634522518毕业设计（论文）基于Mapinfo的GIS系统的设计与实现

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1、 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第II页摘要地理信息系统 (Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。本设计主要利用Mapinfo制图软件以在网上下载到的成都市地图为依据绘制了成都市电子地图。最后以Visual C+作为开发工具，采用MapX控件技术，实现了一个成都

2、市的电子地图信息查询系统。主要功能包括放大工具、缩小缩小、箭头工具、箭头选取工具、手型工具、信息查询、面积查询、距离查询、鹰眼功能、公交查询、美食天地等等。 本文第一章对GIS的概念，历史和发展现状进行了分析，同时介绍了国内外GIS的软件。第二章介绍了数字城市的基本信息，概括了城市GIS系统的需求分析以及一些相关技术。第三章介绍了数字城市的基本信息和基于Mapinfo成都市地图的实现。最后一章介绍了以Visual C+作为开发工具，采用MapX控件技术实现GIS信息查询系统。关键词： 地理信息系统；Mapinfo；MapX。AbstractGIS( Geographic Information

3、 System) is a computer-based tool. It can map and analyze the existing things and the occurred incidents in the world. GIS technology integrates the unique visual effect and geographic analysis functions of maps with the general operation of the database (for example, inquiry and statistical analysi

4、s, etc) This ability of GIS make it differentiate from other information systems, thus in a wide range of public and private enterprises and institutions the ability makes GIS have practical value in explaining incidents, forecasting results and making strategies. We drew the map information system

5、of Chengdu making use of Mapinfo and according as the map of Chengdu from internet. Finally, Choosing VC as the developing tools and adopting MapX as the representation for GIS to do the second development, we have implemented the map information system of Chengdu which includes zoom in query, zoom

6、out query，distance query, area query, bus query, dinning room query and so on.The main emphasis of the first chapter of our article is the conception, history and development of GIS and introducing the soft of GIS. In the second chapter, we explain basic information of Digital City and recapitulate

7、requirement of GIS. and in the third chapter, we explain how make the map of Chengdu. in the final chapter, we choose VC as the developing tools and adopt MapX as the representation for GIS to do the second development, we have implemented the map information system of Chengdu.key words : Geographic

8、 Information System；Mapinfo；MapX； 免责声明：文档在线网中所有的文档资料均由文档在线网会员提供,该文档资料的版权属于提供者所有。文档在线网会对会员提供的文档资料进行筛选和编辑，但是并不声明或保证其内容的合法性和正确性。西南交通大学本科毕业设计(论文) 目录摘要IAbstractII第一章 绪论31.1引言31.2GIS发展现状和应用领域31.2.1发展现状31.2.2应用现状31.3GIS系统的发展趋势31.3.1组建式GIS(ComGIS)系统31.3.2WebGIS系统31.3.3OpenGIS系统31.3.43D和4D GIS系统31.3.5GIS数据库管

9、理31.3.6虚拟实现31.4GIS发展历史31.5二维GIS与三维GIS31.5.1二维GIS的应用31.5.2三维GIS的应用31.5.3二维与三维GIS的比较31.6GIS软件介绍31.6.1国内31.6.2国外3第二章 城市GIS系统需求分析32.1可行性分析32.1.1技术可行性分析32.1.2操作可行性分析32.1.3经济可行性分析32.2系统功能需求分析3第三章 基于Mapinfo的地图绘制33.1数字城市的概念及应用33.2数字城市的相关技术33.2.1数据的收集处理技术33.2.23S集体集成技术33.2.3空间数据库技术33.2.4开放式地理信息系统(OpenGIS)技术3

10、3.3Mapinfo介绍33.4地图的获得33.5图层中填加数据信息3第四章GIS查询系统的设计与实现34.1MapX介绍34.2地图导入34.2.1在C+中导入MapX控件34.2.2初始化MapX控件34.3基本功能34.4距离,面积查询功能的实现34.4.1MapX中的自定义工具34.4.2距离面积查询功能实现过程34.5图层内部查询功能34.6鹰眼功能34.6.1鹰眼介绍34.6.2实现步骤34.7美食天地的简单实现34.8公交查询功能的简单实现34.8.1迪杰斯特拉算法34.8.2实现的主要过程3结论3致谢3参考文献3 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第37页第一章 绪论1.1 引

11、言地理信息系统的定义地理信息系统(GIS)是采集、存储、管理、检索、分析和描述整个或部分地球表面与空间地理分布数据的空间信息系统。它是一种能把图形管理系统和数据管理系统有机地结合起来的信息技术,既管理对象的位置又管理对象的其它属性,而且位置和其它属性是自动关联的。它最基本的功能是将分散收集到的各种空间、非空间信息输入到计算机中,建立起有相互联系的数据库。当外界情况发生变化时,只要更改局部的数据,就可维持数据库的有效性和现实性。GIS是一种空间数据库管理系统,是一个动态系统,所以不能简单地把它同地图数据库混为一谈。目前,GIS带动的产业急剧膨胀,已经深入到市政工程、企业决策、资源管理、交通运输、

