基于GIS的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測信息查詢與可視化畢業(yè)設(shè)計(論文)

1、計算機科學與技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計(論文)論文題目基于gis的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測信息查詢與可視化指導(dǎo)教師蔣黎明職 稱講師學生姓名學 號專 業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程班 級本10網(wǎng)工01班系 主 任院 長起止時間2013年10月11日至2014年5月23日2014年5月23日目 錄摘 要abstract第一章 緒論11.1 課題的研究背景11.2 研究意義21.3 研究現(xiàn)狀31.4 本文的工作思路與章節(jié)安排4第二章 相關(guān)技術(shù)介紹62.1 gis技術(shù)簡介62.2 gis多源數(shù)據(jù)集成技術(shù)72.3 .net技術(shù)72.4 arcgis的組件式gis開發(fā)82.4.1組件式gis介紹82.4.2 arcgis的介紹92.4.3 數(shù)據(jù)庫技

2、術(shù)的介紹10第三章：監(jiān)測地理空間信息數(shù)據(jù)庫建立與arcgis桌面地圖表現(xiàn)123.1 需求分析123.2 監(jiān)測地理空間信息數(shù)據(jù)庫介紹123.3 系統(tǒng)目標分析123.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計133.5數(shù)據(jù)庫設(shè)計143.6 arcgis制圖17第四章： 基于gis的數(shù)據(jù)查詢與可視化194.1 主界面模塊194.2 數(shù)據(jù)查詢模塊204.3 監(jiān)測過程數(shù)據(jù)變化統(tǒng)計224.4 監(jiān)測過程線繪制模塊234.5 圖像顯示模塊25第五章： 總結(jié)與展望28參考文獻29謝 辭30基于gis的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測信息查詢與可視化摘要： 環(huán)境安全與環(huán)境狀態(tài)實時監(jiān)測已經(jīng)成為全社會廣泛關(guān)注的熱點問題。綜合采用傳感網(wǎng)絡(luò)與gis技術(shù)解決環(huán)境監(jiān)測信息

3、在全局范圍內(nèi)的交流和共享問題，幫助環(huán)境安全管理人員監(jiān)測和預(yù)計決策，減少基于不完整的環(huán)境狀態(tài)信息做出錯誤判斷的風險。 傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理模式是一種平面結(jié)構(gòu)，不能滿足當前環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中對空間數(shù)據(jù)的管理需求。地理信息系統(tǒng)（gis）是一種具有對空間數(shù)據(jù)進行采集等各種簡單操作的信息系統(tǒng)，把大量的空間地理信息數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)管理和處理，通過展示其空間特征和數(shù)據(jù)的屬性信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的可視化。本文綜合應(yīng)用arcgis 9.3、 sql sever 2008與visual studio .net實現(xiàn)針對基于gis的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)查詢與可視化的課題，圍繞物聯(lián)網(wǎng)獲得的多源異構(gòu)數(shù)

4、據(jù)的空間轉(zhuǎn)換和信息集成后建立的可視化監(jiān)測系統(tǒng)進行研究，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行入庫處理；應(yīng)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化工具把數(shù)據(jù)和其他格式文件轉(zhuǎn)化成其所需要的柵格數(shù)據(jù)。實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的查詢、修改與刪除等功能，基于帶有空間地理坐標的數(shù)據(jù)文件實現(xiàn)監(jiān)狀態(tài)的圖形可視化顯示；通過研究實驗做到對監(jiān)測變化的遠程監(jiān)控，實現(xiàn)綜合有效的利用海量多源異構(gòu)監(jiān)測信息數(shù)據(jù)，增強環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效利用與管理水平。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；空間；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；監(jiān)測；地理信息系統(tǒng)。things gis-based query and visualization of monitoring informationabstrat: environmental securit

5、y has become a hot issue of public concern . integrated sensor network using gis technology to solve environmental monitoring and information exchange and sharing within the global scope , help the environment and safety management personnel monitoring and decision-making is expected to reduce the r

6、isk of errors of judgment based on incomplete information to make state of the environment .traditional environmental monitoring information system data management model is a planar structure , can not meet the current environmental monitoring system for spatial data management needs . geographic in

7、formation system (gis) is a kind of spatial data collection , and other simple information system , a large amount of data to achieve spatial information management and processing in the database, its spatial characteristics attribute information and data by showing , information data visualization.

8、in this paper, integrated application arcgis 9.3, sql sever 2008 and visual studio. net implementation for networking monitoring gis spatial data query and visualization of gis -based issues , the space around things get a multi-source heterogeneous data integration and information after conversion

9、visual monitoring system established by research , monitoring data warehousing processing ;application data conversion tools , and other data formats into raster data they need . achieve data query, modify and delete functions , geographic coordinates of space -based data file with the state of impl

10、ementation of monitoring graphical visualization display ; through research experiments done to monitor changes in remote monitoring, comprehensive and effective use of multi-source mass differences monitoring information data structures , and enhance the effective use and management of environmenta

11、l monitoring data.keywords: networking , geographic information systems , gis, spatial data conversion.i南華大學計算機科學與技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章 緒論1.1 課題的研究背景 “物聯(lián)網(wǎng)(internet of things,簡稱iot)”概念是在“互聯(lián)網(wǎng)”概念的基礎(chǔ)上，將其范圍從僅限與用戶端使用推廣到任何的物品與物品之間的信息交換和進行信息通信。而且是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)把感知相關(guān)的物品、通信網(wǎng)絡(luò)知識、對數(shù)據(jù)的相關(guān)計算算法等各信息技術(shù)相互結(jié)合，獲得監(jiān)測地理區(qū)域全面性的感知、傳送影像和數(shù)據(jù)完

12、整性、數(shù)據(jù)信息管理和處理優(yōu)化等功能， 物聯(lián)網(wǎng)這一詞匯是在the road ahead由比爾蓋茨初步預(yù)測。然后逐步完善到了2005的信息社會世界峰會（wsis）時，由itu（international telecommunications union )正式提出物聯(lián)網(wǎng)的概念。當今世界自物聯(lián)網(wǎng)概念引入后后就把其當成具有推動新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的作用而重點關(guān)注。目前，基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的監(jiān)測信息平臺已經(jīng)廣泛應(yīng)用在交通部門、電信部門、醫(yī)療夜、農(nóng)業(yè)、環(huán)保部門、建筑業(yè)、海洋探索中。物聯(lián)網(wǎng)關(guān)聯(lián)的各“物品”在獲得的信息都帶有其特有的空間數(shù)據(jù)屬性，依賴于3s中的gis（地理信息系統(tǒng)）進行加載和管理空間監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)。

