碩士學位論文 （專業(yè)學位） 基于 給水設施地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 姓 名： 學 號： 所在院系：軟件學院 職業(yè)類型：工程碩士 專業(yè)領域：軟件工程 指導教師： 副指導教師： 二 一四年六月 基于G I S 的 給水設施地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 同同濟大學 A in 2011 2014 學位論文版權使用授權書 本人完全了解同濟大學關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，同意如下各項內容：按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版本；學校有權保存學位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學校有權提供目錄檢索以及提供本學位論文全文或者部分的閱覽服務；學校有權按有關規(guī)定向國家有關部門或者機構送交論文的復印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學校可以適當復制論文的部分或全部內容用于學術活動。 學位論 文作者簽名： 年 月 日 同濟大學學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師指導下，進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本學位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本學位論文原創(chuàng)性聲明的法律責任由本人承擔。 學位論文作者簽名： 年 月 日 同濟大學 碩士學位論文 摘要 I 摘要 供水業(yè)對城鎮(zhèn)化建設起著基礎性作用，隨著我國城鎮(zhèn)化發(fā)展，供水業(yè)建設對城鎮(zhèn)化的作用更為顯著，但長期以來，供水管網資料的手工操作、效率低下、無法動態(tài)更新及發(fā)生事故時不能及時搶修等問題，給城市管理帶來諸多負面影響。而給水設施地理信息系統(tǒng)作為供水行業(yè)信息化的基礎部分，在整個供水信息化建設中占有重要地位，可以為供水管網的規(guī)劃、設計、科學調度、應急搶修提供了強有力的科學依據。開發(fā)供 水設施地理信息系統(tǒng)，可以提高供水管網的科學管理水平 ,解決了管網相關資料動態(tài)管理、維護及擬定管網事故的應急搶險對策等，具有較強的工程應用價值。 本文以給水設施管理業(yè)務系統(tǒng)為背景進行了研究和分析。重點研究了管網管理和應急處置。通過研究流速分析模型，用來掌握給水管網動態(tài)運行狀態(tài)，進行管線的科學規(guī)劃；根據管線和井關聯(lián)的特性，提出了事故分析算法，并采用回朔、迭代方法對該算法進行了實現(xiàn)。 最終 , 綜合運用 術與 術 對系統(tǒng)進行了全面實現(xiàn) ， 系統(tǒng)劃分為 7個模塊。其中， 數(shù)據管理模塊 用于完成基礎地形數(shù)據與供水管線數(shù)據 的輸入、輸出、轉換及更新功能，以及信息的維護與管理； 管網管理模塊用于完成管網分布圖的制作和輸出，對所選區(qū)域的管線、節(jié)點等分類統(tǒng)計；用戶管理模塊按不同性質的用戶分類管理；查詢統(tǒng)計模塊可以根據多種方式進行查詢，同時完成對給水設施的統(tǒng)計及統(tǒng)計輸出；事故處理模塊可以對發(fā)生的爆管事故，及時產生搶修方案及備選方案；網上發(fā)布模塊可以將 海量圖形數(shù)據發(fā)布在因特網上； 系統(tǒng)維護模塊用于對數(shù)據字典的管理、系統(tǒng)安全的 日志管理。 系統(tǒng)運行實踐證明，本文所設計的 給水設施管理 系統(tǒng)， 不但提高了管網管理效率，同時提高了管網的運行管理能力，為管 網的安全運行提供了可靠保證，其社會效益是顯而易見。 