12、医疗保健、邮电通信、公安急救、市场销售、金融保险、石油化工、水利电力、环境保护、旅游、科研、教育等各个方面。1.2 GIS发展现状和应用领域1.2.1 发展现状GIS技术的创立和发展,与地理空间信息的表示、处理、分析和应用手段的不断发展紧密相连。地理信息系统起源于地图,它们都是地理信息的载体,具有获取、存储、编辑、处理、分析与显示地理数据的功能。地图是地理学的第二代语言,而GIS将成为地理学的第三代语言。GIS是在地图学的基础上发展起来的,可分为以下几个阶段:开拓发展阶段。20世纪60年代,由于计算机硬件系统功能较弱,限制了软件技术的发展。这一时期的软件主要是针对当时的主机和外设开发的,算法粗

13、糙,图形功能有限。巩固阶段。20世纪70年代,计算机硬件和软件技术飞速发展,为空间数据的录入、存储、检索和输出提供了强有力的手段。用户屏幕和图形、图像卡的发展增强了人机对话和高质量的图形显示功能,促使GIS朝着使用方向迅速发展。由于这一时期GIS的需求增加,地图数字化输入技术有了一定的进展,采用人机交互方式,易于编辑修改,提高了工作效率,并出现了扫描输入技术系统,图形功能扩展不大,数据管理能力较小。这一时期软件最重要的进展是人机图形交互技术的发展。突破阶段。随着计算机软件、硬件技术的发展和普及,GIS也逐渐走向成熟,这一时期是GIS发展的重要时期。GIS软件技术在栅格扫描输入的数据处理、数据存

14、储和运算方面有了很大的突破。随着硬件技术的发展,GIS软件处理的数据量和复杂程度大大提高,许多软件技术固化到专用的处理器中,而且遥感影像的自动校正、实体识别、影像增强和专家系统分析软件也明显增加。在数据输出方面,与硬件技术相配合,G1S软件可支持多种形式的地图输出。在地理信息管理方面,除了DBMS技术已经发展到支持大型地图数据库的水平外,专门研制的适合GIS空间关系表达和分析的空间数据库管理系统也有了很大发展。社会化阶段。进入20世纪90年代,随着地理信息产业的建立和数字化信息产品在全世界的普及,GIS已经成为许多机构必备的工作系统,尤其是政府决策部门在一定程度上受GIS影响改变了现有机构的运

15、行方式、设置与工作计划等。而且,社会对GIS的认识普遍提高,需求大幅度增加,从而导致GIS应用的扩大与深化。自20世纪90年代以来,我国GIS步入快速发展阶段。它为国民经济重大问题提供了分析和决策依据,同时GIS的研究和应用正逐步形成行业,具备了走向产业化的条件。1.2.2 应用现状由于GIS是用来管理、分析空间数据的信息系统,所以几乎所有使用空间数据和空间信息的部门都可以应用GIS。目前,GIS系统已经被应用到环境模型建立、城市规划与管理、社会经济统计与分析、土地管理、地理测绘与管理、交通与管道管理等与空间信息密切相关的各个方面。GIS的主要应用领域有:城市基础设施管理。城市基础设施主要是指

16、城市地下管道(包括自来水管道、污水排放管道、煤气管道等)、城市供电网、通信网络、邮政网点、道路与交通设施等。由于这些设施同时具有与几何和空间位置相关的特性,建立基于GIS系统的信息系统能够提高对这些设施的管理水平,同时还能极大地提高设计与施工、设备维护与故障排除、线路改造等方面的效率,从而产生巨大的经济效益和社会效益。环境保护与管理。主要用GIS系统建立环境模型和环境信息系统,对环境的变化及发展趋势进行预报分析,同时通过统计分析及模拟研究为环境保护提供决策依据。此外,GIS系统技术也被用来建立植物种类与栖息地及环境因素有关的信息系统。社会调查与统计分析。GIS系统在国外已被广泛应用于人口学、选

17、举、人文地理等方面,我国也开始开展这方面的研究和应用工作。土地信息系统的建立。GIS系统最早是从土地信息系统LIS建立过程中发展起来的,而大量高质量GIS系统软件平台的出现又促进了土地信息系统的建立。目前基于GIS系统软件平台的土地信息系统,无论是图形处理、空间分析与统计、属性信息存储与查询、统计报表生成、决策支持等方面都比早期的土地信息系统有较大的改进。在军事领域中的应用。GIS系统已被广泛地应用到军事领域,包括数字化军事地图和定位系统、集团军可视化指挥、模拟训练等。最典型的范例是美国工程兵地形研究室开发的三维地形模拟GIS系统,已被成功地运用于美军在世界范围的导弹制导体系中。1.3 GIS

18、系统的发展趋势GIS系统是一门综合性的技术,也是一种对空间数据进行采集、存储、更新、分析、输出等处理的工具,而软件是GIS系统的核心。GIS软件体系主要指GIS软件的组织方式,它依赖于一定的软件技术基础,并决定了GIS系统软件的应用方式、集成效率等许多方面的特点。从发展历程看,GIS系统应用软件技术体系可以划分为GIS模块、集成式GIS、模块化GIS、核心式GIS、组件式GIS和万维网GIS系统6个阶段。随着计算机和互联网技术的发展以及应用领域的扩展,GIS的应用软件系统发展很快,从而构建了各种不同用途和功能的GIS系统。目前以GIS软件发展为特征的系统主要呈现以下几种趋势。1.3.1 组建式

