陳俊（華南師範大學南海學院計算機系，廣東佛山５２８２２５）
摘要：研究了基於元件的應用程式開發模型，給出了乙個基於嵌入式元件技術的ｇｉｓ軟體開發的實施方案，設計
了乙個城市規劃管理資訊系統．
關鍵詞：元件；地理資訊系統；城市規劃
中圖分類號文獻標識碼：ａ文章編號
大多數ｇｉｓ軟體在國內外城市規劃管理應用中，或是基於檔案系統，或是基於關係型資料庫，其雖然具有較強大的功能，但在體系結構上，關於城市規劃空間資料和屬性資料統一管理等方面的技術問題尚沒有完全解決，難以形成實際執行的城市規劃管理業務應用系統，因此還無法發揮城市規劃管理資訊系統的優勢．這些問題主要體現在以下幾個方面¨１：
（１）圖形資料與屬性資料的一體化問題．對圖形資料和屬性資料處理的要求是要具有階段性、交叉性、繼起性和可計算性，要求圖、文、表貫穿規劃管理全過程．目前城市規劃兩種資料不能真正達到統一．（２）資料組織問題．如將地物類的符號表達作為要素加以採集，現實世界中本應相連的事物，在圖上卻由於製圖的需要將其斷開．
（３）規劃管理辦公的問題．規劃過程的申報審批、跟蹤督辦、流轉控制、週期控制、核發證書等業務和資料流程都需要圖形屬性資料貫穿其中．
（４）網路模式問題．ｃ／ｓ結構資料交換基本上以圖層為單元來進行．在這種情況下，當客戶端進行地理實體編輯或更新時，未實現真正意義上的遠端過程呼叫功能（ｒｐｃ）．
１元件式地理資訊系統
元件式ｇｉｓ（以下簡稱ｃｏｍｇｉｓ）的基本思想是把ｇｉｓ按功能劃分為幾個控制項，每個控制項完成不同的功能，使用者通過控制項提供的介面，編制**實現相應的功能．在視覺化開發環境下將ｇｉｓ控制項與其它非ｇｉｓ控制項整合在一起，形成最終的ｇｉｓ應用系統．元件式地理資訊系統的特點如下【２ｊ：
（１）高效無縫的系統整合．ｃｏｍ嵌入元件式物件模型實現ｇｉｓ功能，利用開發語言直接程式設計或是插入其它專業性控制項實現專業應用功能．
（２）無需專門的ｇｉｓ開發語言．只須了解ｃｏｍｇｉｓ中各控制項的功能，以及各控制項與外界的介面，控制項的屬性和方法，熟悉通用的整合開發環境，就可完成應用系統的開發和整合．
（３）系統的開放性．元件式系統為實現功能開放性和系統可擴充性提供了可能．根據各功能元件在系統中的差異，將其分為兩個系統層次：核心元件和應用元件．
核心元件是ｇｉｓ的必要組成部分，空間資料獲取元件、空間資料管理元件、空間資料繪製元件、應用物件元件和使用者互動元件一起構成了ｇｉｓ的核心元件．應用元件通過ｇｉｓ應用物件元件與核心元件建立應用會話，由核心元件完成應用元件要求提供的服務．
收稿日期：２０ｃｒ７—０６一ｃｒ７
作者簡介：陳俊（１９７９一）。男，廣東潮州人，華南師範大學南海學院計算機系教師，博士研究生，主要從事通訊與資訊理論研究萬方資料
２ｇｉｓ元件設計規範
目前ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的ｃｏｍ／ｄｃｏｍ佔據著市場領導地位，並逐漸成為業界事實上的標準．基於推出了ａｃｔｉｖｅｘ技術，它由若干個ｏｌｅ自動化物件組成，在設計時有必要對這些物件按照其實現的功能進行邏輯分類ｂｊ．
在元件軟體的設計過程中，除了要符合元件設計規範，向外部提供標準的介面之外，更重要的是軟體核心的設計．對於向量ｇｉｓ軟體來說，其核心設計指的是向量空間資料庫的設計．
