组件式GIS中地图显示模块的设计与实现
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摘要
组件式地理信息系统(简称组件GIS)是适应软件组件化潮流的新一代地理信息系统。本文以“组件式地理信息系统的地图显示”为核心，分别阐述了组件、组件GIS和组件式软件开发的理论和方法，对现有组件GIS产品进行了研究分析，重点设计实现了地图显示的组件，其中涉及到了数据结构的定义和地图符号库的建立，以及导航功能的设计实验等内容。
本文首先阐述了组件技术和组件GIS的产生、研究现状与发展趋势，讨论了组件技术对软件产业的形式产生的巨大影响，明确了研究地图显示组件的现实意义及其在PowerComMap中的位置。第二部分介绍了组件式软件开发的基本理论和方法，并对现有组件GIS产品进行了研究分析，确立了设计思路。第三部分运用软件工程的设计思路，以组件式软件设计思想为指导，设计了地图显示系统的框架模型、数据结构、地图符号库和系统功能，并在此基础上，利用面向对象的技术和方法设计了地图显示对象类。第四部分实现了PowerComMap中的地图显示模块，附以一个应用实例来验证组件式地理信息系统的优势。第五部分，介绍了导航组件的研究，包括两部分工作，一是在PowerComMap中添加导航功能，二是本着组件GIS的研究思路，在基于Windows CE操作系统的掌上电脑中，设计实验了以GPS导航功能为主的组件化GIS。最后，对全文进行了总结。
Components Geography Information (ComGIS), a new technique based on Components Software, is the latest tendency of GIS technology. Based on the main idea of "The Map Display of ComGIS", the concept and technological foundation of ComGIS, the theory of Component (COM), and Component-based Development (CBD) are discussed separately in this paper; And some products of ComGIS in existence are studied. Also, system designs and development models of The Map Display of ComGIS have been presented based on recent practices, including the structure of data and map symbol library.
Firstly, this paper emphasizes the great significance in the study of the map display component and its status in the PowerComMap (PCM). On the basis of analyzing the emergency, development and tendency of COM and ComGIS, and then discusses the great effects on the software development. In the second part, the basic theory and method about CBD is studied, and the component products in existence are analyzed in order to provide the idea for the design of map display. In the third part of this paper, the map display model, data structure, map symbol library, and system function of the Map Display system are designed with the direction of CBD theory; and finally, the map display objects classes are worked out with OO technology.
In the forth part, the map display model is realized, and a sample-YunNan ecology system based on PCM is quoted, by which the advantage of COM GIS is proved. In the fifth part, the paper introduces the present work designing and testing of GPS function in PCM, presents the primary design of navigation Component Geography Information based on Windows CE operation system and GPS. At last, the whole paper is summed up.
本文首先阐述了组件技术和组件GIS的产生、研究现状与发展趋势，讨论了组件技术对软件产业的形式产生的巨大影响，明确了研究地图显示组件的现实意义及其在PowerComMap中的位置。第二部分介绍了组件式软件开发的基本理论和方法，并对现有组件GIS产品进行了研究分析，确立了设计思路。第三部分运用软件工程的设计思路，以组件式软件设计思想为指导，设计了地图显示系统的框架模型、数据结构、地图符号库和系统功能，并在此基础上，利用面向对象的技术和方法设计了地图显示对象类。第四部分实现了PowerComMap中的地图显示模块，附以一个应用实例来验证组件式地理信息系统的优势。第五部分，介绍了导航组件的研究，包括两部分工作，一是在PowerComMap中添加导航功能，二是本着组件GIS的研究思路，在基于Windows CE操作系统的掌上电脑中，设计实验了以GPS导航功能为主的组件化GIS。最后，对全文进行了总结。
Components Geography Information (ComGIS), a new technique based on Components Software, is the latest tendency of GIS technology. Based on the main idea of "The Map Display of ComGIS", the concept and technological foundation of ComGIS, the theory of Component (COM), and Component-based Development (CBD) are discussed separately in this paper; And some products of ComGIS in existence are studied. Also, system designs and development models of The Map Display of ComGIS have been presented based on recent practices, including the structure of data and map symbol library.
Firstly, this paper emphasizes the great significance in the study of the map display component and its status in the PowerComMap (PCM). On the basis of analyzing the emergency, development and tendency of COM and ComGIS, and then discusses the great effects on the software development. In the second part, the basic theory and method about CBD is studied, and the component products in existence are analyzed in order to provide the idea for the design of map display. In the third part of this paper, the map display model, data structure, map symbol library, and system function of the Map Display system are designed with the direction of CBD theory; and finally, the map display objects classes are worked out with OO technology.
