道路交通GIS管理系統(tǒng)

1、華 南 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書 茲發(fā)給 07級(jí)微電子(1)班 班學(xué)生 XXX 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書，內(nèi)容如下： 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 道路交通GIS管理系統(tǒng) 2.應(yīng)完成的項(xiàng)目： （1） GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇 （2） GPS/GIS地圖顯示及定位模塊設(shè)計(jì) （3） 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送方案設(shè)計(jì) （4） 網(wǎng)絡(luò)文件傳輸方案設(shè)計(jì) 3.參考資料以及說明： （1）趙俊三 等. GIS發(fā)展的最新趨勢(shì)及其應(yīng)用前景J. 測(cè)繪工程. 2000. （2）歐瑜楓. 地理信息系統(tǒng)的研究及其發(fā)展展望J. 大眾科技. 2009. （3）王剛. 地理信息系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)D. 西安

2、電子科技大學(xué). 2007. （4）陳韞敏. 基于GML的空間信息共享研究及其在WebGIS服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)D.北京大學(xué).2001. （5）李希茂. 面向?qū)ο驡IS的控件數(shù)據(jù)模型研究及其應(yīng)用D. 太原理工大學(xué). 2003. （6）李彥民. 航區(qū)城市對(duì)彈道設(shè)計(jì)的影響研究D. 重慶大學(xué). 2005. （7）齊紅.基于VC和MapObjects的森林資源管理系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用研究D.東北林業(yè)大學(xué). 2005. 4.本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書于 年 月 日發(fā)出，應(yīng)于 年 月 日前完成，然后提交畢業(yè)考試委員會(huì)進(jìn)行答辯。 專業(yè)教研組（系）、研究所負(fù)責(zé)人 審核 年 月 日摘 要本文詳細(xì)地介紹了GIS技術(shù)在道路交通管理

3、領(lǐng)域中的應(yīng)用?，F(xiàn)在交通擁堵和交通事故的問題越來越嚴(yán)重，但是目前所應(yīng)用的各類交通管理系統(tǒng)還有著許多不完善和需要提高的地方，所以設(shè)計(jì)出一套低成本，高效率，高實(shí)時(shí)性的交通管理系統(tǒng)已經(jīng)是一件必要的事情。本文主要介紹采用組件式GIS技術(shù)和3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行交通管理系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)。組件式GIS技術(shù)是一種將整個(gè)GIS功能有效地劃分為多個(gè)獨(dú)立的模塊，各個(gè)模塊都已控件的形式存在，并且各自完成不同的功能的技術(shù)。它允許用戶根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的需要選擇需要的控件。它具有語(yǔ)言無(wú)關(guān)性、二次開發(fā)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，更方便于用戶的開發(fā)和使用。本文首先對(duì)GIS應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展背景，以及該技術(shù)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹；而后對(duì)幾種可以實(shí)現(xiàn)GIS

4、功能的方案進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和對(duì)比之后，確定了選擇以組件式GIS技術(shù)作為本次設(shè)計(jì)的方案；然后給出了組件式GIS實(shí)現(xiàn)矢量電子地圖和定位功能的原理以及具體實(shí)現(xiàn)，介紹了如果利用UDP和TFTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù)，最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行測(cè)試。測(cè)試過程中，系統(tǒng)運(yùn)行情況穩(wěn)定，各種操作處理都能正確的執(zhí)行。測(cè)試結(jié)果表明，采用組件式GIS和3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)的管理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確等令人滿意的結(jié)果。關(guān)鍵詞： 組件式GIS，3G網(wǎng)絡(luò)，TFTP 協(xié)議AbstractIn this paper, the applications of Component GIS technology in the

5、field of trafficmanagement system are introduced particularly. Traffic jams and road accidents are an increasing problem, but at present the application of various traffic management systems still has many imperfections and the place needed to improve, so design a low cost, high efficiency and high

6、real-time traffic management system is already a necessary thing. This paper introduces the use of Component GIS technology and 3G network for developing traffic management system.Component GIS technology is one kind of technology that divided the whole GIS function into several independent modules

7、effectively. Each module is in the form of control and each one performs different functions. It allows users to choose the controls needed according to the actual design. It has a language-independent, strong secondary development ability, thats more convenient to develop and use for the users.In t

8、his paper, the development of GIS application technologys background and the current development of this technology at domestic and foreign were introduced; then several scheme that can achieve the functions of GIS were introduced detailed and contrasted, and after that we determine to choose the co

9、mponent GIS as the scheme of this design; the paper introduced the principles and the concrete realizations of showing vector electronic maps and positioning , introduced 3G network data transmission technology by using the UDP protocol and TFTP protocol; and finally the whole system were tested by

10、run it actually.During the test, the system operate stability and every operation can be performed correctly. The test results show that the traffic management system that developed by using component GIS and 3G network technology has many satisfactory results such as real-time, efficient, accurate

11、and so on.Keyword: Component GIS, 3G Network, TFTP Protocol目錄摘 要IAbstract.II第一章緒論11.1課題背景11.2GIS技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀21.3本章小結(jié)5第二章道路交通GIS系統(tǒng)介紹及方案選擇62.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介62.2 GIS設(shè)計(jì)方案對(duì)比62.2.1 方案一：嵌入Google Map Api進(jìn)行開發(fā)62.2.2 方案二：內(nèi)置地圖圖片，采用自定義定位算法72.2.3 方案三：利用組件式GIS進(jìn)行二次開發(fā)72.3 最終方案92.4 本章小結(jié)10第三章介紹GIS地圖顯示方法和定位方法123.1 GIS地圖顯示的原理123.2

12、GIS地圖顯示的具體實(shí)現(xiàn)133.3 GIS定位的原理163.4 GIS定位和刷新的實(shí)現(xiàn)方法163.5 本章小結(jié)22第四章GIS管理系統(tǒng)其他功能模塊介紹234.1 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽模塊及車輛調(diào)度模塊設(shè)計(jì)234.2 網(wǎng)絡(luò)文件傳送模塊設(shè)計(jì)244.3 中央數(shù)據(jù)處理模塊274.4 本章小結(jié)27第五章系統(tǒng)功能測(cè)試285.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送功能測(cè)試285.2 GPS/GIS地圖定位功能測(cè)試295.3 網(wǎng)絡(luò)文件傳送功能測(cè)試305.4 本章小結(jié)30結(jié)束語(yǔ).31參考文獻(xiàn).32致謝.34第一章 緒論1.1 課題背景隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，目前公路上行駛的汽車的數(shù)量與日俱增，但是與之相應(yīng)增長(zhǎng)的是越來越多的由于交通安全隱患引

13、起的社會(huì)問題，比如酒后駕駛和疲勞駕駛導(dǎo)致的交通事故頻繁、交通擁堵等。每年由于交通事故而導(dǎo)致的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。所以道路交通的安全不僅是與每個(gè)交通參與者人身財(cái)產(chǎn)安全有著密切的聯(lián)系，同時(shí)也是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步的重要保障。所以保證道路交通的安全、暢通、有序是所有的交通參與者從切身利益出發(fā)對(duì)交通部門提出的最根本的要求，也是時(shí)代賦予交通管理者的重要使命。如何應(yīng)用先進(jìn)的管理方法和管理技術(shù)，切實(shí)地提高城市道路交通安全管理的水平，減少各種交通事故的發(fā)生，使事故對(duì)道路交通的通行量的影響最小化，并爭(zhēng)取最有效且合理地分配交通流，需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段的支持。我國(guó)的道路交通管理技術(shù)起步較慢，到目