19、GIS(ComGIS)系统这种新的GIS系统开发思路是将GIS系统功能分散制作成ActiveXControl和Automation,这些标准的ActiveXControl和Automtion可以被任何支持它们的开发环境所调用,以便在原有的或新开发的信息系统中加入GIS系统功能。组件软件的可编程和可重用特点为系统开发商提供了方便的二次开发手段,将在很大程度上推动GIS软件的系统集成化和应用大众化。同时ComGIS也很好地适应了网络技术的发展,是一种WebGIS的解决方案。它所涉及的关键技术包括各种组件技术的集成、通用性和可移植性的研究,因此利用Chaponents技术更容易建立InternetG

20、IS或IntranetGIS信息系统。1.3.2 WebGIS系统众所周知,信息高速公路的建立极大地方便了世界各地用户之间的信息交换与信息查询。由于GIS系统具有丰富的空间查询、空间分析及属性管理功能,因此GIS系统正在成为Internet或Intranet的一个主要内容。随着Internet技术的不断发展和人们对GIS系统的需求,把GIS系统与网络技术相融合,利用In2ternt在Web上发布空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能,形成一个网络化的地理空间集成平台,已经成为GIS系统发展的必然趋势。WebGIS系统的概念是Internt技术应用于GIS领域的产物。 GIS系统通过

21、WWW功能得以扩展,真正成为一种大众使用的工具。通过WWW的任意一个节点,Internet用户就可以测览WebGIS系统站点的空间数据、制作专题图,以及进行各种空间检索和空间分析,从而使GIS系统进入千家万户。1.3.3 OpenGIS系统目前,一种多用户、跨平台的OpenGIS技术正在被国外的许多研究机构、政府部门和高等院校研究和开发利用。开放型GIS系统的研究和应用使各政府部门及企业之间不同格式的数据能够方便地互访,有利于建立网络GIS系统及分布式GIS系统空间数据库,大大拓宽GIS系统的应用领域及其功能。1.3.4 3D和4D GIS系统由于地球以及各种物体都是以三维空间的形式存在的,因

22、此目前二维GIS系统技术或H维半(平面x,y坐标加高程)GIS系统对于完整描述地球上的对象就有一定限制。需要用三维空间来描述的应用领域有如下几方面:气象学、地质学、采矿学、石油勘探与开发、CAD/CAM、医学影像和机器人学等。一个三维GIS系统空间信息系统应该能够模拟、表示、管理、分析与三维实体相关的信息,并提供决策支持。因此,如何设计并运用4DGIS来描述、处理地理对象的时态特征也是一个重要研究领域。它所涉及的关键技术是:3Dand4D的建模技术,数据模型的研究,海量数据的存贮、管理、访问,显示空间索引技术,三维显示技术与科学计算可视化技术的集成,面向对象的空间数据库的研究,面向对象的空间数

23、据库与三维实时显示技术的集成。1.3.5 GIS数据库管理新型的GIS系统空间数据库管理系统这是建立大型GIS系统空间数据库的新方法。GIS系统一般由两个部分组成:一是应用程序,它包括专门的GIS系统应用软件以及用标准或非标准程序语言开发的用户界面及系统工具;一是数据。在GIS系统中,空间数据库的建立是一项非常复杂的工作,目前大多数GIS系统在处理空间数据和属性数据时都是将两者分开存放和管理,比如在Mapinfo系统中用.Map文件来存放几何和空间数据,而用.Dat文件来存放空间实体的属性数据;又如在ArcView系统中用.Shp文件来存放几何和空间数据,而用DBF数据库文件来存放属性数据。上

24、述数据管理和存放方式对于小型的GIS系统有一定的优越性,但对建立以面向对象为基础的大型GIS系统来说存在很多缺陷。因此,现在已出现一些新型的GIS空间数据库管理系统,这些新的系统将空间数据与属性数据存放在同一个数据库管理系统中。如Oracle开发的SDO和ESRI开发SDE(SpatialDataEngine)都属于这种类型的空间数据库系统。空间数据仓库(SpatialDataWarehouse)空间数据量非常大,而且数据大都分散在政府、私人机构、公司的各个部门,数据的管理与使用就变得非常复杂,但这些空间数据又具有极大的科学价值和经济价值,因此大多数发达国家都比较重视空间数据仓库的建立工作,许

25、多研究机构和政府部门参与到空间数据仓库建立的研究工作中。目前,在北美、欧洲、澳大利亚等国提出了(国家)空间数据基础设施(SDI)或NSDI的概念。国际上对地理空间数据基础设施建设十分重视,我国国家测绘局也积极地推进SDI的建设工作,并提出了规划模式,部分内容已经在实施当中。1.3.6 虚拟实现虚拟现实(VR)是目前GIS系统研究领域的另一重要方向。虚拟现实是对人类真实世界某一部分或某一过程的逼真模拟,给人提供视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉等信息,令人完全置身于虚拟世界中,感受与现实系统一致或接近,从而让人产生一种虽幻犹真的沉浸感。美国MultiGen公司生产的MultiGen软件已可以利用地理信

26、息中心的数字地形海拔数据(DTED)、数字文化特征数据(DFAD)和与之配套的航空或卫星照片,快速、高效地构造任何地区的地形地貌和文化特征。1.4 GIS发展历史我国GIS的发展虽然较晚,经历了4个阶段,即起步(1970-1980)，准备(1980-1985)，发展(1985-1995)，产业化(1996以后)阶段，GIS已经在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规化建设、土地管理、农作物调查和结产、交通、能源、通讯,地图测绘、林业、房地产开发、自然灾害的检测和评估、金融、保险、石头与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、11