13、在物聯(lián)網(wǎng)gis應(yīng)用的研究越來越多，在采集獲得空間地理上的監(jiān)測站點數(shù)據(jù)影像信息后，在各信息發(fā)送給處理臺服務(wù)器中怎么管理空間數(shù)據(jù)和查詢顯示給各需求用戶或異地用戶上，針對基于物聯(lián)網(wǎng)的 gis 的遠程空間數(shù)據(jù)信息的監(jiān)測系統(tǒng)?；谖锫?lián)網(wǎng)的監(jiān)測業(yè)務(wù)和科學研究主要任務(wù)是實現(xiàn)對站點觀測到的數(shù)據(jù)的分析和處理，近十幾年來信息事業(yè)飛快的發(fā)展，新的監(jiān)測方式層出不窮，信息的類型除了在初有的站點取得的觀測數(shù)據(jù)外，衛(wèi)星數(shù)據(jù)、雷達數(shù)據(jù)、數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品等都成了有意義的信息數(shù)據(jù)，來得到個現(xiàn)象發(fā)生的變化。所以，系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)是更具有其時間序列與空間位置的綜合性數(shù)據(jù)，既體現(xiàn)了特殊的時空特性，又表現(xiàn)出空間屬性、時間屬性、自身要素屬性達到

14、信息數(shù)據(jù)共享。gis空間數(shù)據(jù)整合多源信息數(shù)據(jù)確定這些信息在gis軟件的顯示窗口的同步定位。1.2 研究意義物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用上面臨一系列的問題，有大量站點所獲得的數(shù)據(jù)處理瓶頸控制、各種類傳感器的數(shù)據(jù)規(guī)范性問題、動態(tài)數(shù)據(jù)的處理和預(yù)警響應(yīng)、信息的地理空間化管理等。目前所需要做的就是怎樣對較為分散、 發(fā)難度大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀改善處理。為相關(guān)政府監(jiān)測預(yù)警部門進行決策提示時提供更為科學和準確的技術(shù)基礎(chǔ)，方便了各部門對基礎(chǔ)監(jiān)測空間地理信息的應(yīng)用，有利于行業(yè)內(nèi)用戶自己建設(shè)地理信息專業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)，使基礎(chǔ)的監(jiān)測空間地理數(shù)據(jù)庫的建設(shè)有著更廣泛深入的研究發(fā)展。為政府技術(shù)部門提供實現(xiàn)動態(tài)更新和規(guī)范化的各類資源與地理環(huán)境方面

15、的信息資料，實現(xiàn)科學地執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。因此在物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測信息系統(tǒng)里，所監(jiān)測的站點本身具有不可確定性與復(fù)雜性，提示預(yù)警的方法的多樣性，為建立一個完善的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測信息理論體系，我們需要不斷進行探索與研究。在物聯(lián)網(wǎng)上基于gis的監(jiān)測信息系統(tǒng)對多源、異構(gòu)、海量的數(shù)據(jù)進行了集成整理，提供了一個數(shù)據(jù)查詢、可視化和分析預(yù)警的軟件平臺，實現(xiàn)gis實際應(yīng)用。因此，在應(yīng)用gis技術(shù)的多源異構(gòu)的監(jiān)測信息的集成和可視化的方法研究中，對監(jiān)測預(yù)警業(yè)務(wù)的實際應(yīng)用具有重要的意義，分別是以下幾： 1、對監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理上集成多源、異構(gòu)的站點信息數(shù)據(jù),完成監(jiān)測數(shù)據(jù)向gis空間數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換; 2、實現(xiàn)自動生成信息站、雷達、衛(wèi)星、

16、站點變化預(yù)警等常用功能，實現(xiàn)該監(jiān)測數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)各功能的相對集成性和信息數(shù)據(jù)的全面性，避免用戶為查看由不同應(yīng)用軟件整理的地理數(shù)據(jù)信息而帶來的操作上的復(fù)雜性; 3、采用空間數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫想互合作來存儲多源異構(gòu)的海量監(jiān)測信息數(shù)據(jù)，有利于實現(xiàn)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫了的數(shù)據(jù)的查詢和展示。以gis為核心技術(shù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)表達豐富而且多樣，能全面直觀地展示監(jiān)測信息數(shù)據(jù)特有的時空特性，而且由于其操作界面視圖后可進行高精度的可視化表達，在地區(qū)或縣級應(yīng)用部門中具有更好的實際意義，有利于監(jiān)測技術(shù)人員對該信息的判斷和預(yù)報預(yù)警決策工作。1.3研究現(xiàn)狀 1) 數(shù)據(jù)的應(yīng)用現(xiàn)狀監(jiān)測地理信息系統(tǒng)在應(yīng)用中主要研究于建立空間信息數(shù)據(jù)模型、統(tǒng)一獲

17、得的空間數(shù)據(jù)格式、傳輸和遠程管理信息空間等方面。在監(jiān)測信息系統(tǒng)中，如何把海量的信息數(shù)據(jù)并著其空間特性導(dǎo)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行臨時的組織和管理。最先想到的方法就是把相關(guān)屬性的數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)全都存儲在文件系統(tǒng)中，有相關(guān)的地理信息系統(tǒng)軟件進行綜合的控制管理。由于其實現(xiàn)比較繁瑣，開始出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫關(guān)系模型，讓其信息數(shù)據(jù)和圖形位置坐標數(shù)據(jù)可以分別控制存放。 地理信息系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)模型的發(fā)展過程：最初出現(xiàn)使用的數(shù)據(jù)模型即計算機輔助設(shè)計模型,是20世紀60年代發(fā)展起來的主要應(yīng)用在制作地圖的cad數(shù)據(jù)模型。對地理空間上的空間實體描述用簡單的二進制文件實現(xiàn)，而相關(guān)要素顏色描述在地圖上標注的類似屬性信息另外存放。然后出現(xiàn)