14、前為止發(fā)展相對(duì)比較落后，缺乏先進(jìn)的現(xiàn)代化得交通管理控制手段，如交通事故監(jiān)測(cè)、事故預(yù)測(cè)和快速事故處理的智能化系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)的城市的道路交通管理仍然是主要出于人工管理階段，無(wú)法快速和準(zhǔn)確的進(jìn)行交通情況分析，動(dòng)態(tài)交通調(diào)度和實(shí)時(shí)控制等。大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還無(wú)法在其中發(fā)揮其作用。地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System 簡(jiǎn)稱GIS）具有能夠?qū)傩詳?shù)據(jù)和地理空間數(shù)據(jù)結(jié)合起來進(jìn)行分析的特點(diǎn)。將它應(yīng)用與道路交通領(lǐng)域，可以利用它將相應(yīng)的地形數(shù)據(jù)、交通設(shè)施數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)、交通事故數(shù)據(jù)等各種不同的數(shù)據(jù)結(jié)合起來進(jìn)行分析，并能提供直觀的查詢統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，進(jìn)行事故預(yù)測(cè)和分析，通過與互聯(lián)網(wǎng)相

15、結(jié)合還能夠提供交通控制指令和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控等強(qiáng)大的功能。所以，應(yīng)用GIS系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)和實(shí)現(xiàn)一套道路交通安全管理系統(tǒng)，為交通指揮部門提供卓有成效的指揮平臺(tái)是完全有可能而且可行的。我國(guó)的GIS相關(guān)的產(chǎn)業(yè)是在國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)化的帶動(dòng)下發(fā)展起來的。GIS在我國(guó)的最初的研究工作開始于20世紀(jì)80年代初期。它以1980年中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所成立全國(guó)第一個(gè)GIS研究室為標(biāo)志。在國(guó)內(nèi)早期的信息化浪潮中，以地理信息為對(duì)象的GIS應(yīng)用技術(shù)一直停留在少數(shù)專門的領(lǐng)域中，并沒有被市場(chǎng)所認(rèn)識(shí)和接受，應(yīng)用范圍相當(dāng)?shù)挠邢蕖５沁M(jìn)入到21世紀(jì)以來，隨著GIS信息技術(shù)本身的告訴發(fā)展和社會(huì)信息化的深入，對(duì)地理信息技術(shù)的需求

16、不斷地增大，其中道路交通管理領(lǐng)域的需求尤為明顯。雖然需求越來越大，但是由于國(guó)內(nèi)技術(shù)起步較慢，發(fā)展較慢，現(xiàn)在GIS應(yīng)用范圍還是主要著重在道路信息查詢、屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的管理以及專題地圖和報(bào)表的輸出等領(lǐng)域中。在當(dāng)前以及接下來較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)的GIS技術(shù)將會(huì)處于市場(chǎng)化告訴擴(kuò)容的階段，這主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求量大，新公司的不斷涌現(xiàn)和新產(chǎn)品的不斷增加?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)的GIS系統(tǒng)的市場(chǎng)具有兩個(gè)較大的特點(diǎn)：一是目前以及今后較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，政府部門仍然會(huì)是GIS市場(chǎng)的一個(gè)大熱點(diǎn)；政府部門的一系列鼓勵(lì)發(fā)展高新科學(xué)技術(shù)的政策和GIS系統(tǒng)在相關(guān)政府部門的應(yīng)用都在極大地推動(dòng)著GIS技術(shù)的發(fā)展。另外一個(gè)是非傳統(tǒng)的

17、GIS應(yīng)用開始漸漸的成為了市場(chǎng)的新增長(zhǎng)點(diǎn)，GIS系統(tǒng)的應(yīng)用將面向更多的新領(lǐng)域。GIS作為一門地理空間信息處理技術(shù)，已經(jīng)漸漸的成為了數(shù)字城市和智能交通系統(tǒng)的重要技術(shù)支撐。如今，GIS技術(shù)在道路交通管理領(lǐng)域中的應(yīng)用，及GIS與GPS、RS，以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成為業(yè)界的熱門話題，這也將為GIS的應(yīng)用提供更加廣闊的應(yīng)用環(huán)境。從GIS技術(shù)在目前道路交通管理領(lǐng)域上的應(yīng)用看，總體來說交通情況分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控能力不強(qiáng)，還不能夠不能高效切實(shí)有效地解決道路交通安全問題。其主要的原因在于道路交通設(shè)計(jì)的因素眾多，不僅包括道路交通狀況、交通設(shè)施設(shè)備、還包括了車輛性能、駕駛員的生理和心理狀態(tài)等。其中道路交通狀況和設(shè)施

18、設(shè)備等屬于靜態(tài)因素，車輛性能以及駕駛員的生理和心理狀態(tài)屬于動(dòng)態(tài)因素，而這兩種因素之間的相互作用正是道路交通安全管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特定和難點(diǎn)所在。而現(xiàn)行的道路交通管理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)的采集、分析和處理的能力都較差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，或者甚至是完全忽略這些因素的影響，這都導(dǎo)致了交通管理系統(tǒng)的性能無(wú)法滿足日新月異的交通發(fā)展的要求。同時(shí)，與道路交通管理相關(guān)的各個(gè)功能模塊的集成度不高，并沒有建立起統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這都間接地導(dǎo)致了道路交通管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難度居高不下。近幾年，隨著3G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無(wú)線實(shí)時(shí)傳輸成為了可能?；谝陨显?，建立一套能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)分析能力和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控的能

19、力的道路交通GIS管理系統(tǒng)成為了可能，同時(shí)也是急切的社會(huì)需求。1.2 GIS技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1963年加拿大測(cè)量學(xué)家R.FTomlinson首先提出了地理信息系統(tǒng)這一術(shù)語(yǔ)，并建成世界上第一個(gè)GIS（加拿大地理信息系統(tǒng)CGIS），并用于自然資源的管理和規(guī)劃1。不久后，美國(guó)哈佛大學(xué)提出了較完整的系統(tǒng)軟件SYMAP。這可算是GIS的起步1。進(jìn)入20世紀(jì)70年代之后，由于信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的高速發(fā)展，促使GIS朝著實(shí)用方向迅速發(fā)展，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家先后建立了許多專業(yè)性的GIS，在自然資源管理和規(guī)劃方面發(fā)揮了重大的作用,如19701976年期間，美國(guó)國(guó)家地質(zhì)調(diào)查局就建成了50多個(gè)信息系統(tǒng)。其

