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1、新疆大学硕士学位论文新疆非金属矿产资源地质信息系统设计姓名：麦尔合巴阿不都申请学位级别：硕士专业：地球探测与信息技术指导教师：张晓帆20070531摘要理信息系统是近年来兴起的一门新兴空间信息技术，是多种学科交叉的产物。它能够对具有空间结构的信息进行高效率的管理、分析和成果输出。随着地理信息系统的不断发展，它已经广泛的应用在能源交通、城市规划、资源评价、土地利用等方面，在国民经济中发挥着重要作用。本次研究把G I S 的应用引向了地学领域。本论文依托具体项目，从开发和应用两个方面阐述了地理信息系统与地学数据库的集成情况。在开发手段上，通过时下最受欢迎的开发模式之-C o m G I S 对系统
2、进行开发。实现的系统有别于传统的数据库管理系统，在空间查询管理和分析方面与后者有着本质的区别。下面简单叙述一下论文的大致内容：第一章简要介绍了一下项目的研究背景、研究内容、问题所在、技术路线以及项目研究所带来的意义，并对本次项目的最终成果之一，“新疆非金属矿产资源地质信息系统(G e o l n f oS y s t e m V1 0)”的设计思路和主要特色作了概要说明。第二章首先是介绍了G I S 与信息建模，着重分析了地质矿产空间数据库数据库与地学G I s 之间的区别和联系，通过比较它们的外在表现形式和实际内容，论述了两者之间的关系，揭示了地学数据库的本质。本章还叙述了基于证据权重法的空
3、间数据分析原理。随着空间分析向更深层次发展，空间分析逐步走向为决策提供支持。空间分析对象是与决策支持有关的地理目标的空间信息及其形成机理。第三章叙述了G I S 系统的空问数据库设计。空问数据库设计对于一个G I S 数据库而言，占有非常重要的地位。没有数据，地理信息系统将是一个空壳：有了数据，同时也要拥有一个有效地空问数据库设计方案，优化数据，优化设计，摘要优化管理，才能将地理信息系统的优势充分发挥出来。空间数据库设计包括空间图形数据库建设和属性数据库建设。一般来说，属性数据库的设计常常是G I S空间数据库设计中容易被忽略的一个问题，往往是重视了图形库的设计，强调了演示，忽视了实用，本次研
4、究以实用为出发点，在设计时强调了两种设计的齐头并用。本章还描述了本次研究的开发环境、运行环境以及系统的功能应用等。在开发环境上，我们采用的是E s r i 公司出品的地理信息系统平台A r c G I SE n g i n e，它是一个基于A r c O b j e c t s 技术的二次开发工具，有着不逊于A r c G I S 的G I S 管理和分析功能，灵活方便。在系统功能设计上，我们结合实际情况，合理的选择了开发的方向，把空间数据和属性数据的查询和管理作为重点，在此基础巨，增加了一些编辑、成图、输出功能。第四章主要是从宏观和微观两个层面的地质因素方面阐述了非金属矿产空间数据和属性数据
5、的分析应用。本次研究涉及到的数据纷繁复杂，遍及全疆，通过己知矿产地结合新疆地层、构造控矿形式和机理，以G I S 图层来反映和揭示其中潜在的规律。尤其是和矿区联系紧密的大比例尺空间数据，在揭示成矿内在规律时往往比其它形式有效地多。关键词：C o m G I S：地理信息系统；A r c G I SE n g i t i e：非金属矿产空问数据库2G I Si sat e c h n i q u eo fn e w l ya r i s e ns p a t i a li n f o r m a t i o nt h a tr i s ei nr e c e n ty e a r s,a n d
6、i sat h i n go fv a r i o u ss u b j e c t st h a tc r o$s I tc a ne f f i c i e n t l ym a n a g e，a n a l y z ei n f o r m a t i o nh a v i n gs p a t i a ls t r u c t u r ea n de x p o r tr e s u l t A l o n gw i t hc o n t i n u o u s l yd e v e l o po fG I S，i ti sa l r e a d ye x t e n s i v e
7、a p p l i c a t i o no ne n e r g ya n dt r a n s p o r t a t i o n,c i t yp l a n n i n g,r e s o u r c e se v a l u a t i o n,l a n de x p l o i t a t i o ne t c a n dc x e nt h eg r e a tf u n c t i o ni nt h en a t i o n a le c o n o m y T h i sr e s e a r c ha p p l i e sG I St og e o s c i e n