18、推廣的是初始源于美國的esri(環(huán)境系統(tǒng)研究機構(gòu))在1981年推出的gis軟件中第一個商用構(gòu)建的coverage數(shù)據(jù)模型。最新出現(xiàn)推廣的也是以上研究機構(gòu)在他們最初研發(fā)的gis軟件完善過程中出現(xiàn)的arclnf08的主要為了面向?qū)ο蟮男滦偷牡乩頂?shù)據(jù)模型。 監(jiān)測信息系統(tǒng)的核心是空間信息數(shù)據(jù)，通過應(yīng)用軟件管理監(jiān)測系統(tǒng)空間中所獲得的站點監(jiān)測數(shù)據(jù)，應(yīng)用好這類面向?qū)ο蟮牡乩頂?shù)據(jù)模型，以期搭建一個有著用戶需要的基礎(chǔ)信息和地理環(huán)境的空間概念信息的不同層次的管理數(shù)據(jù)庫來管理空間信息數(shù)據(jù)。 2) gis在應(yīng)用中的研究現(xiàn)狀隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的成熟和發(fā)展，很多國家開始通過gis技術(shù)來分析預(yù)警地質(zhì)災(zāi)害問題，應(yīng)用于對監(jiān)測

19、信息數(shù)據(jù)的各種分析和處理，gis在應(yīng)用中的步驟可以概括為：為實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的初步處理完成多源數(shù)據(jù)的輸入與輸出出現(xiàn)geodatabase數(shù)據(jù)模型的建立與應(yīng)用gis技術(shù)結(jié)合監(jiān)測地理信息評價模型進行分析關(guān)于gis決策支持的相關(guān)系統(tǒng)。我國由于需要而引進學習相關(guān)gis的 技術(shù)進行災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警研究時間較美國等晚一些，但在全國各地理技術(shù)部門推廣起來非常迅速。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種地理信息系統(tǒng)的實際應(yīng)用系統(tǒng)逐漸產(chǎn)生完善，并且通過發(fā)布了 的各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，供給不同地理區(qū)域的用戶共享和操作這些多功能的空間地理數(shù)據(jù)平臺，已成為現(xiàn)在的 gis 技術(shù)發(fā)展主要應(yīng)用方向。如以重慶為例的姜云等（1994），借助gis技

20、術(shù)在對巖體的變形破壞進行預(yù)測預(yù)報，通過具體分析城市地質(zhì)環(huán)境對土地利用狀況的制約關(guān)系來更全面的合理利益土地資源。在災(zāi)害預(yù)警上向喜瓊(2005)利用gis技術(shù)深入研究了地質(zhì)災(zāi)害危險性評價理論，提出了基于gis的監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害的存在的各種風險問題的處理目前應(yīng)用與實際監(jiān)測領(lǐng)域gis軟件還不是很大眾化，主要有以下幾種問題：信息數(shù)據(jù)沒有很好的轉(zhuǎn)換成gis空間數(shù)據(jù)，使gis在監(jiān)測信息領(lǐng)域的應(yīng)用不多；由于監(jiān)測領(lǐng)域的專業(yè)性很強，現(xiàn)在所有的gis技術(shù)與監(jiān)測上的結(jié)合只是比較表面的，沒有于監(jiān)測應(yīng)用模型很全面的結(jié)合；gis技術(shù)本身需要在空間分析和空間數(shù)據(jù)管理上功能強大，對于大都初學者來說操作復(fù)雜，不利用gis技術(shù)的普及使

21、用；一套完整的gis商業(yè)應(yīng)用軟件出售的價格是昂貴的，監(jiān)測部門很難大量引進使用。雖然gis技術(shù)在現(xiàn)在的監(jiān)測領(lǐng)域上的應(yīng)用發(fā)展還不是成熟的，但是gis技術(shù)所表現(xiàn)出來的對空間信息數(shù)據(jù)的強大能力讓其在各應(yīng)用領(lǐng)域中有很大的發(fā)展空間的。同時在信息數(shù)據(jù)的空間分析能力與預(yù)警的作用越來越重要。1.4 本文的工作思路與章節(jié)安排基于gis的c/s架構(gòu)所用的技術(shù)和在.net 平臺下以 c sharp 為編程語言的技術(shù)支持，通過在 gis技術(shù)、arcgis9.3的組件式gis開發(fā)平臺，來實現(xiàn)本文中異構(gòu)的監(jiān)測空間地理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)查詢、數(shù)據(jù)處理與可視化功能的研究實現(xiàn)。首先,對多源海量的監(jiān)測信息數(shù)據(jù)格式和特點進行分析,思考怎么能

22、把不同數(shù)據(jù)格式的站點監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為gis空間數(shù)據(jù),為實現(xiàn)監(jiān)測空間地理數(shù)據(jù)信息的集成和查詢可視化提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持；其次,開始分析和研究不同類型的gis屬性數(shù)據(jù)的各種可視化制圖顯示方法,實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的gis平臺的可視化表達；然后,分析已有業(yè)務(wù)的常用監(jiān)測系統(tǒng)及其功能,結(jié)合自身的實際應(yīng)用需求,全面包含各種屬性數(shù)據(jù)的變化和數(shù)據(jù)信息的查詢、展示,形成一個具有多應(yīng)用功能相對集成的gis技術(shù)監(jiān)測地理空間信息系統(tǒng)；最后,本研究的系統(tǒng)與其他本類監(jiān)測系統(tǒng)進行對比,展示的本研究系統(tǒng)的gis技術(shù)平臺表達的特點和優(yōu)勢。 第一章 ： 緒論闡述論文的各研究背景，總結(jié)gis在監(jiān)測信息研究與應(yīng)用中的已有研究現(xiàn)狀，闡明了監(jiān)測

23、系統(tǒng)的研究意義，最后簡單介紹論文章節(jié)安排。 第二章： 相關(guān)技術(shù)介紹 本章主要介紹了基于gis的c/s構(gòu)架所用的技術(shù)，介紹gis數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的技術(shù)方法，同時介紹了gis技術(shù)、.net技術(shù)、arcgis9.3的gis開發(fā)平臺，為本文中監(jiān)測地理空間信息異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、不同屬性查詢、監(jiān)測預(yù)警可視化技術(shù)研究提供技術(shù)基礎(chǔ)。 第三章：監(jiān)測地理空間信息數(shù)據(jù)庫建立與arcgis桌面地圖表現(xiàn) 本章首先介紹gis數(shù)據(jù)和gis空間數(shù)據(jù)的一些基礎(chǔ)概念,然后數(shù)據(jù)庫項目的搭建，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成gis空間數(shù)據(jù)及應(yīng)用，還有一些數(shù)據(jù)的過濾處理技術(shù)。對各監(jiān)測站點在地圖上做出基本的地圖表現(xiàn)，為可視化管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 第四章： 基于gi