20、他如加拿大、德國(guó)、瑞典和日本等國(guó)也相繼發(fā)展了自己的GIS2?，F(xiàn)在GIS技術(shù)已經(jīng)不再是門單一的技術(shù)，它已經(jīng)可以展開為許許多多的技術(shù)分支，目前，應(yīng)用較為廣泛的GIS技術(shù)有以下五個(gè)分支：1. 組件式GIS（Components GIS）組件式GIS是一種新的 GIS開發(fā)的思想 ,它是將 GIS的各個(gè)功能模塊分散制作成 Active X控件和Automation,這些標(biāo)準(zhǔn)的 Active X控件和 Automation可以被任何支持它們的開發(fā)語(yǔ)言和開發(fā)環(huán)境來調(diào)用 ,以便可以在原有的或新開發(fā)出來的的信息系統(tǒng)中加入特定的 GIS功能1。目前在國(guó)際上比較流行的組件式GIS軟件有ESRI的Map Object

21、s和Map Info公司的 Map X等。目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上流行的專用GIS軟件有很多，比如作為工作站的版本有ARC/INFO,IntergRaph和Micro Station等；桌面GIS系統(tǒng)有MapInfo,Arcview,Auto Desk及國(guó)內(nèi)的Map GIS,Geo Star等。這些系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是它們可以將圖形處理 ,空間查詢與分析 ,屬性管理及其它GIS功能都包含到一個(gè)比較龐大的系統(tǒng)中1。對(duì)于一些普通用戶來講這可能是比較適宜的 ,但對(duì)大多數(shù)用戶來講可能會(huì)存在如下問題 : 1)對(duì)于大多數(shù)用戶來說 ,他們可能只是需要部分而不是全部 GIS系統(tǒng)的功能,而用戶必須為購(gòu)買整個(gè)GIS軟件系統(tǒng)而

22、支付較高的費(fèi)用,例如基于 GPS和 GIS的城市交通管理系統(tǒng)或者用于環(huán)境分析的GIS系統(tǒng) ,可能就不需要很強(qiáng)的圖形數(shù)據(jù)處理功能,而用于城市規(guī)劃的 GIS系統(tǒng)或者基于宗地的地籍管理系統(tǒng)則要求較強(qiáng)的圖形處理功能,如果使用Components GIS進(jìn)行系統(tǒng)，那么開發(fā)用戶就將不再需要購(gòu)買整個(gè) GIS軟件系統(tǒng) ,而只要在GIS Components的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)組裝即可; 2)由于絕大部分的 GIS軟件都需要進(jìn)行二次開發(fā)后才能滿足用戶的特殊需要 ,而目前的 GIS軟件所用的開發(fā)工具有許多并非標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)語(yǔ)言。這對(duì)用戶的使用提出了較高的要求 ,也對(duì)原有系統(tǒng)的改造帶來許許多多不便。而Components G

23、IS一般都支持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)語(yǔ)言 ,如 Visual Basic, Visual C+,Java等,這對(duì)專用系統(tǒng)的開發(fā)提供了更加快捷和便利的方法;3)利用Components技術(shù)更容易建立 Internet GIS或 Intranet GIS信息系統(tǒng)3。 2. Internet 或 Internet GIS信息高速公路的建立也極大地方便了世界各地的用戶間進(jìn)行信息的交換和信息的查詢。由于GIS能夠提供豐富的空間查詢、空間分析及屬性管理的功能，因此，GIS技術(shù)也正在成為Internet（國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)）或者Intranet（企業(yè)局域網(wǎng)）的一個(gè)主要的內(nèi)容。建立Internet GIS的主要目的在于以下幾

24、個(gè)方面： 1) 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離空間數(shù)據(jù)共享與信息查詢和交換；2) 為公眾提供必須的GIS服務(wù)；3) 建立大規(guī)模甚至超大規(guī)模的空間網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)；4) 為其他學(xué)科的研究提供一些基礎(chǔ)信息的資料4。目前用于Internet GIS系統(tǒng)的開發(fā)工具主要有ESRI的Map Objects IMS (Internet Map Server)和Arc View IMS,Map Info公司的Map Xtreme以及網(wǎng)絡(luò)版的Autodesk等。3. 3D GIS 地球以及地球上的各種物體都是以三維空間的形式存在的 ,因?yàn)槟壳岸S GIS技術(shù)或二維半 (平面X,Y坐標(biāo)加高程 )GIS對(duì)于完整的描述地球上的對(duì)象是有一定限

25、制的。需要用三維空間來描述的應(yīng)用領(lǐng)域主要有如下幾個(gè)方面 :氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、采礦學(xué)、石油勘探與開發(fā)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)、醫(yī)學(xué)影像和機(jī)器人學(xué)等。一個(gè)三維 GIS空間信息系統(tǒng)應(yīng)該能夠模擬、表示、管理、分析與三維實(shí)體相關(guān)的狀態(tài)信息 ,并為用戶提供決策支持1。4開放型GIS （Open GIS）目前有一種多用戶且跨平臺(tái)的 Open GIS技術(shù)正在被國(guó)外的許多研究機(jī)構(gòu)、政府部門和高等院校所研究和開發(fā)利用。開放型 GIS的研究和應(yīng)用使得各政府部門及企業(yè)之間不同格式的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)方便地互訪 ,這有利于網(wǎng)絡(luò)GIS及分布式 GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 ,并且使 GIS的應(yīng)用領(lǐng)域及其功能大大拓寬5。

26、5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是目前 GIS研究領(lǐng)域的另一重要的研究方向。虛擬現(xiàn)實(shí)是對(duì)人類真實(shí)世界某一部分或某一過程進(jìn)行的逼真模擬 ,能夠給人提供視覺、聽覺、觸覺、力覺、嗅覺等信息 ,令人完全置身于虛擬世界中 ,卻能夠體驗(yàn)到與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一致或接近的感覺 ,從而能讓人產(chǎn)生一種雖幻猶真的沉浸感1。美國(guó) Multi Gen公司生產(chǎn)的Multi Gen軟件已經(jīng)可以利用地理信息中心的數(shù)字地形海拔數(shù)據(jù) (DTED)、數(shù)字文化特征數(shù)據(jù)(DFAD)和與之配套的航空或衛(wèi)星照片 ,快速高效地構(gòu)造任何地區(qū)的地形地貌和文化特征。 我國(guó)GIS形容工作開始于20世紀(jì)80年代初，以1980年中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所成立全國(guó)第一個(gè)

27、GIS研究室為標(biāo)志6。從20世紀(jì)90年代開始，GIS在我國(guó)進(jìn)入快速發(fā)展階段。目前，中國(guó)已經(jīng)基本完成了覆蓋全國(guó)的1：100萬(wàn)和1：25萬(wàn)基礎(chǔ)的地理數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，即將開始投入建設(shè)的有1：5萬(wàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)和7大流域的1：1萬(wàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目；此外，中國(guó)已經(jīng)完成了1100多個(gè)大、中型數(shù)據(jù)庫(kù)以及難以計(jì)數(shù)的各類數(shù)字化地理基礎(chǔ)圖、專題圖、城市地籍圖等的建設(shè)。但是，由于這些數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致，目前其兼容性較差，利用率也較低，所以必須建立完善的體制才能對(duì)這些有形資產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理6。應(yīng)該注意，我國(guó)現(xiàn)在GIS產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)模仍然比較小，從事GIS的公司，無(wú)論從數(shù)量還是規(guī)模，都無(wú)法與一些發(fā)達(dá)國(guó)家的同類公司相比擬。GIS