8、 c e sf i e l d s B ym a t e r i a li t e m t h i sp a p e re x p a t i a t e so ni n t e g r a t i o na b o u tG I Sa n dg e o l o g i c a ld a t a b a s ef r o md e v e l o p m e n ta n da p p f i c a f i o n O nt h ed e v e l o p m e n tm e a d s，w ed e v e l o pt h i ss y s t e mb yC o m G I S，w
9、 h i c hi sm o s to n eo ft h ep o p u l a rd e v e l o p m e n tm o d e sa tp r e s e n t 佻s y s t e mi sd i f f e r e n tf r o mat r a d i t i o n a lD a t a b a s eM a n a g e m e n tS y s t e mi nq u e r y,m a n a g e m e n ta n da n a l y s e se s s e n t i a l l y n em o s t l yc o n t e n t s
10、o ft h i sp a p e ra r ca sf o l l o w si nb r i e f：I nt h ef i r s tc h a p t e r,i ti n t r o d u c e sr e s e a r c hb a c k g r o u n d,r e s e a r c hc o n t e n t sa n di t ss i g n i f i c a n c e,a n dm a k e st h ee s s e n t i a l se l u c i d a t i o nw i t hm a i ns p e c i a lf e a t u
11、 r e s I nc h a p t e r2 i tp u t sg r e a te m p h a s i so na n a l y z i n gd i f f e r e n t i a t i o na n dc o n t a c td u r i n gs p a t i a ld a t a b a s ea n dg e o l o g yd a t a b a s e，c o m p a r e st h e i ro u t s i d em a n i f e s t a t i o na n da c t u a lc o n t e n t s，d i s c
12、 u s s e sb o t hi t，a n n o u n c et oe s s e n t i a lo f g e o l o g yd a t a b a s e O t h e r w i s e，i td e s c r i b e ss p a t i a ld a t a b a s e sd e s i g n eo fG I S I nc h a p t e r3，d e s c r i b e ss p a t i a ld a t a b a s e sd e s i g n eo fG I S S p a t i a ld a t a b a s e sp l
13、a n n i n gi si m p o r t a n tf o rG I S I fn o td a t 乱G I Sw i l lb ee m p t y I tw i l le x e r ta d e q u a t e l ys o m ea d v a n t a g e si fi th a sa ne f f i c i e n ts p a t i a ld a t a b a s ed e s i g np l a na n do p t i m i z e sd a t a,p l a n n i n ga n dm a n a g e m e n tw h e nh
14、 a v i n gd a t a S p a t i a ld a t a b a s ed e s i g ni n c l u d e st h es p a t i a li m a g ed a t a b a s e sd e s i g na n dp r o p e r t y sd a t a b a s ed e s i g n I nag e n e r a lw a y，p r o p e r t y sd a t a b a s ei sf r e q u e n t l yn e g l e c t e di ns p a t i a ld a t a b a s
