毕业设计论文-道路交通gis管理系统

毕业设计论文-道路交通gis管理系统内容摘要：

域及其功能大大拓宽 [5]。 5．虚拟现实技术 虚拟现实技术是目前 GIS研究领域的另一重要的研究方向。 虚拟现实是对人类真实世界某一部分或某一过程进行的逼真模拟 ,能够给人提供视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉等信息 ,令人完全置身于虚拟世界中 ,却能够体验到与现实系统一致或接近的感觉 ,从而能让人产生一种虽幻犹真的沉浸感 [1]。 美国 Multi Gen公司生产的 Multi Gen软件已经可以利用地理信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。 我国 GIS形容工作开始于 20世纪 80年代初，以 1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个 GIS研究室为标志 [6]。 从 20世纪 90年代开始， GIS在我国进入快速发展阶段。 目前，中国已经基本完成了覆盖全国的 1： 100万和 1： 25万基础的地理数据库的建设， 即将开始投入建设的有 1： 5万基础地理数据库和 7大流域的 1： 1万基础地理数据库项目； 此外，中国已经完成了 1100多个大、中型数据库以及难以计数的各类数字化地理基础 图、专题图、城市地籍图等的建设。 但是，由于这些数据标准不一致，目前其兼容性较差，利用率也较低，所以必须建立完第一章 5 善的体制才能对这些有形资产进行统一管理 [6]。 应该注意，我国现在 GIS产业的总体规模仍然比较小，从事 GIS的公司，无论从数量还是规模，都无法与一些发达国家的同类公司相比拟。 GIS产业仍然面临着数据资源不足、标准不全、专业应用模型缺乏和市场不规范等问题。 全面规范市场，推动以市场为主导的 GIS技术行业的发展和应用，加快 GIS相关标准和规范的制定，并积极参与国际 GIS市场的竞争，提升公司的素质和规模，是发展 我国 GIS产业的重要途径。 我国 GIS 技术 的发展虽然较晚，但 GIS 技术 已在许多部门和领域得到应用，并 且得到了 政府部门的高度重视。 从应用方面 来 看，地理信息系统已 经 在资源开发、环境保护、城市规划建设、交通、能源、地图测绘、土地管理、农作物调查与结产、林业、房地产开发、自然灾害的监测与评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析、运输与导航、 110 报警公共汽车调度等方面 得 到了具体应用 [2]。 近年来 我国的 GIS 软件及产品也取得了长足的进步，国产 GIS 软件 已经 在国民经济建设中发挥重要的作用 ,例如，国产 的 软件 MapGIS 在我国 “神舟号 ”发射中起了重要的作用；国产 的 软件 GeoSTAR 已经 成功地用于七大江河流域 DEM数据生产 [7]。 代表 GIS 发展新方向的 InterGIS 国产软件已经逐步成熟；越来越多的 GIS 软件产品采用组件化 GIS 空间和属性数据一体化存储、多用户协同工作等前沿技术， 使得 技术创新和市场开拓实现了良好的互动。 已经有 一批高等院校 设立了一些与 GIS 有关的专业或学科， 还有 一批专门从事 GIS 产业活动的高新技术产业相继成立。 此外， 国内 还成立了 “中国 GIS 协会 ”和 “中国 GPS 技术应用协会 ”等。 21 世纪， GIS 应用的 技术已 经 趋成熟， GIS 应用的社会背景 已经 基本形成，无疑 ， 在未来 GIS 会 成为我国 IT 业中最为活跃的领域之一。 本章小结 随着社会的发展和科技的进步，汽车的数量将越来越多，交通拥堵和交通事故等已经成为了不容忽视的社会问题。 为了能够缓解甚至解决这些问题， GIS 应用技术已经渐渐的在发展起来。 现在 GIS 被广泛应用的社会背景已经基本形成了，但是还是存在有各种缺陷，所以设计一套功能相对完备的道路交通 GIS 管理系统已经成为一种必要。 第二章 6 第二章 道路交通 GIS系统 介绍及方案选择 系统简介 地理信息系统 (Geographic Information System 简称 GIS)是一项以计算机技术为基础的新兴技术 ， 围绕着这项技术的研究、开发和应用已经形成了一门交叉性、边缘性的学科 ， 是对空间数据进行管理和研究的技术系统，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据进行有效的管理、研究各种空间实体之间的相互关系。 