GIS应用开发技术大作业：GIS应用开发技术一、地理信息系统基本概念：地理信息系统是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

二、地理信息系统组成：1、计算机硬件系统计算机硬件系统是计算机系统中的实际物理装置的总称，可以是电子的、电的、磁的、机械的、光的元件或装置，是GIS的物理外壳。

2、计算机软件系统计算机软件系统是指必需的各种程序。

3、系统开发、管理和使用人员一个周密规划的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的应用工程师以及最终运行系统的用户。

4、空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。

它是由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他系统通讯输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。

三、以Supermap Despro介绍地理信息系统主要功能：①、应用系统开发基于Supermap Despro软件平台开发GIS应用系统，主要专注于国土资源、电子政务和公共服务、房产管理、统计、军事与公安等领域的GIS应用系统开发，可以根据用户的需要开发其他领域的应用系统。

可以直接为最终用户开发GIS应用系统，也可以与开发商和系统集成商合作为最终用户服务。

与开发商和系统集成商合作的方式包括：直接参与项目开发、为用户定制专业GIS应用模块、提供成熟的行业应用源代码和解决方案。

②、数据处理与建库为用户提供地图数字化、遥感图像处理、电子地图制作、综合空间数据建库、各种数据格式的转换与编辑、各类工程项目用图的整体方案设计、图纸影像扫描和喷绘等服务。

③、项目咨询为用户基于Supermap Despro软件开发应用系统提供项目策划与规划、项目立项、项目总体设计、项目招投标和项目监理等技术的咨询服务。

四、GIS主流技术：Ⅰ、组件式GIS组件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。

各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。

控件如同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来，就构成应用系统。

GIS组件产品GIS组件的代表作应首推MapObjects以及MapX等。

其中MapObjects由全球最大的GIS厂商ESRI(美国环境研究所)推出；MapX由著名的桌面GIS厂商美国MapInfo公司推出。

另外还有加拿大阿波罗科技集团的TITAN等。

Ⅱ、Web GISWebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。

是一个交互式的、分布式的、动态的地理信息系统，是由多个主机、多个数据库的无线终端，并由客户机与服务器（HTTP服务器及应用服务器）相连所组成的。

GIS通过WWW功能得以扩展，真正成为一种大众使用的工具。

从WWW的任意一个节点，Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使GIS进入千家万户。

WebGIS具有以下特点：(1)全球化的客户/服务器应用全球范围内任意一个WWW节点的Internet用户都可以访问WebGIS服务器提供的各种GIS服务，甚至还可以进行全球范围内的GIS数据更新。

(2)真正大众化的GIS 由于Internet的爆炸性发展，Web服务正在进入千家万户，WebGIS给更多用户提供了使用GIS的机会。

WebGIS可以使用通用浏览器进行浏览、查询，额外的插件(plug-in)、ActiveX控件和Java Applet通常都是免费的，降低了终端用户的经济和技术负担，很大程度上扩大了GIS的潜在用户范围。

而以往的GIS由于成本高和技术难度大，往往成为少数专家拥有的专业工具，很难推广。

(3)良好的可扩展性 WebGIS很容易跟Web中的其他信息服务进行无缝集成，可以建立灵活多变的GIS应用。

(4)跨平台特性在WebGIS以前，尽管一些厂商为不同的操作系统(如：Windows、UNIX、Macintosh)分别提供了相应的GIS软件版本，但是没有一个GIS软件真正具有跨平台的特性。

而基于Java的WebGIS可以做到"一次编成，到处运行 (write once, run anywhere)" ，把跨平台的特点发挥得淋漓尽致。

Ⅲ、嵌入式GIS嵌入式GIS（或称“移动GIS”），是新一代地理信息系统发展的代表方向之一，它是运行在嵌入式计算机系统上高度浓缩、高度精简的GIS软件系统。

嵌入式计算机系统是隐藏在各种装置、产品和系统（如掌上电脑、机顶盒、车载盒、手机等信息电器）之中的一种软硬件高度专业化的特定计算机系统，是计算机技术发展到后PC时代或信息电器时代的产物……移动GIS，是以移动互联网为支撑、以GPS智能手机为终端的GIS系统，是继桌面GIS、WEBGIS之后又一新的技术热点，移动定位、移动MIS、移动办公等越来越成为企业或个人的迫切需求，移动GIS就是其中的集中代表，使得随时随地获取信息变得轻松自如。

五、基于WebGIS的地理信息系统解决方案：过去，人们进行公交信息查询时，常使用纸质地图。

在几乎每个城市人都离不开互联网的今天，人们通常希望能通过网络快捷地查询公共汽车运行路线与换乘方案。

虽然，目前很多城市公交网站也提供了查询信息，但大多只是简单的文字查询，没有结合地图进行属性到空间以及空间到属性的动态查询，更没有为用户提供站点到站点间的最佳换乘查询。