15、e an d sp a t i a l i ma g e da t a b a s e s de s i g ni s s tr e s s e d ex c e s s i v e l y T 1 l i se m p h a s i z e sd e m o n s t r a t i o nb u tn e g l e c t sp r a c t i c a b i l i t y I nv i e wo ft h i sr e s e a r c hp r a c t i c a b i l i t y,a td e s i g nw ee m p h a s i z e dt h
16、a tt w ok i n d so fd e s i g n sg of o r w a r dt o g e t h e r O t h e r w i s e，i td e s c r i b e sd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t，r u n n i n ge n v i r o n m e n ta n d3s y s t e m Sf u n c t i o n I nd e v e l o p i n ge n v i r o n m e n t，w ea d o p taG I Sp l a tf o r mf o rA r
17、c G I SE n g i n eo fE s r iC o I ti sas e c o n d d e v e l o p i n gc o m p o n e n to nA r c O b j e c t sa n dA r c E n g i n e sf u n c t i o ni nm a n a g e m e n ta n da n a l y s e si sn o tl e s st h a nA r c G I St s I ns y s t e m-sf u n c t i o n de s i g n，w es t r e s sq u e r ya n dm
18、a n a g e m e nt os p a t i a ld a t aa n dp r o p e r t yd a t ab yc o n n e c t i n ga c t u a lm a t e ra n dc h o o s ear a t i o n a lw a y I nt h i sb a s e,w ea d ds o m ef u n c t i o n sa sa n a l y s i sa n de x p o r t i n gi m a g ee t c C h a p t e r4,d i s c u s s e sa n a l y s i sa n
19、 da p p l i c a t i o nt os p a t i a ld a t aa n dp r o p e r t yd a t ao fn o n m e t a l l i cd e p o s i ts p a c ed a t a b a s ef o rg e o l o g i c a lf a c t o ri nm a c r oa p p r o a c ha n dm i c r oa p p r o a c h T h i sr e s e a r c h sd a t ai sc o m p l e xa n dc o m e sd o w nt oX i
20、 n j i a n gU y g u rA u t o n o m o u sR e g i o n W ei n t e g r a t es o m ek n o w nn o n m e t a l l i cs p a c ea n dw o r k i n gd e g r e ed a t aa n ds t r a t u m c o n s t i t u t i o ni n f o r m a t i o na n da n a l y z et h e j rc o n t r o l l i n gm i n e r a lm o d e l sa n dr e a
21、s o n s F i n a lw ea l m o u n c et h e i rp o t e n t i a lr u l e sb yl a y e r si m a g e P a r t i c u l a r l y，b i gs c a l es p a t i a ld a t at h a ti sc o n t a c tw i t hd i g g i n g si su s u a l l ym o r t：a v a i l a b l et h a nt h eo t h e rf o r mi na n n o u n c i n gt oi n s i d