In the forth part, the map display model is realized, and a sample-YunNan ecology system based on PCM is quoted, by which the advantage of COM GIS is proved. In the fifth part, the paper introduces the present work designing and testing of GPS function in PCM, presents the primary design of navigation Component Geography Information based on Windows CE operation system and GPS. At last, the whole paper is summed up.
引文
1．王家耀、钟铁强、武芳，地理信息系统与电子地图技术的进展，湖南出版社，1999
2．王家耀，关于GIS进一步发展的若干思考，中国地理信息系统协会第二届年会论文集，1996
3．高俊、夏运钧、游雄、舒广，虚拟现实在地形环境仿真中的应用，解放军出版社，1999
4．边馥苓，地理信息系统原理和方法，测绘出版社，1996
5．黄杏元，汤勤，地理信息系统概论，高等教育出版社，1989
6．华一新、吴升、赵军喜，地理信息系统原理与技术，解放军出版社，2000
7．李天宏等，地理信息系统开发的几个问题探讨，中国地理信息系统协会第二届年会论文集，1996
8．郭仁忠，空间分析，武汉测绘科技大学出版社，1997
9．邬伦等，地理信息系统教程，北京大学出版社，1994
10．潘爱民，COM原理与应用，清华大学出版社，1999
11．王伟长，地理信息系统控件(AetiveX)——MapObjeets培训教程，科学出版社，2000
12．陈俊华、宋关福，基于RDBMS的空间数据库的设计与实现，2001
13．李爱勤，面向对象方法在地理信息系统开发中的应用，地理信息系统学术讨论会论文集，1994
14．张家庆、张军，九十年代GIS软件系统设计的思考，测绘学报，1994
15．郭建忠，面向对象的城市公安地理信息系统，解放军测绘学院博士论文，1997
16．白玲，GIS中地理网络分析的研究与实践，解放军测绘学院博士论文，1997
17．傅韶勇，基于组件的软件工程方法学及其相关技术，2000
18．蔡少华、王家耀、秦志远，面向对象技术与部件对象模型在GIS开发中的应用，中国地理信息系统协会第三届年会论文集，1997
19．钟耳顺、宋关福、王尔琪、吴秋华，香港综合地理信息系统研制概要，图形图像学报，1997
20．孙家广，杨长贵，计算机图形学，清华大学出版社，1995
21．钟耳顺，地理信息系统应用与社会背景分析，地理研究，1995
22．韩海洋、龚健雅，开放地理信息系统的内涵与地理信息互操作性的实现，测绘通报，1999
23．袁相儒，Internet GIS的部件化结构，测绘学报，1998
24．宋关福、钟耳顺、王尔琪，WebGIS—基于Internet的地理信息系统，图形图像学报，1998
25．龚健雅，当代GIS的若干理论与技术，武汉测绘科技大学出版社，1999
26．宋关福、钟耳顺，组件式地理信息系统研究与开发，中国科学院地理信息产业发展中心，2000
27．李斌，我国GIS软件工业面临的机遇和挑战，中国地理信息系统协会第二届年会论文集，1996
28．蔡少华，GIS图形空间关系的研究与实践，博士论文，1999
29．吴升，分布式GIS组件平台的研究与实践，博士论文，2001
30．宋关福、钟耳顺、程新荣、王尔琪、滕寿威，多源空间数据无缝集成(SIMS)技术研究，2001
31．方群、袁建平、郑谔，卫星定位导航基础，西北工业出版社，1999
32．李德仁，基于GPS与GIS集成的车辆导航系统设计与实现，武汉测绘科技大学学报，2000
33．左伟，GPS技术及其在导航电子地图中的应用，计算机与地图，2001
34．韩丽华，车辆GPS自主导航系统及其新动向，测绘科学，2001
35．吴林，车辆导航的发展和现状，地理信息世界，2000
36．许志海，车辆自导航软件的设计与实现，硕士论文，2000
37．高博，车辆导航系统中数据处理和路径规划的研究，硕士论文，2001
38．许国祯，智能运输系统(1TS)和GPS车辆导航系统，全球定位系统，2001
39．王楠，一个基于位置点匹配的地图匹配算法，东北大学学报，1999
40．苏洁，GPS车辆导航中的实时地图匹配算法，测绘学报，2001
41．张勤，GPS坐标转换中高程异常误差影响规律研究，测绘通报，2001
42．贺梅，GPS定位与监控系统中的电子地图数据库的建立，测绘通报，2001
43．蒋文怡，基于GPS的移动位置业务(MPS)的发展探讨，全球定位系统，2001
44．富立，智能航迹推算系统的研究，航空学报，2000
45．陈锋，基于GSM短信息业务的GPS／GSM车载设备，全球定位系统，2001
46．高振松，Windows CE下实现掌上机和GPSOEM板的通信，四川测绘，2001
47．王密，车载GPS导航系统中GPS定位与道路匹配方法研究，武汉测绘科技大学学报，2000
48．ARC／INFO用户手册，美国环境系统研究所，1999
49．MapInfo参考手册，MapInfo公司，1999
50．信息工程大学和河南豫能股份有限公司委托研究及开发合同书
51．Power ComMap总体方案设计报告
52．[美]Roger S. Pressman，软件工程——实践者的研究方法，机械工业出版社，1999
53．[美]Ben Ezzell, Windows 32位编程指南，清华大学出版社1996
54．[美]Chris Muench, Windows CE权威指南，中国电力出版社，2001
55．[美]Matt J. Crouch，怎样用ASP和COM进行Web编程，康博创作室译，2001
56. Coppock J T、Rhind D W, The history of GIS geographic information system, London: Longman Inc, 1991