（１）空間資料模型．空間資料模型由空間資料結構、資料操作和完整性約束三部分構成．資料結構部分，也稱為空間資料庫的儲存模型，指的是空間資料庫中的空間資料和非空間資料如何在物理記憶體中進行組織，並如何在外存裝置上持久儲存．空間資料庫的儲存模型包含了兩個方面的內容：記憶體結構和外存結構．大部分商業關聯式資料庫都提供長欄位作為儲存幾何資料結構的簡單容器，關係中的某個長欄位具有可變的長度．資料庫系統自身通常無法解釋這些幾何資料。在物件導向模型的基礎上提出的抽象資料型別是一種非常穩健的解決方式．物件導向的概念很適合於實現抽象空間資料型別和運算元．
空間資料庫的外存結構指的是記憶體中的空間物件如何在二級儲存裝置上持久儲存．ｃｏｍ／ｄｃｏｍ提供的結構化儲存技術為空間資料庫的外儲存模型提供了乙個方案．結構化儲存可以看作是檔案中的檔案系統，在單個檔案中提供了類似目錄、子目錄和檔案的儲存結構．
（２）空間查詢語言．在設計空間資料庫時，首先考慮的另外乙個重要問題是空間查詢語言，進而實現空間查詢功能．實現空間查詢語言的關鍵是對空間關係謂詞進行準確而完整的定義．ｏｇｃ規範在基於維數擴充套件的９交模型的基礎上定義了５種基本的空間關係謂詞，它們分別是相離相接穿越包含於（ｗｉｔｈｉｎ）、重疊對於尚未命名的其他空間關係，可用乙個通用的謂詞ｒｅｌａｔｅ表示意味著ａ與ｂ之間符合所定義的９交矩陣模式關係．
（３）空間資料表達．空間資料表達中最重要的部分是對空間拓撲關係的表示．按照結構中包含的拓撲關係，可分為以下三種有代表性的型別：面結構、節點一弧～面拓撲結構以及雙重連線邊表．（４）空間資料訪問方法．在處理有大量資料的應用時，要求有乙個可行的空間訪問方法，即空間索引技術．通常來說，通過空間索引來查詢資料要經過兩個步驟，首先，對空間圖形的近似值（通常是乙個簡單圖形，如最小約束矩形ｍｂｒ）進行索引，使之能被快速地篩選；選過程得到的物件的實際資料進行測試，以消除由於近似處理帶來的誤差．
３城市規劃地理資訊模型系統
３．１地理資訊系統開發模式
地理資訊系統開發模式的特點是採用ｍａｐｘ元件和物件導向視覺化程式語言ｄｅｌｐｈｉ整合的開發模式．該系統除具有ｇｉｓ所必備的各類空間資訊的分析功能，還具有可擴充套件性，能夠根據業務管理的變化而不斷改進系統功能．視覺化開發環境（如ｄｅｉｐｈｉ等）將ｇｉｓ控制項嵌入使用者應用程式中，實現一般ｇｉｓ功能，在同一環境下利用開發語言實現專業應用功能．
３．２城市規劃中的地理資訊系統資料庫設計
城市規劃中的地理資訊系統的資料**較廣，包括基礎地理資料、功能規劃專題資料、多**資料及相關的屬性資料等。獲取資料主要有以下幾種方式：一是利用掃瞄器把圖紙掃瞄後以柵格資料結構形式儲存，並利用向量化軟體把柵格資料轉換為向量資料；二是通過手工在鍵盤上輸入地圖的屬性資料；還可以購買商業資料．
在城市規劃地理資訊系統中，資料由表達物體地理實體幾何屬性的空間屬性和表達非幾何屬性的屬性資料構成．空間資料表示地理實體的空間位置或現在所處的地理位置，表達了物體地理實體的幾何定位特徵，一般以座標資料表示，屬性資料通常呈相對獨立的變化，即空間位置不變，但屬性型別可能發生改變．有效的空間資料管理要求空間資料和屬性資料單獨存放，並採用不同的軟體來處理這兩類資料．城市規劃空間資料庫與一般資料庫相比，具有以下特點：首先，資料量特別大，城市規劃地理系統是個複雜的綜合體，要用屬性資料來描述各個地理要素．其次，還有空間資料，即描述交通要素空間分布位置資訊的資料，並且這兩種資料之間具有不可分割的聯絡【３ｊ．
