【導讀】摘要隨著現代城市的發(fā)展，地下管線已成為人民生活和經濟活動的命脈，本文對國內外地理信息系統(tǒng)技術和管線。發(fā)的控件和算法，并設計實現了城市地下管線信息系統(tǒng)。本文的主要工作包括：。三種開發(fā)模式和兩種流行的GIS開發(fā)平臺的基礎上，結合ComGIS的特點和原理，基于MapObjects進行二次開發(fā)形成了一套拓展的GIS控件。案，論述了事故分析、最短路徑分析、緩沖區(qū)分析和縱橫斷面分析流程的方法，采用深度優(yōu)先遍歷方法實現Dijkstra算法。數據輸入、屬性查詢、空間分析、圖形輸出、系統(tǒng)維護等多方面功能。的幾個關鍵問題，給出了解決方法。

　　

【正文】 eX 技術也能在其它的 OS 上使用。 DCOM（分布式組件對象模型）擴充了 COM 體系結構，為使用兼容 COM的操作系統(tǒng)并通過網絡連接的計算機在二進制級別上提供對象通信服務 [12]。 兩種比較流行的組件式 GIS 控件 目前國際上較為流行的有 ERSI 公司的 Arc/Info 的系列產品， Mapinfo 公司的 MapInfo 系列產品，澳大利亞的 GenMap 以及 Intergraph 公司的 GeoMedia、MGE 等。隨著地理學的發(fā)展和 GIS 的美好前景，許多頗有實力的軟件公司紛紛推出自己的 GIS 平臺，并相當程度地融入了本公司先導產品的特色。如 AutoDesk公司的 AutoDesk GIS 系列產品，可以使熟悉 AutoDesk CAD 的用戶在熟悉的界面下學習 GIS 平臺的操作。應當 承認，以 ARC／ INFO， MAPINFO， INTERGRAPH GEOMEDIA 等為代表的國外軟件平臺功能強大，開發(fā)較為方便。下面介紹 兩種目前比較流行的 GIS 控件： 1 Mapobjects Mapobjects 是 GIS 技術領頭雁 ESRI 研究所開發(fā)的提供制圖和空間分析功能的 GIS 控件。它建立在微軟的對象聯接和嵌入（ ActiveX）基礎之上的，是一組供應用開發(fā)人員使用的制圖與 GIS 功能組件 [17]。它有一個叫 Map 的 ActiveX 控件和 30 多個可編程的 ActiveX 對象組成，它們可以應用于符合工業(yè)標準的Windows 開發(fā)環(huán)境，可由 Visual Basic、 Visual C＋＋、 Delphi、 Access 等編程語言直接調用，在應用程序中添加制圖和 GIS 功能 [18,39,40]。 Mapobjects 中的對象組成可劃分為五類： （ 1）地理匹配對象 (Address Matching Objects)：包括標準的地址對象、地址匹配的結果對象、獨立的地址或街道交又口或地址匹配的街道網絡對象和自定義 江蘇 大學畢業(yè)論文 14 的地名表。 （ 2）數據訪問對象 (Data Access Objects)： 包括數據庫連接對象、字段對象和字段集對象、地 理數據對象和地理數據集對象、記錄集對象、統(tǒng)計對象、表對象和表頭對象。 （ 3）地圖顯示對象 (Map Display Objects)：包括符號分級對象、點密度對象、地理事件對象、柵格圖層對象、標注分級對象、圖層集對象、矢量圖層對象、圖層集合對象、符號對象、文本符號對象、跟蹤圖層對象和值分級對象。 （ 4）幾何圖形對象 (Geometric Objects)：包括橢圓對象、線對象、部分多邊形利象、點對象、多邊形對象和矩形對象。 （ 5）實用對象 (Utility Objects)：包括特定的字符串集合對象。 MapObjects 顯示的基本單位是層 (Layer)，包括矢量圖層、柵格數據圖層(Image)、符號層 (Symbol)和標注層 (Label Render)。各圖層的比例尺由圖層的世界坐標來確定 (高斯一克呂格投影 )。通過控制顯示區(qū)域的中心位置、鼠標確定的矩形大小、比例尺控制顯示區(qū)域內容。 應用 Mapobjects 可以實現如下功能： （ 1）顯示具有多個地圖層的地圖，如道路、河流和邊界圖等 （ 2）放大、縮小和漫游整個地圖。 （ 3）顯示圖形特征（ Feature），如點、線、圓和多邊形。 （ 4）顯示標注字符。 （ 5）通過點擊 識別圖上特征。 （ 6）選擇沿線的特征和在矩形、區(qū)域、多邊形和圓內的特征 （ 7）選擇在己知特征附近規(guī)定的距離內的特征。 （ 8）使用 SQL 語句查詢特征。 （ 9）對選擇的特征進行基本的統(tǒng)計。 （ 10）查詢和更新選擇的特征的屬性數據（ shape 格式）。 （ 11 ） 用 特 定 的 方 法 對 特 征 進 行 著 色 處 理 ClassBreakRender ， DotDensityRender。 （ 12）用字段值的字符標注特征。 （ 13）顯示多種格式的柵格圖像文件。 （ 14）動態(tài)顯示實時和時間系列的數據。 （ 15）輸出地理匹配的地理位置。 2 MapInfo MapInfo 是一個全面的桌面地圖化工具，用戶可以進行復雜的地理分析，諸 江蘇 大學畢業(yè)論文 15 如重新分區(qū)、與遠程數據的連接、把地圖對象拖放到應用程序、無縫地圖圖層、創(chuàng)建強調自己數據特性的專題地圖等 [15,16]。桌面地圖化可幫助用戶整理信息，使數據中的大量成分顯示在地圖上。這樣，用戶可迅捷地在大量信息中查看其模式和關系，而不用不斷地訪問數據庫。 作為一類特殊的地理信息系統(tǒng)平臺軟件， MapInfo 有它自己的特色，其主要功能有： ● MapInfo 可直接打開以 DBF 文件、分界 ASCII 和 Microsoft Excel 轉入的多種格式的圖形文件，也可以在在 MapInfo 內創(chuàng)建數據文件。 ● 使用鏈接表訪問 Oracle、 Sybase 等遠程數據庫。 ● 無縫地圖圖層，使用戶象處理一個圖層一樣處理多個地圖圖層。 ● 專題地圖用高度可視的效果分析數據。 ● 可從多個文件查詢。 ● 工作空間保存所有的設置和視圖，使用戶可從結束工作的地方開始。 ● 運用 OLE 可把地圖窗口嵌入其他應用程序。 ● 有豐富的地圖投影供用戶選擇。 ● 可方便地定制地圖。 ● MapInfo 以表的形式組織信息，每個表由一組文件組成。每張表是個獨立的圖層，計算機 以圖層組織地圖。 ● MapInfo 中的地圖對象類型有區(qū)域、點對象、線對象（包括直線段、折線、圓孤）和文本對象。 ● 內掛的開發(fā)語言 MapBasic 使用戶可定制自己的界面。 MapObjects 的特點 MapObjects 包括如下特點： （ 1）支持 ARC／ INFO 層。 （ 2）支持 ESRI 的 Shape 文件格式， SDE（空間數據庫引擎）圖層（ Layer）以及大量柵格圖像格式，如 BMP、 TIFF 等。 （ 3）支持通過微軟 ODBC 規(guī)范進行的外部數據庫訪問。 （ 4）把數據作為多個圖層在一張圖中進行 顯示，圖幅可以進行變化。 （ 5）特征表示使用數理方法如數值地圖、分類、個體符號以及點值圖等。 （ 6）文字注記和放置。 （ 7）用一個事件跟蹤層來動態(tài)顯示實時數據。 （ 8）用標準 SQL 表達式進行特征選擇和查詢。 江蘇 大學畢業(yè)論文 16 （ 9）通過大量搜索與框架操作符進行空間選擇。 （ 10）地址匹配（地理編碼）。 （ 11）強大而出色的對象模型。 MapObjects 的這些特點完全能夠滿足地下管線信息系統(tǒng)二次開發(fā)的需要，因此被選為開發(fā)鎮(zhèn)江管線信息系統(tǒng)的基礎平臺。 MapObjects 與 VC++的結合： Visual C++是大家熟息的 Windows 開發(fā)環(huán)境和編程工具，由 MapObjects 與VC++的結合，將非常方便靈活，開發(fā)人員也更容易接受和掌握。 MapObjects 建立在微軟的對象聯接和嵌入（ ACtiveX）基礎之上，在 Windows開發(fā)環(huán)境中（如 Visual C++開發(fā)環(huán)境等）可以方便地調用該控件 [14,33]。安裝 MapObjects 之后，打開 Visual C++的程序開發(fā)環(huán)境，在左邊的控件欄點擊右鍵，彈出控件選擇框。 如圖 所示： 圖 VC++中調用 MapObjects 控件 如圖選擇 ESRI MapControl 后按“確定”鍵，控件欄中將增加一個名叫Map 的控件，在控件欄中選擇 Map 控件，然后把光標移入需要增加 Map 控件的窗體中，拖放該圖框至所需大小，窗體上就有了一塊空白色區(qū)域，這樣 Map控件就被嵌入到程序中了。與其它 ActiveX 控件類似，可以在它的屬性窗口中修改各項屬性，也可以通過編程實現屬性的修改。 