这样一个必然趋势，即对象关系数据库（OBJECTRELATIONALDATABASE）后面我们将讨论一种对象关系数据模型（OBJECTRELATIONALMODEL）421区域地理信息的表示与管理空间数据结构区域内地理实体或景观表现为多种空间类型，可大致抽象为点、线、面三种类型点具有几何确定位置，在针对相对位置或宏观的空间分析中，将某些具有一定空间的地理实体（如城市）抽象为点，也用来表示地理线的起点、终点和交点；线具有一定的走向和长度，表示线状地物或点之间的地理联系，最重要的线状物为交通线；面具有确定的范围和形状，表示空间连续分布的地理景观或作用范围点、线结合组成网络；线、面结合成为地带；面、点结合而成为地域类型；点、线、面组成区域如图所示图点，线，面实体及其组合用于城市和区域研究的地理信息系统必须有效的表示地理空间上的点、线、面实体其数据拓扑结构有以下四个级别组成点线面地带区域网络地域类型中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术42点（POINT）由一对平面坐标表示，至少具有一个属性；弧（ARC）相同属性点的轨迹，由坐标集合的数据链表示，其上每个点有不多于两个邻点，具有一个或多个属性；多边形（POLYGON）相同属性点的轨迹，由坐标集合的数据链组表示，其内各点可以有多于两个邻点，具有一个或多个属性数据平面PLANE由表示点的坐标数据，表示弧的数据链和表示多边形的数据链组通过索印相联系形成的数据文件表示弧可以用来表示地理线，多边形用来表示地理面，数据平面用来表示空间区域内某一方面的要素内容空间地理要素的表示是空间指标测量和空间关系检测的数据结构基础地形地貌是区域自然条件的重要因素，是一切地表景观的地理基础，因此DEM（数字高程模型）是任何区域GIS数据库中不可少的内容，由于高程是连续变化的，为便于存储和分析，通常采用栅格结构或三角网表示DEM有较高的效率对于城市与区域研究来讲，数据结构的考虑要适合于区域地理信息的表示和分析，有时可能会造成技术的困难，但技术要服从地理学的要求图形属性联系城市与区域研究具有高度综合性，涉及自然、社会、人文经济等多方面的因素，因此GIS不仅要求采用几何图形表示空间地理信息，还必须以属性方式表示图形的地理意义属性可以是定性的名称、类型和特征等，也可以是定量表示的数量和等级图形和属性是地理模型抽象的产物，图形是几何的抽象，属性是概念和度量的抽象，二者之间存在有机的联系GIS图形和属性通过结构和操作建立联系，既可独立地进行某一方面的管理和运算，也支持图形属性统一的逻辑操作，支持对人文经济活动进行空间分析的要求，具体表现为一种双向运算和属性信息处理，并支持图形属性空间分析模型属性的图形基础可以是地理景观单元，也可以是空间坐标象元，视研究任务而定422区域空间指标和空间关系量测区域空间指标量算定量量测区域空间指标和区域地理景观间的空间关系是GIS特有的能力，计算机高速运算能力和有效的地理空间数据结构，使得这种量测得以高效准确灵活的实现区域空间指标包括几何指标位置、长度（距离）、面积、体积、形状、方位等指标；自然地理参数如坡度、坡向、地表辐照度、地形起伏度、河网密度、切割程度、通达性等经济地理指标如集中指标、区位商、差异指数、地理关联系数、吸引范围、交通便利程度等与空间相关的人文社会指标如人口密度等空间指标在区域定量分析、区内差异分析、区域对比、区域间联系研究等方面具有重要意义区域空间关系检测中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术43城市与区域地理要素之间的空间区位关系可抽象为点、弧或线、多边形（区域）之间的空间几何关系，在区域分析中有意义的六类空间关系的内容如下点点关系相合；分离；可计算距离和引力、潜能等；一点为其他诸点的几何中心；一点为其他诸点的地理中心；点线关系点在线上可计算点的性质，如拐点等；线的端点起点和终点；线的交点；点与线的分离可计算点到线的距离；点区域关系点在区域内可以计数及统计；点为区域的几何中心；点为区域的地理中心；点在区域的边界上；点在区域外部线线关系重合；相接首位环接或顺序相接；相交；包括等分线；相切；并行线区域关系区域包含线；可计算区域内线的密度；线穿过区域；线环绕区域；对于区域外边界，可搜索其左右区域；线与区域分离；区域区域关系