GIS統(tǒng)一接口軟件模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

馮金順 孫哲

（1 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所河北石家莊 050081）

（2 海軍駐石家莊地區(qū)通信軍事代表室河北石家莊 050081）

GIS統(tǒng)一接口軟件模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

馮金順1孫哲2

（1 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所河北石家莊 050081）

（2 海軍駐石家莊地區(qū)通信軍事代表室河北石家莊 050081）

隨著信息化建設(shè)的推進(jìn)，地理信息系統(tǒng)在網(wǎng)管系統(tǒng)中的地位越來(lái)越重要。但是不同項(xiàng)目對(duì)地理信息系統(tǒng)有著不同的使用需求，同一套軟件框架需要進(jìn)行大量的適應(yīng)性修改，才能同時(shí)適應(yīng)不同的地理信息系統(tǒng)。針對(duì)兩套地理信息系統(tǒng)進(jìn)行了統(tǒng)一的接口封裝，使軟件框架對(duì)于不同的地理信息系統(tǒng)可以采用同樣的接口調(diào)用，從而降低了軟件開發(fā)的復(fù)雜度，提高了開發(fā)效率。

MapInfo MGIS 網(wǎng)絡(luò)管理 地理信息系統(tǒng)

1 引言

近年來(lái)，隨著信息化建設(shè)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的應(yīng)用系統(tǒng)將地理信息系統(tǒng)融合進(jìn)來(lái)，進(jìn)而提升系統(tǒng)的易用性，豐富系統(tǒng)的信息含量。從日常使用的網(wǎng)上購(gòu)物和地圖導(dǎo)航，到關(guān)系人民生命財(cái)產(chǎn)安全的防火防汛，甚至關(guān)系到國(guó)家安全的軍事裝備，都一步步深入地將自身功能與地理信息系統(tǒng)緊密聯(lián)系到一起，從而給應(yīng)用系統(tǒng)的使用帶來(lái)了極大的方便[1]。

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)屬于很早就與地理信息系統(tǒng)結(jié)合，使用較為成熟的一種應(yīng)用系統(tǒng)，幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)都離不開地理信息系統(tǒng)的支撐。但是目前開發(fā)基于地理信息系統(tǒng)的網(wǎng)管應(yīng)用面臨著以下2種情況：

①用戶需求不同：應(yīng)用系統(tǒng)需基于不同的平臺(tái)運(yùn)行，比如網(wǎng)管系統(tǒng)在軍用和民用這2種環(huán)境下需分別基于軍用地理信息系統(tǒng)和民用地理信息系統(tǒng)運(yùn)行；

于地理信息系統(tǒng)的版本變更會(huì)帶來(lái)開發(fā)接口變更：然而目前的地理信息系統(tǒng)沒有一個(gè)公共的標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的接口，作為應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)者，需要根據(jù)不同地理信息系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)專用的解決方案，同時(shí)當(dāng)需要對(duì)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)時(shí)必須對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)整，給應(yīng)用程序開發(fā)和維護(hù)帶來(lái)了很大的不便，不僅降低了開發(fā)效率，而且應(yīng)用程序模塊也很難實(shí)現(xiàn)重用。

為了能夠更好地適應(yīng)這種形勢(shì)，以典型民用地理信息系統(tǒng)MapInfo和軍事地理信息系統(tǒng)（Military Geography Information System，MGIS）為例，設(shè)計(jì)了一套接口，并對(duì)以上2種地理信息系統(tǒng)進(jìn)行了封裝，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)用，最終實(shí)現(xiàn)了在不更改應(yīng)用程序的情況下，使應(yīng)用程序在2種地理信息系統(tǒng)之間進(jìn)行切換。

2 地理信息系統(tǒng)介紹

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)、地圖學(xué)、遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，適用于輸入、存儲(chǔ)、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。GIS是一種基于計(jì)算機(jī)的工具，可以對(duì)空間信息進(jìn)行分析和處理，GIS技術(shù)把地圖這種獨(dú)特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫(kù)操作（例如查詢和統(tǒng)計(jì)分析等）集成在一起，從而使其在廣泛的公眾和個(gè)人企事業(yè)單位中的數(shù)據(jù)分析處理、預(yù)測(cè)結(jié)果和輔助決策等方面具有實(shí)用價(jià)值[1,2]。

MapInfo是美國(guó)MapInfo公司的桌面地理信息系統(tǒng)軟件，是一種數(shù)據(jù)可視化和信息地圖化的桌面解決方案。本文使用的是基于MapInfo的MapX產(chǎn)品，是MapInfo公司產(chǎn)品中的地圖繪制控件，為開發(fā)人員提供了一個(gè)快速和易用的地圖化組件，可以輕松地添加強(qiáng)大的地圖繪制功能。MapX繼承了MapInfo的地圖數(shù)據(jù)格式，可以在應(yīng)用程序中方便地插入各種地圖，輕松實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的可視化，完成空間查詢、地理編碼和專題分析等豐富的地圖信息系統(tǒng)功能[3]。

