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1、地理信息系统概述 地理信息系统技术(GIS)在我国已经广泛应用,在资源环境及设施的管理和规划中发挥着日益重要的作用,并且逐步形成为一门新兴的信息产业。在21世纪,信息经济已经成为当今世界经济发展的重要特征之一。应该正确把握GIS技术的发展动向,开发产品,推广行业应用,地理信息技术在水利建设中将发挥更加重要、更加积极的作用。 地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机硬、软件环境的支持下,对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示。目前国外流行的大型多用户的地理信息系统主要是ArcInfo,家族产品包括Arcview、ArcGis、ArcIMS等;针对小型和桌面型的软件有MapInfo,家族产品包括MapBasic、MapX等。我国国内也出现了一批具有一定影响力的软件,如MapGIS、AM/FM专用开发平台GROW、扫描数字化软件GeoScan等。 2、地理信息系统在水利工程中的运用 水利行业是传统的基础行业,它不仅担负着防洪抗旱的历史使命,而且,也承担水利资源开发运用的首要责任。随着知识技术的不断更新,水利也逐步走上现代化的发展道路,国家水利部以ArcInfo、ArcView系列软件为基础,建立“全国水土流失本底数据库”,证明水利正逐步迈上信息产业化的道路。经过实践证明,地理信息确实为水利行业的发展,尤其是洪水风险、灾难评估等方面起了不可磨灭的作用。 2.1 组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一 所谓组件式GIS,是指基于组件对象平台,以1组具有某种标准通信接口的、允许跨语言应用的组件提供的GIS。这种组件称为GIS组件,GIS组件之间以及GIS组件与其他组件之间可以通过标准的通信接口实现交互,这种交互甚至可以跨计算机实现。组件式GIS具有二次开发方便、易于集成、无限扩展等特点。组件式GIS软件平台带来了GIS应用系统开发方式的变革,有利于提高二次开发的效率,增强GIS系统中各子系统之间的集成度,便于与其他信息系统集成,为其他信息系统提供地理信息处理功能。MapX就是由MapInfo公司推出的组件式产品。它为使用者提供基本的地理信息操作功能,能在短时间内结合其他系统开发完成具有地理信息特点的合成系统,不仅可提供数据浏览、空间数据操作、图形操作等功能,而且可以与关系型数据库有效的结合,扩充了自身的数据容量,为使用者开拓了更好的属性数据操作功能。 2.2 以Delphi+MapX的模型,开发地理信息系统应用软件 以温州温瑞塘河河道整治GIS系统为例,该系统目的是对温瑞塘河环境、水利工程、污染因子进行统计和管理,为塘河整治提供直观、便捷的工具。系统分为3块内容:地理信息系统、数据库、数值模型计算。在分析塘河整治的主要目的和充分利用现有资料的基础上,地理信息系统的图层主要设置为基础图层(城镇、山区、道路、境界等)、污染数据图层(污染企业、禽畜养殖、生活小区、餐饮服务)、河网水系图层(水利工程、测量断面、水文测点、水质测点)。根据用户的需求和收集数据的情况,将地理信息系统功能设置成3块内容: (1)图层基本操作。包括对图层的显示、放大、缩小、移动、鼠标定位、鹰眼、面积、长度等。 (2)图层数据维护。由于塘河数据字段负责,内容多,因此,利用数据库高效的数据管理功能,利用图层数据与数据库数据之间的关键字,实现图层数据和数据库数据的双向检索功能。并提供用户对图层点源数据的维护,数据库实时同步,使系统具有更强的可操作性。 (3)图层数据统计。统计数据对塘河整治是相当有利和必要的,所以,在设计系统功能时,充分考虑用户需要用到的统计功能,可对区域数据实现矩形、圆形、不规则形查找,并对查找数据进行分项统计。污染因子可实现分区域、分类别统计,并用图形和报表显示统计结果。系统根据各个河段的污染因子的浓度,形成图例,对整个塘河污染程度有概括了解,为整治重点提供数据依据。 3、MapX的基本使用技巧 3.1 将MapX加载到开发程序 MapX提供控件形式,可方便地添加到任何开发应用程序中。以MapX4.5为例,首先运行Setup可执行文件,根据安装程序的提示将MapX及其提供的图例、范例一并安装,(建议读者能完全安装,在编程过程中,可参照所提供的范例,利于MapX的运用开发)。 以Delphi为例,启动Delphi,选择菜单Component->ImportActiveXControl,在弹出对话框中选择“Add..”,系统提示查找“.OCX”文件,将路径指向到“C:\programfiles\Commonfiles\Mapinfoshared\MapXCommon”,该路径下存在一个“MAPX40.0CX”文件,选中,MapX控件即被加载到开发程序中。