包含岛的情形；相合；相交可划分子区，并计算逻辑与、或、非和异或等；相邻计算相邻边界的性质和长度；分离计算距离、引力等423地理数据库模型地理数据库是以一定的组织方式存储在一起的相互关联的地理数据集合，能以最佳方式，最少重复（冗余）为多种目的服务GIS数据库主要涉及对图形和属性数据的管理和组织数据库结构又称为数据模型（DATAMODEL），是数据库中数据的整体逻辑组织，或用户所看到的数据之间的逻辑结构，反映了实体之间的逻辑联中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术44系在数据库系统中，数据模型是通过数据描述语言（DATADESCRIPTIONLANGUAGEDDL）定义的目前流行的数据模型有三种，即层次模型、网状模型和关系模型层次模型数据的层次模型是以记录类型为结点的有向树（TREE）或森林（FOREST）其主要特征是除根结点外，任何结点都有且只有一个“父亲”；“父”结点表示的实体与“子”结点表示的实体是一对多的联系；在层次模型中，必须按照从根结点开始的某条路径提出询问，从根结点的检查途径规定为从左到右的严格顺序这种模型优点是容易理解的，单码查找块，易于更新和扩充，但多码查找比较困难，需很大的索引文件，因而产生冗余网状模型网状模型是以有向图表示的网络结构，每个节点为一个记录类型，与层次模型比较，网络模型有如下特点可以由一个以上的结点没有“父”结点；至少有一个结点有多于一个“父”结点；结点之间可以有多种联系；可以存在回路；在网状模型重，结点之间的联系是任意的，用“系”（SET）描述结点之间的各种联系，“系”型表示记录（属性）类型之间的联系网状结构是在层次结构的基础上发展起来的，扩充了层次结构对联系的限制，因此可以表示实体的多种关系，更为灵活，对确定的数据表示效率较高，冗余小，表示关系复杂的地理数据和具有网状特征的地理实体效果较好但网状结构数据指针比较复杂，数据更新较为繁琐关系模型关系模型把数据的逻辑结构归结为满足一定条件（范式）的二维表格，每个二维表格称为一个关系表格的每一行对应一个元组，叫做记录；每一列对应一个域，由于域可以相同，给每列起一个名称为属性；424普通地图地理要素对于一幅具体的区域性地图，它所包含的地理要素归纳如下海岸要素构成沿岸地带、潮浸地带、沿海地带；海岸性质沙泥质（三角洲、淤泥质、沙砾质）基岩质（基岸侵蚀海岸、基岩沙砾质堆积海岸、断层海岸）生物海岸（珊瑚礁海岸、红树林海岸）表示海岸线01MM蓝色实线；低潮线点线概略绘出，位置与干出滩外缘大抵重合；各类干出滩表示海岸的重点所在，通过在相应范围内填绘各种符号以表示分布范围及性质；中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术45海底地貌大陆架（岛礁）、大陆坡、大洋底；等深线；陆地水系（面）湖泊、池塘、水库；（湖水存储情况、成因、性质）表示法蓝色水涯线配合水部浅蓝色；时令湖的岸线以蓝色虚线表示；湖水性质以水部颜色表示，浅蓝色和浅紫色分别表示淡水和咸水；水库常以不同符号表示；（线）河流、运河、沟渠（长、宽、水流状况）；河流表示蓝色实线表示岸线，蓝色虚线表示时令河；消失河段用蓝色点线表示；棕色虚线表示高水位线或干河床；单线河由细到粗（上游细），加注记表示宽度运河、沟渠表示用平行双线（水部浅蓝）或等粗的蓝实线表示；（点）井、泉、储水池用蓝色记号性符号表示加注记表性质；附属物（自然瀑布、石滩；人工渡口）自然的多以蓝色符号表示人工的如与水涯线联系密切的（码头、加固岸、防波堤）一般用蓝色符号；其他用黑色符号；居民地；城镇式、农村式（职业成分、居民数、居住密度、经济、文化）；居民地的类型多用名称注记的字体来区分；例如，城镇式居民地用等线体，农村式居民地用宋体形状街道网图形、街区形状、水域、种植地、绿化地、空旷地；街道；街区的质量特征；行政意义；一般以注记字体和符号联合表示人口数量；一般以注记字体和符号联合表示行政界；网线；交通网；铁路（线路数量、轨距、机车牵引方式、建筑状况）；传统用花线表示，但在小比例尺图中多用黑实线表示；公路一般以平行双线配合宽度表示；其他道路；航空线；由航空站体现,一般不表现航空线航海线通常用短线（有的带箭头）表示河流通航起讫点，有的还用数字注记注出通航船只的吨位；海洋航线由港口和航线组成，只在小于1100万地图上