通过对多种因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用所需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示出处理的结果。 道路交通 GIS管理系统的目的就是对道路交通的安全管理、事故预测和 事故检测的实现提供一个方便快捷的方案。 系统的核心是实现对有异常情况的车辆实现精确定位，关于这点，初步的找出有以下三种设计方案：方案一，利用嵌入 Google Map Api，实现地图定位的输出；方案二，内置地图图片，利用自定义的定位算法，实现地图定位输出；方案三，利用组件式 GIS进行二次开发。 GIS设计 方案对比 方案一：嵌入 Google Map Api进行开发 Google Map API 是谷歌提供的一个基于 Javascript 技术的 应用程序的接口，它对开发环境的要求并不高，只需要一个能 够支持 Google Map Api 的浏览器即可（几乎目前所有主流的浏览器都支持）。 他提供给所有对 Google Map 有兴趣的用户一个设计自己地图网络或地图应用程序的服务，并且可以免费使用。 而且随着 Google Map API 的不断升级，完成的功能也越来越多。 Google Map API 最新的版本是第三版，新版本的主要的特点是提高了执行的速度。 相对于第二版，新版本的 API 的主要功能有： 1) 不再需要 API keys,这样用户可以将代码集成进入 RSS 阅读器，并且不会有任何的错误出现； 2) 基于MVC(ModelViewController)的框架，这样可以减少 Javascript 的下载量，并且简第二章 7 单医用； 3) 能够自动开启默认的 UI 界面，并且提供默认的 UI 控件和方法供用户使用，这样使得用户开发的界面能够自动更新为最新的格式，当然用户也可以禁止该项功能等 [8]。 虽然 Google Map API 有许多的优点，但是他的地图并不是内置的，而是需要通过网络不断更新和下载的，而且地图数据较为庞大，当网络状态不佳的时候会出现地图跟性能速度慢，从而可能导致无法快速精确定位。 固该种方案不予以考虑。 方案二：内置地 图图片，采用自定义定位算法 将地图以图片的形式内置与计算机中，能够对地图进行本地化，只需要在要显示顶图的时候将图片显示出来即可。 一般的地图图片的有 bmp、 jpg 等多种不同的格式，都可以很方便的被应用程序所使用，但是一般这种数据格式的地图都不带有 GPS 数据在其中，所以，我们必须为其设计一定的定位算法：在地图上随机选取几个点，然后利用 GPS接收机等设备去实地地测试这几个点的真实 GPS数据，然后利用这些数据和地图上这几个像素点的相对偏移量综合起来，能够计算出图片上每个特定的像素点所对应的 GPS 数据，制成一个图片与 GPS 数据的映射表，这样，就能够实现定位的功能，并且由于地图的本地化，所以位置变换和显示的速度不受当前网络状态的影响，是一种不错的方案。 虽然该方案有它一定的优势，但是它的劣势也是显而易见的。 一方面，图片格式的地图数据资源本来就相当的少，而且如果所要使用的地图范围越大，图片也就越大，那么 GPS 数据与地图的映射表的制作也就越发困难，而且成本也越高，准确度也相应的 越低。 以上种种的限制导致了以这种方案进行设计的难度大大的提高，并且适合度也大大的降低。 方案三：利用组件式 GIS进行二次开发 组件式软件技 术是当今软件技术的潮流之一，它的出现大大的改变了以往封闭、复杂、难以维护的软件开发模式。 ComGIS（即组件式 GIS）便是顺应了这一潮流而出现的新一代的地理信息管理系统，是面向对象技术和组件技术在 GIS领域的软件开发中的应用。 ComGIS 的基本的思想是把 GIS 的功能有效地划分为多个模块，每个模块均以控件的形式存在，每个控件完成不同的功能。 在各个 GIS 的控件之间，以及GIS 控件和其他的非 GIS 控件之间，可以方便的地通过各种可视化的软件开发工具集成在一起，以形成最终的 GIS 应用。 各个控件如果一堆各种各样的积木 ，第二章 8 可以分别实现完全不同的功能（它包括 GIS 功能和非 GIS 功能），再根据实际情况把实现各种所需要的功能的“积木”搭建起来，就能够构成地理信息管理系统的基础平台和应用系统。 ComGIS 还有以下几个重要的优势： 1) 与语言无关性。 