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[摘要]

阐述了基于组件式GIS开发以GIS为核心的数字制图系统的优势，以及以GIS为核心的数字制图系统的设计目标和基本地形要素的编码方案。结合SuperMap Survey的开发过程，本文还介绍了如何设计和实现一个基于GIS内核的专业数字制图系统。

为了解决数字制图系统和地理信息系统之间的数据转换问题，有必要开发一个专用于地理信息系统的数字制图系统。本文讨论了基于组件GIS(ComGIS)技术开发地理信息系统管理系统的优势。此外，还列出了GIS DMS的目标，并解释了如何对GIS实体进行编码。特别地，SuperMap Survey被用来讨论为GIS开发DMS的细节。

[关键词:]

数字制图系统以GIS为核心，以SuperMap Survey为组件式GIS设计目标。

数字制图系统，用于GIS，组件GIS，目标，超图测量

1.介绍

数字测图技术是目前最常用的测图技术之一，数字测图系统提供的电子数据也是GIS非常重要的数据源。数字测图系统提供的电子数据与GIS数据的无缝连接也是GIS发展中亟待解决的难题之一。虽然目前国内外市场上有很多数字测图系统，但到目前为止都没有很好的解决存在的问题。数字测图系统提交的电子数据进入GIS后，存在的问题主要有:

(1)数据转换过程中普遍存在信息丢失。由于传统的数字制图系统大多是基于CAD内核开发的，侧重于空间几何信息的描述；然而，地理信息系统要求空间信息和属性信息的联合存储和管理，这导致在数据转换过程中不仅会丢失空间信息，还会丢失属性信息。

(2)数据转移后往往不能直接满足GIS的要求，还需要大量的后期编辑工作，既浪费了资源，又延长了系统的建设周期。

(3)地理信息系统基础数据库维护和更新困难。由于GIS和数字制图系统在维护和更新过程中数据转换频繁，往往无法直接操作基础数据库，造成基础数据维护和更新的不便。

(4)在数据转换过程中，除了信息丢失，往往还伴随着数据膨胀。数据膨胀的结果有时会导致GIS无法管理这些“海量”数据。

造成上述问题的原因是多方面的。总结起来，主要有以下原因:

(1)数据的复杂性和多样性。主要表现在现实世界的复杂性和多样性，以及同一空间对象在不同映射系统中描述和表达的不一致性。

(2)对GIS的理解不同。不同数字制图系统的开发者对GIS的理解不同，缺乏相应的统一标准作为参考，导致数据表达上的差异。

(3)由于基础开发平台和开发力量的限制，数字制图系统往往无法兼顾GIS的数据需求。目前大部分数字测图系统的开发者都不是GIS基础平台的开发者，这也或多或少的影响了数字测图系统与GIS之间的通信。

目前市场上有很多数字测图系统，按照开发方式可以分为两类:(1) CAD系统作为二次开发平台。这些系统很好地利用了CAD系统灵活的编辑和强大的绘图功能，但由于CAD系统与GIS在数据结构上的巨大差异，其数据往往达不到GIS的要求。(2)基于独立平台的数字测图系统。这样的系统虽然不必拘泥于二次开发的限制，但是在开发上有很大的灵活性。但是，开发这样一个系统，需要完全从底层开始，难度大，周期长，成本高。组件式GIS (ComGIS)技术的出现为开发以GIS为核心的数字制图系统提供了新的开发方法和思路。

2.组件式GIS技术及其作为数字制图系统开发平台的优势

2.1什么是组件式GIS技术？

基于组件的软件技术已经成为软件技术的发展趋势之一。基于组件的开发(CBD)是软件开发中的一场革命。与面向对象和客户机/服务器等新趋势不同，基于组件的开发不仅仅是一种新的分布式计算模式，而是一种支持包括设计、开发和部署在内的全生命周期计算概念的广泛体系结构。

由于基于组件的开发具有高度的可重用性和互操作性，它将影响应用组合的各个方面，包括所有类型的客户端、应用服务器和数据库服务器，并将对应用开发的各个方面产生深远的影响。

基于组件开发的两个重要规范是微软的COM/DCOM和OMG的CORBA。目前，微软的COM/DCOM在市场上占据领先地位，得到了广泛应用，并逐渐成为业界事实上的标准。基于COM/DCOM，微软引入了ActiveX技术，ActiveX控件是当今可视化编程中应用最广泛的标准组件。

所谓组件式GIS，是指基于组件对象平台，由一组具有一定标准通信接口、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的交互可以通过标准的通信接口实现，这种交互甚至可以跨计算机实现。

目前，国内外GIS厂商都非常看好组件式GIS平台的发展前景，纷纷推出自己的GIS产品。比如北京超图地理信息技术有限公司推出的全组件GIS平台SuperMap2000，北京途远公司开发的MapEngineer，ESRI的MapObjects，MapInfo的MapX等值得庆幸的是，国产组件式GIS平台在功能上完全可以与国外同类产品竞争，甚至在很多方面优于国外同类产品，这使得以GIS为核心的数字制图系统的开发有了更大的选择空间。