22、 er u l e s K E YW O R D S：G I S，C o m G I S，N o n m e t a l l i cD e p o s t，S p a t i a l d a t a b a s e，A r c E n g i n e4致谢学位论文独创性申明本人声明，所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。文中依法引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人己用于其他学位申请的论文或成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人如违反上述声明，愿意承担由此
23、引发的一切责任和后果。论文作者签名：名熊已日期：2 0 0 7 年5 月2 0 日学位论文知识产权权属声明本人的学位论文是在学期间在导师指导下完成的，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为新疆大学。本学位论文属于：保密口，在年解密后适用于本声明。不保密回。(请在以上方框内打“”)论文作者签名：群臼导师签名同 朗：2 0 0 叮年5 月2 0 日日期：加D 1 年6 月孑同新疆大学硕士论文1 1 研究背景第一章绪论1 1 1 研究背景、课题来源中国是世界上的矿产大国，矿产资
24、源丰富。新疆拥有我国大陆面积六分之一，是祖国的一块宝地，有着各式各样的成矿地质环境，蕴藏着丰富的地下宝藏，是地质工作者驰骋的广阔天地，值得人们去探索、研究和开发。新疆矿产资源中非金属矿资源非常丰富，具有特殊的诱人魅力，是值得研究和开发的领域之一。在远古年代，新疆就以昆仑山美玉(和阗玉)闻名于世“1，为发展中华民族文化做出了重大的贡献。新中国成立以后，国家和自治区全面加强了新疆非金属矿产的地质勘查研究和开发工作，取得了辉煌的成就，为新疆和全国的建设事业做出了重大贡献。目前，新疆已知有非金属矿产8 0多种，并有2 0 多种非金属矿产探明储量居全国前茅，而且资源潜力巨大。这里发现了一批国内外驰名的大
25、型一超大型矿床，如阿尔泰山白云母和宝石矿床，天山且干布拉克蛭石矿床等。新疆地跨全球的中亚和特提斯两个巨型成矿域，地质成矿作用多样，并造就了若干具有新疆特色的非金属矿床。新疆这块非金属矿产资源宝地，有着宽阔的资源前景，是很值得深入研究的地区。近2 0 多年来，新疆地质勘查部门和国家3 0 5 科技攻关项目，从不同侧面对新疆非金属矿床进行了研究，把新疆非金属矿产的研究带入一个新的阶段，取得显著的成果。在非金属矿开发研究方面，根据非金属矿的特点和新技术的发展，对一些矿产进行了深加工的研究，特别是1 9 9 6 2 0 0 0年3 0 5 项目开展的新疆优势非金属矿资源利用研究，在蛭石、膨润土、沸石、
26、高岭土等应用中取得显著成果。前人在丌发建设矿山的同时，也给我第一章绪论们留下了很多宝贵的第一手文字和图形资料。利用这些资料，我们可以很清楚的了解到某个矿区的地质概况，当时地质工作者的工作程度，还可以指导我们今后该如何对该地区进行次一轮找矿。但是，从总体上看，新疆非金属矿产的地质工作和开发利用程度还比较低，研究力量较薄弱，还有待进一步加强。1 1 2 问题所在1 伴随着地质调查和工程勘察工作开展已经积累了海量的地质勘察原始数据资料，这些数据具有多来源、多类别和多维数等特征。这些数据资料揭示了区域地层结构、地质异常、岩土工程特征、矿产资源等丰富的地质信息。然而限于当时的存储手段，某些文字报告和图件
27、甚至还都是纸媒质，非常不便于长时间的保存。存放若干年后，轻则纸质泛黄，字迹模糊，重则整本遭到腐蚀，严重影响到了它的使用性。目前对这些非金属矿产数据的管理、应用一直缺乏全面有效的手段。笔者于2 0 0 6 年到中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队(以下简称为建材新疆总队)实习，亲身感受到了这个问题的严重性。2 建材新疆总队资料馆存放着非金属行业自多年以来全疆各地方矿山呈送的全部报告，另外还有一些其他类型的报告、卡片。为了存放这些资料，资料馆不得不腾出大量的房间用来作为资料库房。很多报告叠放在一起，既不方便存储，更不方便管理和查询。很多六七十年代送上来的报告，可用性己经变得极差。把这些纸质的报告转
28、成磁媒质，以计算机的数据库形式管理代替现行的资料管理模式为目的，2 0 0 4 年建材新疆总队依照中国地质调查局“全国矿产地数据库”要求完成了“建材矿产地数据库”。此数据库是M S A c c e s s 为后台的关系属性数据库，初步实现了建材矿产数据查询及管理，然而没有实现矿产空间数据库的设计、空间数据和属性数据的连接、空间数据的查询及分析。3 目前对非会属矿产数据的管理缺乏统一的概念模型、数据模型、元数据标准，缺乏统一的硬件和软件平台及接口；数据库的整合性差、利用率低，而在矿产地质勘察层面目前主要停留在数掘半自动收集、手工或2新疆大学硕士论文C A D 方式绘图、文字报告的应用水平，其数据