才予以表示；港口以符号表示，航线多用蓝色虚线近海航线沿大陆边缘以弧线绘出，远洋航线按两点（港口）间的大圆航线方向绘出；其他交通线；管线网分水上和地下两种，我国地形图目前只表示地面上的运输管网区分运送的物质、管道线数、直径、泵位、气体加压站输电线网输电线强度、能源类型（火、水、原子能、潮汐、地热、中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术46太阳能电站），我国目前只以线状符号加注记表示线数和电压通讯线网；用线状符号加注记，同时表示出有方位意义的通讯线杆其他网；地貌；土质沼泽地、沙地、沙砾地和戈壁滩、石块地、盐碱地、小草丘地残丘地、龟裂地（注记、符号、地类界点线、底色绿色）植被天然植被（森林、矮林、幼林、疏林、灌木林、竹林、草本植物）；人工植被（乔木的、灌木的、草本的）；（注记、符号、地类界点线、底色绿色）独立地物；境界；图廓外要素；内外图廓间的要素地图本身内容及地图与周围联系方面的内容外图廓以外的要素读图工具比例尺、坡度尺、三北方向、图幅结合表、政治行政区划略图等说明性内容；425面向对象的地理数据库模型及其实现根据这些具体的地理要素，应用面向对象的技术，建立如下的地理数据实体联系模型（ENTITYRELATIONMODEL）简称ER图国区图对象（COUNTRYMAPOBJECT）轮廓界（PROFILEOBJECT）陆地界海洋（湖泊）界岛界省区图（STATEMAPOBJECT）城市（CITYOBJECT）交通网（TRANSPORTATIONOBJECT）江河湖泊山脉（PHYSIOGNAMYOBJECT）国区图省区图0,M1江河湖泊山脉交通网城市1,M1,M1,M1,M1,M1,M中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术47省区图对象（STATEMAPOBJECT）轮廓界（PROFILEOBJECT）陆地界海洋界（湖泊界）岛界地区图（SUBSTATEOBJECT）城市（CITYOBJECT）交通网（TRANSPORTATIONOBJECT）江河湖泊山脉（PHYSIOGNAMYOBJECT）地区图对象（SUBSTATEOBJECT）轮廓界（PROFILEOBJECT）陆地界海洋界（湖泊界）岛界城市（CITYOBJECT）交通网（TRANSTORTATIONOBJECT）江河湖泊山脉（PHYSIOGNAMYOBJECT）城市图对象（CITYOBJECT）轮廓界（PROFILEOBJECT）省区图地区图0,M1江河湖泊山脉交通网城市1,M1,M1,M1,M1,M1,M地区图江河湖泊山脉交通网城市1,M1,M1,M1,M1,M1,M城市图市政区1,M1江河湖泊绿化交通网单位1,M1,M1,M1,M1,M1,M中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术48市政区（SECTOROBJECT）区域（REGIONOBJECT）交通网（TRANSPORTATIONOBJECT）江河湖泊绿化带（PHYSIOGNAMYOBJECT）市政区对象（SECTOROBJECT）轮廓界（PROFILEOBJECT）街区图（BLOCKOBJECT）区域（REGIONOBJECT）交通网（TRANSPORTATIONOBJECT）江河湖泊绿化带（PHYSIOGNAMYOBJECT）街区对象（BLOCKOBJECT）轮廓街段（PROFILEOBJECT）区域（REGIONOBJECT）交通网（TRANSPORTATIONOBJECT）江河湖泊绿化带（PHYSIOGNAMYOBJECT）交通网对象（TRANSPORTATIONOBJECT）、江河湖泊山脉绿化带对象（PHYSIOGNAMYOBJECT）和轮廓界对象（PROFILEOBJECT）的实体模型如下市政区街区图0,M1江河湖泊绿化交通网单位1,M1,M1,M1,M1,M1,M街区图江河湖泊绿化交通网单位,M1,M1,M,M0,M1,M中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术49对上述的实体模型进行概括，得到的对象如下轮廓界对象（PROFILEOBJECT）地图对象（MAPOBJECT）道路对象（ROUTEOBJECT）等高线对