27、0报警系统公共汽车调度等方面得到了具体应用。国内外已有城市测绘地理信息系统或测绘数据库正在进行或建设中。一批信息软件已研制开发成功(如GeoStar,CityStar,MapGIS等)，一批高等院校已设立了一些与GIS有关的专业或学科，一批关门从事GIS产业活动的高新技术产业相继成立。此外，还成立了”中国GIS协会”和”中国GPS技术应用协会”等。我国地理信息系统方面的工作自80年代初开始。以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为编制，在几年的起步发展阶段中，我国地理信息系统在理论探索、硬件配置、软件研制、规范制定、区域试验研究、局部系统建立、初步应用试验和技术队

28、伍培养等方面都取得了进步，积累了经验，为在全国范围内展开地理信息系统的研究和应用奠定了基础。在国外，GIS是六十年代中期开始发展起来的新技术。它最初为解决地理问题而起，至今已成为一门设计测绘科学、环境科学、计算机技术等多学科的交叉学科。1963年加拿大测量学家R.F Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语。并建成世界上第一个GID(加拿大地理信息系统CGIS)。并用于自然资源的管理和规划。不久，美国哈佛大学提出了较完整的系统软件SYMAO。这可算是GIS的起步。进入70年代以后，由于计算机软硬件水平的提高，促使GIS朝着实用方向迅速发展，一些经济发达国家先后建立了许多专业性的GIS，

29、在自然资源管理和规划方面发挥了重大的作用。如，从1970年到1976年，美国国家地质调查局就建成50多个信息系统。其他国家如加拿大、德国、瑞典和日本等国相继发展了自己的GIS。80年代后兴起的计算机网络技术使地理信息的传输实效得到了极大的提高，他的应用从基础信息管理与规划转向更复杂的实际应用，成为辅助决策的工具，并促使了地理信息产业的形成。到1995年，市场上有报价的软件以达上千种，并且涌现出了一些有代表性的GIS软件。1.5 二维GIS与三维GIS1.5.1 二维GIS的应用目前，二维GIS主要在以下几个方面有着较深入的应用：1专题地图制图。如地形测量、人口、社会经济指标统计图等；2矿产资源

30、评价。应用于地质制图、工程地质、地质灾害、品位估算与预测等；3环境评价与监测。环境影响指数评价、灌溉适宜性指数评价、污染指数评价等；4土地、水资源调查与管理。土地管理、道路设计、文物保护、水质评价等；5资源开采。主要完成生产图形的绘制与修改，开采技术参数的评价与预测，基础数据的管理等；6管网，交通模拟模型。煤气管道、污水管道、输电线路、铁路、公路的网络模拟研究；7导航系统。空中管制、海图制作等；8城市规划。居民点、商业网点、道路的设计、各种管网工程的管理与设计等。1.5.2 三维GIS的应用目前，三维GIS主要在以下几个方面有着较为深入的应用：1城市规划与管理空间规划是GIS的一个重要领域，城

31、市规划与管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布，如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施占地面积的合理分配问题。2生态、环境管理与模拟区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、环境危害后果的三维模拟、环保设施的管理、环境规划等。3基础设施管理城市的地下基础设施（电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等）广泛分布于城市的各个角落，而且这些设施明显具有地理参照特征。通过对这些基础设施进行三维建模，可以更加直观的对这些基础设施进行分析和管理。4网络分析建立交通网络，地下管线网络等的计算机模型。研究交通流量，制定交通规则都可以很好的应用三维

32、GIS。三维GIS还可以应用于警务和医疗救护的路径优选，车辆导航等。5可视化的应用以数字地面模型为基础，可以建立城市、区域、大型建筑工程、著名风景名胜区的三维可视化模型，实现多角度浏览。这种三维可视化模型可广泛应用于城市宣传、区域规划、大型工程管理和仿真、旅游等领域。1.5.3 二维与三维GIS的比较世界的本原是处在三维空间的，二维GIS将现实世界简化为平面上二维投影的概念模型决定了它在描述三维空间现象上的无能为力。二维GIS的不足之处具体表现在以下四个方面：1二维GIS是基于符号的系统，不能给人以自然界的本原感受；2用二维GIS表达许多起伏地形表面的物体时，作了一些近似假设，并经过了投影变换

33、，与真实情况有一定的差异；3二维GIS只能处理平面上X，Y轴上的信息，不能处理Z轴方向上的信息。它通常是将Z轴投影到二维平面上进行处理，因此对于同一（X,Y）位置的多个Z值难以表达。这就造成它对Z轴方向上两个或两个以上的采样值或界面无法处理，无法进行切制剖面、三维查询、三维分析等真三维操作，使得矿山、地质、环境、海洋、城市、气象等众多领域的三维原始数据不能得到充分的利用，三维信息处理受到严重的制约，使GIS在这些领域的应用受到很大的限制；4虽然二维GIS可以用数字高程模型来处理空间实体的高程坐标，但是由于它们无法建立空间实体的三维拓扑关系，使得很多的真三维操作难以实现。通过对二维GIS的分析可

