?前言

作為一門21世紀(jì)的新型學(xué)科，隨著計算機的快速發(fā)展，GIS的應(yīng)用滲透在人們生活的每個角落，提高人們的生活質(zhì)量，給人們帶來方便使人們的生活已經(jīng)離不開GIS。GIS的發(fā)展無疑是各位的關(guān)注焦點。當(dāng)然隨著云計算，互聯(lián)網(wǎng)+等等一些技術(shù)的提出，我們知道地理信息產(chǎn)業(yè)將會迎來自己的最高峰。文中會從數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，3S的集成，網(wǎng)絡(luò)GIS和移動GIS4個方面來論述GIS未來的發(fā)展趨勢。本文將對GIS 目前的發(fā)展以及研究動向進行概述 ，并針對 GIS 軟件的開發(fā)從兩個方面進行了重點論述 ，并對目前主流的開發(fā)方法進行了比較詳細(xì)的對比。

gis概述分析

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展 ，許多以前屬于專有領(lǐng)域的應(yīng)用項目也逐漸可以發(fā)展為滿足普通用戶需要的產(chǎn)品?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)的發(fā)展就是一例。

在以往人們的印象中 ，地理信息系統(tǒng)似乎只是用來為某些特種行業(yè)服務(wù)的 ，如：水力水電系統(tǒng) ，城市規(guī)劃管理系統(tǒng) ， 管道規(guī)劃以及軍事項目等。如今 ，GIS 信息技術(shù)已經(jīng)具備了滲入到人們的日常生活中的條件。通過個人 PC 機 ， 移動電話 ， 個人手持助理（ PDA） 來獲取當(dāng)?shù)氐牡乩硇畔?，以及結(jié)合 GPS全球定位系統(tǒng)為用戶提供導(dǎo)航 ，位置查詢等服務(wù)。用戶群體的增加也為基于 GIS 的系統(tǒng)開發(fā)方式的多樣化 ，個性化提出了更高的要求。下面筆者將對目前較為流行的開發(fā)方法分別進行分析。

1、利用 VC + + 開發(fā) GIS 系統(tǒng)

目前國際，國內(nèi)比較流行的一些 GIS 系統(tǒng)專業(yè)開發(fā)工具很多都是用 C + + 完成的 ，但在時間 ，人力有限的條件下 ， 我們很難開發(fā)出象 Mapinfo ，ArcView 等這樣功能比較完善的軟件 ，但應(yīng)用 VC+ + 開發(fā)以信息管理 ，決策服務(wù)及設(shè)計為主的 GIS應(yīng)用系統(tǒng)時 ，也具有良好的使用性和可操作性。特別是目前存在利用 GIS 系統(tǒng)來完善 M IS ， CAD ，ERP ，CRM 等系統(tǒng)的功能而不是為了能夠精確的管理圖紙 ，管理海量數(shù)據(jù)。因此采用 VC + + 開發(fā)也可以開發(fā)出滿足要求的使用系統(tǒng) ，并在靈活性、可操性、系統(tǒng)自主版權(quán)等方面具有無可比擬的優(yōu)點。用 VC + + 開發(fā)最基本的 GIS 系統(tǒng)需要包含如下幾個部分： 管理空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)的矢量圖形系統(tǒng) ，管理特征數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) ，以及實現(xiàn)矢量圖形系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)雙向連接的連接系統(tǒng)。一些 GIS 系統(tǒng)專業(yè)開發(fā)工具 ，如下面我們將要提到的 Map Info 等 ，也是用 C + + 通過如上的思路 ，在矢量圖形系統(tǒng)上開發(fā)完成的。

下面將對以上幾個部分的開發(fā)思路進行詳細(xì)介紹。

1 .1 相對完整的矢量圖形系統(tǒng)的開發(fā)

一個基本的矢量圖形系統(tǒng)一般需要如下功能：

①較完善的圖形元素。包括處理點、直線、圓、連接直線、多邊形區(qū)域、標(biāo)注文本等圖形元素的能力 ，并具備處理圖形塊的能力。

②具備基本的圖形輸入輸出功能。包括鼠標(biāo)交互繪制功能 ，圖形數(shù)據(jù)交互輸入等功能。根據(jù)具體的情況需要具有數(shù)字化儀輸入、與其他圖形系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口等功能 ，還有從打印或繪圖設(shè)備輸出圖形的能力。

③完善的圖形操作功能。包括：圖形的放縮、移動 ，對象查詢等各種操作功能。

④包括圖層、顏色、線型等的設(shè)置功能。⑤有較大的存儲容量。⑥有較強的容錯能力和可恢復(fù)性。

1. 2 開發(fā)與圖形系統(tǒng)配套的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是 GIS 系統(tǒng)重要的組成部分 ，用來管理 GIS 系統(tǒng)中各種性質(zhì)數(shù)據(jù)。最常用的開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的方法是使用 ODBC 。