24、s的數(shù)據(jù)查詢與可視化 通過查詢算法對數(shù)據(jù)進行分析查詢，同時可視化中通過過程曲線和各點展開圖表現(xiàn)出，輸出各變化的表格表示和變化分布圖。 第五章： 總結(jié)與展望 第二章 相關(guān)技術(shù)介紹2.1 gis技術(shù)簡介 gis技術(shù)是利用計算機技術(shù)按一定規(guī)格存儲和管理性的把地球的整個或部分區(qū)域的地理、資源等要素數(shù)據(jù)以時空為軸線,再按一定格式進行查詢、分析和顯示。隨著gis技術(shù)的不斷發(fā)展，在gis軟件應(yīng)用上的發(fā)展也有了很大的進展，主要研究方向在利用gis軟件數(shù)據(jù)庫來處理和管理用戶的數(shù)據(jù)和在已有的gis軟件上二次開發(fā)到相應(yīng)領(lǐng)域的軟件。gis的主要功能應(yīng)用是管理和分析空間信息數(shù)據(jù)，因此主要應(yīng)用在與空間地理信息有密切關(guān)聯(lián)的

25、各個應(yīng)用領(lǐng)域。其中主要應(yīng)用趨勢在： (1)移動gis技術(shù)，講的是研究出的能夠在移動終端上簡單的運行并設(shè)計開發(fā)的有相應(yīng)移動桌面gis功能的系統(tǒng)，同時廣義上的解釋是一種集成實現(xiàn)了gis、gps、移動通信、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、多媒體技術(shù)等的集成型系統(tǒng)；(2) 萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(web gis)講的是能夠在我們現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)上直接運行操作的gis系統(tǒng)軟件，體現(xiàn)的是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與相關(guān)的gis技術(shù)相互結(jié)合產(chǎn)生的新技術(shù)。 (3)component gis 講的是指在管理地理信息時是通過采用研究開發(fā)人員介紹的組件技術(shù)方法來進行的軟件平臺及其應(yīng)用的系統(tǒng)，是綜合了基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)和組件式技術(shù)的實際應(yīng)用在了gis軟件開發(fā)中。

26、所以組件式結(jié)合后的軟件具有的可編程和可重用性，不僅為應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)人員提供了直接有效的系統(tǒng)維護方法，同時也為gis相關(guān)應(yīng)用平臺的最終使用的用戶提供有易于操作的二次開發(fā)方法。 (4)3s講的是gps、rs、gis就是全球定位系統(tǒng)、遙感器系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)三者和在一起的統(tǒng)稱。而且把已有的3s技術(shù)結(jié)合再應(yīng)用于實際的集成顯示應(yīng)用領(lǐng)域中現(xiàn)在已經(jīng)成為了地球空間信息科學這門學科中我們急需掌握的技術(shù)要點。在系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用中，gis系統(tǒng)擁有數(shù)據(jù)和平臺兩大支柱，它們是缺一不可的。市場上的很多專用gis平臺軟件過于昂貴且多不兼容，同時平臺搭建和相關(guān)操作也相當龐大而復(fù)雜，使得普通gis用戶難以承擔和方便使用，選擇使

27、用哪種gis平臺軟件在整個開發(fā)過程中是顯得至關(guān)重要。目前,在已經(jīng)開發(fā)使用的專有g(shù)is平臺中，較為常用的有美國環(huán)境系統(tǒng)研究所（esri)的arcgis，maplnfo公司所推出的maplnfo professional軟件平臺，中國地質(zhì)大學地理類學科研究推出的mapgis，由武漢大學測繪學院技術(shù)人員綜合開發(fā)的geostar以及viewgis地信之窗等。這些平臺一般都擁有良好的可擴展性，可以選擇的跨平臺兼容性，以及自身及其強大的性能，因此在gis開發(fā)應(yīng)用人員里受到極大喜愛。 2.2 gis多源數(shù)據(jù)集成技術(shù)從監(jiān)測站點得到的監(jiān)測信息涉及了大量的在一定時間、空間范圍內(nèi)溫度變化、濕度變化、監(jiān)測量變化及與之

28、相關(guān)各種格式復(fù)雜的信息。同時監(jiān)測站點所獲得的信息有空間地理性的位置坐標屬性數(shù)據(jù)和監(jiān)測量的觀測數(shù)據(jù)不同時間的變化傳輸來實現(xiàn)監(jiān)測到的監(jiān)測地理信息的不同地理區(qū)域性、隨時間屬性變化性等特性。在通過不同接收系統(tǒng)得到的這些監(jiān)測信息又有著分布存儲方法和格式繁多的特點。所以怎樣選擇有效地方法把這些信息數(shù)據(jù)更好的集成是gis軟件系統(tǒng)的一個難點。目前，gis軟件數(shù)據(jù)庫在多源空間數(shù)據(jù)的集成可以是由相關(guān)的開發(fā)商或規(guī)定標準組織事先統(tǒng)一公布出大部分常用數(shù)據(jù)交換的通用格式，然后用戶自己通過編寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序把其他格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用戶自己需要使用的的監(jiān)測信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式?；蚴侵竿ㄟ^建立起開放式地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范(0pe

29、ngis)，然后就能夠?qū)崿F(xiàn)相互操作異構(gòu)地理信息系統(tǒng)。2.3 .net技術(shù).net技術(shù)是微軟公司發(fā)布的支持xml和web service的平臺，是一種程序開發(fā)框架，能夠開發(fā)桌面應(yīng)用程序、web網(wǎng)頁程序,甚至還可以安裝程序，具有很好的幵發(fā)編輯環(huán)境和糾錯提示等特點。.net可以用任何編程語言、操作系統(tǒng)、開發(fā)平臺，通過xmlweb服務(wù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和共享,具有穩(wěn)定性和高性能性。.net應(yīng)用是釆用.net framework類庫來開發(fā)并運行在clr中的應(yīng)用程序，是微軟推出的新一代的技術(shù)平臺，實現(xiàn)敏捷商務(wù)構(gòu)建了互聯(lián)互通的應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)基于標準的、聯(lián)通的、適應(yīng)性強的、性能優(yōu)異的系統(tǒng)。當前，c#已經(jīng)逐漸成為.n