屬性資料的管理主要由資料庫管理系統來完成．城市規劃空間資料庫記載的是與城市規劃有關的圖形資訊及它們的特徵碼．城市規劃資料中的電子地圖以分層形式儲存、管理、分析交通規劃資訊．電子地圖的規劃資訊按不同屬性分為不同層，即：主要道路層（包括快速路、主幹路、支路等）、交叉口層、城市用地層、路名、主要單位、鐵路層、水系層、規劃小區層、規劃中區層等．所有這些層中的物件都可以由ｇｉｓ的點（ｐｏｉｎｔ）、線（ｌｉｎｅ或ａｒｃ）、面物件來描述．其中交叉口、主要單位等可抽象為具有地理意義的「點」集；主要道路可抽象為「線」性物件；城市用地，水系層中的水域、規劃小區、規劃中區可用「面」來表示．表１為規劃空間資料庫結構。
表１規劃空間資料庫結構
把具有相同地理特徵的地圖實體存放在同一圖層，就得到若干個地理圖層．這樣，可以根據有選擇的透明疊加來得到需要的地圖．比如將規劃小區、城市用地等地圖疊加在一起，就可以得到一張各小區用地情況圖等等．
資料輸入的過程就是將空間資料和相關的屬性資訊用計算機可識別的圖形和數字形式輸入計算機的過程，即交通網路數位化的過程．目前，數位化的方式有多種，如數位化儀輸入、掃瞄器輸入、遙感資料輸入及從其它格式的檔案（如ｃａｄ圖轉入）等．對於路網檔案，先把獲得路網節點座標檔案轉入到ｍａｐｉｎｆｏ軟體中，並根據節點座標建立～系列點，然後根據各節點之間
的拓撲聯接關係進行連線，從而得到所需的路網檔案．根
據規劃中前期**和路網分析的需要，輸入相應屬性信
息，即可形成完整的規劃資訊．
地理資訊系統軟體ｍａｐｉｎｆｏ能訪問遠端資料庫，能下
載遠端資料庫ｄｂｍｓ表作為本地表來使用，而且ｄｂｍｓ原
表和**表之間保持著動態鏈結關係．此外，還可以通過
關鍵字的查詢，實現空間資料和屬性資料的連線，其結構
如圖１所示．
圖１交通網路資料實體結構
４城市規劃地理資訊系統的設計和實現
城市規劃地理資訊系統功能框架如圖２所示．
檔案編輯
檢視工具
圖層瀏覽查詢一一一一
選項交通管理
圖２系統的體系結構
系統的主要功能包括檔案和圖層管理、編輯、檢視縮放、空間量算、投影轉換、瀏覽查詢、列印輸出等，並提供各種快捷方式，方便使用者的使用．
「檔案」選單包括對地圖中圖層的各種操作．「檔案」選單中的「加入圖層」、「移除圖層」選項，可以很方便地加入圖層到地圖中或把圖層從地圖中移除；「圖層」選單中的「圖層管理」選項可以顯示出所有當前視窗中已經開啟的圖層，使用者可以在對話方塊中增加、移除圖層，改變圖層疊放順序．「編輯」選單中諸選項可以根據使用者不同需要，對圖元進行多種選擇（包括單選、矩形選擇、圓形選擇和多邊形選擇），對選定的圖元可進行拷貝、貼上．「檢視」選單中諸選項具有地圖的放大、縮小、漫遊、平移、全圖顯示等功能．「瀏覽查詢」選單中的「瀏覽」選項可以檢視圖層中圖元的資訊資料．「查詢」選項為使用者獲取特定的資料提供了方便的手段．「工具」選單中的「距離量算」，可以量算出地圖中線段在不同計量單位下的距離；「標籤」可以方便地將圖元的基本屬性在地圖上顯示；「圖元資訊」可以顯示選定圖元的屬性資料；「多**」可以**各類**檔案．統計分析可對功能區面積、個數、所佔比例及屬性資料進行統計和統計圖表生成；空間分析可進行緩衝區分析和空間疊加分析．
參考文獻：
［１］吳俐民．面向ｇｉｓ的城市基礎數字地相簿的建立［ｊ］．地礦測繪
［２］鄒群勇，王欽敏，肖桂榮．基於元件技術的地理資訊系統應用研究［ｊ］．計算機應用
［３］談曉軍，邊馥荃，何忠煥．基於０ｐｅｒｇｉｓ規範的地理資訊系統元件的核心及功能設計［ｊ］．武漢大學學報：資訊科學版
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（責任編輯：王桂珍）
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