34、以看出，随着GIS应用的深入，人们越来越需要用三维GIS来分析和处理问题，在采矿、地质、石油等领域这种需求尤其迫切。三维GIS具有对空间对象进行三维空间分析和操作的能力。与二维GIS相比，三维GIS对客观世界的表达能给人以更真实的感受。它不仅能够描述和表达对象之间的空间位置和平面关系，而且能够表达它们之间的垂向关系。1.6 GIS软件介绍1.6.1 国内1MapGISMapGIS是中国地质大学开发的地理信息系统软件，其功能模块包括：1）数据输入模块：提供了各种的空间数据输入手段，包括数字化仪输入，扫描矢量化输入以及GPS输入。2）数据处理模块：可以对点、线、多边形等多种矢量数据进行处理，包括修

35、改编辑、错误检查、投影变换等功能。3）数据输出：可以将编排好的图形显示到屏幕或者输出到指定设备上，也可以生成PostScript或EPS文件。4）数据转换：提供了MapGIS与其它系统之间数据转换的功能。5）数据库管理：实现了对空间和属性数据库管理和维护。6）空间分析：提供了包括DTM分析、空间叠加分析、网络分析等一系列空间分析功能。7）图像处理：图像配准镶嵌以及处理分析模块。8）电子沙盘系统：实时生成地形三维曲面。9）数字高程模型：可以根据离散高程点或者等高线插值生成网格化的DEM，并进行相应的分析，如剖面分析、遮蔽角计算等等。2GeoStarCeoStar（吉奥之星）是武汉测绘科技大学开发

36、的、面向大型数据管理的地理信息系统软件，其功能模块包括： 1） GeoStar：是整个系统的基本模块，提供的功能包括空间数据管理、数据采集、图形编辑、空间查询分析、专题制图和符号设计、元数据管理等，从而支持从数据录入到制图输出的整个GIS工作流程。2）GeoGrid ：数字地形模型和数字正射影像的处理、分析模块。3）GeoTIN：利用离散高程点建立TIN，进而插值得到DEM，并进行相关分析运算和三维曲面生成。4）GeoImager：可以进行遥感图像的处理和影象制图。5）GeoImageDB：可以建立多尺度的遥感影象数据库系统。6）GeoSurf：利用Java实现的因特网空间信息发布系统。7）G

37、eoScan：图像扫描矢量化模块，支持符号识别。3CitystarCitystar（城市之星）地理信息系统软件由北京大学开发研制，是一个面向桌面应用的GIS平台，其具体模块包括：1）Citystar编辑模块：矢量数据的录入、编辑。2）Citystar查询分析模块：矢量栅格综合的空间数据管理、查询、分析模块，提供了多种空间模型运算。3）Citystar制图模块：提供了地图的整饰输出以及符号制作功能，同时也可以制作影象地图。4）Citystar扫描矢量化模块：提供了线状图形扫描、细化、跟踪并矢量化的一系列操作，适用于地形图等高线的录入。5）Citystar可视开发模块：包括OCX控件，使用户可以进

38、行二次开发。该模块提供了一个平台，包装控件的功能，便于用户使用，同时实现了多源数据的管理和查询，使用户可以方便的构造应用。6）Citystar遥感图像处理模块：提供了从遥感图像纠正到增强、变换、分类以提取专题信息整个流程的功能。7）Citystar数字地形模块：等值线、离散点插值生成DEM，并基于DEM进行各种分析。8）Citystar三维模块：基于DEM的三维曲面生成和查询分析。9）Citystar GPS模块：GPS数据的接收、显示和分析。1.6.2 国外1ESRI产品系列ESRI公司（Environmental Systems Research Institute Inc.）于1969

39、年成立于美国加利福尼亚州的Redlands市，公司主要从事GIS工具软件的开发和GIS数据生产。ESRI的产品中，最主要的是运行于UNIX/Windows NT平台上的ArcInfo，它由两部分组成：Workstation ArcInfo和Desktop ArcInfo。1）Workstation ArcInfo基于拓扑数据模型，实现了图库（Map Library）的管理，并且具有了栅格数据的分析功能，支持栅格矢量一体化查询和叠加显示。此外，ArcInfo 还提供了二次开发语言AML以及开放开发环境ODE，以便于用户定制自己的GIS应用。Workstation ArcInfo提供了最基本的GI

40、S功能，包括数据录入和编辑、投影变换、制图输出、查询分析及其分析功能（缓冲区分析、叠加复合分析等等）。除了上述基本功能以外，Workstation ArcInfo还通过一些扩展模块实现特定的专门功能：TIN：基于不规则三角网的地表模型生成、显示和分析模块，可以根据等高线、高程点、地形线生成DEM，并进行通视、剖面、填挖方计算等。GRID：栅格分析处理模块，可以对栅格数据进行输入、编辑、显示、分析、输出，其分析模型包括基于栅格的市场分析、走廊分析、扩散模型等。NETWORK：网络分析模块，提供了最短路径选择、资源分配、辖区规划、网络流量等功能，可以应用于交通、市政、电力等领域的管理和规划。ARC