本文希望為 關鍵字 ：給水行業(yè)，地理信息，設計，實現(xiàn)，應用 I to a in as of of is a be an is to as a of an in it is a of of to In as a is we on By to to is of to IS is of as as is to of of of to to of be on a of of in in a to II be on of to of of to a to IS 同濟大學 碩士學位論文 目錄 錄 錯誤 !未找到引用源。 第 1章 引言 1 第 1 章 引言 理信息系統(tǒng)（ 地理信息系統(tǒng)（ ，簡稱 在地理空間數(shù)據的基礎上，通過計算機軟、硬件的支 持，對空間相關數(shù)據的收集，管理，操作，分析，模擬和顯示，并運用地理模型分析的方法，提供相應地理空間和動態(tài)信息，并為地理決策及地理研究提供服務，而建立起來的計算機應用系統(tǒng) ,是集空間科學，地理學，測繪遙感學，城市科學，環(huán)境科學，信息科學，計算機科學為一體的新興學科。 源于早期的人口普查、土地調查與自動制圖，早在 1960 年，由于計算機被應用于各個領域，如何“把地圖變成數(shù)字形式的地圖”出，數(shù)年后的 1963 年， 提出 一概念，并建立了 全球第一個地理信息系統(tǒng) 拿大 隨之而來的地理信息系統(tǒng)在全球得以迅速發(fā)展。經歷近半個世紀的發(fā)展，伴隨著相關技術的發(fā)展，對應用的不斷需求，各種應用方法論的進步，相關政府及其組織機構的不斷投入，不斷地推動著 發(fā)展未來及方向。 內外 展 1、國際上 ,綜觀 展，可將其發(fā)展大致分為以下四個發(fā)展階段： （ 1）、 60 年代， 于開拓時期，起源于早期的人口普查、土地調查與自動制圖，重點從地學上進行空間數(shù)據處理，當時 發(fā)展以政府主導和專家興趣來推動，主要的研究工作在政 府和大學的實驗室，極少進行相互交流； （ 2）、 70 年代， 于鞏固發(fā)展期， 到政府高度關注，這一期間的研究重點是空間信息的管理， 70 年代是 正發(fā)展的時期，由于環(huán)境保護問題和資源開發(fā)、利用等問題（需要處理空間數(shù)據）引起政府高度關注，成為 之計算機技術得到快速發(fā)展，同時從事 究工作的專業(yè)人員不斷增加，使得 快發(fā)展，其特點是產品數(shù)量得到發(fā)展，但技術未有突破； （ 3）、 80 年代， 于大發(fā)展時期， 許多國家得到重視并列入發(fā)展規(guī)劃，發(fā)展了一批科研項目并建立起政府性 的學術機構，如 1985 年成立的中國資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點實驗室， 1987 年成立的英國地理信息協(xié)會， 1987年成立的美國國家地理信息與分析中心（ 同時，提供專業(yè)性服務的軟件制造商、商業(yè)咨詢公司大量涌現(xiàn)，這一時期的 展特點是實際應用的商業(yè)同濟大學 碩士學位論文 基于 給水設施地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 錯誤 !未指定書簽。 化系統(tǒng)開始進入市場 1； （ 4）、進入 90 年代， 發(fā)展步入到用戶時代， 到空前的發(fā)展，一方面， 統(tǒng)的應用得到迅速發(fā)展，隨著 政府決策部門的影響的深入而改變了其傳統(tǒng)的工作方式；另外，伴隨著世界各國對 了解的深入，使得用戶的 應用需求爆發(fā)性增長，使得 來越多地被廣泛應用，大型 被列入政府計劃并被公眾所關注，例如我國的“三金工程”和“ 21 世紀議程”都包含了 內容， 逐漸成為基礎性應用服務系統(tǒng)。 2、國內 展 （ 1）、我國 究工作起步于 80 年代初， 1980 年中科院遙感應用研究所建立起 究室，成為我國 步的標志，在起初的起步階段，我國 才培養(yǎng)，硬件建設，軟件研發(fā)，區(qū)域性試驗，制訂規(guī)范，初步應用性試驗，建立局部系統(tǒng)等方面都取得了積極的進步，積累了大量的經驗和人才，為在全國 范圍內開展 研究、應用和普及推廣奠定了堅實基礎； （ 2）、我國 入發(fā)展階段以“七五”計劃開始為標志， 究作為政府行為，被正式列入了國家科技攻關計劃中，開始了有組織，有計劃，有針對性的科學實驗和工程建設工作中的應用，多個政府部門同時展開了 究與開發(fā)工作，如全國性 體建設，區(qū)域性 究和建設，城市 礎軟件， 題應用軟件的研制以及 育培訓。