2.2利用组件式GIS开发数字制图系统的优势

组件式GIS的出现为开发以GIS为核心的数字制图系统提供了一种新的开发方法。与传统的开发方法相比，其优势主要表现在:

(1)组件式GIS本身就是一个完整的GIS，其数据模型与GIS完全一致。基于此，该开发可以保证数字制图系统与GIS的良好兼容性。

(2)组件式GIS具有灵活的开发手段。我们可以自由选择自己熟悉的计算机语言进行开发(如VB、VC、Delphi、C Builder等。)，而不必学习二次开发语言。组件式GIS提供了两个不同的开发层次，一个是基于ActiveX控件；二是基于组件式GIS的底层类库(SDK)直接开发。我们可以根据自己的需求灵活选择。

(3)组件式GIS完全封装了GIS的功能，使开发人员可以完全集中精力于专业功能的实现，大大降低了开发难度和开发周期。

(4)基于组件式GIS的数字制图系统具有良好的可扩展性。组件式GIS可以与包括数字制图系统在内的其他系统无缝集成，开发者可以直接使用编写的程序代码；组件式GIS平台往往由多个组件组成，开发者可以根据系统的需要随时选择新的组件对系统进行升级。有了组件平台的增强功能，开发者可以直接使用增强的底层功能，无需重新编译整个程序，大大降低了系统维护和升级的难度。

表1使用ComGIS的开发手段与传统开发手段的比较

对比内容\开发手段基于ComGIS平台和CAD平台，完全由底层开发。

与GIS的兼容性差。

以GIS为核心难吗？

对空间数据库的支持有好有差。

开发难度低，开发难度高。

开发周期有短有长。

开发投入很小很小。

好的可扩展性一般更好。

开发语言有很多种选择。

你支持视觉开发吗？

是否自主版权是，不是，是。

基于GIS的数字制图系统设计

3.1系统设计目标

经过多年的发展，传统的数字测图系统已经形成了比较完整的理论和技术体系。然而，GIS技术的快速发展和广泛应用对数字制图系统提出了更高的要求。组件式地理信息系统技术的出现，为传统的数字制图系统向以GIS为核心的数字制图系统的转变提供了一种理想的开发手段。与传统的数字制图系统相比，以GIS为核心的数字制图系统在设计上需要实现以下目标:

(1)以GIS为核心，面向GIS。这就要求在系统开发过程中要充分考虑GIS的数据需求，以解决目前制图系统数据进入GIS存在的问题。以GIS为核心是整个系统设计的灵魂和精髓。

(2)兼顾地图学和GIS的双重需求。在满足GIS需求的同时，还要考虑地图学对数据表达的要求，其核心是实体的符号化表达。

(3)开放式设计。不同地区、不同GIS的数据需求差异很大，这就要求数字制图系统具有更大的灵活性和定制性，以应对日新月异的变化。定制的内容应该包括实体编码、实体属性、实体层次结构等。

(4)支持空间数据库。近年来，基于大型关系数据库(如Oracle、SQL Sever等)的空间数据库技术。)已广泛应用于GIS工程建设中。如何在空间数据库的基础上直接存储、管理、维护和更新数据是迫切需要解决的问题之一。

(5)多源数据集成。目前，数字制图系统的电子数据格式和GIS数据格式有很多种。如果数字制图系统对这些数据格式有良好的支持，将大大降低数据存储的难度，解决GIS工程建设中的数据瓶颈问题。

(6)操作简单，符合操作人员的工作习惯。面向GIS的数字制图系统的工作量不可避免地会增加。以GIS为核心的数字制图系统必须提供高效、简单的操作方式来提高工作效率。

(7)标准化和规范化。

3.2基础地形数据编码设计

地形数据编码是在g is中唯一标识要素的关键字。基础地形数据编码的设计也是g is中制图的需要，也是实现基础空间信息享受的基础。基础地形数据的编码是开发以GIS为核心的数字制图系统的基础，也是系统成功的关键之一。在设计基础地形数据编码时，必须遵循几个原则:(1)符合国家和行业标准。(2)应用方便。用户可根据不同需求，按图层和专题要素提取基本地形信息，并随意定制专题显示和输出。(3)系统实现方便。在实际设计中，可以在国家基本地形要素编码的基础上进行扩展，以满足系统的实际需要。

在实际系统的开发中，我们采用了基于实体特征的城市基础地理信息分类编码方案。该方案的特点是在地理要素分类的基础上，增加了构成地理要素的实体的分类和特征属性，能够更好地满足GIS制图和分析的应用需求。关于此编码的详细内容，请参见《基于实体特征的城市基础地理信息分类编码方案》(梁军、金文华)一文，此处不再赘述。

以下是地形要素的编码示例。

Code =地形要素分类代码(4位数字)地形要素代码。

如:1 1 1 0 2 0(三角点符号的编码)

3.3系统的功能设计

在功能设计上，以GIS为核心的数字制图系统必须兼顾测绘和GIS的双重需求。根据其工作流程，它可以分为以下模块:

