基于輔助索引的多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型【開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)】

1、開(kāi) 題 報(bào) 告論文題目：基于輔助索引的多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型院 系： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 一 、目的和意義：地理信息系統(tǒng)(Geographical Information SystemGIS)，是借助計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備，對(duì)與地理相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、管理、查詢、分析和輔助決策的信息系統(tǒng)。在城市管理、土地管理、各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)資源管理等關(guān)鍵部門(mén)的應(yīng)用系統(tǒng)中，有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隨著GIS的發(fā)展由項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變，數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)中占已處于核心地位。較之傳統(tǒng)的非空間數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)具有更豐富的語(yǔ)義，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的描述更準(zhǔn)確，應(yīng)用更為廣泛，但其最大困難在于海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理。GIS

2、不同于其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要一點(diǎn)就是它必須存儲(chǔ)與處理海量的空間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)建設(shè)已成為GIS的一個(gè)重要課題。隨著地理信息系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和需求層次的日益提高，人們?cè)絹?lái)越多地需要在不同比例尺對(duì)地理現(xiàn)象進(jìn)行觀察、理解和描述,即越來(lái)越多地需要對(duì)多尺度的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和表達(dá)，這就導(dǎo)致對(duì)多比例尺GIS需求的出現(xiàn)。多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)是對(duì)同一地域同時(shí)存在幾種不同尺度(或數(shù)據(jù)精度)的空間地理數(shù)據(jù)的進(jìn)行存儲(chǔ)，也就是指一個(gè)在GIS中同時(shí)存在幾種比例尺的空間數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)中包含幾種比例尺數(shù)據(jù)時(shí)，GIS便可以提供不同尺度、不同層次上的空間信息服務(wù)。如從小比例尺到大比例尺的圖形瀏覽，是一個(gè)從區(qū)域到對(duì)象的空間放大過(guò)

3、程。從地理數(shù)據(jù)的分析來(lái)看，它總是針對(duì)一定的空間尺度和一定的空間等級(jí)進(jìn)行的，空間數(shù)據(jù)的分析觀察必須在一定比例尺條件下進(jìn)行，對(duì)于在小比例尺地圖上進(jìn)行的空間分析，涉及的范圍就會(huì)非常廣泛，通過(guò)實(shí)時(shí)建立所需數(shù)據(jù)集，勢(shì)必影響空間分析的性能。另外,根據(jù)用戶解決問(wèn)題的不同，對(duì)空間數(shù)據(jù)需求的詳細(xì)程度也是不一樣的，GIS如何提供用戶多尺度或多種詳細(xì)程度的空間數(shù)據(jù)？GIS以其豐富的地理信息內(nèi)容做為數(shù)字地圖生產(chǎn)的基礎(chǔ)之一，如何滿足輸出不同詳細(xì)程度和不同內(nèi)容的地圖產(chǎn)品？這些都是在建立GIS時(shí)值得考慮的問(wèn)題。因此，如何構(gòu)建空間數(shù)據(jù)的多比例尺體系成為GIS人員不得不重視的問(wèn)題。鑒于多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)在GIS中占有著重要

4、地位，現(xiàn)在迫切需要投入大量的精力來(lái)尋求多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)建模的最優(yōu)解決方案，解除GIS多比例尺數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面的難題，以保證GIS持續(xù)深入發(fā)展，可以使GIS應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。本課題用建立輔助索引結(jié)構(gòu)的方法在Oracle中建立多比例尺空間數(shù)據(jù)，再采用VB和AO開(kāi)發(fā)多比例尺空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多比例尺空間數(shù)據(jù)的顯示和查詢，當(dāng)涉及到不同比例尺時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)入和釋放相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)。二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r：目前多比例尺GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)組織形式主要有兩種，一種是動(dòng)態(tài)方式，即在GIS中，建立一個(gè)較大比例尺的主導(dǎo)數(shù)據(jù)庫(kù)，而其它層次比例尺的空間數(shù)據(jù)庫(kù)是從該庫(kù)中動(dòng)態(tài)派生、綜合而來(lái);另一種是靜態(tài)方式，即在GIS中，建立

5、能夠集成多種比例尺的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。 = 1 * GB2 靜態(tài)方式是一種預(yù)先構(gòu)建出多比例尺空間數(shù)據(jù)體系的方式。若現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)的尺度體系不完備，它強(qiáng)調(diào)應(yīng)首先采取綜合的方法綜合出所欠缺的尺度數(shù)據(jù)，然后集成成為一個(gè)完整的多比例尺數(shù)據(jù)體系。在這種方法中由于數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有大量不同比例尺的數(shù)據(jù)，空間索引對(duì)于提高查詢處理速度很重要，常用空間索引有格網(wǎng)型空間索引、四叉樹(shù)空間索引、R樹(shù)和R+樹(shù)、CP樹(shù)，該方式的優(yōu)點(diǎn):能夠充分利用中間尺度的空間數(shù)據(jù)，和傳統(tǒng)的制圖綜合方法相結(jié)合，快速地瀏覽各種尺度下的空間信息。缺點(diǎn):增大了空間數(shù)據(jù)的組織和管理難度，增加了存儲(chǔ)容量。 = 2 * GB2 動(dòng)態(tài)方式以某大比例尺空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)

6、數(shù)據(jù)，隨著比例尺的縮小，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)生成其它尺度的空間數(shù)據(jù)。該方法體現(xiàn)的是一種無(wú)級(jí)比例尺的概念，它更多地依靠空間數(shù)據(jù)的分類(lèi)、分級(jí)及數(shù)量選取、內(nèi)容選取和圖形概括等自動(dòng)綜合算法。動(dòng)態(tài)派生方式的優(yōu)點(diǎn)：空間數(shù)據(jù)庫(kù)只存儲(chǔ)大比例尺空間數(shù)據(jù)即可，簡(jiǎn)化了空間數(shù)據(jù)的組織與管理。缺點(diǎn)：在綜合模型不完善的情況下，自動(dòng)綜合有較大的局限性；由于需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)算，信息瀏覽速度將受到嚴(yán)重影響。在多比例尺GIS空間數(shù)據(jù)模型方面國(guó)內(nèi)外學(xué)者也提出了許多解決方案，比較典型的有王晏民、李德仁、龔健雅提出的分層分區(qū)分級(jí)方案，該方案的基本思想是，先將目標(biāo)區(qū)分成若干比例尺層次，以最上層比例尺的空間數(shù)據(jù)作為主導(dǎo)版本(該版本可以是獨(dú)立采集的也可以