象（DEMOBJECT）地貌对象（PHYSIOGNAMYOBJECT）区域对象（REGIONOBJECT）面对象（PANELOBJECT）；线对象（LINEOBJECT）；弧对象（ARCOBJECT）；点对象（POINTOBJECT）；下面详细的讨论如何由这些ER模型转化成关系数据库DOMAINIDNUMERIC6DOMAINCORNUMERIC6DOMAINCOLORNUMERIC3DOMAINFILLSTYLENUMERIC1DOMAINPARAMETERNUMERIC1DOMAINAREANUMERIC10,2DOMAINLONGNUMERIC4交通网公路1,M1水路铁路1,M111,M线1,M1,M1,M111弧1,M1,M点2,M1,M江河湖泊山脉绿化线1,M1面11,M单位1,M11,M1,M1,M1,M1,M1,M轮廓界1,M1,M中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术50DOMAINSIDECHARACTER1DOMAINPOSRELFLAGCHARACTER1DOMAINPOPULATIONNUMERIC10DOMAINFILENAMECHARACTER60DOMAINTRAFFICRATENUMERIC6DOMAINMAXVELNUMERIC3DOMAINLEVELNUMERIC1DOMAINNAMECHARACTER20DOMAINTYPECHARACTER1DOMAINZOMNUMERIC3,3DOMAINANGLENUMERIC3,1DOMAINSCALENUMERIC7DOMAINHIGHNUMERIC5POINTOBJECT数据库RELATIONPOINTPOINTIDDOMAINID,XDOMAINCOOR,YDOMAINCOORKEYPOINTIDARCOBJECT数据库RELATIONARCARCIDDOMAINID,LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,LONGKEYARCID点弧关系数据库RELATIONARCPOINTARCIDDOMAINID,POINTIDDOMAINIDKEYARCID,POINTIDLINEOBJECT数据库RELATIONLINELINEIDDOMAINIDKEYLINEID弧线关系数据库RELATIONLINEARCLINEIDDOMAINID,ARCIDDOMAINIDKEYLINEID,ARCIDPANELOBJECT数据库RELATIONPANELPANELIDDOMAINID,LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,PANELAREADOMAINAREAKEYPANELID弧面关系数据库RELATIONPANELARCPANELIDDOMAINID,ARCIDDOMAINID,PRSIDEDOMAINSIDEKEYPANELID,ARCID线点面关系数据库RELATIONPANELPOINT/LINEPANELID,OTHERIDDOMAINID,NAME,TYPE,PPOSRELDOMAINPOSRELFLAG,DISPCOLORDOMAINCOLOR,PARAMETER,FILLSTYLE,SIGNBMPDOMAINFILENAMEKEYPANELID,OTHERIDREGIONOBJECT数据库RELATIONREGIONREGIONIDDOMAINID,NAME,TYPE,LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,REGIONAREADOMAINAREA,PEOPLENUMDOMAINPOPULATION,LEVEL,NOTEDOMAINFILENAMEKEYREGIONID点弧线面区域关系数据库；RELATIONREGIONPANEL/LINE/ARC/POINTREGIONIDDOMAINID,OTHERIDDOMAIN,NAME,TYPE,RPOSRELDOMAINPOSRELFLAG,DISPCOLORDOMAINCOLOR,中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术51PARAMETER,FILLSTYLE,SIGNBMPDOMAINFILENAMEKEYREGIONID,OTHERIDPHYSIOGNAMYOBJECT数据库RELATIONPHYSIOGNAMYPHYSIOGNAMYIDDOMAINID,NAME,TYPE,LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,REGIONAREADOMAINAREA,PEOPLENUMDOMAINPOPULATION,LEVEL,NOTEDOMAINFILENAMEKEYPHYSIOGNAMYID点弧线面地貌关系数据库；RELATIONPHYSIOGNAMYPANEL/LINE/ARC/POINTPHYSIOGNAMYIDDOMAINID,OTHERIDDOMAIN,NAME,TYPE,PPOSRELDOMAINPOSRELFLAG,DISPCOLORDOMAINCOLOR,PARAMETER,FILLSTYLE,SIGNBMPDOMAINFILENAMEKEYPHYSIOGNAMYID,OTHERIDROUTEOBJECT数据库RELATIONROUTEROUTEIDDOMAINID,LINEID,NAME,TYPE,TRAFFICRATE,MAXVEL,LEVEL,NOTEDOMAINFILENAMEDEMOBJECT数据库RELATIONDEMDEMIDDOMAINID,LINEID,HIGHKEYDEMIDPROFILEOBJECT数据库RELATIONPROFILEPROFILEIDDOMAINID,DISPCOLORDOMAINCOLOR,FILLSTYLE,SIGNBMPDOMAINFILENAMEKEYPROFILEID轮廓界弧关系数据库；RELATIONPROFILEARCPROFILEID,ARCID,DISPCOLORDOMAINCOLOR,PAREMETER,DISPSTYLEDOMAINFILLSTYLEMAPOBJECT数据库RELATIONMAPPARENTIDDOMAINID,MAPIDDOMAINID,NAME,TYPE,LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,REGIONAREADOMAINAREA,PEOPLENUMDOMAINPOPULATION,LEVEL,NOTEDOMAINFILENAME,ORGXDOMAINCOOR,ORGYDOMAINCOOR,ORGLONGDOMAINCOOR,ORGLATDOMAINCOOR,XZOOMDOMAINZOOM,YZOOMDOMAINZOOM,CURLDOMAINANGLE,SCALKEYMAPID地图轮廓界/地貌区域道路/等高线关系数据库；RELATIONMAPPROFILE/PHYSIOGNAMY/REGION/ROUTEMAPIDDOMAINID,OTHERIDDOMAINIDKEYMAPID一共概括出十八种关系，进一步概括，得到十三个关系如下RELATIONPOINTPOINTIDDOMAINID,XDOMAINCOOR,YDOMAINCOORKEYPOINTIDRELATIONARCARCIDDOMAINID,LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,LONGKEYARCIDRELATIONARCPOINTARCIDDOMAINID,POINTIDDOMAINIDKEYARCID,POINTIDRELATIONLINEARCLINEIDDOMAINID,ARCIDDOMAINIDKEYLINEID,ARCIDRELATIONLINELINEIDDOMAINIDKEYLINEIDRELATIONPANELPANELIDDOMAINID,LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,PANELAREA中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术52DOMAINAREAKEYPANELIDRELATIONPANELARCPANELIDDOMAINID,ARCIDDOMAINID,PRSIDEDOMAINSIDEKEYPANELID,ARCIDRELATIONDEMDEMIDDOMAINID,LINEID,HIGHKEYDEMIDRELATIONPANELPOINT/LINEPANELID,OTHERIDDOMAINID,NAME,TYPE,PPOSRELDOMAINPOSRELFLAG,DISPCOLORDOMAINCOLOR,PARAMETER,FILLSTYLE,SIGNBMPDOMAINFILENAMEKEYPANELID,OTHERIDRELATIONREGIONREGIONIDDOMAINID,NAME,TYPE,LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,REGIONAREADOMAINAREA,PEOPLENUMDOMAINPOPULATION,LEVEL,NOTEDOMAINFILENAMEKEYREGIONIDRELATIONPHYSIOGNAMYPHYSIOGNAMYIDDOMAINID,NAME,TYPE,LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,PHYSIOGNAMYAREADOMAINAREA,PEOPLENUMDOMAINPOPULATION,LEVEL,NOTEDOMAINFILENAMEKEYPHYSIOGNAMYIDRELATIONREGIONPANEL/LINE/ARC/POINTREGIONIDDOMAINID,OTHERIDDOMAIN,NAME,TYPE,RPOSRELDOMAINPOSRELFLAG,DISPCOLORDOMAINCOLOR,PARAMETER,FILLSTYLE,SIGNBMPDOMAINFILENAMEKEYREGIONID,OTHERIDRELATIONPHYSIOGNAMYPANEL/LINE/ARC/POINTPHYSIOGNAMYIDDOMAINID,OTHERIDDOMAIN,NAME,TYPE,PPOSRELDOMAINPOSRELFLAG,DISPCOLORDOMAINCOLOR,PARAMETER,FILLSTYLE,SIGNBMPDOMAINFILENAMEKEYPHYSIOGNAMYID,OTHERIDRELATIONROUTEROUTEIDDOMAINID,LINEID,NAME,TYPE,TRAFFICRATE,MAXVEL,LEVEL,NOTEDOMAINFILENAMERELATIONPROFILEPROFILEIDDOMAINID,PROFILEAREADOMAINAREA，LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,DISPCOLORDOMAINCOLOR,FILLSTYLE,SIGNBMPDOMAINFILENAMEKEYPROFILEIDRELATIONPROFILEARCPROFILEID,ARCID,DISPCOLORDOMAINCOLOR,PAREMETER,DISPSTYLEDOMAINFILLSTYLERELATIONMAPMAPIDDOMAINID,NAME,TYPE,FILENAMEFLAGDOMAINNAME,LEFTXDOMAINCOOR,TOPYDOMAINCOOR,RIGHTXDOMAINCOOR,BOTTOMYDOMAINCOOR,REGIONAREADOMAINAREA,PEOPLENUMDOMAINPOPULATION,LEVEL,NOTEDOMAINFILENAME,ORGXDOMAINCOOR,ORGYDOMAINCOOR,ORGLONGDOMAINCOOR,ORGLATDOMAINCOOR,XZOOMDOMAINZOOM,YZOOMDOMAINZOOM,CURLDOMAINANGLE,SCALKEYMAPIDRELATIONMAPPROFILE/PHYSIOGNAMY/REGION/ROUTE/DEMMAPIDDOMAINID,OTHERIDDOMAINID,SPECIFICMAPDOMAINIDKEYMAPID这就是最终建立的关系数据库模型这种关系数据库模型包含了丰富的空间拓扑关系，而且冗余非常少；此外它的扩展非常容易，比如若要对区域空间过程进行模拟，只需要在相关数据库元组中加入一个时间域，就能很容易