通過近五年來的努力，在 在全國性應用，區(qū)域規(guī)劃管理及決策中取得了一定的效益； （ 3）、自 90 年代起， 入快速發(fā)展階段，國家開始 遙感聯(lián)合科技攻關計劃，強調 集成化、實用化及工程化，使 研究實驗，局部實用逐步走向實用化及生產化，能夠為國民經濟等重大問題提供分析、決策依據，總之，中國地理信息系統(tǒng)事業(yè)經過十年的發(fā)展，取得了重大的進展，地理信息系統(tǒng)的研究和應用正逐步形成行業(yè)，具備了走向產業(yè)化的條件 1。例如：北京的漢的中地等等。 水行業(yè)地理信息系統(tǒng)應用 國際上給水行業(yè)引入 品并開始應用，始于上世紀 70 年代初期，我國供水行業(yè)應用 要上溯到上世紀 90 年代，過去，大量的管網資料采用人工管理方式，隨著城市建設的不斷發(fā)展，加之信息技術的發(fā)展，供水管網 然還不夠成熟，無法實現(xiàn)大范圍的應用，但為基礎數(shù)據的存儲和收集，提供了寶貴的經驗、資料，并培養(yǎng)了一批掌握綜合技能的人才，為 來的發(fā)展提供了基礎的保障 2。 20 世紀 90 年代，隨著信息技術的發(fā)展，計算機硬件和軟件水平的提高，單第 1章 引言 3 機版管網檔案管理系統(tǒng)為多數(shù)水司所使用，并且完成了向 臺的轉換，管網管理信息系統(tǒng)可以實現(xiàn)地圖定位，數(shù)據管理，信息查詢，統(tǒng)計分析等功能，并在水司內部廣泛應用； 進入新世紀，長期投入不足的信息 化建設得到水司推崇， 迅速引入到自來水行業(yè)，起步較早的 以 核心的綜合業(yè)務管理信息系統(tǒng)，在水司信息化建設中得到廣泛應用，數(shù)據共享的實現(xiàn)，使得管網信息在企業(yè)內部被廣泛使用，并實現(xiàn)了管網圖同城市地形圖相結合的數(shù)據整合； 近幾年來，隨著互聯(lián)網技術，計算機技術的發(fā)展，推動了 組件出現(xiàn)和普及，地理信息系統(tǒng)已經成為面向普通用戶群體的基本平臺，逐漸體現(xiàn)出 應用價值，水司以 基礎，采用 C/S 和 B/S 等 結構 ，整合應用管理系統(tǒng)形成統(tǒng)一的公共信息管理平臺，實現(xiàn)供水公司管網和業(yè)務管理規(guī)范化、自動化、科學化 3。 究內容 水行業(yè)存在問題 長期以來落后的經驗管理模式，存在著給水設施資料不全、檔案式紙質資料在查找和更新等方面都很困難。這種經驗管理模式，使管理者對企業(yè)資產及各種供水設施的管理方面捉襟見肘，普遍存在以下幾個問題。 1、供水規(guī)模決策不科學，供水規(guī)模普遍偏大，管網輸水率較低，管網流速過低，管網水 在管網內停留時間較長，導致水質下降，管網末梢尤為明顯，同時也浪費了大量的工程投資； 2、管線規(guī)劃不科學 ,導致供水壓力不平衡，存在高壓區(qū)和低壓區(qū)，造成制水成本高、部分區(qū)域水壓不足等問題 3、管網漏失率較高，資料統(tǒng)計全國 593 個城市管網漏失率約為 20%，美國的管網漏失率約為 10%，嚴重缺水的新加坡僅有 5%的漏失率； 4、管理技術落后，雖然行業(yè)內普遍采用了計算機管理檔案資料，建立了業(yè)收費管理系統(tǒng)、水力數(shù)學模型等系統(tǒng)，但距離達到計算機輔助決策管理仍相距甚遠； 5、管網供水安全性較差，管網老化，每年每公 里平均爆管 ，尤其是在北方地區(qū)，管網水溫的降低對爆管率影響較大； 6、事故響應處理不及時，造成了不必要的直接與間接經濟損失，發(fā)生管網故障時，全憑經驗處置，不能及時響應，浪費了珍貴的水資源。 究任務 本文對給水設施管理業(yè)務流程進行了研究和分析，在此基礎上進行了設計與同濟大學 碩士學位論文 基于 給水設施地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 錯誤 !