7、是較大比例尺版本用制圖綜合方法派生的數(shù)據(jù))，用該版本向上派生更小比例尺的版本，直到屏幕能夠顯示全圖為止。用主導(dǎo)版本對(duì)下層比例尺版本的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)，形成多個(gè)分區(qū)的大比例尺版本，將這些分區(qū)版本作為各分區(qū)的主導(dǎo)版本；再對(duì)分區(qū)主導(dǎo)版本向上派生，向下分區(qū)，直到滿足要求為止。各分區(qū)版本可以是單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以是分布在網(wǎng)上不同計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)庫(kù)。也有人提出基于邊-節(jié)點(diǎn)和原子屬性的多比例尺GIS數(shù)據(jù)模型，在該模型中主要由幾何圖形、屬性和要素三部分組成，比例尺定位在地理要素上，根據(jù)構(gòu)成要素的幾何圖形類(lèi)型，將要素分為簡(jiǎn)單要素、聚合要素和復(fù)合要素。概念模型中的要素類(lèi)、工作區(qū)和圖層是根據(jù)比例尺可選用的要素組織方式

8、，各要素類(lèi)、工作區(qū)和圖層中都可包含不同類(lèi)型的要素，而且要素類(lèi)、工作區(qū)與圖層之間也沒(méi)有層次關(guān)系，這克服了傳統(tǒng)的要素類(lèi)、工作區(qū)和圖層受要素類(lèi)型限制的不足。三、研究目標(biāo)和內(nèi)容：研究目標(biāo)：研究基于輔助索引的多比例尺空間數(shù)據(jù)模型，并研究基于VB+AO開(kāi)發(fā)基于此模型開(kāi)發(fā)多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件的技術(shù)路線，探索研究建立多比例尺GIS的技術(shù)。研究?jī)?nèi)容： = 1 * Arabic 1、研究多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型，其中應(yīng)包含輔助索引結(jié)構(gòu)，輔助索引選擇格網(wǎng)索引，將不同比例尺的地圖劃分不同的區(qū)域，再根據(jù)不同區(qū)域的最大和最小坐標(biāo)建立不同比例尺的地圖格網(wǎng)間聯(lián)系。2、建立基于上述模型的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中需要集成的數(shù)據(jù)包括武

9、漢市1:2000和1:10000兩種基本比例尺的地形圖數(shù)據(jù)和分幅結(jié)合表，分為居民地、道路、水系、注記等層。3、基于上述模型開(kāi)發(fā)多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，該軟件的基本功能包括多比例尺地圖顯示功能（漫游、放大、縮小、全圖、鷹眼），顯示地圖時(shí)會(huì)自動(dòng)根據(jù)顯示的范圍調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)比例尺的數(shù)據(jù)，查詢功能有：SQL查詢指通過(guò)構(gòu)造SQL查詢式用表格顯示查詢的屬性信息同時(shí)用不同的顏色顯示查詢區(qū)域的位置；屬性查詢指在地圖上畫(huà)出要查詢的區(qū)域（點(diǎn)、圓型區(qū)域、矩形區(qū)域或多邊形區(qū)域）用表格顯示所選區(qū)域的屬性信息；緩沖區(qū)查詢指在地圖上畫(huà)點(diǎn)、線、矩形、圓、多邊形等并設(shè)置緩沖半徑查找緩沖區(qū)內(nèi)的地物并顯示其屬性和位置信息。四

10、、研究技術(shù)路線：（流程圖）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)模型寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)在Oracle中建立數(shù)據(jù)庫(kù)不滿意成型的多比例尺空間數(shù)據(jù)管理軟件滿意裝上數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)功能完善確定多比例尺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件的功能體系多比例尺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件界面和框架設(shè)計(jì)用VB+實(shí)現(xiàn)多比例尺數(shù)據(jù)管理軟件的功能五、研究的進(jìn)度安排：第1周，收集資料；第23周，理論學(xué)習(xí)；第46周，學(xué)習(xí)VB、AO、Oracle；第79，編程實(shí)現(xiàn)；第10周，試驗(yàn)；第11周，撰寫(xiě)論文；第12周，答辯。六、收集的資料及主要參考文獻(xiàn)：齊清文，張安定：關(guān)于多比例尺GIS中數(shù)據(jù)庫(kù)多重表達(dá)的幾個(gè)問(wèn)題的研究，地理研究，1999年6月，第18卷，第2期李云嶺，靳奉祥，季民，

11、于煥菊：GIS多比例尺空間數(shù)據(jù)組織體系構(gòu)建研究，地理與地理信息科學(xué)，2003年11月，第19卷第6期王 濤，毋河海：多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)的層次對(duì)象模型，地球信息科學(xué)，2003年6月，第2期郭建忠，安敏：GIS中多比例尺地理數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用，解放軍測(cè)繪學(xué)院學(xué)報(bào)，1999年3月，第16卷第1期張作昌：基于要素的多比例尺線狀地物空間數(shù)據(jù)組織，武漢大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005年5月目錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc104776505 摘 要 HYPERLINK l _Toc104776507 第一章 引言 PAGEREF _Toc104776507 h 1 HYPERL

12、INK l _Toc104776508 1.1建立基于輔助索引的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的必要性 PAGEREF _Toc104776508 h 1 HYPERLINK l _Toc104776509 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 PAGEREF _Toc104776509 h 2 HYPERLINK l _Toc104776510 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排 PAGEREF _Toc104776510 h 2 HYPERLINK l _Toc104776511 第二章 空間數(shù)據(jù)庫(kù) PAGEREF _Toc104776511 h 4 HYPERLINK l _Toc104776512 2.1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的特征 PAGE

13、REF _Toc104776512 h 4 HYPERLINK l _Toc104776513 2.2空間索引 PAGEREF _Toc104776513 h 4 HYPERLINK l _Toc104776514 2.3空間數(shù)據(jù)庫(kù)的管理模式 PAGEREF _Toc104776514 h 5 HYPERLINK l _Toc104776515 2.4 空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)例 PAGEREF _Toc104776515 h 6 HYPERLINK l _Toc104776516 第三章 ArcObjects二次開(kāi)發(fā)技術(shù) PAGEREF _Toc104776516 h 8 HYPERLINK l

14、 _Toc104776517 3.1 ArcObjects簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc104776517 h 8 HYPERLINK l _Toc104776518 3.2 VB6.0環(huán)境下的ArcObjects開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc104776518 h 9 HYPERLINK l _Toc104776519 3.3 基于AO的地圖顯示與查詢 PAGEREF _Toc104776519 h 13 HYPERLINK l _Toc104776520 第四章 多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù) PAGEREF _Toc104776520 h 17 HYPERLINK l _Toc104776521

15、 4.1 多比例尺GIS的基本概念 PAGEREF _Toc104776521 h 17 HYPERLINK l _Toc104776522 4.2 GIS中地理要素的多尺度表現(xiàn)特征 PAGEREF _Toc104776522 h 17 HYPERLINK l _Toc104776523 4.3多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù) PAGEREF _Toc104776523 h 18 HYPERLINK l _Toc104776524 第五章 基于輔助索引多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與建立 PAGEREF _Toc104776524 h 21 HYPERLINK l _Toc104776525 5.1輔助索引的設(shè)計(jì)

16、PAGEREF _Toc104776525 h 21 HYPERLINK l _Toc104776526 5.2多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 PAGEREF _Toc104776526 h 23 HYPERLINK l _Toc104776527 第六章 基于輔助索引的多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)介紹 PAGEREF _Toc104776527 h 27 HYPERLINK l _Toc104776528 6.1系統(tǒng)界面介紹 PAGEREF _Toc104776528 h 27 HYPERLINK l _Toc104776529 6.2系統(tǒng)功能介紹 PAGEREF _Toc104776529 h 3

17、0 HYPERLINK l _Toc104776530 6.3多比例尺地圖顯示的實(shí)驗(yàn)效果 PAGEREF _Toc104776530 h 31 HYPERLINK l _Toc104776531 第七章 結(jié)論及進(jìn)一步的研究方向 PAGEREF _Toc104776531 h 34 HYPERLINK l _Toc104776532 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc104776532 h 35 HYPERLINK l _Toc104776533 致謝 PAGEREF _Toc104776533 h 37摘 要多比例尺空間數(shù)據(jù)表達(dá)及數(shù)據(jù)庫(kù)建立具有廣闊的應(yīng)用前景，但多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和管理還

18、存在諸多難點(diǎn)，本文詳細(xì)介紹多比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)概念和理論，著力探討基于輔助索引的多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)模型設(shè)計(jì)和管理軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，并具體介紹以O(shè)racle +ArcSDE存儲(chǔ)多比例尺空間數(shù)據(jù)的方法，和VB+AO開(kāi)發(fā)多比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件的方法步驟。關(guān)鍵詞： 多比例尺 空間數(shù)據(jù)庫(kù) 地理信息系統(tǒng) ArcSDE Oracle VB AOAbstract The field of application in Multi-Scale spatial database is larger and larger ,but there are many difficulties in building and

19、 regulating it. The author will narrate the concepts of Multi-Scale spatial database and related theory in detail. It will be researched chiefly in this paper that how to design and build a Multi-Scale spatial database based on assistant index .We also study the method of developing regulating softw

20、are on it. The author will introduce the method of storing spatial data by Oracle and ArcSDE and the steps to develop GIS software by VB and AO .Key words: Muliti-Scale , spatial database , GIS , ArcSDE ,Oracle ,VB ,AO第一章 引言1.1建立基于輔助索引的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的必要性隨著GIS在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣用戶對(duì)GIS提出的要求也越來(lái)越高，如何從宏觀到微觀使用戶從不同角度、不同方位

21、分析和認(rèn)知特定地域空間地理信息，為決策部門(mén)提供科學(xué)的決策依據(jù)成為GIS的一個(gè)發(fā)展方向。而建立多比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)多比例尺GIS的核心工作，建立多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)的必要性體現(xiàn)在：一是在空間認(rèn)知中輔助從粗到細(xì)的信息導(dǎo)航：人們對(duì)空間現(xiàn)象的認(rèn)知表現(xiàn)為從總體到局部、從概略到細(xì)微、從重要到次要的層次順序，在傳統(tǒng)地圖技術(shù)表達(dá)中，通常通過(guò)概略圖、區(qū)位圖、索引圖等方式配于主地圖內(nèi)容實(shí)現(xiàn)地物目標(biāo)的搜索和空間信息的查詢。多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)表達(dá)了同一區(qū)域多分辨率下的空間信息內(nèi)容。通過(guò)比例尺的類(lèi)似于光學(xué)系統(tǒng)的“變焦”調(diào)節(jié)，可以展示從大范圍主體信息內(nèi)容到局部區(qū)域細(xì)微信息內(nèi)容的動(dòng)態(tài)表達(dá)，從而引導(dǎo)用戶對(duì)該區(qū)域的認(rèn)識(shí)，進(jìn)行信息

22、導(dǎo)航，輔助用戶截取其感興趣的局部區(qū)域，并沿著該路徑深入到細(xì)節(jié)內(nèi)容。對(duì)于空間信息導(dǎo)航，傳統(tǒng)地圖技術(shù)中由概略圖到主圖有大幅度的比例尺跨越，會(huì)產(chǎn)生兩者難以對(duì)應(yīng)的認(rèn)識(shí)難度，而多尺度空間數(shù)據(jù)庫(kù)的比例尺調(diào)節(jié)接近于連續(xù)式變化，沒(méi)有大的跳躍，較好地滿足了思維連續(xù)性的要求。二是在可視化方式中實(shí)現(xiàn)用戶自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)可視化 ：在GIS數(shù)據(jù)可視化中的放大、縮小是為了從不同層次深度獲得空間信息的視覺(jué)化在單一尺度的空間數(shù)據(jù)庫(kù)支持下，放大、縮小可得到圖形符號(hào)化的不同形式，但并沒(méi)有增加或減少信息內(nèi)容，比如，到一定比例尺后，進(jìn)一步放大只能得到符號(hào)、文字占滿整個(gè)屏幕的肥大的線劃筆劃、馬賽克效果等。在新技術(shù)條件下，人們不再滿足于靜態(tài)

23、、單一分辨率的空間可視化，提出了從多角度、多視點(diǎn)、多層次對(duì)空間可視化表達(dá)的要求。在多尺度空間數(shù)據(jù)庫(kù)支持下，可根據(jù)屏幕當(dāng)前可視化比例尺，動(dòng)態(tài)地選擇對(duì)應(yīng)的尺度內(nèi)容進(jìn)行顯示，獲得適宜的可視化效果。可視化方式有兩種，一是對(duì)同一研究區(qū)域動(dòng)態(tài)地展示多種尺度下的顯示版本，但同一版本不同位置顯示的比例尺是相同的，二是同一版本下不同位置顯示的比例尺不同。 三是在數(shù)據(jù)、系統(tǒng)集成中實(shí)現(xiàn)橫向一致性匹配及便捷的互操作：不同來(lái)源、不同時(shí)間、不同精度的空間數(shù)據(jù)集成與融合，是GIS工程應(yīng)用中的突出問(wèn)題，其中語(yǔ)義特征的匹配和尺度特征的匹配是兩大關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)疑，多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立增強(qiáng)了不同數(shù)據(jù)集成匹配的能力，可以實(shí)時(shí)地將不

24、同尺度的數(shù)據(jù)調(diào)整為一致，或通過(guò)臨時(shí)輸出不同版本的數(shù)據(jù)使得其尺度達(dá)到一致或接近，為不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)互操作提供條件。以上回答了我們?yōu)槭裁匆⒍啾壤呖臻g數(shù)據(jù)庫(kù)，那么為什么我們要在多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)上建立輔助索引呢？目前解決多比例尺空間數(shù)據(jù)大致分為2種：動(dòng)態(tài)方式和靜態(tài)方式（這兩種方案將在后文詳細(xì)介紹）。由于計(jì)算機(jī)地圖制圖綜合的技術(shù)不夠成熟，第一種方案雖然理想?yún)s不夠現(xiàn)實(shí)，第二種方案簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，而且節(jié)省檢索查詢時(shí)間，但操作管理多比例尺空間數(shù)據(jù)會(huì)有很多麻煩，比如，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的大小我們?cè)摰玫胶畏N比例尺的地圖數(shù)據(jù)，怎樣得到我們所需要的實(shí)體集，因此我們需要在不同比例尺的空間數(shù)據(jù)上建立輔助索引，而最直接明了