首先，组件式 GIS 不需要专门的二次开发语言，只要按照一定的标准（如 Microsoft 的 ActiveX 控件标准）开发接口，提供一套实现 GIS基本功能的函数构件。 换一句话说，就是 GIS 的开发者，不需要掌握专门的 GIS开发语言，只需要熟悉基于 Windows 平台的通用的集成开发语言和开发环 境（如 Visual Basic, Visual C++， Visual FoxPorc, Borland C++等），及组件式 GIS 各个构件的方法、事件和属性即可，就能够完成应用系统的开发和集成。 2) 二次开发能力强。 一个完全组件化了的组件式 GIS，它的二次开发能力是非常强大的。 因为它将 GIS 的每个功能模块都组件化了，并且它的功能既是提供给二次开发用户使用，同时也是组件 GIS 内部调用的接口。 为了实现一个完整的 GIS 功能，各个功能模块的组件及接口必须是定义得很完备和详细。 3) 开放性和扩展性。 组件 GIS 是 不依赖于任何一种开发语言而存在的，可以嵌入到通用的开发环境中实现 GIS 功能。 专业模型则不仅可以使用这些通用的开发环境来实现，也可以通过插入专业模型的分析控件，这样能有效地克服了传统的 GIS 软件在系统集成上面存在的低效、“有缝”等缺陷，从而实现高效、无缝的系统集成。 4) 大众化。 由于组件式技术已经渐渐的成为了行业的标准，即“组件”标准化，使得用户可以像使用其他的 ActiveX 控件一样来使用组件 GIS 的控件，这样，非专业的普通用户也能够集成和开发所需要的专用 GIS 应用系统，使得 GIS从专家们的实验室开始走向社 会，这样有力地促进了 GIS 的普及和大众化的进程。 5) 低成本。 由于组件式 GIS 本身可以分解为若干个完全不同的功能的组件，使得用户可以根据实际需要选择必要的组件，同时，由于组件 GIS 只是提供 GIS的通用的功能组件，其他非 GIS 的专业功能可以使用专业厂商提供的其他专门的功能控件，这样，就可以大大的减轻用户的经济负担，从而降低 GIS 软件的开发成本。 6) 分布式多数据源的集成。 组件化使得 GIS 在应用中可以轻易地实现分布式多数据源的集成 [9]。 7) 互操作性。 互操作 性的 GIS 还 正 处在 与 研究的阶段，但是组件化 GIS 是互操作 GIS 的基础 [9]。 只有组件化的 GIS 的功能模块化、标准化，各个 GIS 厂商按照标准以组件的方式来实现各个功能模块，不同厂商的功能模块相互之间才第二章 9 可以系统工作和达到互操作的目的，从而使 GIS 的应用能够达到一个更加方便和大众化的水平。 8) 能够操纵集成了 GPS 信息的地图图层。 大多数的组件式 GIS 均提供出了对加入了 GPS 数据信息的地图图层的处理，使得对地图的操作和车辆的定位变得方便和精确，并且能够实现地图的放大，缩小，漫游等等常用的功能。 而且支持地图数据本地化。 最终方案 通过对比上面的三种解决 方案可以看出，采用组件式 GIS 进行系统的二次开发，其支持本地化地图和对地图的操作功能的强大，克服了采用 Google Map API 时所受的当前网络状态的影响，也不用设计出非常复杂的映射表，并且，地图数据的来源非常广泛，目前，我国有许多专门制作可以给组件式 GIS 应用的地图数据，加个低廉，数据详细，基本上能遍及全国的各个街道。 目前，有关 GIS 开发都是 使用专业的 GIS 控件进行开发 的。 但是 伴随着软件重用化的 发展 趋势， 基本上 主流 GIS 软件公司都提供了组件方式的 GIS 产品，用户可以利用这些组件，遵循相关的开发规 范， 来 实现强大的 GIS 功能。 同时，由于这些 组件式 控件可以无缝地嵌入各类编程语言 和开发环境 之中，开发者可以使用自己熟悉的程序语言 和开发工具 进行开发。 这样 既沿用了专业 GIS 产品的强大的制图功能 和图层处理功能 ，又可以按照用户的 实际需求，灵活地实现各种管理功能，如此完全可以达到大多数用户的要求。 由于以上 的 优点，本系统决定采用 MapX 控件 实现数字地图部分的功能。 在本次设计中，采用的方案是：在 Windows XP操作系统下的 Visual Studio 2020 开发环境中，嵌入组件式 GIS控件， 并采用 Visual C++开发语言进行开发，利用 MFC控件库设计相应的操作界面。 组件式 GIS采用的 MapInfo公司 的 MapInfo MapX。 MapX 控件是 MapInfo 公司推出的基于 ActiveX的可编程控件，基于 32 位系统平台，采用 Inproc 直接调用方式，所以无论是管理大数据的能力还。