未指定書簽。 實現(xiàn)，除此以外，還重點進行了以下工作。 1、研究流速分析模型，用來掌握給水管網動態(tài)運行狀態(tài)，對決策進行模擬，進行管線的科學規(guī)劃。通過流速分析模型，可以對現(xiàn)有管網的水力運行狀態(tài)進行在線、多工況的模擬，實現(xiàn)對現(xiàn)有管網的優(yōu)化，同時可用 于規(guī)劃新管網；可以對供水管網改建、擴建方案的分析、評價，對即將更新的管網進行優(yōu)先性的分析，確定那一段管段應該優(yōu)先更新；可以模擬管網調度預案，便于調度員合理應用。對流速分析模型基礎理論加以研究，并應用于現(xiàn)有管網，通過理論計算與實際情況對比、評估，具有現(xiàn)實的指導意義。 2、研究了基于 析的事故的應急處置，給水管網眾多的環(huán)狀、網狀管網的存在給管網事故分析功能實現(xiàn)帶來了很多困難，在地圖操作空間中可以快速找到事故地點及設施，但是通過在地圖上查看，很難快速得出一個準確、有效的處理結果。通過對給水管網事故處理流程的 研究，在這里，根據管線和井關聯(lián)的特性，推出該事故分析算法，在該算法的具體實現(xiàn)上，采用回朔、迭代等復雜的算法設計技巧，結合對相關數(shù)據表的巧妙設計解決這一問題。 文結構 本文共分為六章，各章具體內容簡介如下： 第一章引言，簡要介紹了給水行業(yè)對地理信息系統(tǒng)的迫切需求，以及建立給水 過對 確了研究目標，確定了研究的主要方向。 第二章相關理論和技術，重點介紹了 概念、類型、組成、功能、用途及 此基礎上，對多個 終選擇中科院的 件平臺并介紹了該產品的特性。對軟件開發(fā)涉及的數(shù)據庫及開發(fā)語言加以介紹。 第三章給水設施管理需求分析，對系統(tǒng)研究背景加以介紹，重點對給水設施的物理構成，給水設施規(guī)劃業(yè)務、維護業(yè)務、搶修業(yè)務等管理業(yè)務進行了詳細研究。 第四章給水設施管理系統(tǒng)設計，本章對有代表性的流速分析模型及事故分析模型加以研究，研究了流速分析模型的基本原理及運算實例，研究了事故分析模型的算法、流程圖；在此基礎上，對整個系統(tǒng)的總體設計、空間數(shù)據設計及功能設計進行了研究。 第五章給水設施管理系統(tǒng)實 現(xiàn)，界面及關鍵代碼加以分析，展示了實現(xiàn)的界面及相應的功能。 第六章總結與展望，本章在對全文研究工作總結的基礎上，提出了需要進一步解決的問題和深入研究的方向。 第 2章 相關理論和技術 5 第 2 章 相關理論和技術 理信息系統(tǒng) 作為一門新興的、多學科交叉的科學技術，地理信息系統(tǒng)自 20 世紀 60 年代問世以來，地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，是多學科相互促進、相互發(fā)展的的結果，最終形成為一門囊括了計算機科學，地理學，大地測量學，地圖學，地球科學等領域的交叉學科，伴隨著地理信息系統(tǒng)的社會化、產業(yè)化，地理信息系統(tǒng)被越來越多地應用于資源，人口及環(huán)境的規(guī) 劃，管理與決策， 其他信息系統(tǒng)的區(qū)別主要有四個方面： 第一，地理信息系統(tǒng)具有地理數(shù)據的處理能力，這些地理數(shù)據具有三個要素：地理位置、專題屬性、時間，其中地理位置最為重要，因為這是能夠以地圖形式表示、存儲和分析地理數(shù)據的關鍵； 第二，地理信息系統(tǒng)是在統(tǒng)一坐標系下，采用特殊的數(shù)據模型來輸入，存儲，組織和管理地理數(shù)據，地理信息系統(tǒng)用戶可以利用三種方法操作地理數(shù)據，一是空間位置訪問地理數(shù)據，二是利用屬性訪問地理數(shù)據，三是以圖形的形式展示地理數(shù)據； 第三，地理信息系統(tǒng)具有一套專門的基本工具，這些工具用于處理和分 析地理數(shù)據，例如，對地理數(shù)據轉換，地圖的測量，地理數(shù)據分類與組合，空間差值，比較與分析等等； 第四，地理信息系統(tǒng)具有較強的地理數(shù)據的輸出能力，可以展示多種形式的存儲的數(shù)據或分析結果并輸出結果，例如地圖、統(tǒng)計圖表等，以高效地解析地理數(shù)據，實現(xiàn)滿足用戶多種需求。 