(1)数据输入模块在该模块中，应支持几种常用的数据采集方法。包括:野外数字测图(测绘)、扫描矢量化、其他格式的电子数据(GIS数据和CAD数据)。在数据输入模块中，还需要支持空间数据库作为其数据源。

(2)编辑模块。这是以GIS为核心的数字制图系统的核心模块。在编辑模块中，所有GIS实体的创建过程都必须由系统完全封装并自动完成。

(3)查询、统计和分析。基于现有的系统，可以直接完成一些常见的、简单的查询、统计和分析功能。

(4)输出模块。包括几个方面:制图输出、报表输出、其他格式的GIS数据输出、数据在空间数据库中的直接存储。

4.基于GIS的数字制图系统SuperMap Survey的实现。

4.1组件式GIS平台选择

超图勘测是北京超图地理信息技术有限公司开发的完全基于GIS的数字制图系统。在组件式GIS平台的选择上，我们选择- SuperMap2000作为SuperMap Survey的开发平台。SuperMap2000是北京超图地理信息技术有限公司推出的全组件GIS平台，与其他ComGIS平台相比，SuperMap2000更适合作为以GIS为核心的数字制图系统开发的基础平台，主要是因为:

U SuperMap提供了ActiveX控件和SDK两个级别的开发手段。特别是提供了SDK的开发手段，特别适合开发这样的系统。

u多成分构成。SuperMap2000由SuperMap核心控制、SuperWorkspace、SuperLegend、SuperTopo、Super3D、SuperLayout等组件组成，在组件的选择上有很大的灵活性，大大增强了整个系统的扩展性。

u开放线型和符号制作功能。SuperMap 2000内置了强大的线型编辑器和符号编辑器，允许用户根据专业需求设计新的线条和符号。

强大的绘图、编辑和捕获功能。SuperMap2000提供了堪比CAD的编辑和捕捉功能，缩小了GIS和CAD系统在这方面的差距。

u独特的多源空间数据(SIMS)无缝集成技术。SuperMap 2000的数据转换功能可以方便地* * *享受其他GIS软件平台的地理数据，提供转换各种数据格式的能力。

u空间数据库支持。超图的空间数据库引擎可以直接支持基于大型关系数据库(如Oracle、SQL Server等)的空间数据的存储和管理。).

4.2 SuperMap调查的实施

在开发SuperMap Survey时，我们采用了SuperMap的底层SDK，编程语言采用了Visual C 6.0，在SuperMap SDK的支持下，我们扩展了功能，满足了数字测图系统的需要。在数据存储结构上，我们采用SuperMap2000提供的SDB格式数据存储结构。它最大的优点是采用双文件结构，而不是常见的一层一组文件的存储方式，有利于维护数据的完整性。在编辑制图方面，我们进一步扩展了SuperMap提供的编辑功能，增加了适合数字制图的编辑功能。该系统对其他格式的空间数据库和GIS数据的支持是基于SuperMap2000的空间数据库技术和SIMS技术。

经过紧张的开发，基于SuperMap2000的SDK，我们已经初步完成了以GIS为核心的数字制图系统的开发，基本实现了系统的设计目标。在超图调查中，我们实现了以下功能:

(1)支持野外数字测图的常用测绘方法。包括测量和记录方法(包括电子笔记本)和综合数据采集(电子平板)。SuperMap Survey可用于常规大比例尺数字制图。

(2)扫描图像的矢量化。SuperMap Survey支持常见图像格式的图像导入、配准、修剪、配准和屏幕矢量化。

(3)支持基于SQL Server和Oracle的空间数据库操作。您可以直接编辑数据库中的数据。

(4)支持各种格式的GIS数据和CAD数据的导入导出。

(5)适用于数字测图系统的编辑和捕捉功能。全自动GIS实体创建。为地籍测量定制的地籍测量模块。

(6)提供最常用的GIS查询、统计和分析功能。

(7)基于模板的标准地图输出。

(8)开放式设计。利用SuperMap Survey提供的参数管理程序，可以方便地定制各种参数。

图1基于SuperMap2000，以GIS为核心的数字制图系统。

五个结论

以GIS为核心的数字测图系统的开发，解决了传统数字测图系统提供的电子数据进入GIS的问题，在实际应用中取得了良好的效果。

在系统开发过程中，我们深刻认识到，ComGIS作为数字制图系统的开发平台，开发难度适中，开发周期短，开发投资小，与GIS兼容性好，是开发以GIS为核心的数字制图系统的理想选择。

[参考文献]

[1]陈等，地理信息系统概论，科学出版社，北京，2008+0。

[2]杨德林等，大比例尺数字测图的原理、方法和应用，清华大学出版社，北京，1998.2。

[3]宋，，钟尔顺，“组件式地理信息系统的研究与开发”，图像与图形学报，第3卷第4期，1998.4。

[4]中国科学院地理信息产业发展中心，杭州市土地信息系统基础地形信息编码与分层方案，2000.2。

[5]北京超图地理信息技术有限公司，理解超图GIS，2000.9。

不知道怎么发图。

请自行查看资源。