29、的产生、整理和归档是按项目要求进行的，文件方式存储、单机环境进行制图或编写报告，以致这些地质信息都以文字、图表形式散落在工程勘察报告中而未被充分利用，难以实现信息复用和综合分析应用。4 近几年来，“数字地球”、“数字城市”的研究和应用如火如茶，但有一个容易被忽略的方面，就是对地质信息管理、处理和应用。这些地质信息非常繁杂，包含地质单元、区域地质构造、岩石结构与组成和矿产资源等方面。并在这些工作中积累了丰富的中小比例尺地质图及相关数据与资料，其中蕴涵的大量地质信息以全面系统的地质基本规律或专家知识形式描述，而大比例尺(1：1 0 0 0 0 0)尺度的详细地质信息尚不全面、丰富。随着人类对区域开
30、发活动、社会经济和科学技术的不断发展，社会各个领域对大比例尺尺度的详细地质信息需求日益强烈，对其研究应用的广度和深度也不断提高。出现上述地质信息管理与应用的问题，除了业务和管理上的分离外，更重要是在理论方法的欠缺和技术创新应用的不足。可能的出路是纳入“数字国土”、“数字城市”工程的统一规划中去，采用新思路、新方法，实现G I S 技术、信息建模理论等创新应用，顺应目前矿产勘察从野外调查、C A D 辅助绘图传统方式，向勘察数据自动采集、空间数据集中管理应用方式发展的要求，实现地质基础数据和地质勘察专题数据等多源异构数据统一管理和综合应用，这是满足现实的需要和符合将来发展趋势的。为此建材新疆总队
31、2 0 0 6 年“新疆非金属矿产资源地质信息系统(G e o l n f oS y s t c m V1”项目立项。“新疆非金属矿产资源地质信息系统(G e o l n f oS y s t e m V1 o)”通过计算机数据库技术和信息共享技术，对新疆的非金属矿产地进行全面系统地汇总、整理和建库，把纸介质数据矢量化后转换成磁介质的数字信息，逐步形成一套动态的集管理和应用为目标的全疆非金属矿产资源数据库系统。3第一章绪论1 2 研究内容中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队2 0 0 6 年新疆非金属矿产资源地质信息系统项目立项。目标是全面收集整理新疆化工原料非金属矿产、建筑材料非金属矿产等大
32、、中、小型矿产地资料，在执行中国地质调查局新修订的相关技术标准基础上，建立G I S 平台上的相关非金属矿种的矿产空间数据库。建材新疆总队在全面整理和完善己有矿产地数据库及资料的基础上，准备建成新疆重要矿种统一形式非金属部分的矿产地数据库和可视化查询、编辑、输入、输出等基本功能的数据库服务管理系统(见图1 1)。在实际建设中，我们并没有完全局限于上级下达的任务，而是在准确领会上级精神，完成目标任务的同时，扩充了数据的来源，把本行业部门的其它一些数据源同时集成到系统中，突出了本行业的特色。非金属矿产资源信息化建设应以先进的“3 S”技术、数据库技术等为依托，把基础地理信息与新建非金属矿产资源专题
33、信息进行融合处理，统一科学分类，使分散的数据系统化、标准化，实现数据共享，增强数据的使用效率，为社会和用户提供空间信息资源服务。主要研究内容是：研究系统的空间数据组织结构。将基础地理数据与基础地质数据共同作为系统的基础数据层。在基础数据层上建立专题数据层、专题应用数据层及分析应用数据层，形成一个完整、统一、和谐并具有较高实用性和可扩展性的空间数据体系。(1)首先从非金属矿产地质信息系统设计及其管理的相关理论和技术开始研究，分析这些理论和技术在非金属矿产地质信息系统设计及其管理过程中的运用。(2)在理论研究的基础上，根据目前地质矿产信息化现状和非金属矿产地质信息系统设计及其管理流程，对非金属矿产
34、空间数据及其管理系统进行分析设计及开发。从用户的需求入手，重点研究系统的结构、数据库结构、系统的功能模块、系统的开发运行环境等内容，最后开发出基于G I S的新疆非金属矿产地质信息系统。(3)最后对研究过程中的G I S 与M I S 的集成技术和基于A r c E n g i n e 的开发技术等关键进行讨论。4新疆大学硕士论文图1 1 系统总体结构流程数据库建设是一项非常繁杂的工作，尤其是前期工作，面对的是成千上万个的数据项。单就此次项目工作而言，仅仅要把资料馆馆藏资料先转成文字卡片，便是一项十分庞大的工作量了。建材总队在时间紧，任务重，资金紧张的情况下，克服困难，踏踏实实，完成了一项项既
35、定内容。回顾前面所做的事情，以上研究内容具体实现大致有以下几个方面：1 用户需求分析及系统未来运行环境调查2 系统的总体功能设计3 数据库设计、完成属性数据库与空间数据库的结构设计第一章绪论4 属性数据和地图数据的收集、数据的录入、地图数字化、分层等数据处理过程5 数据指标的分级查询及相关各模块设计开发6 数据指标的专题地图设计开发7 数据维护功能的设计开发8 完成系统的集成9 系统调试与试运行1 3 技术路线数据库技术发展到现在应当说已经比较成熟了，从早期的层状模型、网状模型一直到后来占统治地位的关系模型数据库所要实现的功能似乎己经被人们开发殆尽。但是管理具有空间属性的数据的时候，数据库管理
36、系统的限制便暴露出来了。就这次的矿产地数据库而言，对象是新疆的一个个具体的矿区，这些矿区或者矿点具有很多的空间属性和地理属性，要想很直观的用原有的数据库管理系统去把它表达出来，无疑是非常困难的。所以这里我们引入了地理信息系统(o i s)的概念。由于G I S 具有空间分析和管理功能，因此以它作纽带，把空间数据和非空间数据联系在一起，实现空问数据和属性数据一体化管理。地理信息系统(G e o g r a p h i cI n f o r m a t i o nS y s t e m)是以计算机软硬件环境为依托，采集、存储、管理、分析与空间位置相关信息的计一算机系统，具有实用性强、应用领域广泛、