ODBC 作為一種開放的數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn) ，可以使用各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如 SQL Server 、Oracle 、Access 等） 的數(shù)據(jù)庫文件作為數(shù)據(jù)源 ，使用 SQL 語言作為操作和查詢語句 ， 按照統(tǒng)一的方法來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。結(jié)合 GIS 系統(tǒng) ，一個基本的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)需要提供以下的操作功能：

①數(shù)據(jù)瀏覽。

②數(shù)據(jù)編輯。對數(shù)據(jù)表進行增加記錄、修改記錄、刪除記錄等操作 ，即可以任意修改數(shù)據(jù)表的內(nèi)容。

③數(shù)據(jù)查詢功能。能夠提供操作界面 ，任意組織數(shù)據(jù)表的過濾條件 ，對數(shù)據(jù)表進行查詢操作。

④排序。能夠組織排序字段 ，對數(shù)據(jù)表進行多字段和可選順序的排序操作。

其次 ，是建立矢量圖形系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的連接。所謂建立連接關(guān)系 ，就是把矢量圖形系統(tǒng)的圖形元素與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫記錄或者數(shù)據(jù)庫視圖之間建立連接 ，把性質(zhì)數(shù)據(jù)賦給矢量圖形元素。對于一個比較完善的 GIS 系統(tǒng)來說 ， 這種連接必須具有以下的特點： 連接的雙向性、連接的多項性、連接的穩(wěn)定性。

最后在建立了矢量圖形系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的連接后 ，就可以通過對矢量圖形系統(tǒng)的圖形元素的操作（選中、圖形元素間的拓?fù)潢P(guān)系等） 來得到或操作與之連接的性質(zhì)數(shù)據(jù) ，實現(xiàn)空間信息統(tǒng)計和分析等功能。即以建立起來的 GIS 系統(tǒng)框架為基礎(chǔ) ，開發(fā)實現(xiàn)使用系統(tǒng)的具體功能。

2、利用目前流行的 GIS 軟件平臺進行開發(fā)

目前 GIS 軟件 ，國際上比較流行的是：Arc Info系列 ，Map Info 系列 ， SuperMap 系列產(chǎn)品等。國產(chǎn)GIS 軟件中 ，以中國地質(zhì)大學(xué)的 MA P GIS 為代表。這些平臺都提供了用戶進行二次開發(fā)的工具和接口 ，通過二次開發(fā)亦可滿足很多客戶的不同需求 ，并且開發(fā)簡便 ，迅速見效。這里我們不對其二次開發(fā)的方法進行深究 ，而是就目前 GIS 軟件與當(dāng)前軟件技術(shù)的發(fā)展方向相結(jié)合而朝組件式的開發(fā)方向進行探討。這種趨勢即由過去廠家提供了全部系統(tǒng)或者具有二次開發(fā)功能的軟件過渡到提供組件由用戶自己再開發(fā)的方向上來。GIS 技術(shù)的發(fā)展 ，在軟件模式上經(jīng)歷了功能模塊、包式軟件、核心式軟件 ， 從而發(fā)展到組件式 GIS 和 Web GIS 的過程。傳統(tǒng) GIS 雖然在功能上已經(jīng)比較成熟 ， 但是由于這些系統(tǒng)多是基于十多年前的軟件技術(shù)開發(fā)的 ，屬于獨立封閉的系統(tǒng)。同時 ， GIS 軟件變得日益龐大 ，用戶難以掌握 ， 費用昂貴 ， 阻礙了 GIS 的普及和應(yīng)用。組件式 GIS 的出現(xiàn)為傳統(tǒng) GIS 面臨的多種問題提供了全新的解決思路。組件式 GIS的基本思想是把 GIS 的各大功能模塊劃分為幾個控件 ，每個控件完成不同的功能。各個 GIS 控件之間 ，以及 GIS 控件與其它非 GIS 控件之間 ，可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來 ，形成最終的 GIS 應(yīng)用?？丶缤欢迅魇礁鳂拥姆e木 ，他們分別實現(xiàn)不同的功能（包括 GIS 和非 GIS功能） ，根據(jù)需要把實現(xiàn)各種功能的 ”積木”搭建起來 ，就構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)。

目前應(yīng)用比較廣泛的是：

Map Info 開發(fā)的 Map X ， 以及 ER IS 公司開發(fā)的MapObject s 。下面將重點對利用 Map Info 公司開發(fā)的 Map X 進行 GIS 軟件開發(fā)特點以及主要過程進行分析并與 MapObject s 進行比較。