28、產(chǎn)業(yè)仍然面臨著數(shù)據(jù)資源不足、標(biāo)準(zhǔn)不全、專業(yè)應(yīng)用模型缺乏和市場(chǎng)不規(guī)范等問題。全面規(guī)范市場(chǎng)，推動(dòng)以市場(chǎng)為主導(dǎo)的GIS技術(shù)行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用，加快GIS相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定，并積極參與國(guó)際GIS市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，提升公司的素質(zhì)和規(guī)模，是發(fā)展我國(guó)GIS產(chǎn)業(yè)的重要途徑。我國(guó)GIS技術(shù)的發(fā)展雖然較晚，但GIS技術(shù)已在許多部門和領(lǐng)域得到應(yīng)用，并且得到了政府部門的高度重視。從應(yīng)用方面來看，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)在資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃建設(shè)、交通、能源、地圖測(cè)繪、土地管理、農(nóng)作物調(diào)查與結(jié)產(chǎn)、林業(yè)、房地產(chǎn)開發(fā)、自然災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與評(píng)估、金融、保險(xiǎn)、石油與天然氣、軍事、犯罪分析、運(yùn)輸與導(dǎo)航、110報(bào)警公共汽車調(diào)度等方面得到了具

29、體應(yīng)用2。近年來我國(guó)的GIS軟件及產(chǎn)品也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)GIS軟件已經(jīng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要的作用,例如，國(guó)產(chǎn)的軟件MapGIS在我國(guó)“神舟號(hào)”發(fā)射中起了重要的作用；國(guó)產(chǎn)的軟件GeoSTAR已經(jīng)成功地用于七大江河流域DEM數(shù)據(jù)生產(chǎn)7。代表GIS發(fā)展新方向的InternetGIS國(guó)產(chǎn)軟件已經(jīng)逐步成熟；越來越多的GIS軟件產(chǎn)品采用組件化GIS空間和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲(chǔ)、多用戶協(xié)同工作等前沿技術(shù)，使得技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)開拓實(shí)現(xiàn)了良好的互動(dòng)。已經(jīng)有一批高等院校設(shè)立了一些與GIS有關(guān)的專業(yè)或?qū)W科，還有一批專門從事GIS產(chǎn)業(yè)活動(dòng)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)相繼成立。此外，國(guó)內(nèi)還成立了“中國(guó)GIS協(xié)會(huì)”和“中國(guó)GPS技

30、術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)”等。21世紀(jì)，GIS應(yīng)用的技術(shù)已經(jīng)趨成熟，GIS應(yīng)用的社會(huì)背景已經(jīng)基本形成，無(wú)疑，在未來GIS會(huì)成為我國(guó)IT業(yè)中最為活躍的領(lǐng)域之一。1.3 本章小結(jié)隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，汽車的數(shù)量將越來越多，交通擁堵和交通事故等已經(jīng)成為了不容忽視的社會(huì)問題。為了能夠緩解甚至解決這些問題，GIS應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)漸漸的在發(fā)展起來。現(xiàn)在GIS被廣泛應(yīng)用的社會(huì)背景已經(jīng)基本形成了，但是還是存在有各種缺陷，所以設(shè)計(jì)一套功能相對(duì)完備的道路交通GIS管理系統(tǒng)已經(jīng)成為一種必要。第二章 道路交通GIS系統(tǒng)介紹及方案選擇2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System 簡(jiǎn)稱GI

31、S)是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新興技術(shù)，圍繞著這項(xiàng)技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)形成了一門交叉性、邊緣性的學(xué)科，是對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和研究的技術(shù)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，它可以對(duì)空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行各種處理、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理、研究各種空間實(shí)體之間的相互關(guān)系。通過對(duì)多種因素的綜合分析，它可以迅速地獲取滿足應(yīng)用所需要的信息，并能以地圖、圖形或數(shù)據(jù)的形式表示出處理的結(jié)果。道路交通GIS管理系統(tǒng)的目的就是對(duì)道路交通的安全管理、事故預(yù)測(cè)和事故檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)提供一個(gè)方便快捷的方案。系統(tǒng)的核心是實(shí)現(xiàn)對(duì)有異常情況的車輛實(shí)現(xiàn)精確定位，關(guān)于這點(diǎn)，初步的找出有以下三種設(shè)計(jì)方案：方案一，利用嵌入Google

32、 Map Api，實(shí)現(xiàn)地圖定位的輸出；方案二，內(nèi)置地圖圖片，利用自定義的定位算法，實(shí)現(xiàn)地圖定位輸出；方案三，利用組件式GIS進(jìn)行二次開發(fā)。2.2 GIS設(shè)計(jì)方案對(duì)比2.2.1 方案一：嵌入Google Map Api進(jìn)行開發(fā)Google Map API是谷歌提供的一個(gè)基于Javascript技術(shù)的應(yīng)用程序的接口，它對(duì)開發(fā)環(huán)境的要求并不高，只需要一個(gè)能夠支持Google Map Api的瀏覽器即可（幾乎目前所有主流的瀏覽器都支持）。他提供給所有對(duì)Google Map有興趣的用戶一個(gè)設(shè)計(jì)自己地圖網(wǎng)絡(luò)或地圖應(yīng)用程序的服務(wù)，并且可以免費(fèi)使用。而且隨著Google Map API的不斷升級(jí)，完成的功能也

33、越來越多。Google Map API最新的版本是第三版，新版本的主要的特點(diǎn)是提高了執(zhí)行的速度。相對(duì)于第二版，新版本的API的主要功能有：1) 不再需要API keys,這樣用戶可以將代碼集成進(jìn)入RSS閱讀器，并且不會(huì)有任何的錯(cuò)誤出現(xiàn)；2) 基于MVC(Model-View-Controller)的框架，這樣可以減少Javascript的下載量，并且簡(jiǎn)單醫(yī)用；3) 能夠自動(dòng)開啟默認(rèn)的UI界面，并且提供默認(rèn)的UI控件和方法供用戶使用，這樣使得用戶開發(fā)的界面能夠自動(dòng)更新為最新的格式，當(dāng)然用戶也可以禁止該項(xiàng)功能等8。雖然Google Map API有許多的優(yōu)點(diǎn)，但是他的地圖并不是內(nèi)置的，而是需要通過