37、应用效果显著等特点。G I S 技术很早就应用于传统的地质领域，最初是从：二维宏观地质图处理开始，N-十世纪九十年代中后期随着“数字地球”和“数字城市”战略实施才延伸到地质勘察领域的微观数据管理与应用。(关于地理信息系统的定义以及一些相关知识将会在第二章作进一步的论述)新疆大学硕士论文1 3 1 系统设计构思一般来说，一个系统的设计会和很多因素有关1 2 1 8 1，但最重要的一点，是跟它最初的开发形式的选择密切相关的。应用G I S 系统的形式多种多样，但从开发实现的角度考虑，基本上可以分为三种形式：l、独立开发型就是指不依赖任何G I S 的工具软件，独立进行应用系统的开发，从底层做起。空
38、间数据的数据结构和数据库以及所有的算法，空间数据的采集、编辑到数据的处理分析和结果输出，这些都有开发者自主设计，然后选择某种程序设计语言如C 语言、V i s u a l C+，V i s u a l B a s i c,D e l p h i,P o w e r B u i l d e r等等，在一定的操系统平台上编程实现，与通用的G I S 软件相比，开发过程相似，只是在功能结构上更加针对应用目标。这种开发形式主要适用于开发商品化的地理信息系统平台软件，它对科研力量和科研经费都有着很高的要求，其开发周期相对也较长。2、单纯二次开发所谓是单纯的二次开发，是指完全借助于G I S 工具提供的开
39、发语言进行应用系统开发。目前在国内流行的G I S 工具软件中，有很多都提供了可供用户进行二次开发的宏语言，比如美国环境系统研究所E s R I)开发的A r c V i e w 提供的A v e n u e 语言，A r c l n f o 所带的A M L 语言，美国M a p I n f o公司研制的M a p I n f o 平台提供了M a p B a s i c 语言等。用户可以利用这些宏语言，以G I S 工具软件为开发平台，开发出针对自己的针对不同应用对象的应用程序。这样开发的好处是周期短，目标相对明确，只需把需要实现的部分模块集成到G I S 软件平台，简单易行，经费所需较少
40、。缺点是程序移植性差，并且受开发工具的限制，不能脱离原系统软件的环境而独立运行。3、集成二次开发集成二次开发是指利用G I S 工具软件(A r c l n f o，M a p l n f o，M a p G I S 等)实现G I S 的基本功能，以通过编程软件尤其是面向对象的可视化开发工具(如V i s u a lC+，V i s u a i B a s i c，D e l p h i，P o w e r B u i l d e r 等)为开发平台，充分发挥G I S 工具软件在空间数据处理上的有时及可视化开发工具在应用程序7第一章绪论开发上的强大功能，进行二者的集成二次开发。集成二次开发
41、又分为两种方式：一是采用对象连接嵌入自动化(O L E A u t o m a t i o n)技术或利用动态数据交换D D E，D y n a m i cD a t aE x c h a n g e)技术，用软件看法工具看法前台可执行应用程序，以O L E 自动化方式或D D E 方式G I S 工具软件在后台运行，实行应用程序的地理信息系统功能；二是利用G I S 工具软件生产厂家提供的建立在O C X 技术基础上的G I s 功能组件(控件)，如E S R I 公司的A r c O b j e c t s，M a p I n f o 公司的M a p X 等。因为它们适用于大多数面向对象
42、语言，所以就可以结合V i s u a lC+，V i s u a l B a s i c。等面向对象编程工具编制出应用程序，直接将G I S 功能嵌入到其中。利用此种形式，开发人员可以不仅可以开发出具有强大功能的专业地理信息系统，同时也可以完全脱离G I S 工具软件的运行环境，充分发挥自己的主观能动性和创造性，定制出符合自己习惯和风格的系统界面，以及所需要的G 1 S 各项功能。这种利用控件开发的方式目前又被称作组件式G I S(C o m G I S，C o m p o n e n t s G I S)。把G I s 的功能适当抽象，以组件形式供开发者使用，将会带来许多传统G I S 工
43、具无法比拟的优点。组件式G I S 系统大致有以下几个特点：1)小巧灵活、价格便宜在组件模型下，各组件都集中地实现与自己最紧密相关的系统功能。组件化的G I S 平台集中提供空间数据管理能力，并且能以灵活的方式与数据库系统连接。在保证功能的前提下，系统表现得小巧灵活，而其价格仅是传统G I S 开发工具的十分之一，甚至更少。这样，用户便能以较好的性能价格比获得或开发G I S 应用系统。2)直接嵌入M I s 开发工具组件的生产建立在严格的标准之上，因此，凡符合标准的组件都可在目酊流行的各种开发工具上使用。这样，V B，V C，D e l p h i，P o w e r B u i l d e