Map X 是 Map Info 公司向用戶提供的具有強大地圖分析功能的 ActiveX 控件產(chǎn)品。由于它是一種基于 Windows 操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控件 ， 因而能支持絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可視化開發(fā)環(huán)境如 Visual C + + 、Visual Basic 、Delp hi 、PowerBuilder 等。編程人員在開發(fā)過程中可以選用自己最熟悉的開發(fā)語言 ，輕松地將地圖功能嵌入到應(yīng)用中 ，并且可以脫離 Map Info 的軟件平臺運行。利用 Map X ，能夠簡單快速地在企業(yè)應(yīng)用中嵌入地圖化功能 ，增強企業(yè)應(yīng)用的空間分析能力 ， 實現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用的增值。

Map X 提供了各種工具、屬性和方法 ，熟練的運用這些工具、屬性、方法通過編程可以滿足不同開發(fā)需求。

要快速 ，深入的理解 Map X ，我們可以從下面兩個方面入手 ，一方面是 Map X 的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ，另一方面是 Map X 的基本屬性。理解了這兩方面 ，又具備一定的編程能力 ，結(jié)合 Map X 的開發(fā)手冊 ，就能開發(fā)出所需要的 GIS 運用系統(tǒng)。

（1） Map X 的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是 GIS 的基石，GIS 就是通過這種地理空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立地理圖形的空間數(shù)據(jù)模型并定義各空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系 ，從而實現(xiàn)地理圖形和數(shù)據(jù)庫的結(jié)合。

從橫向分析 ，Map X 采取的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是基于空間實體和空間索引相結(jié)合的一種結(jié)構(gòu)?？臻g實體是地理圖形的抽象模型 ，主要包括點、線、面三種類型。任何點、線、面實體都可以用直角坐標(biāo)點　x 、y 來表示。點可以表示成一組坐標(biāo) （ x ，y） ，對于線和面 ， 則均被表示成多組坐標(biāo) （ x1 ， y1 ; x2 ， y2 ;xn ，yn） 。空間索引是查詢空間實體的一種機制 ，

通過空間索引 ，就能夠以盡量快的速度查詢到給定坐標(biāo)范圍內(nèi)的空間實體及其所對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

從縱向分析 ，Map X 的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種分層存放的結(jié)構(gòu)。用戶可以通過圖形分層技術(shù) ，根據(jù)自己的需求或一定的標(biāo)準(zhǔn)對各種空間實體進行分層組合 ，將一張地圖分成不同圖層。采用這種分層存放的結(jié)構(gòu) ，可以提高圖形的搜索速度 ，便于各種不同數(shù)據(jù)的靈活調(diào)用、更新和管理。

2 .2 Map X 的基本屬性

有

放大、縮小、漫游等增加、移走、設(shè)置當(dāng)前層

有

1. 通過鼠標(biāo)選取特征

2. 通過 SQL 查找特征

3. 通過空間操作選取特征

有

有

有

較弱

有

較強

無

有

VC、VB 、PowerBuilder 、

Delphi 、Lotus Notes 等

·圖（ Map）

每個 Map 對象主要包括 Dataset s 、Layers 、An2notations 三個對象集合。

Map 對象有一些主要的屬性 ，如 Zoom 用來設(shè)置放大級別（在地圖上顯示的大小） ， Rotation 控制地圖的旋轉(zhuǎn)角度 ， CenterX 和 Center Y 用于設(shè)置 x和 y 的坐標(biāo)系 ， 這要取決于地圖的投影。Map 對象的許多屬性本身又是一個對象 ，比如說一幅地圖由多個圖層組成 ，則在一個 Map 對象中存在一個單獨的 layers 集合 ，其中包含所有圖層的信息。·圖層（Layers）在 Map X 中 ，每張單獨的地圖都被表示成單獨的一個圖層 ， 所有的圖層存儲在 layers 集合中。Layers 集合由 Layer 對象組成 ，按順序編號為 0 到n 。Layer 對象由 feat ures 對象組成 ，feat ures 對象又是由 Feat ure 對象組成 ，對應(yīng)于地圖中的點、線、區(qū)域或符號。

最上面一層為 Layers （1） ，Layers （2） 位于 Lay2ers （1） 的下面 ， 以次類推。最下面的圖層最先繪制 ，最上面的圖層最后繪制。在應(yīng)用程序中 ，合理地安排好每層在 Layers 中的順序是至關(guān)重要的。比如說有兩個圖層 ，一層為點 ，一層為區(qū)域 ，則應(yīng)將點層放到區(qū)域?qū)拥纳戏?，否則區(qū)域會將點覆蓋。另外 ，在進行地圖選擇操作時 ，根據(jù)要求調(diào)整圖層的順序也是十分重要的。Map X 中的選擇工具總是從

順序也是十分重要的。Map X 中的選擇工具總是從可選擇圖層中的最上層開始選擇 ，如果在地圖上的同一位置存在多個位于不同層的地圖對象 ，其結(jié)果是很難精確地選擇到目標(biāo)對象。因此 ，最好將被選擇圖層提到最上層顯示。