41、SCAN：扫描矢量化模块。ARCSTORM：基于客户机/服务器机制建立的数据库管理模块，可以管理大量的图库数据。COGO：侧重于处理一些空间要素的几何关系，用于数字测量和工程制图。ArcPress：图形输出模块，可以将制图数据转换成为PostScript格式，并可分色制版。ArcSDE：SDE指空间数据引擎（Spatial Database Engine），它是一个连续的空间数据模型，通过它可以将空间数据加入到关系数据库管理系统中去，并基于客户机/服务器机制提供了对数据进行操作的访问接口，支持多用户、事物处理和版本管理。用户可以以ArcSDE作为服务器，定制开发具体的应用系统。2）Deskto

42、p ArcInfo包括三个应用：Arc Map、Arc Catalog和Arc Toolbox。Arc Map实现了地图数据的显示、查询和分析；Arc Catalog用于基于元数据的定位、浏览和管理空间数据；Arc Toolbox是由常用数据分析处理功能组成的工具箱。3）ArcView GIS是ESRI的桌面GIS系统，它以工程为中心，实现了对地图数据、结构化的属性数据、统计图、地图图面配置、开发语言等多种文档的管理。除了提供脚本语言Avenue使用户可以定制系统以外，ArcView还以“插件”的形式提供了一些扩展模块，包括：Spatial Analyst：栅格数据的建模分析；Network

43、Analyst：网络分析；ArcPress：制图输出；3D Analyst：利用DEM实现三维透视图的生成；Image Analyst：影像分析处理；Tracking Analyst：通过直接接收、回放实时数据，实现对GPS的支持。4）MapObjects是一组供应用开发人员使用的GIS功能OCX（OLE Custom Control）控件，用户可以采用其它的支持OCX的开发平台，如Visual Basic，Delphi等，集成MapObjects，建立具体的应用系统。5）ArcFM，支持公共设施规划、管理和服务的模块。6）Internet Map Server(IMS)，实现了因特网上地理数

44、据发布功能。2Mapinfo产品系列MapInfo公司于1986年成立于美国特洛伊(Troy)市，成立以来，该公司一直致力于提供先进的数据可视化、信息地图化技术，其软件代表是桌面地图信息系统软件MapInfo。1）MapInfo Professional是MapInfo公司主要的软件产品，它支持多种本地或者远程数据库，较好地实现了数据可视化，生成各种专题地图。此外还能够进行一些空间查询和空间分析运算，如缓冲区等等，并通过动态图层支持GPS数据。2）MapBasic是为在Mapinfo平台上开发用户定制程序的编程语言，它使用与BASIC语言一致的函数和语句，便于用户掌握。通过MapBasic进行

45、二次开发，能够扩展MapInfo功能，并与其它应用系统集成。3）MapInfo ProServer是应用于网络环境下的地图应用服务器，它使得MapInfo Professional运行于服务器端，并能够响应用户的操作请求；而客户端可以使用任何标准的Web浏览器。由于在服务器上可以运行多个MapInfo Professional实例，以满足用户的服务请求，从而节省了投资。4）MapInfo MapX是MapInfo提供的OCX控件。5）MapInfo MapXtrem是基于Internet/Extranet的地图应用服务器，它可以用于帮助配置企业的Internet。6）SpatialWare是在

46、对象关系数据库环境下基于SQL进行空间查询和分析的空间信息管理系统，在SpatialWare中，支持简单的空间对象，从而支持空间查询，并能产生新的几何对象。在实际应用中，一般使用SpatialWare作为数据服务器，而MapInfo Professional作为客户端，可以提高系统开发效率。7）Vertical Mapper提供了基于网格的数据分析工具。第二章 城市GIS系统需求分析需求分析工作是系统设计的出发点和依据。概括地说需求分析就是要根据出行人员的具体需求情况，明确需要什么样的查询系统，需要什么样的功能和性能，为什么需要，以及各种需求的紧迫程度如何。只有需求明确了，按需求建立起来的线路

47、查询系统才能达到预期的目标，取得预定的效果。2.1 可行性分析2.1.1 技术可行性分析本系统采用Mapinfo软件制作成都市地图，分为背景，三环路，主要道路，次要干道等图层，各图层内有相关的数据信息。最后以Visual C+作为开发工具，采用MAPX控件技术实现GIS查询系统。其中主要包括公交路线查询和成都美食查询。本系统在技术上是绝对可行的。而且该系统对于操作环境的要求不高，现在普遍使用的计算机都可以运行该系统。2.1.2 操作可行性分析本系统界面简洁明了，操作容易，用户只要懂得初步的计算机操作即可。2.1.3 经济可行性分析从成本上看来，开发及维护系统所需的计算机、网络等硬件设备，网络等

48、通信费用，软件支持等基本上都是现有的。所以在经济角度来看，本软件是绝对可行的。2.2 系统功能需求分析功能描述经过进一步的调研、讨论对该系统的需求做如下的简述：1. 利用Mapinfo软件做出地图，并将该地图嵌入到界面中；2实现基本地图操作与功能，放大、缩小、选择、鹰眼等功能；3. 实现信息查询功能，包括距离查询，面积查询，图层内信息查询等；4. 实现公交路线查询，输入起始地图，地图上将显示两点间的路线；5. 实现成都美食查询, 输入某个地方附近要找的美食种类，（比如川菜，东北菜等）地图上将显示具体位置。第三章 基于Mapinfo的地图绘制3.1 数字城市的概念及应用数字城市就是信息化、现代化

