【導(dǎo)讀】摘要隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，地下管線已成為人民生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的命脈，本文對(duì)國(guó)內(nèi)外地理信息系統(tǒng)技術(shù)和管線。發(fā)的控件和算法，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了城市地下管線信息系統(tǒng)。本文的主要工作包括：。三種開(kāi)發(fā)模式和兩種流行的GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，結(jié)合ComGIS的特點(diǎn)和原理，基于MapObjects進(jìn)行二次開(kāi)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(shí)現(xiàn)Dijkstra算法。數(shù)據(jù)輸入、屬性查詢、空間分析、圖形輸出、系統(tǒng)維護(hù)等多方面功能。的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，給出了解決方法。

　　

【正文】 eX 技術(shù)也能在其它的 OS 上使用。 DCOM（分布式組件對(duì)象模型）擴(kuò)充了 COM 體系結(jié)構(gòu)，為使用兼容 COM的操作系統(tǒng)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)在二進(jìn)制級(jí)別上提供對(duì)象通信服務(wù) [12]。 兩種比較流行的組件式 GIS 控件 目前國(guó)際上較為流行的有 ERSI 公司的 Arc/Info 的系列產(chǎn)品， Mapinfo 公司的 MapInfo 系列產(chǎn)品，澳大利亞的 GenMap 以及 Intergraph 公司的 GeoMedia、MGE 等。隨著地理學(xué)的發(fā)展和 GIS 的美好前景，許多頗有實(shí)力的軟件公司紛紛推出自己的 GIS 平臺(tái)，并相當(dāng)程度地融入了本公司先導(dǎo)產(chǎn)品的特色。如 AutoDesk公司的 AutoDesk GIS 系列產(chǎn)品，可以使熟悉 AutoDesk CAD 的用戶在熟悉的界面下學(xué)習(xí) GIS 平臺(tái)的操作。應(yīng)當(dāng) 承認(rèn)，以 ARC／ INFO， MAPINFO， INTERGRAPH GEOMEDIA 等為代表的國(guó)外軟件平臺(tái)功能強(qiáng)大，開(kāi)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(shù)領(lǐng)頭雁 ESRI 研究所開(kāi)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(duì)象聯(lián)接和嵌入（ ActiveX）基礎(chǔ)之上的，是一組供應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員使用的制圖與 GIS 功能組件 [17]。它有一個(gè)叫 Map 的 ActiveX 控件和 30 多個(gè)可編程的 ActiveX 對(duì)象組成，它們可以應(yīng)用于符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows 開(kāi)發(fā)環(huán)境，可由 Visual Basic、 Visual C＋＋、 Delphi、 Access 等編程語(yǔ)言直接調(diào)用，在應(yīng)用程序中添加制圖和 GIS 功能 [18,39,40]。 Mapobjects 中的對(duì)象組成可劃分為五類： （ 1）地理匹配對(duì)象 (Address Matching Objects)：包括標(biāo)準(zhǔn)的地址對(duì)象、地址匹配的結(jié)果對(duì)象、獨(dú)立的地址或街道交又口或地址匹配的街道網(wǎng)絡(luò)對(duì)象和自定義 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 14 的地名表。 （ 2）數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象 (Data Access Objects)： 包括數(shù)據(jù)庫(kù)連接對(duì)象、字段對(duì)象和字段集對(duì)象、地 理數(shù)據(jù)對(duì)象和地理數(shù)據(jù)集對(duì)象、記錄集對(duì)象、統(tǒng)計(jì)對(duì)象、表對(duì)象和表頭對(duì)象。 （ 3）地圖顯示對(duì)象 (Map Display Objects)：包括符號(hào)分級(jí)對(duì)象、點(diǎn)密度對(duì)象、地理事件對(duì)象、柵格圖層對(duì)象、標(biāo)注分級(jí)對(duì)象、圖層集對(duì)象、矢量圖層對(duì)象、圖層集合對(duì)象、符號(hào)對(duì)象、文本符號(hào)對(duì)象、跟蹤圖層對(duì)象和值分級(jí)對(duì)象。 （ 4）幾何圖形對(duì)象 (Geometric Objects)：包括橢圓對(duì)象、線對(duì)象、部分多邊形利象、點(diǎn)對(duì)象、多邊形對(duì)象和矩形對(duì)象。 （ 5）實(shí)用對(duì)象 (Utility Objects)：包括特定的字符串集合對(duì)象。 MapObjects 顯示的基本單位是層 (Layer)，包括矢量圖層、柵格數(shù)據(jù)圖層(Image)、符號(hào)層 (Symbol)和標(biāo)注層 (Label Render)。各圖層的比例尺由圖層的世界坐標(biāo)來(lái)確定 (高斯一克呂格投影 )。通過(guò)控制顯示區(qū)域的中心位置、鼠標(biāo)確定的矩形大小、比例尺控制顯示區(qū)域內(nèi)容。 應(yīng)用 Mapobjects 可以實(shí)現(xiàn)如下功能： （ 1）顯示具有多個(gè)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(gè)地圖。 （ 3）顯示圖形特征（ Feature），如點(diǎn)、線、圓和多邊形。 （ 4）顯示標(biāo)注字符。 （ 5）通過(guò)點(diǎn)擊 識(shí)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(nèi)的特征 （ 7）選擇在己知特征附近規(guī)定的距離內(nèi)的特征。 （ 8）使用 SQL 語(yǔ)句查詢特征。 （ 9）對(duì)選擇的特征進(jìn)行基本的統(tǒng)計(jì)。 （ 10）查詢和更新選擇的特征的屬性數(shù)據(jù)（ shape 格式）。 （ 11 ） 用 特 定 的 方 法 對(duì) 特 征 進(jìn) 行 著 色 處 理 ClassBreakRender ， DotDensityRender。 （ 12）用字段值的字符標(biāo)注特征。 （ 13）顯示多種格式的柵格圖像文件。 （ 14）動(dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)和時(shí)間系列的數(shù)據(jù)。 （ 15）輸出地理匹配的地理位置。 2 MapInfo MapInfo 是一個(gè)全面的桌面地圖化工具，用戶可以進(jìn)行復(fù)雜的地理分析，諸 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 15 如重新分區(qū)、與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的連接、把地圖對(duì)象拖放到應(yīng)用程序、無(wú)縫地圖圖層、創(chuàng)建強(qiáng)調(diào)自己數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(guān)系，而不用不斷地訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。 作為一類特殊的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)軟件， MapInfo 有它自己的特色，其主要功能有： ● MapInfo 可直接打開(kāi)以 DBF 文件、分界 ASCII 和 Microsoft Excel 轉(zhuǎn)入的多種格式的圖形文件，也可以在在 MapInfo 內(nèi)創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件。 ● 使用鏈接表訪問(wèn) Oracle、 Sybase 等遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)。 ● 無(wú)縫地圖圖層，使用戶象處理一個(gè)圖層一樣處理多個(gè)地圖圖層。 ● 專題地圖用高度可視的效果分析數(shù)據(jù)。 ● 可從多個(gè)文件查詢。 ● 工作空間保存所有的設(shè)置和視圖，使用戶可從結(jié)束工作的地方開(kāi)始。 ● 運(yùn)用 OLE 可把地圖窗口嵌入其他應(yīng)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(gè)表由一組文件組成。每張表是個(gè)獨(dú)立的圖層，計(jì)算機(jī) 以圖層組織地圖。 ● MapInfo 中的地圖對(duì)象類型有區(qū)域、點(diǎn)對(duì)象、線對(duì)象（包括直線段、折線、圓孤）和文本對(duì)象。 ● 內(nèi)掛的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 MapBasic 使用戶可定制自己的界面。 MapObjects 的特點(diǎn) MapObjects 包括如下特點(diǎn)： （ 1）支持 ARC／ INFO 層。 （ 2）支持 ESRI 的 Shape 文件格式， SDE（空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎）圖層（ Layer）以及大量柵格圖像格式，如 BMP、 TIFF 等。 （ 3）支持通過(guò)微軟 ODBC 規(guī)范進(jìn)行的外部數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)。 （ 4）把數(shù)據(jù)作為多個(gè)圖層在一張圖中進(jìn)行 顯示，圖幅可以進(jìn)行變化。 （ 5）特征表示使用數(shù)理方法如數(shù)值地圖、分類、個(gè)體符號(hào)以及點(diǎn)值圖等。 （ 6）文字注記和放置。 （ 7）用一個(gè)事件跟蹤層來(lái)動(dòng)態(tài)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 （ 8）用標(biāo)準(zhǔn) SQL 表達(dá)式進(jìn)行特征選擇和查詢。 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 16 （ 9）通過(guò)大量搜索與框架操作符進(jìn)行空間選擇。 （ 10）地址匹配（地理編碼）。 （ 11）強(qiáng)大而出色的對(duì)象模型。 MapObjects 的這些特點(diǎn)完全能夠滿足地下管線信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)的需要，因此被選為開(kāi)發(fā)鎮(zhèn)江管線信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)。 MapObjects 與 VC++的結(jié)合： Visual C++是大家熟息的 Windows 開(kāi)發(fā)環(huán)境和編程工具，由 MapObjects 與VC++的結(jié)合，將非常方便靈活，開(kāi)發(fā)人員也更容易接受和掌握。 MapObjects 建立在微軟的對(duì)象聯(lián)接和嵌入（ ACtiveX）基礎(chǔ)之上，在 Windows開(kāi)發(fā)環(huán)境中（如 Visual C++開(kāi)發(fā)環(huán)境等）可以方便地調(diào)用該控件 [14,33]。安裝 MapObjects 之后，打開(kāi) Visual C++的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，在左邊的控件欄點(diǎn)擊右鍵，彈出控件選擇框。 如圖 所示： 圖 VC++中調(diào)用 MapObjects 控件 如圖選擇 ESRI MapControl 后按“確定”鍵，控件欄中將增加一個(gè)名叫Map 的控件，在控件欄中選擇 Map 控件，然后把光標(biāo)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(xiàng)屬性，也可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)屬性的修改。 