25、的方法就是建立基于位置的網(wǎng)格索引。1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況目前多比例尺GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)組織形式主要有2種方案，這2種方案將在節(jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹。在多比例尺GIS空間數(shù)據(jù)模型方面國(guó)內(nèi)外學(xué)者也提出了許多解決方案，比較典型的有王晏民、李德仁、龔健雅提出的分層分區(qū)分級(jí)方案，該方案的基本思想是，先將目標(biāo)區(qū)分成若干比例尺層次，以最上層比例尺的空間數(shù)據(jù)作為主導(dǎo)版本(該版本可以是獨(dú)立采集的也可以是較大比例尺版本用制圖綜合方法派生的數(shù)據(jù))，用該版本向上派生更小比例尺的版本，直到屏幕能夠顯示全圖為止。用主導(dǎo)版本對(duì)下層比例尺版本的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)，形成多個(gè)分區(qū)的大比例尺版本，將這些分區(qū)版本作為各分區(qū)的主導(dǎo)版本；再對(duì)分區(qū)主

26、導(dǎo)版本向上派生，向下分區(qū)，直到滿足要求為止。各分區(qū)版本可以是單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以是分布在網(wǎng)上不同計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)庫(kù)。也有人提出基于邊-節(jié)點(diǎn)和原子屬性的多比例尺GIS數(shù)據(jù)模型，在該模型中主要由幾何圖形、屬性和要素三部分組成，比例尺定位在地理要素上，根據(jù)構(gòu)成要素的幾何圖形類(lèi)型，將要素分為簡(jiǎn)單要素、聚合要素和復(fù)合要素。概念模型中的要素類(lèi)、工作區(qū)和圖層是根據(jù)比例尺可選用的要素組織方式，各要素類(lèi)、工作區(qū)和圖層中都可包含不同類(lèi)型的要素，而且要素類(lèi)、工作區(qū)與圖層之間也沒(méi)有層次關(guān)系，這克服了傳統(tǒng)的要素類(lèi)、工作區(qū)和圖層受要素類(lèi)型限制的不足。1.3 論文結(jié)構(gòu)安排第一章主要介紹空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)以及建立多比例尺空間

27、數(shù)據(jù)庫(kù)的重要意義，通過(guò)本章讀者可以讓大家認(rèn)識(shí)到此項(xiàng)工作的重要意義。第二章向讀者介紹空間數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)，包括數(shù)據(jù)模型、空間索引、數(shù)據(jù)庫(kù)管理模式，以及Oracle Spatial 和ArcSDE如何組織管理空間數(shù)據(jù)。第三章著重介紹ArcObjects組件的類(lèi)、接口以及開(kāi)發(fā)方法，主要介紹基于AO+VB如何實(shí)現(xiàn)地圖顯示和查詢（查詢包括屬性查詢和空間查詢）。第四章詳細(xì)介紹多比例尺GIS的基本概念，建立多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)要解決的關(guān)鍵問(wèn)題以及多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)的組織方案。通過(guò)本章讀者將對(duì)多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。第五章著重介紹本系統(tǒng)多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)的輔助索引的設(shè)計(jì)以及如何建立多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)

28、。第六章介紹多比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，包括該軟件的界面設(shè)計(jì)、功能模塊以及試驗(yàn)效果。第七章總結(jié)全文提出結(jié)論以及深入研究多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)的方向。第二章 空間數(shù)據(jù)庫(kù)2.1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的特征所謂空間數(shù)據(jù)庫(kù)是包含空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)?？臻g數(shù)據(jù)是指與空間位置有關(guān)的數(shù)據(jù)，與一般數(shù)據(jù)的差別在于其中包含著大量的幾何數(shù)據(jù)，從而使得空間數(shù)據(jù)具有以下幾個(gè)基本特征：1、空間特征：空間數(shù)據(jù)描述了空間物體的位置、形態(tài)，甚至需要描述物體的空間拓?fù)潢P(guān)系。每個(gè)空間對(duì)象都具有空間坐標(biāo)，這意味著在空間數(shù)據(jù)組織方面，要考慮它的空間分布特征，一般需要建立空間索引。2、抽象性特征：空間數(shù)據(jù)描述的是現(xiàn)實(shí)世界中的地物和地貌特征，非常的復(fù)雜，必須經(jīng)

29、過(guò)抽象處理，根據(jù)人們關(guān)心的內(nèi)容的不同，人為的取舍數(shù)據(jù)，建立不同主題的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。3、非結(jié)構(gòu)化特征：若將一條記錄表達(dá)一個(gè)空間對(duì)象，它的數(shù)據(jù)項(xiàng)可能是變長(zhǎng)的。例如，一條弧段的坐標(biāo)，其長(zhǎng)度是不可限定的，它可能是兩對(duì)坐標(biāo)，也可能是幾萬(wàn)對(duì)坐標(biāo)；其二，一個(gè)對(duì)象可能包含另外的一個(gè)或多個(gè)對(duì)象。4、空間關(guān)系特征：空間數(shù)據(jù)中記錄的拓?fù)湫畔⒈磉_(dá)了多種空間關(guān)系。這種拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一方面方便了空間數(shù)據(jù)的查詢和空間分析，另一方面也給空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性維護(hù)增加了復(fù)雜性。5、海量數(shù)據(jù)特征：空間數(shù)據(jù)量是巨大的，通常稱(chēng)海量數(shù)據(jù)，它的數(shù)據(jù)量比一般的通用數(shù)據(jù)庫(kù)要大得多。2.2空間索引GIS通常包含各種大量的空間信息,空間數(shù)據(jù)索引的

30、建立有利于提高空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索效率。因此,對(duì)空間數(shù)據(jù)索引模型的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。至今,研究人員提出了大量通用的空間索引技術(shù).常用的空間索引有網(wǎng)格(grid)索引、R-tree索引、四叉樹(shù)索引、k-d樹(shù)索引和八叉樹(shù)索引。下面將介紹幾種空間索引。1、網(wǎng)格索引 格網(wǎng)索引是將覆蓋整個(gè)研究區(qū)的范圍，按照一定規(guī)則劃分成大小相等的格網(wǎng)，然后記錄個(gè)格網(wǎng)內(nèi)所包含的空間實(shí)體，為了便于建立空間索引線性表，每個(gè)格網(wǎng)按Morton碼或Peano碼進(jìn)行編碼，建立Peano碼碼與空間實(shí)體的關(guān)系，該關(guān)系表就成為格網(wǎng)索引文件，每個(gè)要素在一個(gè)或者多個(gè)網(wǎng)格中,每個(gè)網(wǎng)格可包含多個(gè)要素，要素不是真正被分割，按格網(wǎng)法對(duì)空數(shù)據(jù)進(jìn)