34、網(wǎng)絡(luò)不斷更新和下載的，而且地圖數(shù)據(jù)較為龐大，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不佳的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)地圖跟性能速度慢，從而可能導(dǎo)致無(wú)法快速精確定位。固該種方案不予以考慮。2.2.2 方案二：內(nèi)置地圖圖片，采用自定義定位算法將地圖以圖片的形式內(nèi)置與計(jì)算機(jī)中，能夠?qū)Φ貓D進(jìn)行本地化，只需要在要顯示頂圖的時(shí)候?qū)D片顯示出來即可。一般的地圖圖片的有bmp、jpg等多種不同的格式，都可以很方便的被應(yīng)用程序所使用，但是一般這種數(shù)據(jù)格式的地圖都不帶有GPS數(shù)據(jù)在其中，所以，我們必須為其設(shè)計(jì)一定的定位算法：在地圖上隨機(jī)選取幾個(gè)點(diǎn)，然后利用GPS接收機(jī)等設(shè)備去實(shí)地地測(cè)試這幾個(gè)點(diǎn)的真實(shí)GPS數(shù)據(jù)，然后利用這些數(shù)據(jù)和地圖上這幾個(gè)像素點(diǎn)的相對(duì)偏移量

35、綜合起來，能夠計(jì)算出圖片上每個(gè)特定的像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的GPS數(shù)據(jù)，制成一個(gè)圖片與GPS數(shù)據(jù)的映射表，這樣，就能夠?qū)崿F(xiàn)定位的功能，并且由于地圖的本地化，所以位置變換和顯示的速度不受當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響，是一種不錯(cuò)的方案。雖然該方案有它一定的優(yōu)勢(shì)，但是它的劣勢(shì)也是顯而易見的。一方面，圖片格式的地圖數(shù)據(jù)資源本來就相當(dāng)?shù)纳?，而且如果所要使用的地圖范圍越大，圖片也就越大，那么GPS數(shù)據(jù)與地圖的映射表的制作也就越發(fā)困難，而且成本也越高，準(zhǔn)確度也相應(yīng)的越低。以上種種的限制導(dǎo)致了以這種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)的難度大大的提高，并且適合度也大大的降低。2.2.3 方案三：利用組件式GIS進(jìn)行二次開發(fā)組件式軟件技術(shù)是當(dāng)今軟件技術(shù)的

36、潮流之一，它的出現(xiàn)大大的改變了以往封閉、復(fù)雜、難以維護(hù)的軟件開發(fā)模式。ComGIS（即組件式GIS）便是順應(yīng)了這一潮流而出現(xiàn)的新一代的地理信息管理系統(tǒng)，是面向?qū)ο蠹夹g(shù)和組件技術(shù)在GIS領(lǐng)域的軟件開發(fā)中的應(yīng)用。ComGIS的基本的思想是把GIS的功能有效地劃分為多個(gè)模塊，每個(gè)模塊均以控件的形式存在，每個(gè)控件完成不同的功能。在各個(gè)GIS的控件之間，以及GIS控件和其他的非GIS控件之間，可以方便的地通過各種可視化的軟件開發(fā)工具集成在一起，以形成最終的GIS應(yīng)用。各個(gè)控件如果一堆各種各樣的積木，可以分別實(shí)現(xiàn)完全不同的功能（它包括GIS功能和非GIS功能），再根據(jù)實(shí)際情況把實(shí)現(xiàn)各種所需要的功能的“積木

37、”搭建起來，就能夠構(gòu)成地理信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)。ComGIS還有以下幾個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)：1) 與語(yǔ)言無(wú)關(guān)性。首先，組件式GIS不需要專門的二次開發(fā)語(yǔ)言，只要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)（如Microsoft的ActiveX 控件標(biāo)準(zhǔn)）開發(fā)接口，提供一套實(shí)現(xiàn)GIS基本功能的函數(shù)構(gòu)件。換一句話說，就是GIS的開發(fā)者，不需要掌握專門的GIS開發(fā)語(yǔ)言，只需要熟悉基于Windows平臺(tái)的通用的集成開發(fā)語(yǔ)言和開發(fā)環(huán)境（如 Visual Basic, Visual C+，Visual FoxPorc, Borland C+等），及組件式GIS各個(gè)構(gòu)件的方法、事件和屬性即可，就能夠完成應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和集成。2) 二

38、次開發(fā)能力強(qiáng)。一個(gè)完全組件化了的組件式GIS，它的二次開發(fā)能力是非常強(qiáng)大的。因?yàn)樗鼘IS的每個(gè)功能模塊都組件化了，并且它的功能既是提供給二次開發(fā)用戶使用，同時(shí)也是組件GIS內(nèi)部調(diào)用的接口。為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的GIS功能，各個(gè)功能模塊的組件及接口必須是定義得很完備和詳細(xì)。3) 開放性和擴(kuò)展性。組件GIS是不依賴于任何一種開發(fā)語(yǔ)言而存在的，可以嵌入到通用的開發(fā)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)GIS功能。專業(yè)模型則不僅可以使用這些通用的開發(fā)環(huán)境來實(shí)現(xiàn)，也可以通過插入專業(yè)模型的分析控件，這樣能有效地克服了傳統(tǒng)的GIS軟件在系統(tǒng)集成上面存在的低效、“有縫”等缺陷，從而實(shí)現(xiàn)高效、無(wú)縫的系統(tǒng)集成。4) 大眾化。由于組件式技術(shù)已經(jīng)

39、漸漸的成為了行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，即“組件”標(biāo)準(zhǔn)化，使得用戶可以像使用其他的ActiveX控件一樣來使用組件GIS的控件，這樣，非專業(yè)的普通用戶也能夠集成和開發(fā)所需要的專用GIS應(yīng)用系統(tǒng)，使得GIS從專家們的實(shí)驗(yàn)室開始走向社會(huì)，這樣有力地促進(jìn)了GIS的普及和大眾化的進(jìn)程。5) 低成本。由于組件式GIS本身可以分解為若干個(gè)完全不同的功能的組件，使得用戶可以根據(jù)實(shí)際需要選擇必要的組件，同時(shí)，由于組件GIS只是提供GIS的通用的功能組件，其他非GIS的專業(yè)功能可以使用專業(yè)廠商提供的其他專門的功能控件，這樣，就可以大大的減輕用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，從而降低GIS軟件的開發(fā)成本。6) 分布式多數(shù)據(jù)源的集成。組件化使得GI

40、S在應(yīng)用中可以輕易地實(shí)現(xiàn)分布式多數(shù)據(jù)源的集成9。7) 互操作性?；ゲ僮餍缘腉IS還正處在與研究的階段，但是組件化GIS是互操作GIS的基礎(chǔ)9。只有組件化的GIS的功能模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，各個(gè)GIS廠商按照標(biāo)準(zhǔn)以組件的方式來實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊，不同廠商的功能模塊相互之間才可以系統(tǒng)工作和達(dá)到互操作的目的，從而使GIS的應(yīng)用能夠達(dá)到一個(gè)更加方便和大眾化的水平。8) 能夠操縱集成了GPS信息的地圖圖層。大多數(shù)的組件式GIS均提供出了對(duì)加入了GPS數(shù)據(jù)信息的地圖圖層的處理，使得對(duì)地圖的操作和車輛的定位變得方便和精確，并且能夠?qū)崿F(xiàn)地圖的放大，縮小，漫游等等常用的功能。而且支持地圖數(shù)據(jù)本地化。2.3 最終方案通過