49、城市，不仅包括数字经济、数字社会、数字生活和数字政府、数字企业、数字社区、数字家庭等，还包括数字地籍、数字规划、数字水利、数字交通、数字电力、数字通讯、数字旅游、数字生态、数字抗灾、数字商务和数字金融等的数字化。数字城市就是人类梦寐以求的理想生活环境。 世纪之交，各个国家和地区都将信息化建设作为提高自身竞争力的重要战略措施，数字地球、数字城市等新概念的出现，预示着国家和城市信息化建设的竞争即将进入一个更为激烈的阶段。数字城市通过宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立电子政务、电子商务、劳动社会保障等信息系统和信息化社区,实现全市国民经济和社会信息化。数字城市是当

50、前的热门话题，作为戈尔的“数字地球”概念的引伸，它引起了各级政府以及相关行业的关注。在城市的各种基础设施建设中，事故时有发生。城市交通、土地、水资源、能源、灾害管理和决策的水平急需改善和提高。这就要求运用数字城市和GIS技术建立一个规范的城市规划系统，来更完整、更准确、更全面的把握城市及其周边环境的动态空间特征。城市化是社会经济发展的必然趋势，它将给社会发展带来新的机遇，从而提高我国的综合国力和现代化水平。但城市化的同时也将带来一系列的问题，如空间布局混乱、人口膨胀、环境危机、资源危机、耕地浪费、交通堵塞、灾害加剧和人居质量恶化等。为了缓解这些危机，必须及时准确地掌握相应的空间信息。发展小城镇

51、是我国经济社会发展的一个大战略，是实现城市化的必由之路。诸如小城镇交通网络与内部道路配置、给水排水系统规划、供热供燃气规划、环卫设施与生态环境保护规划、防灾减灾规划、土地与水资源合理利用等都急需包括GIS 技术在内的高科技的支撑。发展城市住宅产业是当前的一大热点。随着住房制度改革的深入，城市住宅产业将有大的发展。在社区和住宅的规划设计、建设以及住宅营销和物业管理等方面住宅产业信息化的需求十分旺盛。基于城市空间信息的服务，一方面可为企业提供信息服务，以提高它们在市场经济条件下的应变能力，公安、消防、金融、保险、通讯等城市特殊行业对地理信息服务的潜在需求不可低估。另一方面则是为社会公众提供开放性的

52、资讯服务，从而改善和提高人们的生活质量与效率 4 。3.2 数字城市的相关技术3.2.1 数据的收集处理技术数字城市的实现首先得有大量、及时地有关城市的地理、人文、环境数据。大量的人造地球卫星组成的对地观测系统为我们及时获取数据奠定了基础，同时我们也需要从其他方式获取我们感兴趣的事物信息。因此，数字城市应采用全智能化的数据收集处理技术。3.2.2 3S集体集成技术全球定位系统（GPS）、遥感（RS）、地理信息系统（GIS）是建立数学城市的三大支撑技术。而3S集成技术具有自动、实时地采集、处理和更新数据的功能，而且能够智能式地分析和运用数据，为各种应用提供科学的决策咨询，并回答用户可能提出的各种

53、复杂问题。3.2.3 空间数据库技术数据仓库技术是20世纪90年代信息技术的热点，它是面向主题的、集成的、具有时间序列特征的数据集合，用以支持管理中的决策制定过程。它是地球数据的集合、支持管理的、决策过程的、面向主题的、集成的随时间而变化的、持久的具有空间坐标的地球数据。要实现数字城市，必须综合整个城市的信息，而这些信息包括矢量数据、DEM数据、影像数据，这些数据都将是海量的，而要把这些数据综合利用起来，进行空间分析和决策，必须建立空间数据仓库。3.2.4 开放式地理信息系统(OpenGIS)技术开放式地理信息系统（OpenGIS）是实现城市内部各部门之间以及不同城市之间信息互相操作与查询的基

54、础，OpenGIS规定了未来的地理数据和地学空间信息处理技术的集成方法。OpenGIS具有互操作性、可扩展性、技术公开性、可移植性、兼容性、可实现性、协同性等特点。133.3 Mapinfo介绍MapInfo公司于1986年成立于美国特洛伊(Troy)市，成立以来，该公司一直致力于提供先进的数据可视化、信息地图化技术，其软件代表是桌面地图信息系统软件MapInfo。MapInfo Professional是MapInfo公司主要的软件产品，它支持多种本地或者远程数据库，较好地实现了数据可视化，生成各种专题地图。此外还能够进行一些空间查询和空间分析运算，如缓冲区等等，并通过动态图层支持GPS数据

55、。3.4 地图的获得地图中主要涉及了成都餐饮和公交路线等信息，精度不高。首先要找到成都地图做参考，在某GIS论坛找到地图如图3-1图3-2所示。图 3-1 成都市市区边界图的删格文件图3-2 成都市市区地图（1）把图3-1存成栅格文件；（2）调入Mapinfo中，设置为透明方式；（3）再新建一个图层，以图3-1和图3-2为依据绘制各个图层；（4）利用鼠标绘制图层，主要包括背景，成都餐饮，成都饮食主要干道，次要干道路，地名，公交路，三环路，河流，铁路。其中以背景图层和成都饮食图层为例。背景图层如图3-3所示。图3-3 用Mapinfo打开的背景图层 成都饮食图层如图3-4所示。图 3-4 用Ma