30、et平臺下的主流開發(fā)語言，借鑒了 delphi的特點，與com組件對象模型可以直接集成，因此，逐漸發(fā)展為.net windows網(wǎng)絡(luò)框架的主要運用者。第三代internet中的.net技術(shù)有跨平臺、跨語言、安全性高、支持互聯(lián)網(wǎng)標準和協(xié)議等很多優(yōu)點。c # 是.net 平臺下新一代的面向?qū)ο缶幊陶Z言，是 c 語言、c+、java等其他語言的派生語言。c sharp 是由以微軟研究員 anders hejlsberg 為首的小團隊所開發(fā)出來的，anders hejlsberg 是 delphi 和.net 之父，他開發(fā)了著名的turbo pascal 語言，是 turbo pascal 編譯器的主

31、要作者，并在其基礎(chǔ)上將 turbopascal 變成一種面向?qū)ο?、真正擁有可視化編程環(huán)境和卓越的數(shù)據(jù)庫訪問特性的應(yīng)用程序開發(fā)語言 delphi。現(xiàn)在 delphi 依然是 borland 公司的拳頭和旗幟性產(chǎn)品。2.4 arcgis的組件式gis開發(fā) 2.4.1組件式gis介紹 技術(shù)員如何應(yīng)對監(jiān)測系統(tǒng)在不同的應(yīng)用時，提供出迎合用戶容易理解學習和實現(xiàn)具體功能操作的高效監(jiān)測地理空間信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)從提出后經(jīng)過不到的改革和完善后，把地理信息系統(tǒng)（gis）的集成方式可以這樣分： 1） 獨立開發(fā)這種開發(fā)方式是指應(yīng)用已有的專業(yè) gis 應(yīng)用軟件，基本按照最初的空間信息數(shù)據(jù)的采集獲取、數(shù)據(jù)表簡單編輯到

32、管理處理入庫的步驟，所有應(yīng)用到的計算方法都由程序員重新編寫，然后通過使用我們常用的程序設(shè)計語言軟件，如java腳本語言的編程語言環(huán)境等對系統(tǒng)進行調(diào)試運行。但是這種操作起來步驟復(fù)雜，過程中有容易出錯而且不容易檢驗，自己需要的成本也挺高，單個用戶來完成這個過程太困難，但是綜合部門分工操作還是可行的。 2） 單純二次開發(fā)這種開發(fā)方式主要基于gis軟件公司提供給用戶已經(jīng)在下載安裝了的gis軟件包自帶基礎(chǔ)的二次開發(fā)工具，在學習軟件開發(fā)公司的軟件介紹里告訴我們不需要再次選擇我們常用的程序設(shè)計語言軟件，如java腳本語言的編程語言環(huán)境等對系統(tǒng)進行調(diào)試運行。它有自己支持的二次開發(fā)宏語言像arcgis的aven

33、ue腳本語言等，用戶只要根據(jù)自己的應(yīng)用系統(tǒng)對需要的地理信息操作進行編程然后直接在軟件平臺進行調(diào)試運行。當然就相對于第一種方法操作簡單些，沒有選擇軟件應(yīng)用的困難了，但是其實提供的腳本語言也是比較小范圍的，能實現(xiàn)的具體功能也相對專門的程序設(shè)計軟件少，所以還需要進一步的思考和研究。 3） 集成二次開發(fā)這種開發(fā)方式在結(jié)合前兩種的優(yōu)點直接通過計算機方面需要掌握和使用的工具和下載的gis安裝包的相關(guān)軟件應(yīng)用相聯(lián)接集成操作。其中最常見的實現(xiàn)方式是，利用程序員們通用可視化開發(fā)工具軟件，如visual c+、visual basic、delphi、java等為開發(fā)平臺，來開發(fā)進行系統(tǒng)框架中各功能模塊的實現(xiàn)；同時

34、通過調(diào)用安裝的gis 工具軟件中提供的gis 組件庫，已經(jīng)有arcinfo 包的arcobjects、mapinfo 包里面的mapx 等，進行g(shù)is 功能的綜合實現(xiàn)。綜合以上所講的開發(fā)方式的優(yōu)缺點后，集成二次開發(fā)具有自己所需要的特點：通過把gis軟件的gis技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)地理空間信息數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)測管理、查詢處理預(yù)警功能，由于我們常用的其它可視化開發(fā)語言本身開發(fā)就是直接、快速的進行編程調(diào)試的，所以把這兩個優(yōu)點都集合起來的話，在我們應(yīng)用這些技術(shù)進行系統(tǒng)開發(fā)效率就有了很高的改善了的，也讓我們在看應(yīng)用可視化gis軟件的開發(fā)工具開發(fā)的應(yīng)用程序在外面表現(xiàn)出簡潔明了，空間信息數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的功能更加完善，開發(fā)過

35、程中的安全更高、遠程維護也很方便等。2.4.2 arcgis的介紹信息時代我們普遍開始學習使用的計算機技術(shù)等也開始向著在監(jiān)測管理部門上應(yīng)用地理信息系統(tǒng)方面的深入發(fā)展和應(yīng)用。我們通常結(jié)合了許多主流的計算機應(yīng)用軟件和通信應(yīng)用技術(shù)而產(chǎn)生實現(xiàn)新一代地理信息系統(tǒng)平臺是arcgis給出的基礎(chǔ)框架，這些結(jié)合可以為保持系統(tǒng)一直是先進的，不斷發(fā)展的，根據(jù)用戶的需求不斷變化的，使用戶的投資得到更有力的保障。arcgis軟件平臺中通常會給我們一個具有豐富并多彩多樣的圖形化的用戶界面，但是我們在編輯作圖時如果想要把所需要用到的所以工具都在界面上排列顯示出來是很難實現(xiàn)的。正是因為這個問題軟件開發(fā)公司推出結(jié)合我們的需求的