江蘇 大學(xué)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(shù)據(jù)組織 數(shù)據(jù)分層、分幅管理 1 管點(diǎn)、線數(shù)據(jù)模型 地下管線信息系統(tǒng)的管線種類多達(dá)八種，包括 電力、通訊、燃?xì)?、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(gòu)）筑物、附屬設(shè)施、探測(cè)點(diǎn)和窨井等管點(diǎn)，但都可抽象的用線段和點(diǎn)表示，其它差異可以通過(guò)屬性來(lái)加以區(qū)分。這樣方便了整個(gè)地下管線信息的管理，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)組織的復(fù)雜度。 2 MapObjects 控件分層管理 在 MapObjects 控件中，數(shù)據(jù)是以圖層形式來(lái)存儲(chǔ)和顯示，矢量圖形顯示基本單位是點(diǎn)、線和面層，在作者實(shí)現(xiàn)的地下管線系統(tǒng)中，用點(diǎn)層和線層就能準(zhǔn)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(yīng)管線的空間位置。 3 分幅 整個(gè)一個(gè)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(gè)巨大的圖層來(lái)存儲(chǔ)，將嚴(yán)重的影響整個(gè)系統(tǒng)性能，而且不便于多用戶同時(shí)對(duì)圖層進(jìn)行編輯。為解決此問(wèn)題，我們根據(jù)地下管線探測(cè)規(guī)范生成標(biāo)準(zhǔn)的 250m*250m分幅圖，分幅圖數(shù)據(jù)量相對(duì)小，便于管理。 屬性數(shù)據(jù)編碼 1 編碼目的 為了便于識(shí)別管線種類和數(shù)據(jù)分層處理，也為了使數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)具有較高的靈活性，使數(shù)據(jù)的查詢和計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)管線數(shù)據(jù)需要設(shè)計(jì)編碼。 用數(shù)字代替字符更有利于存儲(chǔ)，節(jié)約存儲(chǔ)空間，管點(diǎn)通過(guò)這個(gè)編碼字段在 MapObjects 控件中更方便符號(hào)化顯示。 2 編碼方法 在 GIS中無(wú)論是空間數(shù)據(jù)，還是屬性數(shù)據(jù)，其編碼方法都應(yīng)遵循：唯一性原則，即在眾多的獨(dú)立數(shù)據(jù)的基本單元中，一個(gè)單元必須而且只能有一個(gè)唯一的代碼；特征性原則，即在編碼中的每一個(gè)碼位或碼段對(duì)描述該單元的數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)具有一定的意義，如它的分類、區(qū)位、時(shí)間及順序等；靈活性原則，也就是在編碼 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 18 中增加，刪除或插入一個(gè)或一類單元的編碼時(shí)，不應(yīng)影響其余單元的編碼或?qū)е抡麄€(gè)體系的混亂與破壞。根據(jù)屬性數(shù)據(jù)編碼原則對(duì)地下管線信息系統(tǒng)的屬性數(shù)據(jù)編碼規(guī)則和編碼方法如表 。 表 編碼方法 管線（點(diǎn) ）類型 管線（點(diǎn)）性質(zhì) 管點(diǎn)附屬設(shè)施（只在管線性質(zhì)最大值時(shí)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(gè)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(hào)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(shè)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?xì)狻崃?、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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)與空間信息密切相關(guān)的地理特性信息和描述信息，通過(guò)多種途徑 (如調(diào)查、功能分析等 )識(shí)別出地下管線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分類、抽象，形成與系統(tǒng)功能相對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)，如表 。 管線 屬性表（ 表 ） 中序號(hào)“ 4”指管線類型：管線類型主要包括給水 (1)、排水 (2)、其它 (3)、燃?xì)?(4)、熱力 (5)、工業(yè) (6)、電力 (7)和電信 (8)，后面的數(shù)字代表在數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)方式，如管線類型值為 4 就表示是燃?xì)狻? 序號(hào)“ 18”指 GUID（全球唯一標(biāo)識(shí)號(hào)）：此字段用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)線對(duì)象，當(dāng)一個(gè)圖層進(jìn)行分幅時(shí)，一根管線可能跨越了兩個(gè)分幅圖，此時(shí)這根管線分幅后 江蘇 大學(xué)畢業(yè)論文 19 就要被剪成兩段，但是分開(kāi)后的兩根管線具有和原來(lái)一樣的 GUID 值，當(dāng)合幅時(shí)原先被裁剪開(kāi)的兩條線段通過(guò)比較 GUID 值進(jìn)行重新合并。此 GUID 值由程序自動(dòng) 生成。 管點(diǎn)屬性表（ 表 ） 對(duì)應(yīng)的字段意義與管線屬性表類似。 表 管線屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 序號(hào) 數(shù)據(jù)項(xiàng) 寬度 數(shù)