进行中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术53现在来看看如何利用这个模型进行空间分析前述的空间关系检测都可以直接检索相应的数据库或作简单的运算得到；数据统计；比如要求估算某地图的某一区的绿化率；首先，对MAPPHYSIOGNAMY,PHYSIOGNAMY三个数据库进行连接运算，条件是MAPPHYSIOGNAMYOTHERIDPHYSIOGNAMYPHYSIOGNAMYIDANDRECTANGLEPHYSIOGNAMY相交RECTANGLE目标区域ANDPHYSIOGNAMYTYPE“绿地”，得到的关系是有关与所选区域相交的所有绿地的信息，对其中的内包含绿地直接累积面积，对其中的相交绿地，根据外包长方形的分割比例估计处于目标区域内部的面积，再累积最后得到总绿地面积由此得到估计绿化率周围环境检测；比如已知坐标，分析周围形势；只要利用外包矩形RECTANGLE（LEFTX,TOPY,RIGHTX,BOTTOMY）的数据，检索PHYSIOGNAMY,REGION就能得到距目标点最近的地貌和区域对象，另外利用弧的外包矩形进行回朔也能很快的找出目标点附近的道路，高程等由此可见，利用此数据模型进行空间分析，操作非常简洁高效；同时，由于它是采用通用关系数据库格式，因此易于与其他格式进行转换事实上，还可以进一步把上述关系数据库模型概括压缩，减少文件数目，但这样做将增加冗余，同时当数据量大时，还会显著增加检索的时间；所以是否压缩取决于所建的具体地理数据库的数据量大小426复杂区域对象的自动建立还有一个问题是地理数据库的输入问题，一直以来它就是一个技术难题若要完全手工输入上述的数据库，将是一个非常巨大的工作量；前一节介绍的技术事实上就实现了到“弧”程度的自动输入技术；对于区域或地貌对象，也可以利用计算机自动寻找合组织复杂的子对象；为了清晰地描述这一过程，先引入一些注记符号符号P、L、A、C分别表示点线面和区域，表示地物的边界；对于一个需要计算机自动寻找和组织的新的区域C,应由用户先输入它的边界C，然后计算机通过以下操作来定义一个完全符合要求的复杂区域对象搜索在该区域内的所有复杂子对象，这类对象满足CINC，把C存于集合O中；搜索在该区域内的所有PANEL，这类对象满足INC，把存储在集合A中；搜索在该区域内的所有弧，扣除属于A中PANEL的弧后存储在集合B中；搜索包含了B中的弧的所有线，根据包含还是相交关系存储于C中；搜索在该区域内的所有孤立点（即不属于其他对象的点），存储于D中；扣除A、B、C、D中属于其他区域对象或子对象C的部分；利用O、A、B、C、D自动建立数据库；利用此过程就能部分地实现复杂对象及其拓扑信息数据库的自动建立中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术54第三节系统地理信息发布技术前一章已经对地理信息系统的信息发布模式做了初步探讨，在这章里将详细的论述如何利用ACTIVEX技术来实现地理信息的真正意义上的共享431OLE服务体系简单地说，ACTIVEX是用于INTERNET上的OLE，当然ACTIVEX并不仅仅这些所有基于OLE技术的服务体系结构的基础是组件对象模型（COM）它包括以下的服务从编程的角度来说，这些服务的构建模块组成了图的元素图编程角度看OLE服务体系结构OLE文档链接OLE控件在位激活可视化编辑嵌入拖放统一数据传输结构化存储组件对象模型COMOLE控件属性页事件属性变更通知永久连接OLE自动化可连接对象NULL组件对象模型COMNULL剪贴板NULL拖放NULL嵌入NULL在位激活NULL链接NULLMONIKERS（永久命名）NULLOLE自动化NULLOLE控件NULLOLE文档NULL结构化存储NULL统一数据传输（UDT）中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术55432组件对象模型COM对象很像具体化了的C类或ADA包实际上COM设计是考虑到了C编程人员它支持封装、多态和可重用然而COM被设计成兼容二进制，因而又不同于一个C对象作为一个二进制对象，COM对象关心的是它与其它对象的接口一个COM是暴露的而且是可见的它是不依赖于机器的应该注意的是COM不是一种编程语言，它是一种能使各软件