31、行索引時(shí),所劃分的格網(wǎng)數(shù)不能太多,否則,檢索表本身太大而不利于數(shù)據(jù)的索引和檢索。2、R-tree索引 R樹(shù)是一種索引大數(shù)據(jù)量空間數(shù)據(jù)的常用方法，是一種高平衡的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括中間節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)。這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是來(lái)自于B樹(shù)，除了根結(jié)點(diǎn)和葉子結(jié)點(diǎn)之外，R樹(shù)的子節(jié)點(diǎn)有一個(gè)最大值M和最小值m，其中m的取值是在2mM/2，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)體形式是(I,ptr)。在葉子節(jié)點(diǎn)中，ptr是實(shí)體的標(biāo)示符，I是實(shí)際實(shí)體的最小外接矩形；在中間節(jié)點(diǎn)中，ptr是指向孩子節(jié)點(diǎn)的指針，I是包含下一層的所有孩子節(jié)點(diǎn)的最小外接矩形。3、線性四叉樹(shù)索引：四叉樹(shù)索引是基于空間劃分組織索引結(jié)構(gòu)的一類(lèi)索引機(jī)制。它將坐標(biāo)空間看作是一個(gè)矩形，第一

32、層分解時(shí),將其劃成四個(gè)相等的子矩形，稱(chēng)為象限；在第二層分解時(shí)，每個(gè)象限又被分成四個(gè)子矩形，依次分解，直到遇到終止條件才停止。利用四叉樹(shù)索引，為每層創(chuàng)建一個(gè)表示地理數(shù)據(jù)的覆蓋圖案，利用這種覆蓋圖案來(lái)代替空間圖元，并將該圖案的二維表示存儲(chǔ)在空間索引中。2.3空間數(shù)據(jù)庫(kù)的管理模式由于空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和特殊性，依靠空間數(shù)據(jù)管理方法，出現(xiàn)了幾種不同的空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理模式。1）混合數(shù)據(jù)庫(kù)模式，混合管理模式用文件系統(tǒng)存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)及其拓?fù)潢P(guān)系，用通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)，通過(guò)唯一標(biāo)識(shí)符來(lái)建立它們之間的連接。在這種管理模式中，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)除它們的ID作為連接關(guān)鍵字段以外，兩者幾乎是獨(dú)立地組織、管理與檢索。

33、表現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)方面，缺乏完整的表達(dá)語(yǔ)義和存儲(chǔ)機(jī)制；難于保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、操作的統(tǒng)一?；旌瞎芾砟Ｊ竭€不能說(shuō)建立了真正意義上的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)槲募芾硐到y(tǒng)的功能較弱，特別是在數(shù)據(jù)的安全性、一致性、完整性、并發(fā)控制以及數(shù)據(jù)損壞后的恢復(fù)方面缺少基本的功能。2）統(tǒng)一數(shù)據(jù)模式，使用純關(guān)系數(shù)據(jù)模型，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都用關(guān)系來(lái)存儲(chǔ)，使用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系連接機(jī)制建立空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，使之能直接存貯和管理非結(jié)構(gòu)化的空間數(shù)據(jù)。統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型主要解決了空間數(shù)據(jù)的變長(zhǎng)記錄管理，具有關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、檢索、數(shù)據(jù)完整性和安全機(jī)制等優(yōu)點(diǎn)，但是它仍然沒(méi)有解決對(duì)象的嵌套問(wèn)題，空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也不能由用戶任意定義，使用上仍然受到一定限制。

34、3）對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)模式，ORDBMS是對(duì)RDBMS進(jìn)行面向?qū)ο蟮臄U(kuò)展，既具有良好的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理及異構(gòu)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)能力，以及完整性、持久性、并發(fā)控制、可恢復(fù)性、一致性和查詢能力，又具有對(duì)海量數(shù)據(jù)、特別是空間數(shù)據(jù)類(lèi)型的支持。ORDBMS是關(guān)系世界的SQL與對(duì)象世界的模型基元的結(jié)合，既保持了RDBMS的所有功能和優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在數(shù)據(jù)服務(wù)器中添加了靈活的功能，支持復(fù)雜的“用戶自定義”應(yīng)用對(duì)象和邏輯，較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型的快速高效查詢。因此，基于對(duì)象關(guān)系的空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)成為GIS空間數(shù)據(jù)管理的主流。4）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模式，面向?qū)ο竽Ｐ妥钸m應(yīng)于空間數(shù)據(jù)的表達(dá)和管理，它不僅支持變長(zhǎng)記錄，而且支持對(duì)象的嵌

35、套、信息的繼承與聚集。面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)允許用戶定義對(duì)象和對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及它的操作。但面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)還不夠成熟，價(jià)格又昂貴，目前在GIS領(lǐng)域應(yīng)用還不廣泛。2.4 空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)例Oracle Spatial與ArcSDE可以說(shuō)是管理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)秀實(shí)例，下面分別予以簡(jiǎn)單介紹。 Oracle Spatial Oracle 9i Spatial(簡(jiǎn)稱(chēng)Oracle Spatial)是Oracle 9i的一個(gè)重要組件，它能夠使用Grade 9i對(duì)空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、訪問(wèn)及分析操作更快捷有效。下面介紹Spatial中的主要概念：Oracle Spatial的對(duì)象關(guān)系模型包含一組對(duì)象

36、數(shù)據(jù)類(lèi)型，一種索引類(lèi)型，以及作用于這些數(shù)據(jù)類(lèi)型的算子。在對(duì)象關(guān)系模型中，幾何體被存儲(chǔ)為對(duì)象，并且在單獨(dú)一行的單獨(dú)一列中，該列的名稱(chēng)是，SDO_GEOMETRY，空間索引的創(chuàng)建和維護(hù)是由基本的DDL語(yǔ)句(CREATE, ALTER, DROP)和DML (INSERT, UPDATE, DELETE)語(yǔ)句完成的。在對(duì)象關(guān)系模型中，對(duì)空間數(shù)據(jù)的操作流程大致是：創(chuàng)建一個(gè)空間表，插入數(shù)據(jù)，創(chuàng)建空間索引，進(jìn)行空間查詢。而這些操作都是基于對(duì)象類(lèi)型SDO_GEOMETRY。 Oracle Spatial內(nèi)建幾何圖形類(lèi)MDSYS,定義了一系列幾何圖形類(lèi)型，包括點(diǎn)、點(diǎn)群、線串、多邊形、圓弧串、圓弧多邊形、混合多

37、邊形、混合線串、圓、矩形等。為了高效管理復(fù)合的、具有不同屬性字段的空間數(shù)據(jù)，Oracle Spatial采用層次結(jié)構(gòu)模型。層次結(jié)構(gòu)模型由元素、幾何圖形及圖層組成。元素(Element)是幾何圖形(Geometry)的基本組成部分，Oracle Spatial支持的元素類(lèi)型有點(diǎn)、線串和多邊形。幾何圖形或地物要素由元素組成。一類(lèi)地物要素由同一元素組成，同一層地物具有相同的屬性字段?？臻g索引是Oracle Spatial的一個(gè)主要特性，利用空間索引可以快速地檢索所需要的數(shù)據(jù)紀(jì)錄。Oracle Spatial中的空間索引類(lèi)型包括R-tree索引Quad-tree索引，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇

38、其中之一，或兩者都選。為了提高空間查詢和連接的速度，Oracle Spatial采用了兩級(jí)查詢模型，分別是初級(jí)過(guò)濾器(Primary Filter)和次級(jí)過(guò)濾器(Secondary Filter)。初級(jí)過(guò)濾器是一個(gè)低耗過(guò)濾器，返回精確結(jié)果的超集；次級(jí)過(guò)濾器對(duì)來(lái)自初級(jí)過(guò)濾器的結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)格運(yùn)算，從而獲得精確結(jié)果。 ArcSDEArcSDE是世界著名的GIS軟件生產(chǎn)商ESRI公司開(kāi)發(fā)的一種空間數(shù)據(jù)引擎。它是該公司開(kāi)發(fā)的一整套GIS軟件包“ArcGIS”的一個(gè)組成部分。ArcSDE的主要功能是在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(RDBMS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)之間充當(dāng)一個(gè)應(yīng)用網(wǎng)關(guān)，以充分地把GIS和RDBMS集

39、成起來(lái)。SDE是結(jié)合先進(jìn)的客戶/服務(wù)器計(jì)算模式和數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)創(chuàng)建的一種新技術(shù)。SDE管理空間數(shù)據(jù)并為訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)的軟件提供接口，為用戶在任意應(yīng)用中嵌入查詢和分析這些數(shù)據(jù)的功能。SDE將地理特征數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一地集成在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(RDBMS)中，如ORCALE，DB2，INFOMIX，SQL-SEVRE等等，利用從關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境中繼承的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一而有效的管理。它尤其適用于多用戶、大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)庫(kù)的管理。從空間數(shù)據(jù)管理的角度來(lái)看，SDE可以被看成是一個(gè)連續(xù)的空間數(shù)據(jù)模型，借助這一模型，我們可以將空間數(shù)據(jù)加入到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中。 ArcSDE以層的方式

40、來(lái)管理地理數(shù)據(jù)，具有共同屬性項(xiàng)的一類(lèi)要素可以放到一層中，每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)際要素。ArcSDE為數(shù)據(jù)庫(kù)中各層(Layer)建立了空間索引?？臻g索引是將層從邏輯上分成一個(gè)個(gè)小塊，稱(chēng)為“cell，層中的要素則分解到各cell中加以描述，并將此描述信息寫(xiě)到索引表中。落到多個(gè)cell上的要素，將在每個(gè)cell對(duì)應(yīng)的索引記錄中加以描述。沒(méi)有數(shù)據(jù)的cell不包括在索引表中。 ArcSDE存儲(chǔ)和組織數(shù)據(jù)庫(kù)中的空間要素的方法，是將空間數(shù)據(jù)類(lèi)型加到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中。ArcSDE并不改變和影響現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用。它只是在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)表中加入圖形數(shù)據(jù)項(xiàng)(Shape column)，供軟件管理和訪問(wèn)與其關(guān)聯(lián)的空間數(shù)據(jù)

41、。ArcSDE將地理數(shù)據(jù)和空間索引放在不同的數(shù)據(jù)表中，通過(guò)關(guān)鍵項(xiàng)將其相聯(lián)。將圖形數(shù)據(jù)項(xiàng)加到一個(gè)商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)表后，我們稱(chēng)該表為空間可用的(spatially enabled )。 ArcSDE通過(guò)將信息存入層表( LAYERS table)來(lái)管理空間可用表。層表幫助管理商業(yè)表和空間數(shù)據(jù)之間的連接。第三章 ArcObjects二次開(kāi)發(fā)技術(shù)3.1 ArcObjects簡(jiǎn)介ArcObjects是ESRI公司ArcGIS家族中應(yīng)用程序ArcMap、ArcCatalog和ArcScene的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它是ESRI公司提供的一套基于COM技術(shù)的組件庫(kù)。ArcObjects包括了3DAnalyst Extensi

42、on、Application Framework、ArcMap、Geodatabase、ArcCatalog、Display、Output等18個(gè)功能子系統(tǒng)，提供了1800多個(gè)獨(dú)立的COM組件、幾百個(gè)具有良好文檔說(shuō)明的接口和數(shù)千個(gè)方法，ArcObjects組件展現(xiàn)了幾乎在ArcInfo中可以利用的全部功能。通過(guò)AO可以完成這些甚至更多的功能：空間數(shù)據(jù)的顯示、查詢檢索、編輯和分析；創(chuàng)建各種專(zhuān)題圖和統(tǒng)計(jì)報(bào)表；高級(jí)的制圖和輸出功能；空間數(shù)據(jù)管理和維護(hù)。AO已經(jīng)提供了許多底層的基本功能，而我們用它進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的任務(wù)是按照應(yīng)用需求將這些底層功能組裝集合成一個(gè)更強(qiáng)大的COM對(duì)象。我們現(xiàn)在知道AO是基于微軟

43、的COM技術(shù)來(lái)構(gòu)建的，因此它的開(kāi)放性和擴(kuò)展性很強(qiáng)大。這兒的開(kāi)放性是指在開(kāi)發(fā)環(huán)境的選擇上可以有VBA、VB、VC+、DEPHI等多種支持COM標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工具，而擴(kuò)展性是指AO組件沒(méi)有提供的功能，如需要定義一種新的數(shù)據(jù)格式，你就可以利用COM技術(shù)來(lái)寫(xiě)自己的COM組件，對(duì)AO組件庫(kù)進(jìn)行擴(kuò)展補(bǔ)充。在某種程度上可以說(shuō)AO開(kāi)發(fā)功能是沒(méi)有限制的。首先我們討論一下如何進(jìn)入AO軟件的領(lǐng)域開(kāi)發(fā)？AO程序員必須掌握一下四個(gè)方面的知識(shí)：1）面向?qū)ο蠹夹g(shù)； 2）COM技術(shù)； 3）AO各組件對(duì)象的層次組織和相互關(guān)系； 4）支持COM的各種開(kāi)發(fā)工具及其環(huán)境（如VB、VC、DEPHI等）。關(guān)于這4方面的知識(shí)讀者可以找到相關(guān)書(shū)

44、籍，在此就不詳細(xì)介紹了，下面介紹一下AO的高級(jí)通用組件：1） MapControl控件：MapControl控件提供了類(lèi)似ArcMap中的數(shù)據(jù)視圖(Data View)的窗口，通過(guò)它你可完成以下甚至更多功能： 顯示圖層地圖，放大，縮小，漫游； 生成圖形元素，如點(diǎn)，線，圓，多邊形； 說(shuō)明注記；識(shí)別地圖上被選中的元素，進(jìn)行空間或?qū)傩圆樵儯?標(biāo)注地圖元素?？傊贏rcMap中能夠完成的大部分任務(wù)，通過(guò)MapControl控件也可以完成。通過(guò)設(shè)置MapControl General, Layers, Map 屬性，你甚至不需要寫(xiě)一行代碼可以獲得一些GIS功能。關(guān)于MapControl控件有許多完整的應(yīng)