.地理集（ GeoSet s）

GeoSet 是在 GeoManager 中建立好的。 GST 文件 ，類似 Map Info 中的 WorkSpace 概念 ，是圖層及其設(shè)置的集合 ，控制程序中顯示的地圖。也可以在運行階段設(shè)置 GeoSet ， 此時將導(dǎo)致已經(jīng)加載的所有圖層和 DataSet 被刪除而由 GeoSet 中定義的圖層所代替。如果單純地想刪除所有圖層 ， 只需給GeoSet 賦一個空字符串即可?？梢允褂?GeoSet Manager 程序來管理 GeoSet 文件 （ 3 。 GST） 。默

認(rèn)情況下。 GST 文件存儲在。 。 。 map x maps 目

錄下 ， 可以調(diào)用 GeoDictionary Manager 程序進行修改 ，指向用戶程序數(shù)據(jù)所在的位置。

·數(shù)據(jù)集（Dataset s）

Dataset s 用于實現(xiàn)地圖與數(shù)據(jù)的綁定。例如 ，

一家房地產(chǎn)商將其開發(fā)的不同小區(qū)的銷售情況的數(shù)據(jù)庫和對應(yīng)區(qū)域的數(shù)字地圖綁定 ，可以在地圖上形象地顯示出不同區(qū)域銷售情況的趨勢以及和小區(qū)周邊環(huán)境的關(guān)系。建立地圖信息與屬性數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的過程稱之為自動綁定或自動匹配。要實現(xiàn)這一過程 ， 必須首先將地圖在 GeoDictionary 中注冊。

·標(biāo)注（Annotations）

Annotations 集合提供了操縱地圖中文字和符

號的簡單方法。Annotations 位于所有其它圖層的上方并且不與任何數(shù)據(jù)連接 ，類似于 Map Info 中的透明圖層。

Annotations 包括以下主要的屬性與方法： AddSymbol 在 Annotations 中增加符號 ， 符號類型使用 Map 。 Default Style 定義; Add Text 在 Annota2tions 中增加文本; Remove 刪除特定的標(biāo)注; Type

取值為 miSymbolAnnotation 或 mi TextAnnotation 。

Annotations 還有一個非常重要的屬性 Grap h2

ic ，其定義為 Grap hic 對象 ，在該對象中包含了符號或文本的樣式、位置等信息 ，即 Grap hic 的 Caption 、Position 、St yle 、X、Y 屬性。如 Annotations 的 Type屬性定義為 mi TextAnnotation ，則可以定義 Grap h2ic 的 Caption 屬性設(shè)置標(biāo)注的字符串。

·可創(chuàng)建對象

在 Map X 對象模型中 ，以下對象是可以被創(chuàng)建的：

Affine Transform ， BindLayer ， Bit map Symbols ， CoordSys ， Dat um ， Feat ure ， Fields ， Layer Info ， Map ， ODBCQuery Info ， Part s ， Point ， Point s ， Rectangle ， RowValue ， RowValues ， Style ， Variables ， Notes2

Query Info ，NotesView Info 。

綜上所述 ，我們可以根據(jù)具體開發(fā)任務(wù)的需要來選擇開發(fā)方式 ，筆者利用 Map X 和 GPS 技術(shù)實現(xiàn)的公交調(diào)度指揮系統(tǒng) ，不僅開發(fā)周期短 ，而且系統(tǒng)運行穩(wěn)定 ，并具有很好的可擴充性。隨著通信技術(shù)以及 GIS 技術(shù)的發(fā)展以及市場需求不斷增加 ，該開發(fā)方式將會給我們帶來更大的利益。毫無疑問 ，組件式 GIS 技術(shù)將給整個 GIS 技術(shù)體系和應(yīng)用模式帶來巨大的影響。

結(jié)束語

從GIS的出現(xiàn)，到現(xiàn)在短短幾十年，它已經(jīng)融入到了這個世界，改變了人們的生活方式。它作為信息產(chǎn)業(yè)的一個新人，卻在里面扮演著重要的角色，正以前所未有的速度發(fā)展。我覺得我們應(yīng)該吸取當(dāng)前GIS中的優(yōu)點，結(jié)合當(dāng)代的新興技術(shù)，更好的促進GIS的發(fā)展。GIS已經(jīng)深入到了各行各業(yè)，隨著GIS越來越好的發(fā)展，它將會在我們的生活中扮演著越來越重要的角色，同時我們也會越來越依賴它?？墒鞘澜鐓s因為它增加更多未知與可能，而這正是當(dāng)代社會所需要的。新的地理信息時代，我們將會迎來更多挑戰(zhàn)，新的地理信息時代，世界會變得更好。