57. Maguire D J, An overview and definition of GIS geographic information system, London: Longman Inc, 1991
58. Egenhofer M J, Herring J R, Advances in spatial databases, In: Proceedings of 4th Int Symposium on SSD'95, Springer Inc, 1995
59. Wachowicz M、Healey R C, Toward temporality in GIS, innovation in GIS, London: Taylor
& Francis Ltd, 1994
60. Michelle Legault, Surfing the Net for GIS, GIS ASIAPACIFIC, Aug./Sept. 1997
61. Zhong Ershun, Song Guanfu, Wang Erqi, Development of a Components GIS based on Applications, Proceedings of IEAS '97 & IWGIS '97, Volume 1, August 18-22, 1997 Beijing China.
62. David Bernstein, An Introduction to Map Matching for Personal Navigation Assistants, Princeton University, 1996
63. Peter Lamb、Sylvie Thi baux, Avoiding Explicit Map-Matching In Vehicle Location, CSIRO Mathematical and Information Science, 1998
64. Kay Kitazawa、Yusuke Konishi、Ryosuke Shibasaki, A Method Of Map Matching For Personal Positioning Systems, The University of Tokyo
65. Craig A.Scott, Improved GPS Positioning for Motor Vehicles Through Map Matching, University of Technology, Sydney
66. Jo, T., M.Haseyamai、H.Kitajima, A Map Matching Method with the Innovation of the Kalman Filtering, ICICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Science, 1996
67．陈述彭、周成虎等，地理信系统导论，科学出版社，2000
68．宋关福，组件式地理信息系统研究，中国科学院地理研究所博士论文，1998
69．宋关福，组件式地理信息技术研究，中国科学院，1998
70．GIS的现状和发展，地理信息系统论坛，2001
71．徐建春、赵英时，基于组件对象模型的GIS校园地理信息系统，国土资源遥感，1999
72．杜云艳、邵全琴，ARC／INFO数据库设计，中科院GIS重点实验室，1998
73．柏延臣、李新、冯学智，空间数据分析与空间模型，地理研究，1999
74．余应刚、包世泰，面向对象技术在GIS数据建模中的应用，地理信息系统论坛，2001
2．王家耀，关于GIS进一步发展的若干思考，中国地理信息系统协会第二届年会论文集，1996
3．高俊、夏运钧、游雄、舒广，虚拟现实在地形环境仿真中的应用，解放军出版社，1999
4．边馥苓，地理信息系统原理和方法，测绘出版社，1996
5．黄杏元，汤勤，地理信息系统概论，高等教育出版社，1989
6．华一新、吴升、赵军喜，地理信息系统原理与技术，解放军出版社，2000
7．李天宏等，地理信息系统开发的几个问题探讨，中国地理信息系统协会第二届年会论文集，1996
8．郭仁忠，空间分析，武汉测绘科技大学出版社，1997
9．邬伦等，地理信息系统教程，北京大学出版社，1994
10．潘爱民，COM原理与应用，清华大学出版社，1999
11．王伟长，地理信息系统控件(AetiveX)——MapObjeets培训教程，科学出版社，2000
12．陈俊华、宋关福，基于RDBMS的空间数据库的设计与实现，2001
13．李爱勤，面向对象方法在地理信息系统开发中的应用，地理信息系统学术讨论会论文集，1994
14．张家庆、张军，九十年代GIS软件系统设计的思考，测绘学报，1994
15．郭建忠，面向对象的城市公安地理信息系统，解放军测绘学院博士论文，1997
16．白玲，GIS中地理网络分析的研究与实践，解放军测绘学院博士论文，1997
17．傅韶勇，基于组件的软件工程方法学及其相关技术，2000
18．蔡少华、王家耀、秦志远，面向对象技术与部件对象模型在GIS开发中的应用，中国地理信息系统协会第三届年会论文集，1997
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21．钟耳顺，地理信息系统应用与社会背景分析，地理研究，1995
22．韩海洋、龚健雅，开放地理信息系统的内涵与地理信息互操作性的实现，测绘通报，1999
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25．龚健雅，当代GIS的若干理论与技术，武汉测绘科技大学出版社，1999
26．宋关福、钟耳顺，组件式地理信息系统研究与开发，中国科学院地理信息产业发展中心，2000
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28．蔡少华，GIS图形空间关系的研究与实践，博士论文，1999
29．吴升，分布式GIS组件平台的研究与实践，博士论文，2001