45、用示例，存放在ArcObjects Developer KitSamplesControls目錄下。 2） PageLayout控件：PageLayout控件提供了類(lèi)似ArcMap中的版面視圖的窗口，它有以下的屬性、方法和事件： 管理控件的外觀設(shè)置； 管理控件的顯示屬性； 管理頁(yè)面屬性； 在控件中增加和查找元素； 加載地圖文檔到控件； 可以直接從資源管理器和ArcCatalog中拖放數(shù)據(jù)到控件中； 打印頁(yè)面設(shè)計(jì)。 至于它的功能，ArcMap的Layout視圖能完成的工作，使用PageLayoutControl同樣可以完成，像增加和設(shè)置圖例、打印輸出等許多功能。關(guān)于PageLayout控件有許多

46、完整的應(yīng)用示例，也存放在ArcObjects Developer KitSamplesControls目錄下。3.2 VB6.0環(huán)境下的ArcObjects開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)AO 可選的的開(kāi)發(fā)方式可以分為兩種，一種是在ArcMap應(yīng)用框架基礎(chǔ)上進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)，另一種是脫離ArcMap應(yīng)用框架去開(kāi)發(fā)獨(dú)立的應(yīng)用程序。通常情況下，我們都是在ArcMap框架下進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)環(huán)境可以選擇ArcMap本身自帶的VBA，也可以選擇VB、VC、DEPHI（AO 8.2以上的版本開(kāi)始支持C#）。由于本課題選用的是AO+VB的開(kāi)發(fā)模式，在此將詳細(xì)介紹如何在VB環(huán)境中利用ArcObjects開(kāi)發(fā)EXE。1）啟動(dòng)VB開(kāi)發(fā)環(huán)境

47、，在圖3.1所示的“New Project”對(duì)話框中選“StandardEXE項(xiàng)，并點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)入VBE環(huán)境。 圖3.1 New Project對(duì)話框2）引用ArcObjects對(duì)象庫(kù)：首先點(diǎn)擊菜單中的項(xiàng)，如圖3.2，進(jìn)入對(duì)象庫(kù)引用對(duì)話框，如圖3.3。圖3.2啟動(dòng)對(duì)象庫(kù)引用對(duì)話框圖3.3對(duì)象庫(kù)引用對(duì)話框3）對(duì)象庫(kù)引用對(duì)話框（圖3.3）中選中“ESRI Carto Object Library ”、“ESRI Display Object Library”、“ESRI Geometry Object Library”、“ESRI GeoDatabase Object Library”、“ESRI

48、 System Object Library”等幾項(xiàng)，并點(diǎn)擊按鈕，返回VBE環(huán)境。4）點(diǎn)擊菜單項(xiàng)中的項(xiàng),打開(kāi)“Components”對(duì)話框，如圖3.4。圖3.4打開(kāi)Components對(duì)話框5）在“Components”對(duì)話框中，切換到Controls頁(yè)，并選中“ESRI MapControl”項(xiàng)，點(diǎn)擊或按鈕，如圖3.5。圖3.5 Components對(duì)話框6）如圖3.6所示，加載MapControl控件之后，在VBE的控件面板中出現(xiàn)了MapControl控件圖標(biāo)，用戶便可以像在Form中添加Button一樣在Form中添加MapControl控件，并利用它開(kāi)發(fā)EXE。圖3.6 添加MapCo

49、ntrol控件3.3 基于AO的地圖顯示與查詢地圖顯示在MapControl顯示地圖有兩種方法：一種不需要任何代碼就可以實(shí)現(xiàn)地圖的顯示，在MapControl的屬性頁(yè)中直接添加圖層。具體做法為：在MapControl控件上單擊右鍵，選擇Properties,在Property Page 上選擇Map標(biāo)簽，如圖3.7。圖3.7 MapControl的屬性頁(yè)再點(diǎn)擊Layers下的按鈕就可以選擇圖層加載了，可以選擇一個(gè)或者多個(gè)圖層，如圖3.8。圖3.8選擇加載的圖層通過(guò)以上的步驟就可以輕松實(shí)現(xiàn)地圖在MapControl中的顯示，如圖3.9。圖3.9 MapControl簡(jiǎn)單顯示圖層另一種實(shí)現(xiàn)地圖顯示

50、的方法是通過(guò)按鈕或者菜單來(lái)加載Shape文件或者其它的圖層文件。該方法可以通過(guò)AddLayer，AddlayerFromFile，AddShapeFile函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其代碼為：Sub AddData()Dim pFactory As IWorkspaceFactoryDim pWorkspace As IFeatureWorkspaceDim pFeatLayer As IFeatureLayer 新建一個(gè) ShapefileWorkspaceFactory 對(duì)象Set pFactory = New ShapefileWorkspaceFactorySet pWorkspace = pFact

51、ory.OpenFromFile(C:DataUSA, 0)新建一個(gè) FeatureLayer 對(duì)象Set pFeatLayer = New FeatureLayerSet pFeatLayer.FeatureClass =pWorkspace.OpenFeatureClass(States) 在地圖上加載一個(gè)新圖層With MapControl1.AddLayer pFeatLayer.AddShapeFile C:DataUSA, counties .AddShapeFile C:DataUSA, USHighEnd WithEnd Sub 查詢實(shí)現(xiàn)在GIS中查詢分為空間查詢（根據(jù)圖形查屬

52、性）和屬性查詢（根據(jù)屬性查圖形），AO中查詢涉及到的對(duì)象有SectionSet，Curor和QueryFilter及其子類(lèi)和它們所支持的接口。SectionSet主要提供對(duì)單張表或FeatureClass中選定的一組記錄的引用，主要通過(guò)表或Feature Class的Select方法來(lái)創(chuàng)建。QueryFilter對(duì)象通過(guò)屬性值的條件設(shè)置來(lái)達(dá)到選擇記錄的目的，通過(guò)IQueryFilter提供的WhereClause屬性來(lái)設(shè)置查詢條件（與SQL語(yǔ)句寫(xiě)法相同）。屬性查詢的示例代碼為：Dim pFeatLayer As IFeatureLayerSet pFeatLayer = MapControl.