41、對(duì)比上面的三種解決方案可以看出，采用組件式GIS進(jìn)行系統(tǒng)的二次開發(fā)，其支持本地化地圖和對(duì)地圖的操作功能的強(qiáng)大，克服了采用Google Map API時(shí)所受的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響，也不用設(shè)計(jì)出非常復(fù)雜的映射表，并且，地圖數(shù)據(jù)的來源非常廣泛，目前，我國(guó)有許多專門制作可以給組件式GIS應(yīng)用的地圖數(shù)據(jù)，加個(gè)低廉，數(shù)據(jù)詳細(xì)，基本上能遍及全國(guó)的各個(gè)街道。目前，有關(guān)GIS開發(fā)都是使用專業(yè)的GIS 控件進(jìn)行開發(fā)的。但是伴隨著軟件重用化的發(fā)展趨勢(shì)，基本上主流GIS 軟件公司都提供了組件方式的GIS 產(chǎn)品，用戶可以利用這些組件，遵循相關(guān)的開發(fā)規(guī)范，來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的GIS 功能。同時(shí)，由于這些組件式控件可以無(wú)縫地嵌入各類

42、編程語(yǔ)言和開發(fā)環(huán)境之中，開發(fā)者可以使用自己熟悉的程序語(yǔ)言和開發(fā)工具進(jìn)行開發(fā)。這樣既沿用了專業(yè)GIS 產(chǎn)品的強(qiáng)大的制圖功能和圖層處理功能，又可以按照用戶的實(shí)際需求，靈活地實(shí)現(xiàn)各種管理功能，如此完全可以達(dá)到大多數(shù)用戶的要求。由于以上的優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)決定采用MapX 控件實(shí)現(xiàn)數(shù)字地圖部分的功能。在本次設(shè)計(jì)中，采用的方案是：在Windows XP操作系統(tǒng)下的Visual Studio 2008 開發(fā)環(huán)境中，嵌入組件式GIS控件，并采用Visual C+開發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，利用MFC控件庫(kù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的操作界面。組件式GIS采用的MapInfo公司的MapInfo MapX v5.0。MapX 控件是MapIn

43、fo 公司推出的基于ActiveX的可編程控件，基于32 位系統(tǒng)平臺(tái)，采用Inproc 直接調(diào)用方式，所以無(wú)論是管理大數(shù)據(jù)的能力還是處理速度方面均不比傳統(tǒng)GIS 軟件遜色10本系統(tǒng)在Visual Studio 2008環(huán)境中進(jìn)行開發(fā)，在Visual Studio 2008 中使用這類組件的時(shí)侯需要通過標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化對(duì)象接口IDispatch對(duì)其成員函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，以此即可達(dá)到控制與操作電子航圖的目的。下面將對(duì)本次設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的初步介紹，并在后面的章節(jié)中將會(huì)進(jìn)行詳細(xì)的介紹：本次設(shè)計(jì)的道路交通GIS管理系統(tǒng)從軟件功能上來看，能夠分成以下幾個(gè)模塊：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽模塊、車輛調(diào)度模塊、中央數(shù)據(jù)處理模塊、

44、操作界面、GPS/GIS地圖定位模塊、網(wǎng)絡(luò)文件傳輸模塊。下面是系統(tǒng)的框架圖： 圖 2.3.1 系統(tǒng)框架圖1） GPS/GIS地圖定位模塊：負(fù)責(zé)將車載終端傳遞來的GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通過一定算法轉(zhuǎn)換為GIS能夠使用的數(shù)據(jù)，并且利用GIS組件實(shí)現(xiàn)地圖圖層的控制，顯示對(duì)應(yīng)車輛的當(dāng)前位置，并能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)刷新車輛的位置，該模塊是本次設(shè)計(jì)的核心功能模塊，在后面的章節(jié)中將會(huì)有重點(diǎn)的介紹。2） 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽模塊：負(fù)責(zé)接收車載終端通過3G網(wǎng)絡(luò)傳遞過來的信息，并將信息投遞到中央數(shù)據(jù)處理模塊。該信息的類型可能為報(bào)警信息、請(qǐng)求語(yǔ)音通話信息、以及注冊(cè)信息。3） 車輛調(diào)度模塊：負(fù)責(zé)將中央數(shù)據(jù)處理模塊傳遞過來的用戶從操作界面輸入的調(diào)度

45、命令通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到特定的車載終端。4） 網(wǎng)絡(luò)文件傳輸模塊：負(fù)責(zé)接收車載終端的現(xiàn)場(chǎng)圖片或現(xiàn)場(chǎng)視頻，并經(jīng)由中央數(shù)據(jù)處理模塊使其能在顯示器上顯示出來。5） 中央數(shù)據(jù)處理模塊：負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)模塊的同步和數(shù)據(jù)的處理和傳遞。6） 操作界面：為用戶提供直觀的UI界面，并且能夠顯示GIS地圖。2.4 本章小結(jié)本章介紹了設(shè)計(jì)GIS管理系統(tǒng)是可能采用的各種方案，并且介紹了各種方案的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)所在，最后根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的需要并且綜合了各個(gè)方面的因素，做出了最后方案的選擇：采用組件式GIS技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。并且簡(jiǎn)略地介紹了整個(gè)系統(tǒng)所需要設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊的功能。第三章 介紹GIS地圖顯示方法和定位方法3.1 GIS地

46、圖顯示的原理 一般的矢量電子地圖文件中的各個(gè)地點(diǎn)和建筑物的所在位置及其外形特征都是以其圖元的關(guān)鍵點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)形式給出的，為了能夠?qū)㈦娮拥貓D文件中的數(shù)據(jù)顯示在計(jì)算機(jī)的屏幕上，首先需要按照一定的索引算法來建立起一棵查找索引樹（如R 樹或四叉樹），然后再按照所需要訪問的地理位置范圍查找索引樹，讀出其中包含的經(jīng)緯度的信息，再以一定的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法（如高斯克呂格算法等），將地理經(jīng)緯度坐標(biāo)成功轉(zhuǎn)換為高斯平面直角坐標(biāo)，然后在確定了屏幕坐標(biāo)原點(diǎn)后，再按比例將圖元的平面直角坐標(biāo)投影到顯示屏幕上，從而完成了電子地圖的顯示?？臻g數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是GIS 系統(tǒng)的基石。GIS 系統(tǒng)通過這些地理空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來建立地理圖形的空間數(shù)

47、據(jù)模型，并且定義各個(gè)空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)地理圖形和數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合。如圖3.1.1所示，地理信息系統(tǒng)是采用分層管理的方法來管理地圖數(shù)據(jù)，同一類型的空間對(duì)象存放在同一個(gè)圖層中。圖3.1.1 MapX的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖MapX是按圖層來組織地圖的，每次在創(chuàng)建一個(gè)圖層時(shí)，都必須要為該圖層建立一張表，與該圖層所對(duì)應(yīng)的表中不僅存儲(chǔ)了該圖層中對(duì)象的地理信息，還存儲(chǔ)了許多和對(duì)象相關(guān)聯(lián)的其他的屬性信息；通常在MapX中使用的圖層就都是矢量圖層，從而可以進(jìn)行無(wú)限制的縮放而不丟失該圖層的任何地理信息；MapX控件采用的是面向?qū)ο蟮姆椒▉硖幚淼乩硇畔⑾到y(tǒng)，且對(duì)地理數(shù)據(jù)的操作實(shí)際上是對(duì)各類對(duì)象的操作；MapX基本的