30．宋关福、钟耳顺、程新荣、王尔琪、滕寿威，多源空间数据无缝集成(SIMS)技术研究，2001
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32．李德仁，基于GPS与GIS集成的车辆导航系统设计与实现，武汉测绘科技大学学报，2000
33．左伟，GPS技术及其在导航电子地图中的应用，计算机与地图，2001
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35．吴林，车辆导航的发展和现状，地理信息世界，2000
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38．许国祯，智能运输系统(1TS)和GPS车辆导航系统，全球定位系统，2001
39．王楠，一个基于位置点匹配的地图匹配算法，东北大学学报，1999
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41．张勤，GPS坐标转换中高程异常误差影响规律研究，测绘通报，2001
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43．蒋文怡，基于GPS的移动位置业务(MPS)的发展探讨，全球定位系统，2001
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46．高振松，Windows CE下实现掌上机和GPSOEM板的通信，四川测绘，2001
47．王密，车载GPS导航系统中GPS定位与道路匹配方法研究，武汉测绘科技大学学报，2000
48．ARC／INFO用户手册，美国环境系统研究所，1999
49．MapInfo参考手册，MapInfo公司，1999
50．信息工程大学和河南豫能股份有限公司委托研究及开发合同书
51．Power ComMap总体方案设计报告
52．[美]Roger S. Pressman，软件工程——实践者的研究方法，机械工业出版社，1999
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56. Coppock J T、Rhind D W, The history of GIS geographic information system, London: Longman Inc, 1991
57. Maguire D J, An overview and definition of GIS geographic information system, London: Longman Inc, 1991
58. Egenhofer M J, Herring J R, Advances in spatial databases, In: Proceedings of 4th Int Symposium on SSD'95, Springer Inc, 1995
59. Wachowicz M、Healey R C, Toward temporality in GIS, innovation in GIS, London: Taylor
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60. Michelle Legault, Surfing the Net for GIS, GIS ASIAPACIFIC, Aug./Sept. 1997
61. Zhong Ershun, Song Guanfu, Wang Erqi, Development of a Components GIS based on Applications, Proceedings of IEAS '97 & IWGIS '97, Volume 1, August 18-22, 1997 Beijing China.
62. David Bernstein, An Introduction to Map Matching for Personal Navigation Assistants, Princeton University, 1996
63. Peter Lamb、Sylvie Thi baux, Avoiding Explicit Map-Matching In Vehicle Location, CSIRO Mathematical and Information Science, 1998
64. Kay Kitazawa、Yusuke Konishi、Ryosuke Shibasaki, A Method Of Map Matching For Personal Positioning Systems, The University of Tokyo
65. Craig A.Scott, Improved GPS Positioning for Motor Vehicles Through Map Matching, University of Technology, Sydney
66. Jo, T., M.Haseyamai、H.Kitajima, A Map Matching Method with the Innovation of the Kalman Filtering, ICICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Science, 1996
67．陈述彭、周成虎等，地理信系统导论，科学出版社，2000
68．宋关福，组件式地理信息系统研究，中国科学院地理研究所博士论文，1998
69．宋关福，组件式地理信息技术研究，中国科学院，1998
70．GIS的现状和发展，地理信息系统论坛，2001
71．徐建春、赵英时，基于组件对象模型的GIS校园地理信息系统，国土资源遥感，1999
72．杜云艳、邵全琴，ARC／INFO数据库设计，中科院GIS重点实验室，1998
73．柏延臣、李新、冯学智，空间数据分析与空间模型，地理研究，1999
74．余应刚、包世泰，面向对象技术在GIS数据建模中的应用，地理信息系统论坛，2001