53、Layer(0)Dim pFeatSel As IFeatureSelectionSet pFeatSel = pFeatLayer pFeatSel.SelectFeatures pQueryFil, esriSElectionResultNew, FalseDim pSelSet As ISelectionSetSet pSelSet = pFeatSel.SelectonSetDim pFeatCursor As IFeatureCursorpSelSet.Search Nothing, True, pFeatCursorDim pFeature As IFeatureSet pFeat

54、ure = pFeatCursor.NextFeatureDo While Not pFeature Is Nothing 添加對(duì)Feature的操作 Set pFeature = pFeatCursor.NextFeatureLoopSpatialFilter對(duì)象是一個(gè)QueryFilter對(duì)象，它包括空間約束和屬性約束，通過(guò)Ispatial_Filter接口提供的Geometry、Geometry Field和SpatialRel屬性可設(shè)置查詢條件?？臻g查詢的示例代碼為：Dim pSpatialFilter As ISpatialFilterSet pSpatialFiler = New

55、SpatialFilterWith pSpatialFilterSet .Geometry = pGeometry(一個(gè)Geometry對(duì)象) .GeometryField = “Shape” (數(shù)據(jù)庫(kù)表中的用來(lái)存儲(chǔ)幾何圖形的字段) .SpatialRel = esriSpatialRelIntersects(相交關(guān)系)End With Dim pFeatureSel As IFeatureSelectionSet pFeatureSel = pFeatureLayerpFeatureSel.SelectFeatures pSpatialFilter,esriSelectionResultNe

56、w,- False第四章 多比例尺空間數(shù)據(jù)庫(kù)4.1 多比例尺GIS的基本概念人類(lèi)信息獲取實(shí)際上是以一種有序的方式對(duì)思維對(duì)象進(jìn)行各種層次的抽象，以便使自己既看清了細(xì)節(jié)，又不被枝節(jié)問(wèn)題擾亂了主干，因?yàn)椤俺^(guò)一定的詳細(xì)程度，一個(gè)人能看到的越多，他對(duì)所看到的東西能描述的就越少”。因此，GIS既要滿足用戶對(duì)地理環(huán)境宏觀上的認(rèn)識(shí)，又考慮到他們有觀察局部細(xì)節(jié)微觀上的要求，這就要求GIS應(yīng)該提供多比例尺的空間信息。在 GIS中同時(shí)存在幾種不同比例尺(或精確程度)的空間數(shù)據(jù)的現(xiàn)象被稱(chēng)為GIS的多比例尺性，而相應(yīng)的GIS被稱(chēng)為/多比例尺GIS(Multi-Scale GIS)或/多分辨率GIS(Multi-res

57、olution GIS)。對(duì)同一區(qū)域不同尺度、不同分辨率表達(dá)的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配與集成，是空間數(shù)據(jù)庫(kù)融合技術(shù)中的一個(gè)重要內(nèi)容?！俺叨取备拍畋徽J(rèn)為是空間數(shù)據(jù)表達(dá)的一個(gè)重要特征，從認(rèn)知科學(xué)的觀點(diǎn)，它體現(xiàn)了人們對(duì)空間事物、空間現(xiàn)象認(rèn)知的深度和廣度。一般意義上的地學(xué)領(lǐng)域的“尺度”是指研究對(duì)象的空間域上延展范圍或時(shí)間域上的覆蓋區(qū)間，而地理信息系統(tǒng)的“尺度”為“比例尺”所取代，定義為表達(dá)空間（GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)）中的長(zhǎng)度與實(shí)際地理空間長(zhǎng)度的比率。在“表達(dá)長(zhǎng)度”、 “實(shí)際長(zhǎng)度”、“比例尺”三個(gè)概念中，認(rèn)知表達(dá)空間的“表達(dá)長(zhǎng)度”是固定的，“空間尺度”與“比例尺”的關(guān)系變?yōu)榉帜概c商的關(guān)系，即大尺度對(duì)應(yīng)小比例尺、小尺

58、度對(duì)應(yīng)大比例尺。數(shù)字技術(shù)環(huán)境下，中文文獻(xiàn)對(duì)scale的翻譯目前越來(lái)越多地用“尺度”概念代替“比例尺”，實(shí)質(zhì)上是一致的，只不過(guò)數(shù)量意義上的變化趨勢(shì)正好相反?？臻g表達(dá)是為認(rèn)知服務(wù)的，認(rèn)知的水準(zhǔn)與能力是需要考慮的因素。大尺度下的空間包容較多的地理目標(biāo)、較復(fù)雜的地理現(xiàn)象，受空間表達(dá)和認(rèn)知能力的限制，只有重要突出的地理目標(biāo)才得以表達(dá)。而對(duì)于小尺度空間一般性的目標(biāo)都可以表達(dá)。因此，空間尺度的廣度與認(rèn)知的分辨率是緊密相關(guān)的。這樣，“尺度”、“比例尺”、“分辨率”3個(gè)概念密切相關(guān)，在某種意義上講，在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中，“多尺度”、“多比例尺”、“多分辨率”是等同的。4.2 GIS中地理要素的多尺度表現(xiàn)特征尺度在地球

59、空間數(shù)據(jù)中表現(xiàn)為空間范圍上的可變性、時(shí)間上的可擴(kuò)展性和屬性內(nèi)容的可歸并及可抽象的綜合性。在相同的空間參考系中，大尺度數(shù)據(jù)在空間上占有較大的空間范圍,表現(xiàn)在屬性上則是反映實(shí)體/過(guò)程或現(xiàn)象的整體、抽象、輪廓趨勢(shì)；小尺度則是屬性上反映研究對(duì)象的詳細(xì)、具體的內(nèi)容；中等尺度則為一種過(guò)度尺度。在不同的尺度下，地理要素表達(dá)的尺度特征表現(xiàn)在以下幾個(gè)層面：1、在幾何層面上，同一地理要素在不同的尺度下表現(xiàn)出不同抽象程度的幾何形狀，反映在數(shù)據(jù)庫(kù)中則可能被抽象為不同的幾何類(lèi)型。如：道路網(wǎng)中同樣幾條路段，在小比例尺下各路段用其道路中心線表示，立交橋、路口等結(jié)點(diǎn)也用簡(jiǎn)單的點(diǎn)狀目標(biāo)來(lái)表示；但在較大比例尺下，同樣的路段則表達(dá)

60、為雙線目標(biāo)，而道路節(jié)點(diǎn)也用面狀幾何要素表示。 2、在要素層面上，幾個(gè)要素可在不同的抽象層次下，基于不同的幾何、時(shí)態(tài)、或語(yǔ)義準(zhǔn)則聚合成新的復(fù)合要素。這樣一個(gè)復(fù)合要素可能在不同尺度下存在幾種不同的表達(dá)，且各種表達(dá)相互獨(dú)立，在不同比例尺轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)發(fā)生出現(xiàn)/消失或聚集/分解的情況，如某些要素在一種比例尺地圖上可見(jiàn)，而在較小比例尺地圖上不再可見(jiàn)。這種情況下，復(fù)合要素和底層的對(duì)應(yīng)要素間具有層次性關(guān)系，高層要素由低層要素組合而成。如：一個(gè)省級(jí)行政區(qū)劃要素由幾個(gè)地區(qū)級(jí)行政區(qū)劃要素組成，后者又由幾個(gè)縣級(jí)行政區(qū)劃要素組成，彼此之間存在行政上的隸屬關(guān)系和空間上的聚集/分解關(guān)系。3、在屬性層面上，同一地理要素在不同抽象