48、組成單元是Object（單個(gè)對(duì)象）和Collection（集合）,其中集合包括了對(duì)象，是多個(gè)對(duì)象的一個(gè)組合，每種對(duì)象和集合只能夠處理地圖的某一方面的功能11。 MapX控件主要包括有以下的對(duì)象：1） Map 。 Map是MapX的頂層的屬性，每一個(gè)Map對(duì)象主要包括有Datasets、Layers、Annotations這三個(gè)對(duì)象的集合。Map對(duì)象包括了一些主要的屬性，如Zoom 用來設(shè)置地圖的放大級(jí)別，Ratation用來控制地圖的旋轉(zhuǎn)的角度，CenterX和CenterY用來設(shè)置地圖的顯示窗口的中心坐標(biāo)位置。2） Layers 。 在MapX控件中，地理信息是按照?qǐng)D層的集合（Layers

49、Collection）來表示的，每張單獨(dú)的地圖都是被表示成單獨(dú)的圖層的，所有的圖層都存儲(chǔ)在Layers集合當(dāng)中。Layer對(duì)象由Features對(duì)象所組成的，F(xiàn)eatures對(duì)象又是由Feature對(duì)象所組成的，F(xiàn)eature對(duì)應(yīng)于地圖中的點(diǎn)、線、面以及其他符號(hào)等的地圖實(shí)體。3） GeoSet 。GeoSet是在GeoManager中建立起來的GST文件，是圖層及其設(shè)置的集合體，用于控制程序中所顯示的地圖。4） DataSets 。在MapX控件中，屬性數(shù)據(jù)的操作是主要通過數(shù)據(jù)的綁定來實(shí)現(xiàn)的。DataSets是用于實(shí)現(xiàn)地圖與數(shù)據(jù)的綁定的工具。數(shù)據(jù)綁定的數(shù)據(jù)源既可以是DAO、ODBC數(shù)據(jù)源、AD

50、O、RDO、MapInfo Table文件，也可以是一個(gè)規(guī)定了格式的文本文件。要綁定一個(gè)數(shù)據(jù)源，首先必須要制定所綁定的圖層，然后再制定與圖層中的地圖對(duì)象相匹配的關(guān)鍵字段。5） Annotations 。Annotations集合為用戶提供了操縱地圖中文字和符號(hào)的簡(jiǎn)單的方法。Annotations位于所有圖層的最上方，并且不與任何數(shù)據(jù)有連接。3.2 GIS地圖顯示的具體實(shí)現(xiàn) 由于MapX控件所操縱的對(duì)象是圖層，而一個(gè)完整的地圖是有很多的圖層所構(gòu)成的，比如說一級(jí)道路圖層、二級(jí)道路圖層、湖泊圖層、鐵路圖層、建筑物圖層等。地圖范圍越大，數(shù)據(jù)越詳細(xì)，所設(shè)計(jì)到的地圖圖層數(shù)量就越大，動(dòng)輒幾十到上百個(gè)圖層。由

51、于地圖圖層的增多，使得對(duì)圖層的操作也顯得越難且越不方便。而且由于人為的設(shè)置地圖的放大和縮小，不僅僅是所有的地圖圖層的比例大小隨著產(chǎn)生大小的變化，所顯示的圖層的數(shù)量也必須隨著變化，當(dāng)?shù)貓D放大時(shí)，所顯示的圖層數(shù)量會(huì)越多，當(dāng)?shù)貓D放大到最大時(shí)，所有的地圖圖層都將會(huì)顯示到熒幕上；當(dāng)?shù)貓D縮小時(shí)，所顯示的圖層也會(huì)相應(yīng)的縮小，一些標(biāo)識(shí)級(jí)別比較低的圖層必須在顯示的圖層中去除。由于地圖圖層的數(shù)據(jù)量的大，使得系統(tǒng)對(duì)圖層的操作的難度也變得相當(dāng)大。傳統(tǒng)的那種每個(gè)圖層分別控制的方法在這個(gè)系統(tǒng)中已經(jīng)不再合適，所以尋找一種更加合適、且方便快捷的操作方法已經(jīng)成為一種必要。MapX控件是一個(gè)ActiveX控件，它使用了自動(dòng)化對(duì)象

52、的操作方法，對(duì)它的使用需要通過利用標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化對(duì)象接口IDispach來實(shí)現(xiàn)。它提供了一個(gè)SetGeoSet()的操作方法，允許我們對(duì)整個(gè)地圖所有的圖層進(jìn)行智能化的管理。它所操作的對(duì)象必須是一個(gè)圖層的集合，即是一個(gè)GeoSet類型的對(duì)象。我們可以利用MapInfo工具將所有地圖圖層結(jié)合到一個(gè)GeoSet類型的對(duì)象中去，那么我們只需要操作這個(gè)對(duì)象，便能夠方便快捷的實(shí)現(xiàn)各種操作。一下是對(duì)地圖圖層顯示的具體的操作和關(guān)鍵代碼：(1) 創(chuàng)建一個(gè)MFC對(duì)話框工程；(2) 定義所需要的對(duì)象；CMapX m_MapX; / 定義一個(gè)地圖對(duì)象CMapXLayer m_MapXLayer; / 定義一個(gè)圖層CMa

53、pXFeature m_MapXFeature; / 定義一個(gè)圖元對(duì)象CMapXFeatureFactory m_MapXFactory; / 定義一個(gè)類廠對(duì)象CMapXPoint m_MapXPoint; / 定義一個(gè)點(diǎn)對(duì)象CMapXStyle m_MapXStyle; / 定義一個(gè)風(fēng)格對(duì)象(3) 創(chuàng)建一個(gè)地圖顯示圖層；CRect GPSclientRC;GetClientRect(&GPSclientRC);GPSclientRC.DeflateRect(5,120,5,2);/ 創(chuàng)建一個(gè)地圖對(duì)象m_MapX.Create(NULL,WS_VISIBLE,GPSclientRC,this,

54、IDC_MAP1);/ 將該地圖對(duì)象與數(shù)據(jù)源綁定，并顯示m_MapX.SetGeoSet(pathname.c_str();m_MapX.SetTitleText(_T();/ 設(shè)置顯示地圖的長(zhǎng)度單位和當(dāng)前的操作工具m_MapX.SetMapUnit(miUnitKilometer);m_MapX.SetCurrentTool(miArrowTool);m_MapX.SetZoom(0.5);通過上面的程序，基本上就能夠?qū)崿F(xiàn)電子地圖的顯示。顯示效果如下圖所示：圖3.2.1 GIS地圖顯示效果圖（較小比例）圖3.2.2 GIS地圖顯示效果圖（較大比例）3.3 GIS定位的原理學(xué)科發(fā)展走向綜合是一