44、 r,N o t e s，F o x P r o，A c c e s s 等都可直接成为G I S 或G M l S 的优秀开发工具，它们各自的优点都能够得到充分发挥。这与传统G I S 专门性开发环境相比，是一种质的飞跃。3)强大的G I S 功能8新檀大学硕士论文新的G I S 组件都是基于3 2 位系统平台的，采用I n P o r c 直接调用形式，所以无论是管理大数据的能力还是处理速度方面均不比传统G I S 软件逊色。小小的G I S 组件完全能提供拼接、裁剪、叠合、缓冲区等空间处理能力和丰富的空问查询与分析能力。4)开发简捷由于G I S 组件可以直接嵌入M I s 开发工具中，
45、对于广大开发人员来讲，就可以自由选用他们熟悉的开发工具。而且，G I S 组件提供的A P I形式非常接近M I S 工具的模式，开发人员可以像管理数据库表一样熟练地管理地图等空间数据，无须对开发人员进行特殊的培训。在G I S 或G M I S的开发过程中，开发人员的素质与熟练程度是十分重要的因素。这将使大量的M I s 开发人员能够较快地过渡到G I S 或G M I S 的开发工作中，从而大大加速G l S 的发展。与单纯二次开发相比，集成二次开发实现起来相对容易。虽然这种开发形式需要开发人员掌握一门高级语言，并且对G I S 工具软件提供的组件的对象结构体系十分的了解，不过对一个控件的
46、掌握显然要比底层开发的一切从零开始容易，通用性的高级语言亦要比专门的开发性语言容易的多。因而它的开发周期相对第一种来说较短，所需各项费用也较之为低；同单纯二次开发相比，在灵活性上，也大大优于前者，可以利用控件提供的强大的G I S 功能来有选择的去实现既定的目标，更关键的，它的运行不依赖于G I S 工具软件的运行环境，用户可以完全随心所欲的定制符合自己要求的界面，系统移植性很强。应该说，这种开发形式很适合那种开发周期不长，对系统没有什么特殊要求，丽资金又不是太充足的项目实旌。E S R I 的A,c O b j e c t s 组件是一种集成的面向对象的地理数据模型的软件组件库，提供了A r
47、 cG 1 S 中全部功能，是开发G I S 应用程序的基础。开发人员可以利用A r c O b j e c t s 框架进行编程，以提高A r c G I S 的性能，扩展其应用，它是以完整有序的对象组件的集合形式发布的。A r c O b j e c t s 不是一种独立的商业软件，它包含在A r c G I S 产品中。A r c O b j e c t s 提供的组件为用户提供了进行二次开发和功能扩展的能力，能够实现A r c G I S 的所有9第一章绪论功能。基于A r e O b j e c t s 开发的应用软件也必须要有A r c G I S 的L i c e n s e 才
48、能运行。A r c O b j e e t s 的组件具有层次关系，如图1 2 所示。A p p l i c a t i o n 处于A r c O b j e c t s 框架的最高层，拥有D i s p l a y(显示)、D o c u m e n t(文档)、E x t e n s i o n(扩展功能1 3 个组成部分；D o c u m e n t 位于稍低的一个层次，但它可同时拥有几个下一级的M a p 对象，每个M a p 对象又可以拥有多个L a y e r 对象。A r c O b j e c t s 提供的M a p c o n t r o l 控件和A r c r e
49、a d e r c o n t r o l 控件位于M a p(S c e n e)层。各级的各个对象(类)都有其自身的接口、属性、方法。图1 2 A r c O b j e c t s 组件的层次关系基于以上原因种种，我们选择了集成二次开发这种开发方式。系统的开发运行环境主要以G I S 平台A r c G I S 9 2 体系中的A r c E n g i n e 为基础。1 3 2A r c E n g i n e 的介绍A r c G I S 系统使用软件组件A r c O b j e c t s 来建立及延伸。A r c o b j e c t s 为C+对象，是A r c G I
50、S 的基础。这些对象适用于各种平台，并可以从各种程序编写接口引用。A r c G l S 9 虽以版本8 为基础建立，但使用新的模块化、可延伸、且跨越各种平台的架构，并新增许多功能。A r c G I SE n g i R e 将一组核心A r c O b j e c t s 组装在一起，提供开发者建立自订G I S 及地图制作的应用程序。所有的A r c G l S9 应用程式都在A r c G I SE n g i n e 的架构下执行。A r c G I SE n g i n e l 2 1】，瞄l 由一套软件开发工具和执行时间(R u n t i m e)组成，这些是在A r c G