江蘇 大學畢業(yè)論文 17 第三章 地下管線信息系統(tǒng)分析 地下管線數據組織 數據分層、分幅管理 1 管點、線數據模型 地下管線信息系統(tǒng)的管線種類多達八種，包括 電力、通訊、燃氣、熱力、上水、雨水、污水、 工業(yè)及各種其它管道。 各種管線規(guī)格、大小互不相同，而且在管線上還分布有大量的建（構）筑物、附屬設施、探測點和窨井等管點，但都可抽象的用線段和點表示，其它差異可以通過屬性來加以區(qū)分。這樣方便了整個地下管線信息的管理，簡化了數據組織的復雜度。 2 MapObjects 控件分層管理 在 MapObjects 控件中，數據是以圖層形式來存儲和顯示，矢量圖形顯示基本單位是點、線和面層，在作者實現的地下管線系統(tǒng)中，用點層和線層就能準確的表述清楚地下管線信息，此外，我們也引入柵格地圖作為底圖，更直觀的反應管線的空間位置。 3 分幅 整個一個城市的地下管線空間信息和屬性信息是非常巨大的，如果只用一個巨大的圖層來存儲，將嚴重的影響整個系統(tǒng)性能，而且不便于多用戶同時對圖層進行編輯。為解決此問題，我們根據地下管線探測規(guī)范生成標準的 250m*250m分幅圖，分幅圖數據量相對小，便于管理。 屬性數據編碼 1 編碼目的 為了便于識別管線種類和數據分層處理，也為了使數據庫結構具有較高的靈活性，使數據的查詢和計算簡便，對管線數據需要設計編碼。 用數字代替字符更有利于存儲，節(jié)約存儲空間，管點通過這個編碼字段在 MapObjects 控件中更方便符號化顯示。 2 編碼方法 在 GIS中無論是空間數據，還是屬性數據，其編碼方法都應遵循：唯一性原則，即在眾多的獨立數據的基本單元中，一個單元必須而且只能有一個唯一的代碼；特征性原則，即在編碼中的每一個碼位或碼段對描述該單元的數據時，應具有一定的意義，如它的分類、區(qū)位、時間及順序等；靈活性原則，也就是在編碼 江蘇 大學畢業(yè)論文 18 中增加，刪除或插入一個或一類單元的編碼時，不應影響其余單元的編碼或導致整個體系的混亂與破壞。根據屬性數據編碼原則對地下管線信息系統(tǒng)的屬性數據編碼規(guī)則和編碼方法如表 。 表 編碼方法 管線（點 ）類型 管線（點）性質 管點附屬設施（只在管線性質最大值時有意義） （ 1位） （ 1位） （ 2位） 表中如： 1801，其中 1表示管線類型為電力線， 8表示為管線附屬物， 01表示此附屬物為變電站。 地下管線信息中電力線整個編碼如下 (“ 1” 表示電力線 ): ? 電力 [DL]:1 ? 1000:電力線 :DL ? 1100:供電電纜 :GD ? 1200:路燈電纜 :LD ? 1300:信號燈電纜 :XH ? 1400:電車電纜 :DC ? 1500:廣告燈電纜 :GG ? 1600:電力電纜溝 :LC ? 1700:直流專用 :ZX ? 1800:附屬設施 ? 1801:變電站 :BD ? 1802:配電房 :PD ? 1803:變壓器 :BY ? 1804:檢修井 :JJ ? 1805:控制柜 :KZ ? 1806:燈桿 :DG ? 1807:線桿 :XG ? 1808:上桿 :SG 其余管線如 給水、排水、其它、 燃氣、熱力、工業(yè)、電信編碼形式跟電力線編碼方法類似。 地下管線信息系統(tǒng)的數據結構 屬性數據庫主要存儲與空間信息密切相關的地理特性信息和描述信息，通過多種途徑 (如調查、功能分析等 )識別出地下管線基礎數據，進一步分類、抽象，形成與系統(tǒng)功能相對應的屬性數據，如表 。 管線 屬性表（ 表 ） 中序號“ 4”指管線類型：管線類型主要包括給水 (1)、排水 (2)、其它 (3)、燃氣 (4)、熱力 (5)、工業(yè) (6)、電力 (7)和電信 (8)，后面的數字代表在數據庫中的存儲方式，如管線類型值為 4 就表示是燃氣。 序號“ 18”指 GUID（全球唯一標識號）：此字段用于唯一標識一個線對象，當一個圖層進行分幅時，一根管線可能跨越了兩個分幅圖，此時這根管線分幅后 江蘇 大學畢業(yè)論文 19 就要被剪成兩段，但是分開后的兩根管線具有和原來一樣的 GUID 值，當合幅時原先被裁剪開的兩條線段通過比較 GUID 值進行重新合并。此 GUID 值由程序自動 生成。 管點屬性表（ 表 ） 對應的字段意義與管線屬性表類似。 表 管線屬性數據結構 序號 數據項 寬度 數