36、圖形界面客戶化和簡單的用戶管理界面。這樣我們就可以把菜單和需要的工具條在圖形界面上想怎么排就怎么排，或者用完后選擇撤銷。同時我們所下載的系統(tǒng)軟件包里也有很多用來改動圖形界面的執(zhí)行命令，我們可以根據(jù)自己的習慣或要求根據(jù)com組件或軟件安裝自帶的編譯器建立自己的特色化的圖形界面。另外arcgis軟件安裝后我們發(fā)現(xiàn)其還自帶了一個基于microsoft access的數(shù)據(jù)庫引擎來實現(xiàn)運行操作時對空間地理數(shù)據(jù)進行本地管理和存儲。arc engine 是一個簡單的、獨立于應(yīng)用程序的 arc objects的編程環(huán)境，開發(fā)技術(shù)人員就是通過這個開發(fā)環(huán)境來實現(xiàn)于建立自定義應(yīng)用程序的嵌入式 gis 組件的一個完整

37、類庫。arc engine 由一個軟件開發(fā)包和一個可以重新分發(fā)的為 arcgis 應(yīng)用程序提供平臺的運行時（runtime）組成。arcgis engine 和 visual studio .net 都安裝了之后我們就會發(fā)現(xiàn)它們之間集成緊密，arcgis engine 的軟件包安裝后可以為 visual studio 提供了許多 ide 集成插件，所以在裝好所需要的軟件后我們開始運行 visual studio.net 的平臺時容易進行 arcgis 二次開發(fā)。 在實際操作是我們了解到應(yīng)用軟件的開發(fā)從實際意義上來說就是在軟件安裝好后達到基于框架的軟件開發(fā)過程中通過不斷編譯和執(zhí)行來實現(xiàn)軟件框架擴

38、展及其實例化。完整的插件式 gis 應(yīng)用程序框架旨在實現(xiàn)不同的 gis 平臺和多元化水平模塊的統(tǒng)一的發(fā)展，并通過嵌入式系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)以及 gis 標準化接口來簡化開發(fā)過程，這大大提高了開發(fā)速度。然而，形成真正意義上的 gis 開發(fā)仍然是一個長期努力的過程，長期目標是改變原來的發(fā)展過度專業(yè)化狀態(tài)，使之成為一個開發(fā)工具，使其成為更受歡迎的應(yīng)用領(lǐng)域。2.4.3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的介紹geodatabase的數(shù)據(jù)模型讓我們在空間數(shù)據(jù)對象于軟件應(yīng)用的基本描述與邏輯數(shù)據(jù)模型推測得很是相似。所以在其空間數(shù)據(jù)庫中，不再僅僅像先前我們用傳統(tǒng)的gis對空間數(shù)據(jù)抽象出簡單空間要素點、線、面的定義，而且加入了關(guān)于應(yīng)用領(lǐng)域中的對

39、象來描述，如：道路、樹木等。同時geodatabase帶給我們更有用的好處是不再每次都進行編寫程序代碼進行操作相關(guān)數(shù)據(jù)對象。大多數(shù)的操作行為都有對象值域、子類型、規(guī)則等定義好配合arcinfo中提供了的應(yīng)用框架中各種相應(yīng)功能來實現(xiàn)完成。geodatabase給我們帶來了很多好處，總的來說如下幾點：地理空間信息處理的數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一性：應(yīng)用系統(tǒng)中我們把監(jiān)測獲得的需要處理的所有的地理空間信息數(shù)據(jù)都可以在計算機中同一數(shù)據(jù)庫中進行存放和管理。存儲的數(shù)據(jù)格式的一致性：對于不同監(jiān)測物件獲得的監(jiān)測信息整理時發(fā)現(xiàn)的格式不同意，我們可以通過首先定義好一定的規(guī)則和值域等，然后對錄入和編輯的大量空間信息數(shù)據(jù)進行了智能化的

40、合法性校驗，盡可能的達到在表格輸入時數(shù)據(jù)顯示是相同的。用戶對數(shù)據(jù)描述表現(xiàn)更直觀：geodatabase中開發(fā)時錄入了常用的數(shù)據(jù)對象的描述如果我們輸入的數(shù)據(jù)對象描述能夠基本對應(yīng)就能夠更為接近領(lǐng)域應(yīng)用上實際的空間要素，所以用戶操作時不再僅僅像先前我們用傳統(tǒng)的gis對空間數(shù)據(jù)抽象出簡單空間要素定義，應(yīng)用實際的已經(jīng)有的對象描述，如：道路、樹木、人井等直觀表示。空間要素不再獨立存在：通過在geodatabase里我們都可以定義對象與其它對象之間把能夠關(guān)聯(lián)的都關(guān)聯(lián)。通過建立關(guān)系后，我們描述或定義好的一個空間要素，如果進行移動、修改或刪除其相關(guān)的其它空間要素，這個空間要素也會有一定影響。例如，當我們移動一個

41、車站時，與之相連的道路就可以通過根據(jù)已有的對象關(guān)系來進行必要的移動，不再需要用戶人為控制。可以更好地制圖：對空間要素的確繪制方法上可以借助geodatabase數(shù)據(jù)模型來實現(xiàn)更多的控制。在制圖軟件arcmap中，就可以直接利用軟件自帶的智能化的、復(fù)雜的制圖方法是制圖簡單化。用戶自己操作可通過擴展空間數(shù)據(jù)對象的編碼，來實現(xiàn)高度定制的繪制方法做出自己需要的地圖。多個用戶并發(fā)操作：geodatabase數(shù)據(jù)模型的訪問模式是支持工作流的，多個用戶可以同時編輯操作同一區(qū)域中的空間要素，然后通過版本管（versioning）來解決可能引起的沖突來確定數(shù)據(jù)的一致性和安全性。第三章 監(jiān)測地理空間信息數(shù)據(jù)庫建立