MGIS是GIS技術(shù)在現(xiàn)代軍事中的應(yīng)用，是一種在計(jì)算機(jī)硬件支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論和方法，動(dòng)態(tài)地、綜合地獲取、管理和分析作戰(zhàn)區(qū)域地理環(huán)境及軍事專題屬性信息，服務(wù)于作戰(zhàn)環(huán)境分析和輔助指揮決策的現(xiàn)代軍事應(yīng)用系統(tǒng)，是現(xiàn)代高科技條件下網(wǎng)絡(luò)管理自動(dòng)化的重要工作平臺(tái)。本文采用的MGIS是國(guó)內(nèi)開發(fā)的一套基于軍事地圖數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)，對(duì)外提供了詳細(xì)和友好的二次開發(fā)接口，能夠方便的進(jìn)行二次開發(fā)，基于地圖顯示環(huán)境進(jìn)行被管平臺(tái)的位置、狀態(tài)及其綜合信息的分析和展示[4,5]。

3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

3.1 設(shè)計(jì)原則

根據(jù)目前多樣化的地理信息系統(tǒng)使用需求，基于方便開發(fā)人員開發(fā)和軟件重用的設(shè)計(jì)思路，在保證完成網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)地理信息系統(tǒng)基本功能需求的前提下，設(shè)計(jì)一套功能統(tǒng)一和接口統(tǒng)一的支持多個(gè)地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的功能模塊。

在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)軟件框架對(duì)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用時(shí)，不需要考慮最終使用的是哪一種地理信息系統(tǒng)，通過替換程序執(zhí)行目錄下的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件，使程序完成對(duì)不同地理信息系統(tǒng)的調(diào)用。由于采用了統(tǒng)一的接口，程序設(shè)計(jì)時(shí)不用考慮各種地理信息系統(tǒng)的差異性，提高了應(yīng)用程序的開發(fā)效率和應(yīng)用程序軟件模塊的重用度。

3.2 軟件模塊設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的GIS統(tǒng)一接口軟件模塊用于實(shí)現(xiàn)不同地理信息系統(tǒng)的統(tǒng)一接口封裝，生成對(duì)外統(tǒng)一接口的軟件模塊。該模塊在軟件架構(gòu)中處于上層應(yīng)用程序和下層地理信息系統(tǒng)之間，向上提供GIS調(diào)用接口和地圖服務(wù)，向下通過調(diào)用各地理信息系統(tǒng)的二次開發(fā)接口實(shí)現(xiàn)GIS統(tǒng)一接口軟件模塊的功能。GIS統(tǒng)一接口軟件模塊結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

圖1 GIS的統(tǒng)一接口軟件模塊結(jié)構(gòu)圖

在進(jìn)行軟件接口封裝的過程中，首先根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)管應(yīng)用的地理信息系統(tǒng)使用需求，抽象出統(tǒng)一的接口GISInterface，然后分別通過MapX和MGIS的二次開發(fā)包實(shí)現(xiàn)GISInterface接口，生成不同的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。

3.3 統(tǒng)一接口設(shè)計(jì)

基于以上模塊設(shè)計(jì)，首先對(duì)網(wǎng)管應(yīng)用的地理信息系統(tǒng)使用需求進(jìn)行分析。根據(jù)以往項(xiàng)目的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)抽象出統(tǒng)一的接口，其主要內(nèi)容如表1所示。

表1 主要接口函數(shù)

3.4 統(tǒng)一接口實(shí)現(xiàn)

分別基于MapX和MGIS的二次開發(fā)接口，采用C#語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)了表1中的各個(gè)接口，生成了分別基于MapX和MGIS這2種地理信息系統(tǒng)的統(tǒng)一接口的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)[3,6]。

根據(jù)生成的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)實(shí)現(xiàn)了基于這2種地理信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理程序。由于基于這2種地理信息系統(tǒng)封裝的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)采用統(tǒng)一的接口，所以該網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用程序在進(jìn)行地理信息系統(tǒng)操作時(shí)，只需要在涉及地理信息系統(tǒng)操作時(shí)調(diào)用相應(yīng)的接口函數(shù)即可，無(wú)需考慮調(diào)用的是哪一種地理信息系統(tǒng)。如果將基于MapX實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)放到程序執(zhí)行目錄下，網(wǎng)管軟件啟動(dòng)時(shí)，網(wǎng)管軟件的GIS呈現(xiàn)則是基于MapInfo地理信息系統(tǒng)的；如果將基于MGIS實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)放到程序執(zhí)行目錄下，網(wǎng)管軟件啟動(dòng)時(shí)，網(wǎng)管軟件的GIS呈現(xiàn)則是基于MGIS的，就網(wǎng)絡(luò)管理程序在使用統(tǒng)一接口實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)調(diào)用的流程進(jìn)行如下介紹，調(diào)用流程如圖2所示。