55、個(gè)普遍的趨勢(shì), 比如全球定位系統(tǒng)( GPS) 與地理信息系統(tǒng)( GIS) 的集成應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展, GIS 得到了廣泛的重視和應(yīng)用, GPS 技術(shù)也已深入到各行各業(yè),GPS 與GIS 的集成具有廣泛的應(yīng)用需求, 它可以實(shí)現(xiàn)GPS 導(dǎo)航信息在地圖上的可視化、一體化和集成化, 能夠在地圖上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地跟蹤目標(biāo)和顯示地理方位12。GPS 導(dǎo)航信息在地圖上的可視化給用戶的決策帶來極大的方便, 尤其是會(huì)對(duì)高技術(shù)條件下的道路交通管理具有重要的應(yīng)用價(jià)值。GIS所操縱的地圖對(duì)象是專用的地圖數(shù)據(jù)，他不僅存儲(chǔ)了直觀的地理信息（如道路、湖泊、建筑物、鐵路等）外，還通過一定的算法融合了所有地理位置的GPS

56、數(shù)據(jù)到地圖中，在這個(gè)基礎(chǔ)上，我們只需要知道對(duì)應(yīng)的車輛當(dāng)前所在的地理位置的坐標(biāo)，我們就能通過對(duì)地圖對(duì)象進(jìn)行一定的操作從而實(shí)現(xiàn)定位的功能。當(dāng)需要對(duì)車輛位置進(jìn)行定位的時(shí)候，車載終端會(huì)定時(shí)將GPS接收機(jī)接收到的車輛當(dāng)前所在位置的GPS信息通過3G網(wǎng)絡(luò)傳遞到GIS管理系統(tǒng)。GIS管理系統(tǒng)會(huì)為對(duì)應(yīng)的車輛創(chuàng)建一個(gè)新的圖層，并置于地圖圖層的最頂層，圖層上顯示著一個(gè)車輛的小圖標(biāo)。在接收到車載終端發(fā)送來的GPS位置信息的時(shí)候，首先將數(shù)據(jù)投遞進(jìn)一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中，利用一定的算法將車載終端發(fā)來的GPS信息轉(zhuǎn)換為合適GIS系統(tǒng)使用的GPS數(shù)據(jù)，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)投遞到圖層重繪器中，該圖層重繪器會(huì)根據(jù)投遞進(jìn)來的GPS數(shù)據(jù)，

57、對(duì)所創(chuàng)建的車輛圖層進(jìn)行重繪，使得車輛的圖標(biāo)能夠?qū)崟r(shí)更新到相應(yīng)的坐標(biāo)上，并且將車輛的圖標(biāo)置于地圖顯示界面的最中間位置，讓人感覺車輛就在地圖上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車載終端的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位。當(dāng)要停止對(duì)車輛進(jìn)行定位時(shí)，GIS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)回收所創(chuàng)建的車輛的圖層，即把車輛圖標(biāo)從地圖上擦除。3.4 GIS定位和刷新的實(shí)現(xiàn)方法我們可以通過操作一個(gè)地圖圖層集合來控制地圖的顯示效果，如放大、縮小、漫游等。但是為了實(shí)現(xiàn)GIS定位的功能，我們必須將收到的GPS信息轉(zhuǎn)換為地圖上的某個(gè)特定點(diǎn)，并采用一定的標(biāo)示符標(biāo)識(shí)出來以表示車輛的位置，為了使得整個(gè)效果更加的形象生動(dòng)，標(biāo)識(shí)小車位置的圖標(biāo)用了一個(gè)小車子的ico圖標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)上面效果

58、，本個(gè)設(shè)計(jì)將面臨兩個(gè)設(shè)計(jì)難題：1）GPS信息的轉(zhuǎn)換和地圖的定位。通常GPS信息采集設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)的格式并不能直接應(yīng)用于MapX控件的接口中，而且MapX并沒有直接提供定位功能的接口函數(shù)，所以進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換算法和地圖定位算法是必須要克服的困難。2）車輛圖標(biāo)在地圖圖層上的顯示。由于MapX所操作的對(duì)象只是圖層，并不可能直接對(duì)ico格式或者是其他任何格式的圖標(biāo)進(jìn)行操作，所以設(shè)計(jì)一個(gè)可以在圖層上顯示圖標(biāo)的合適的算法是另一個(gè)需要攻克的課題。為了能夠?qū)崿F(xiàn)GIS的地圖定位、圖標(biāo)顯示和車輛移動(dòng)刷新等功能，本次設(shè)計(jì)需要完成四個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)：1）GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。這個(gè)模塊用于將GPS信息采集設(shè)備所采集

59、的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能夠?yàn)镸apX控件所使用的數(shù)據(jù)格式。2）圖層創(chuàng)建器。由于MapX只能操作圖層對(duì)象，所以要顯示車輛圖標(biāo)，就必須將車輛圖標(biāo)利用一定的算法嵌入到圖層中，然后再將該圖標(biāo)圖層以透明化的方式顯示在地圖圖層的頂端，這樣就能成功實(shí)現(xiàn)圖標(biāo)的顯示。并且該圖層創(chuàng)建器還實(shí)現(xiàn)了一次定位的功能，MapX雖然沒有提供直接定位的接口，但是它提供了兩個(gè)設(shè)置中心點(diǎn)的接口函數(shù)SetCenterX()和SetCenterY()，他們分別接受經(jīng)度和緯度作為參數(shù)，利用這兩個(gè)接口函數(shù)，本次設(shè)計(jì)采用了下面的方法實(shí)現(xiàn)定位：將出送過來的經(jīng)過轉(zhuǎn)換過的GPS信息的經(jīng)緯度分開 ，并且分別作為參數(shù)傳遞到SetCenterX()和SetCen

60、terY()中去，能夠?qū)⒃擖c(diǎn)設(shè)置為地圖顯示窗口的中心點(diǎn)位置，然后再利用一定的算法將車輛圖標(biāo)顯示到該點(diǎn)處，這樣子便巧妙的實(shí)現(xiàn)了定位的功能，且能夠保證車輛一直出現(xiàn)在地圖窗口的中間位置，不會(huì)偏出顯示窗口。3）圖層重繪器。為了實(shí)現(xiàn)車輛能夠動(dòng)態(tài)地再地圖上“行駛”，我們必須對(duì)圖標(biāo)所在的圖層進(jìn)行重繪，即是將原來存在的車輛圖標(biāo)從圖層中去除，然后再新的GPS坐標(biāo)點(diǎn)的位置處將車輛圖標(biāo)顯示出來，這樣子便能夠?qū)崿F(xiàn)車輛在地圖上的動(dòng)態(tài)“行駛”。4）圖層回收器。當(dāng)不進(jìn)行車輛的定位時(shí)，必須要將車輛圖層在地圖顯示窗口中禁止顯示，所以需要對(duì)該圖層進(jìn)行回收，等到下次需要進(jìn)行定位功能是在顯示出來，實(shí)現(xiàn)回收在利用的功能。下面是對(duì)這四個(gè)功能模塊的簡(jiǎn)要解析和關(guān)鍵代碼：1) GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器該轉(zhuǎn)換器