42、與arcgis桌面地圖表現(xiàn)3.1 需求分析 我們在通過對建立了核相關(guān)物質(zhì)研究的工廠的周圍環(huán)境存在輻射水平和環(huán)境介質(zhì)中放射性的部分核素的監(jiān)測，為了更直觀的了解環(huán)境輻射水平的變化與放射性核素的累積情況,并結(jié)合流出的沉降物物數(shù)據(jù)監(jiān)測結(jié)果,實現(xiàn)估算核電廠周圍公眾受到的輻射劑量,驗證與評價核相關(guān)物質(zhì)研究的工廠安全運行和排放管理狀況,評估核物質(zhì)研究的工廠放射性物質(zhì)的意外排放對周圍環(huán)境的影響,為環(huán)保行政主管部門管理決策提供技術(shù)支持,為公眾提供安全信息。所以設(shè)計一個放射性廢物監(jiān)測地理空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，使用戶可以僅在一個平臺下實現(xiàn)對變形監(jiān)測過程中的各種信息進行管理，這樣既節(jié)約時間，又能對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行各種操作。3

43、.2 監(jiān)測地理空間信息數(shù)據(jù)庫介紹監(jiān)測地理空間信息系統(tǒng)主要實現(xiàn)在了對監(jiān)測地理空間信息數(shù)據(jù)的管理、分析處理、查詢表達等功能上。本監(jiān)測應(yīng)用系統(tǒng)主要用到的arcgis軟件中安裝的desktop軟件平臺，.net結(jié)合arcgis engine技術(shù)。數(shù)據(jù)庫為geography database 。這種新的數(shù)據(jù)模型為了滿足用戶需求使得數(shù)據(jù)更加智能化和面向相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域而實現(xiàn)在它已有的數(shù)據(jù)中加入需要的應(yīng)用領(lǐng)域的方法或者行為、關(guān)系或規(guī)則。地理數(shù)據(jù)庫實際上也可以當成是我們在應(yīng)用系統(tǒng)時使用和處理所有地理區(qū)域上空間信息數(shù)據(jù)的一個智能化數(shù)據(jù)庫。3.3 系統(tǒng)目標分析 放射性廢物監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)是一項非常復(fù)雜的系

44、統(tǒng)工程，研究中必然會遇到各種困難。因此，制定切實可行的系統(tǒng)開發(fā)目標，是實現(xiàn)系統(tǒng)總體設(shè)計目標的關(guān)鍵。放射性廢物監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的目標包括： （1）友好的界面。為了方便用戶的操作，所設(shè)計出的界面應(yīng)該簡單明了。 （2）各類信息分類管理。能對文件、數(shù)據(jù)和圖像信息進行分類管理和處理，可以針對不同的數(shù)據(jù)做各種處理。 （3）數(shù)據(jù)庫操作全面。用戶不僅能對數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)進行查看和管理，而且能對記錄實現(xiàn)查詢、修改、錄入和刪除等操作。 （4）自動生成各類圖表圖像信息。3.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測地理空間信息集成方法顯示的地理信息系統(tǒng)是一種具有專題性質(zhì)的地理信息應(yīng)用系統(tǒng)，我們實際操作和相應(yīng)體現(xiàn)的就是是地理信息系

45、統(tǒng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測方面的具體應(yīng)用。系統(tǒng)在總體上的設(shè)計主要依據(jù)建立系統(tǒng)的目標來對系統(tǒng)的具體模塊和系統(tǒng)的各個組成部分進行劃分的。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測信息系統(tǒng)從功能上來說應(yīng)該有對監(jiān)測到的站點數(shù)據(jù)進行管理、分析與查詢可視化；系統(tǒng)管理人員需要對監(jiān)測站點與監(jiān)測環(huán)境周圍地形的地圖標識有整體的認識；當監(jiān)測數(shù)據(jù)分析結(jié)束后應(yīng)該對所得到的監(jiān)測結(jié)果進行可視化管理和需要的成果輸出。根據(jù)以上分析，本系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該包括數(shù)據(jù)庫管理、地圖表現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析查詢、圖形管理、結(jié)果輸出五大模塊，如下圖所示：圖 3.1 放射性廢物監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.5數(shù)據(jù)庫設(shè)計監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫是本系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，它是通過空間數(shù)據(jù)庫操作來存儲原始站點觀測數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、分

46、析與預(yù)測數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)完成通過監(jiān)測地理空間信息數(shù)據(jù)進行基礎(chǔ)的分析和查詢后進行預(yù)警預(yù)測的基礎(chǔ)。在具體的系統(tǒng)設(shè)計中，我們盡可能的做到使數(shù)據(jù)的冗余度達到最小，系統(tǒng)資源需求的減少、資源利用率的提高、用戶更加滿意。通過利用arcgis軟件平臺提供的geodatabase空間數(shù)據(jù)存儲器的存儲方法，實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的更有效的管理。監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫是由不同的表組成，而各種不同的表之間主要是通過監(jiān)測站點的點好做關(guān)鍵字來建立相應(yīng)的關(guān)聯(lián)。主要表格有首期監(jiān)測站點表、各時期監(jiān)測站點表、地形數(shù)據(jù)表、各監(jiān)測站點的標志狀態(tài)表、某屬性各點的變化表等。表3.1 監(jiān)測點獲得的最初表序號 名稱名字 數(shù)據(jù)類型 字段大小 備注1 object

47、id 自動編號 長整型 geodat abase 自動生成2 id 數(shù)字 長整型 監(jiān)測點點號3 name 文本 255 監(jiān)測點點名4 time 日期時間 監(jiān)測點時間5 pointx 數(shù)字 單精度 監(jiān)測點橫坐標, 小數(shù)位數(shù)為46 pointy 數(shù)字 單精度 監(jiān)測點橫坐標, 小數(shù)位數(shù)為47 沉降物 數(shù)字 單精度 監(jiān)測點沉降物的量表3.2 首期監(jiān)測站點表序號 名稱名字 數(shù)據(jù)類型 字段大小 備注1 objectid 自動編號 長整型 geodat abase 自動生成2 id 數(shù)字 長整型 監(jiān)測點點號3 name 文本 255 監(jiān)測點點名4 pointx 數(shù)字 單精度 監(jiān)測點橫坐標, 小數(shù)位數(shù)為45