圖2 統(tǒng)一接口GIS軟件模塊調(diào)用流程圖

基于統(tǒng)一接口軟件模塊的地圖應(yīng)用軟件調(diào)用流程可分為以下幾個(gè)步驟，如下：

①在使用地圖之前調(diào)用initilizeMap接口對(duì)地理信息系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行初始化；

于根據(jù)使用需要，調(diào)用openMap接口打開地圖或者調(diào)用selectMap接口選擇地圖，完成打開地圖的操作并顯示地圖；

③打開地圖后，即可在此基礎(chǔ)上調(diào)用不同的接口函數(shù)完成各項(xiàng)地圖操作（包括地圖放大縮?。▃oom）、漫游（roamMap）、設(shè)置顯示圖層(showMapLayer)），在調(diào)用各個(gè)的接口函數(shù)時(shí)程序內(nèi)部通過觸發(fā)地圖更新事件最終完成地圖控件的更新；

④當(dāng)需要對(duì)當(dāng)前地圖狀態(tài)（如顯示位置、縮放比例和顯示圖層等信息）進(jìn)行保存時(shí)，調(diào)用saveMapInfo接口對(duì)當(dāng)前地圖信息進(jìn)行保存；

⑤在不需要進(jìn)行地圖顯示時(shí)，調(diào)用closeMap接口關(guān)閉地圖。

通過對(duì)MapInfo和MGIS的研究和分析，對(duì)這2種地理信息系統(tǒng)按照統(tǒng)一接口進(jìn)行了封裝，實(shí)現(xiàn)了GIS統(tǒng)一接口軟件模塊，并基于此軟件模塊實(shí)現(xiàn)了如圖2調(diào)用流程的網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序可以在2種地理信息系統(tǒng)之間進(jìn)行切換而不需要更改調(diào)用程序代碼，只需要將軟件模塊中相應(yīng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)放置到執(zhí)行目錄中即可。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著地理信息系統(tǒng)的逐步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)開發(fā)需要針對(duì)用戶不同的地理信息系統(tǒng)使用需求。如果要使一套基于某地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用程序框架能夠應(yīng)用于其他地理信息系統(tǒng)，往往需要投入不小的人力對(duì)原有應(yīng)用程序進(jìn)行適應(yīng)性改造，而且開發(fā)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)復(fù)雜。提出了一種基于GIS統(tǒng)一接口軟件模塊的設(shè)計(jì)思路，并通過2種地理信息系統(tǒng)的二次開發(fā)接口實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一接口的軟件模塊。

該GIS統(tǒng)一接口軟件模塊具有跨2個(gè)地理信息系統(tǒng)的通用性，實(shí)現(xiàn)了基于GIS平臺(tái)的應(yīng)用軟件對(duì)2個(gè)地理信息系統(tǒng)的無(wú)差別調(diào)用，避免了為適應(yīng)多個(gè)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行重復(fù)開發(fā)帶來(lái)的浪費(fèi)，提高了基于地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用程序模塊的通用性和應(yīng)用程序的開發(fā)效率；同時(shí)當(dāng)需要對(duì)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)時(shí)，可以盡可能地將地理信息系統(tǒng)的改動(dòng)和差異性屏蔽在GIS統(tǒng)一接口軟件模塊內(nèi)，避免和減少對(duì)應(yīng)用程序的影響。

[1]湯國(guó)安.地理信息系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社,2010.

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[3]柏寶華.基于MapX技術(shù)的地理信息系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.

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[5]白鵬飛,劉理華,邢云.面向網(wǎng)絡(luò)的軍事地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].地理空間信息,2010(1):107-108.

[6]王瑞民.MapInfo5.X使用指南[M].北京:中國(guó)鐵道出版社, 2000.

Design and Implementation of Unified Interface Software Module Based on GIS System

FENG Jin-shun1SUN Zhe2
(1 The 54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang Hebei 050081,China;)
(2 Military Communication Representative Office of PLA Navy Stationed in Shijiazhuang Region,Shijiazhuang Hebei 050081,China)

With the advancement of informationization construction,the position of geographic information system(GIS)is more and more important in the network management system.However,the application requirements of GIS are different in different programs,in order to adapt to different GISs at the same time,the same software framework needs a large number of modification for adaptability.In this paper,the unified interface package for two sets of GISs is implemented,so that the software framework can adapt to different GISs with the same interfaces,in order to reduce the complexity of software development and improve the development efficiency.

MapInfo;MGIS;network management;geographic information system

TP391.41

A

1008-1739（2014）10-59-3

定稿日期：2014-04-26