查看工具栏的“ActiveX”栏,可看到地球图样的图标,说明控件加载成功。 3.2 地图加载 地图如何加载到系统中?MapX必须与MapinfoProfessional相结合,由MapinfoProfessional完成图形的加工,例如将地图配准、调色等,然后由MapX完成图形加载工作。加载可以通过两种方式。 (1)利用MapX提供的GeosetManage工具,将所需显示的图形文件添加进来,然后将当前的所有图形集合存为一个“XXX.GST”文件中,然后,在MapX中设定其属性“Geoset”为所保存的“XXX.GST”文件即可。注意,如果所存放的“XXX.GST”文件是其缺省位置,则在属性设置中只需设定文件即可;如果存放的位置是自己设定的,那么,必须在属性设置中将路径一并写入才能找到该文件。 (2)直接在程序中加载图形。MapX控件具有一个对象-Layers,通过Layers.Add.方法可以将所需要的图形文件逐个加入进来,并且同时设置各个图层的显示范围。 3.3 MapX的基本运用 MapX的运用主要是对图形的操作,可以实现图像放大、缩小、移动等功能。 由上面的范例可以看到这些基本操作是通过改变MapX控件当前的状态来实现的。一般,MapX的初始状态是没有任何图形操作功能。当用户选择任何一种图形操作功能之后,MapX就通过改变工具的状态来实现用户所需要的功能。 在开发过程中,MapX还可以提供些鼠标定位、丈量距离等功能,为用户提供直观的图形概念。以鼠标定位为范例(Delphi): 首先获得当前的鼠标位置,一般在MouseMove事件中可直接获得。通过Mapl.ConvertCoord(Screen_X,Screen_Y,Map_X,Map_Y,1);将屏幕数据直接转换成经纬度,在系统中显示。 3.4 MapX的运用技巧 首先介绍查找功能。查找的方式有两种,一种是选定图形对象,查找其空间数据和属性数据;另一种是输入需要查找的对象特征,然后对图形对象定位。 (1)第一种方式适合于矩形查找、不规则形查找、圆形查找等大范围数据查找。首先,要根据程序设计的要求,创建自己的工具。 通过此语句,MapX控件已具有一个额外的工具———Custom_Rectangle_Tool,而miToolTypeMarquee是指定该工具所具有的属性是矩形,miRectSelectCursor是指定鼠标的表现形式为矩形,后面的两个miArrowCursor是分别指定当按下shift和ctrl键时,鼠标的表现形式。此工具的功能是选定用户鼠标选中的矩形范围,便于查找和统计。 有了这样一个工具后,对于矩形查找就容易多了。当用户选定MapX处于矩形查找的状态后,用鼠标左键拉动来选择一块矩形区域。 这里有个小技巧,一般用选择工具选中对象后,图形对象是没有任何显示的,所以,为了能在系统中反映出所选中的图形范围,将绘图层的颜色和线型设置的较为特殊,以示突出。 系统将选定的区域创建后,还是不能获得空间数据。因此,必须轮寻各个图层信息,将所需要的信息集中反映,这样,才算完成了查找功能。 其他诸如圆形查找、不规则形查找与矩形查找大同小异,读者可根据前述方法尝试一下。 (2)第二种查找方式是通过属性数据来定位空间数据。这种方式主要涉及到空间数据的数据库,为了能实现这种查找方式,必须首先把空间数据作为一个普通的属性数据库加载于MapX上。 用户只要把需要查找的图层以这样的一种数据存储方式加载进来,就可以实现上述的查找功能。 在找到用户所需要的对象之后,系统可以将该对象居中并高亮显示。 4、GIS系统的应用展望 随着计算机运用的推广,软件技术也开始飞速发展。今天,地理信息系统不再作为一个单独的应用领域,而是与其它技术学科结合,被广泛运用于土地、交通、水利、航空等,在国民经济建设中发挥重要的作用。水利的主要责任之一是防洪防旱防风,其主要任务是数据采集、整理入库、洪水预报、防洪调度、台风路线、灾情评估、管理工作等,将各种海量数据寄托于地理信息系统,通过GIS对各种数据进行分析,并能与数值模型计算相结合,使模型计算的结果能更形象直观地表达。同时,GIS技术特有的网络分析、空间分析等功能与数据挖掘技术结合,为决策指挥提供科学依据。GIS还可与遥感(RS)、全球定位系统(GPS)结合,对大范围测量成本高或无法测量的区域进行分析,为水利建设发展提供有力的科学方法。 网络的发展给人们的生活带来了巨大的变化,GIS也开始积极地向WEBGIS迈进,利用将海量数据远程传送到客户端,可以实现数据远程共享,提高数据使用效率,同时也使GIS的运用更方便、更快捷。目前,国内外的GIS研究机构都在努力向网络GIS发展,相信不久的将来,网络会为GIS运用带来更多欣喜和便利。 |