组件作为对象进行相互作用的二进制标准COM不特指一种编程语言，因而它能与任何一种支持COM对象二进制形式的语言一起工作COM中包括两种成员属性和方法属性是数据成员，方法是函数成员COM对象有一个统一的接口，无论它完成什么，COM对象必须实现一个IUNKNOWN接口这个接口是其他对象的主接口，也是其他COM派生类的基类IUNKNOWN接口有下列成员函数NULLULONGADDREFVOIDNULLULONGRELEASEVOIDNULLHRESULTQUERYINTERFACEREFIIDID,VOIDIPV每个对象实现一个VTABLE，通过VTABLE可以访问COM的所有通用接口VC和MFC通过使用接口映射封装了IUNKNOWNDE实现结构化存储COM能使不同的应用程序能相互操作和集成，这就需要在底层的文件系统中有多个应用程序向同一文件写入数据结构化存储就是为了满足这一要求而设计的结构化存储是一个文件内的文件系统，提供了一种在一个文件内组织不同数据的方法可以把它看成由存储和流构成的层次树它由以下OLE接口来操纵NULLIPERSISTSTORAGE操纵永久存储对象；NULLISTORAGE操纵存储对象；NULLISTREAM操纵流；MFC用一个容易使用的类COLEDOCUMENT封装了IPERSISTSTORAGE和ISTORAGE，另外为了支持存储和流的操作，MFC还提供了COLESTREAMFILEMONIKERSMONIKERS是在基于对象系统中（如OLE）引用一段数据或引用一个对接口接口指针LPVTBLE私有对象数据（数据成员）QUERYINTERFACE成员函数ADDREFMEMBERFUNCTIONRELEASEMEMBERFUNCTIONPOINTERTOMEMBERFUNCTION1OBJECTIMPLEMENTATIONOFQUERYINTERFACEOBJECTIMPLEMENTATIONOFADDREFOBJECTIMPLEMENTATIONOFRELEASEOBJECTIMPLEMENTATIONOFFUNCTION1中国科学技术大学硕士论文第四章WEBGIS的关键设计技术56象的方法当链接一个对象时，它的MONIDERS也就建立起来了为了使用MONIKERS来定位并捆绑到一个对象，必须使用IMONIKER接口并调用其成员IMONIDERBINDTOOBJECT共有五种基本类型的MONIKERSNULLFILEMONIKERSNULLITEMMONIKERSNULLANTIMONIKERSNULLPOINTERMONIKERSNULLCOMPOSITEMONIKERS在MFC中提供了在COLESTREAMFILE的派生类CMONIKERFILE它封装了部分IMONIKER接口能够让你访问由IMONIKER命名的ISTREAM如果你想捆绑到一个存储或对象，你必须直接实现IMONIDER接口统一数据传输在OLE中，可以用结构化存储来存储对象，并用MONIKER来找出对象的位置但是，还需要一种机制可以将数据从其存贮（链接或嵌入）的地方移到客户可以处理的地方统一数据传输（UNIFORMDATATRANSFER）就能做到这一点，并且它能向数据对象和客户通知数据的改变UDT通过IDATAOBJECT接口提供该服务，主要用于NULL剪贴板IDATAOBJECTOLESETCLIPBOARD/IDATAOBJECTOLEGETCLIPBOARDNULLOLE拖放IDATAOBJECTDODRAGDROP/IDROPSOURCE/IDROPTARGETDROPNULL链接与嵌入IOLELINK在MFC中，CWND和COLECLIENTITEM类的成员函数提供对剪贴板的访问COLEDROPSOURCE、COLEDROPTARGET、COLECLIENTITEM、COLESERVERITEM、COLEDTASOURCEF封装了对拖放的支持OLE文档OLE文档就是用结构化存储方式保存对象的复合文档这些对象可以是本地数据或者是通过使用MONIKER而链接于文档外的数据下面列出一些用于实现OLE文档接口的接口NULLIOLEITEMCONTAINERNULLIPERSISTFILENULLICLASSFACTORYNULLIOLEINPLACEACTIVEFRAMENULLIOLEINPLACEUIOBJECTNU