48、pointy 數(shù)字 單精度 監(jiān)測點縱坐標, 小數(shù)位數(shù)為46 t ime 日期和時間 監(jiān)測時間7 t ype 數(shù)字 整型 監(jiān)測點的類型8 temp 數(shù)字 整型 監(jiān)測點的溫度9 isactive 數(shù)字 整型 監(jiān)測點是否可用10 area-id 數(shù)字 字符型 監(jiān)測點所在區(qū)域號11 空氣中r 數(shù)字 單精度 監(jiān)測點空氣中r含量12 氣溶膠 數(shù)字 單精度 監(jiān)測點氣溶膠含量13 沉降物 數(shù)字 單精度 監(jiān)測點沉降物的量表 3.4 數(shù)據(jù)區(qū)域表表3.5 沉降物數(shù)據(jù)表表3.6 空氣中r含量數(shù)據(jù)表 表3.7 氣溶膠數(shù)據(jù)表表3.8 溫度數(shù)據(jù)表3.6 arcgis制圖監(jiān)測站點測得的各種要素信息的實測資料為原始實測值，為了

49、更加直觀地顯示各監(jiān)測站點的觀測信息，選擇使用arcgis軟件對獲得的數(shù)據(jù)進行可視化處理后，將各點的監(jiān)測信息通過平面的形式顯示出來。過程是以 excel 文件為原始數(shù)據(jù)，文件里面主要包含各監(jiān)測點的點號、測量時間、x 坐標、y 坐標和空氣中r含量、氣溶膠、沉降物，數(shù)據(jù)按測量時間進行歸類。然后通過數(shù)據(jù)導(dǎo)入的方式建立.shp 格式的監(jiān)測點，接著運用空間分析方法對其進行空間分析，最終得出可視化圖。具體步驟：1、把獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)導(dǎo)入到arcgis中：圖3.2 數(shù)據(jù)導(dǎo)入arcgis2、轉(zhuǎn)換生成arcgis操作時所使用的.shp格式文件輸出保存： 圖 3.3 生成.shp文件3、arcgis中生成監(jiān)測站點的點

50、位平面圖： 圖3.4 沉降物數(shù)據(jù).shp格式的表格 圖 3.5 點位平面圖 本章首先介紹gis數(shù)據(jù)和gis空間數(shù)據(jù)的一些基礎(chǔ)概念,然后數(shù)據(jù)庫項目的搭建，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成gis空間數(shù)據(jù)及應(yīng)用，還有一些數(shù)據(jù)的過濾處理技術(shù)。對各監(jiān)測站點在地圖上做出基本的地圖表現(xiàn)，為可視化管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。第四章 基于gis的數(shù)據(jù)查詢與可視化4.1 主界面模塊 本文旨在建立一個集變形監(jiān)測過程中所涉及到的文件、數(shù)據(jù)、圖表圖像管理為一體的變形監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，并且對所有操作進行分菜單、分窗口處理，系統(tǒng)主模塊和類關(guān)系圖如圖 4-1 所示圖4.1 系統(tǒng)主模塊示意圖4.2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)管理模塊 不同的監(jiān)測對象所獲取的屬性和數(shù)據(jù)

51、信息都不同，因此系統(tǒng)必須具備對數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)查看和結(jié)構(gòu)修改的功能，用戶可以根據(jù)需要直接在系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)進行查看和修改管理，為變形監(jiān)測數(shù)據(jù)管理提供了快捷的方法。圖4.2 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)4.3 數(shù)據(jù)查詢模塊 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量較大，當用戶需要對特定點號或日期的數(shù)據(jù)進行查看時，可以通過此模塊來實現(xiàn)，數(shù)據(jù)查詢功能模塊主要實現(xiàn)兩種查詢方式：按監(jiān)測點點號查詢、按監(jiān)測點測量日期查詢。當用戶在選擇下拉列表中的點號或者日期，進行相應(yīng)的查詢操作后，程序會將檢索到的結(jié)果顯示在“result”數(shù)據(jù)視圖中。其設(shè)計界面如圖 4-3，4-4所示。/數(shù)據(jù)查詢關(guān)鍵代碼private formquery frmquery;public

52、 void threadquery()frmquery = new formquery();frmquery.showdialog();private void 數(shù)據(jù)查詢toolstripmenuitem_click(object sender, eventargs e)thread querythread = new thread(new threadstart(threadquery);querythread.setapartmentstate(apartmentstate.sta);querythread.start(); 圖4.3 查詢界面 圖4.4 查詢顯示屬性界面 4.4 監(jiān)測過程

53、數(shù)據(jù)變化統(tǒng)計圖4.5 監(jiān)測點4在不同時間的數(shù)據(jù)整合 對于傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行變化分析： 計算其算術(shù)均數(shù)：直接計算法；頻數(shù)-加權(quán)計算法。 全距：亦稱全距（rangc，r），即一組觀察值中最大值與最小值之差。rxmaxxmin。全距反映了變異的范圍，極差大，變異度大；極差小，變異度小。 對監(jiān)測點4來說，空氣中r含量：算術(shù)均為99.09（ncy/h），r=110.1-94.1=16；氣溶膠：算術(shù)均0.93mbq/m3 ，r=1.62-0.52=1.1；沉降物：算術(shù)均0.94bq/m2*d，r=1.64-0.51=1.13溫度：算術(shù)均22.22c，r=23.6-20.89=2.71。 方差：要克服全距

54、的缺點，必須全面考慮到每個觀察值。首先考慮用每一個觀察值與均數(shù)之差的和即離均差總和來描述。 再考慮用離均差平方和來描述。最終考慮用離均差平方和的均數(shù)即方差s2來描述。 s2=(x1-x)2+(x2-x)2+.(xn-x)2/n 標準差=方差的算術(shù)平方根 標準差：為了保持與原觀察值及其均數(shù)的單位一致，將方差開平方，即得標準差，以s表示。標準差直接表示觀察值分布的離散程度，間接反映樣本的代表性。在觀察單位數(shù)相同，均數(shù)相近條件下，標準差較大，表明觀察值的變異程度較大，即觀察值圍繞均數(shù)的分布較離散，因而樣本的代表性較差；反之，標準差較小，表明觀察值的變異程度較小，觀察值圍繞均數(shù)的分布較密集，樣本的代表性好。標準差=方差的算術(shù)平方根 變異系數(shù)定義:對均數(shù)相差較大或性質(zhì)不同的資料，不能直接用標準差比較變異程度的大小，要用變異系數(shù)作比較。 變異系數(shù)的計算公式為：變異系數(shù) cv =（ 標準偏差 sd 平均值 mn ） 100%，與標準差一樣，變異系數(shù)愈大，表明觀察值的變異程度愈大，變異系數(shù)愈小，表明變異程度愈小。 對監(jiān)測點