因此，建立一基于互联网的昆明市公共汽车信息查询系统非常必要，它既能方便市民查询公交信息，又能扩大城市公交的宣传，是未来公交信息化的发展趋势[1]。

以空间数据为基础的地理信息系统（GIS）是实现该系统的强有力支持，GIS与互联网技术的结合形成了今天的WebGIS技术。

基于WebGIS的查询系统，人们可以在Internet的任意一个节点上，通过Web界面浏览和获取各种地理空间数据及属性数据。

以WebGIS为技术支持，以空间数据为基础，本系统在可视环境下实现了公交信息的查询、发布、管理等实际问题，从而方便广大用户进行公交信息的站点查询、公交线路查询、公交最优换乘策略查询等。

1.1功能设计通常，人们在乘坐公共汽车之前，最想知道的信息有：本人所在位置、周边最近站点、目的地附近站点、某次公交运行路线、最佳换乘策略等。

因此，本次研究以昆明市为例，将城市公交信息查询系统的功能初步设计为以下几个方面（1）地图浏览。

提供昆明市主城区地图浏览功能，实现地图的基本操作，如放大、缩小、漫游等。

（2）图层控制。

将地图信息分类，形成不同的图层，用户根据需要显示不同图层。

（3）空间数据与属性数据的相互查询。

提供各方面与公交相关的信息查询，包括公交站点、公交路线，以及其它相关信息，如行政区划、主要道路、宾馆、娱乐场所、公园等。

（4）临近查询。

即缓冲区分析，对用户住址某半径范围内进行分析，查询有哪些公交站点，以及通过各站点的公交线路信息等。

（5）公交换乘查询与路径高亮显示。

进行任意两个站点之间的路径分析以及相关的公交换乘信息查询，将最佳换乘策略与路线进行高亮显示。

1.2体系结构系统按照用户界面、服务器、查询系统、功能模块、数据库等不同层面进行结构设计（图1）。

数据库的管理包括对空间数据与属性数据管理，即对基本地理信息进行管理和维护，包括地图编辑和增删、空间数据和属性数据的输入与编辑、数据输出等功能。

服务器利用Internet在用户和信息之间提供可操作工具，实现信息实时的、动态的交换，供各交通部门在Internet上发布地图与交通信息以及用户的信息查询。

服务采用浏览器／服务器(Browser／Server，B／S)体系结构来实现。

B／S结构是3层结构，第1层是网络浏览器，提供用户和系统的友好交互；第2层是Web服务器，负责业务逻辑的实现第3层是数据服务器，负责数据的存储、访问及优化。

1.3软件环境系统采用SuperMap 5.0作为WebGIS Server，Windows Server 2000作为操作系统，Microsoft IIS作为Web服务平台，Visual 作为系统开发环境， SQL Server 2000作为空间信息和属性信息数据库，采用+语言，并结合JavaScript、HTML 等语言进行系统开发。

图1 系统结构Fig. 1 System Structure另外，因为运行SuperMap IS .NET 的需要，还需安装以下几个软件： Framework1.1、Microsoft Enterprise Instrumentation 、SuperMap Objects (运行版或开发版) 、DirectX 等。

1.4数据来源与数据库设计本次研究，空间数据的收集主要来之于昆明市交通旅游图、行政区划图、公交线路图等。

属性数据的收集来之于“公共汽车查阅手册”以及昆明公交网上发布的数据。

对上述图件矢量化后，通过SuperMap Deskpro直接生成空间数据集，每一个数据集都将保存为一个关系表存放在数据库中。

兼顾地图的使用与美观，按照SuperMap Deskpro 数据分层组织方法，编辑了16个数据集。

以公交站点、线路为例，逻辑结构设计如下。

公交站点设计为一独立的关系表，包括编号、名称、经过路次等属性数据。

同一站台名称由于有左右之分，用不同编号标识。

公交站点属性表格式如图2所示，其中，SmID 为编号；SmUserID为构建公交网关系模型时对应编码；DYLC 为对应路次，NAME 为站点名。

公交路线数据格式如图3所示，其中，SmLength 为线路长度，SmTopoID 为系统拓扑相关，NAME为公交路次，DIRECTION 为往返线路不同标示，上行为去程线路，下行为回程线路。

由于公交站点与公交线路之间是多对多的关系，因此将其关系单独设计为一关系表，包括StopID （站点编码）、BuslineID（公交路次）、ForwardOrder （去程经过站点排序）、backwardOrder （回程站点排序）等属性数据，该关系表将全部站点与路线建立了关联。

系统进行公交换乘分析查询是以起始站点(StartID)和终点站点(EndID)为基准点，以公交路线(BusLine)为方向基础，沿着公交网络模型中的站点排序(ForwardOrder 或者backwardOrde)，逐个对中间站点和公交线路其他节点进行分析，最后获得换乘线路。