56、pinfo打开的成都饮食图层同时还通过卫星图特别绘制了交大老校区图层。交大图层如图3-5所示。图3-5 交大图层图层信息如图3-6所示。图3-6 该电子地图系统的图层信息然后在MapX中进行配置，最终得到的矢量图效果如图3-7所示。图 3-7通过屏幕数字化得到的成都市矢量地图3.5 图层中填加数据信息以成都饮食图层为例介绍在图层中填加数据信息。1 在图层控制选项中选择可编辑如图3-8所示。图3-8 Mapinfo图层控制2在维护菜单中选择表结构，填加数据信息项，如图3-9所示。图3-9 Mapinfo表结构2在右边操作窗口选择信息项在绘制的点中填加数据信息，如图3-10所示。图3-10 数据填

57、加菜单第四章GIS查询系统的设计与实现一个城市的电子地图就是这个城市的缩影，本章主要以MapX作为二次开发工具，利用Visual C+实现了一个成都市市区的电子地图应用系统。主要工程如下：1基本的地图操作与功能：放大、缩小、选择、测量距离、面积测量，鹰眼，精确查找；2查询功能：美食查询，公交路线查询；3分析功能：最短路径分析。4.1 MapX介绍MapInfo MapX是一个用来做地图化的OCX控件，它可以在应用程序中加入强大的制图功能。可以把数据用地图的形式显示出来，使数据更易于理解。地图形式比简单的图表，图形能提供更多的信息，而且描述地图比描述数据表更加简单迅速。通过使用MapX，可以将地

58、图化功能嵌入到新的和现有的应用中。并可以分析并直观地显示业务数据，创建或编辑地图图元，并按地理位置显示数据结果。由于MapX是一个OCX控件，所以它可以被集成到使用Visual Basic、PowrBuilder、Visual C+等开发的客户端应用程序以及使用Lotus Script的Lotus Notes中。MapX是一个基于ActiveX(OCX)技术的可编程控件。它使用与MapInfo Professional一致的地图数据格式，并实现了大多数MapInfo Professional的功能。MapX为开发人员提供了一个快速、易用、功能强大的地图化组件。在VB，Delphi，PowerB

59、uilder，VC等可视化开发环境中，只需在设计阶段将MapX控件放入窗体中，并对其进行编程，设置属性或调用方法或相应事件，即可实现数据可视化，专题分析，地理查询，地理编码等丰富的地图信息系统功能。 对MapX编程，不需要有任何MapBasic知识，而且大多数任务可简单的通过设置MapX控件的属性来实现。MapX定义了一个类体系，以有效的组织图形元素，图层，属性数据等对象。MapX的主要功能包括：显示MapInfo格式的地图；对地图进行放大、缩小、漫游、选择等操作；专题地图；图层控制；数据绑定；动态图层和用户绘图图层；生成和编辑地图对象；简单地理查询：边界查询，地址查询。4.2 地图导入下面要

60、做的就是把做好的地图导入到Visual C+中，具体步骤如下：4.2.1 在C+中导入MapX控件要在程序中使用MapX控件，首先必须导入它。这一步和别的控件编程是差不多的。从AddClass菜单中选择MFC Class From ActiveX Control，接下来在选择对话框中选择MapInfo MapX V5确定后，该MapX控件就被导入了，并自动生在了相应的MapX.h和MapX.cpp文件。但是，该自动生在的MapX.h和MapX.cpp文件并不可用，因为它有很多的方法和属性都不完整。所以，需要从MapX安装目录的Samples文件夹中将可用的MapX.h和MapX.cpp替换掉系

61、统自动生成的MapX.h和MapX.cpp文件。接下来，在程序中就可以自由的使用该控件了。4.2.2 初始化MapX控件要在窗口中显示地图，还必须初始化MapX控件，这可以通过创建MapX对象来实现。创建好MapX对象以后，就可以给它设定GeoSet的路径，操作正确的话该地图就可以在View窗口中显示出来了。相关代码如下：1创建MapX对象以初始化MapX控件：if(!m_ctrlMapX.Create(NULL,WS_VISIBLE,CRect(0,0,100,100),this,IDC_MAP ) return -1;2设置.gst文件路径，导入.gst文件：tempClientPath.

62、Format(_T(%s数字城市用图片成都.gst),clientPath);m_ctrlMapX.SetGeoSet(tempClientPath);在实际操作过程中，这里经常会出现“Open Document Failed”的警告错误，这一般是由于MapX控件没有安装正确造成的。重新安装MapX控件可以解决。4.3 基本功能使用MapX，能够很轻松的把关于电子地图相关的一些基本功能应用到系统中，一般以普通的工具栏按钮表示。MapX 提供内置的标准工具，方面开发： 1. 增加图元工具如添加点、线条、折线、区域、符号、文本；2. 地图选择工具如点选、圆选、矩形选择、多边形选择；3. 其他工具如箭头、居中、放大、缩小、漫游、加标签。 在该系统中，关于主要实现了箭头工具，放大工具，缩小工具，手形工具，箭头选取工具，矩形选取工具，圆形选取工具，地图定点工具，鹰眼工具。各个工具栏按钮如图4-1所示。