要 臺 1、 由中國地質大學信息工程學院研發(fā)的工具型 件，該 續(xù)三年全部名列前茅，是科技部向全國推薦的唯一的國產 件平臺。以該平臺為基 礎，曾經開發(fā)出了用于城市規(guī)劃，綜合管網，通信管網及配線，城鎮(zhèn)供水，電力配網，城鎮(zhèn)煤氣，土地詳查，地籍管理， 航與監(jiān)控，公安報警，作戰(zhàn)指揮，環(huán)保監(jiān)測，大眾地理信息制作等一系列應用系統(tǒng) 4。 2、 濟大學 碩士學位論文 基于 給水設施地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 6 吉奧之星系列 夠完成空間數(shù)據的輸入，編輯，顯示，分析和輸出， 據，矢量數(shù)據，影像數(shù)據和屬性數(shù)據的高度集成， 據，矢量數(shù)據，影像數(shù)據和屬性數(shù)據可以單獨建庫，并且可以進行分布式管理 ，通過界面集成，完成對四種數(shù)據統(tǒng)一調度，無縫漫游，任意開窗放大，實現(xiàn)各種空間查詢 5。 T 版定位于企業(yè)級應用，面向大型的空間數(shù)據管理，能夠同時管理的 據，矢量數(shù)據，影像數(shù)據和屬性數(shù)據，通過 接，可以與各類數(shù)據庫管理系統(tǒng)連接，如 ，通過自行開發(fā)的空間數(shù)據交換模塊可以與當前流行的 件及我國的空間數(shù)據交換格式交換數(shù)據 6。 3、 北京超圖地理信息技術有限公司依托中科院科技優(yōu)勢，立足技術創(chuàng)新，研制的大型 臺，滿足各行業(yè)不同需求，憑借其領先的技術，優(yōu)質的服務，開放的理念， 列軟件迅速成為中國主流的 臺，并已成功地進入了日本，韓國，新加坡，美國，意大利，臺灣，香港，澳門等國家和地區(qū)， 逐步向一個國際化的 牌邁進 7。 4、 最全面的，可擴展的 件，它囊括了 且增加了具有高級功能的地理處理及數(shù)據轉換功能，通過業(yè)的 戶可以進行數(shù)據構建，模擬，分析以及地圖的屏幕顯示和輸出 8。 一款非常優(yōu)秀的國產 件平臺，該平臺保證較高性價比的同時還利于系統(tǒng)和數(shù)據的安全性 , 含了系列軟件產品，其系列產品涵蓋了各種應用需求的軟件產品，其產品包括了從空間數(shù)據庫的管理， 到數(shù)據編輯（ 數(shù)據分析與處理（ 到組件式發(fā)平臺以及 發(fā)平臺，以及用于移動設備的嵌入式 發(fā)平臺（ 列軟件采用統(tǒng)一的技術內核開發(fā)，基于相同的數(shù)據結構及技術思路，良好的同構性使其提供整套解決方案時自然流暢。件憑借明顯的技術和市場優(yōu)勢，在連續(xù)多年的測評中都名列前茅，是市場份額最大的國產 已出口到日本、韓國及香港地區(qū)等，是具有較大影響的國產 技術特點如下： 1、開放的 理念 第 2章 相關理論和技術 7 基于開放的地理信息服務（ 念及 放的技術體系，超圖公司將研發(fā)方向定位于 礎軟件平臺，包括組件式 發(fā)平臺，網絡 發(fā)平臺以及嵌入式 發(fā)平臺，為企業(yè)提供二次開發(fā)平臺及數(shù)據處理工具，為使用者提供了一個開放的軟件開發(fā)環(huán)境，使開發(fā)單位可以任意搭建自己的 用，基于超圖的 臺，用戶不僅可以方便地搭建自己的應用，還可以在此基礎之上研發(fā)出擁有自主知識 產權的專業(yè)軟件產品，從而擁有更廣闊的增值空間 7。 2、完整的軟件系列 多個軟件組成，是一個適合于各種應用需求的完整的系列產品， 供了包括空間數(shù)據管理，數(shù)據采集，數(shù)據處理，大型應用系統(tǒng)開發(fā)，地理空間信息發(fā)布及移動 /嵌入式應用開發(fā)在內的全方位的產品，涵蓋了 程應用建設全過程， 系列產品包括： 5 是大型空間數(shù)據庫引擎，用于支持海量空間數(shù)據管理； 為全組件式 發(fā)平臺，適合于大型專業(yè)應用系統(tǒng)建設； S 為網絡 務的 發(fā)平臺，； 是移動終端設備的嵌入式 發(fā)平臺； 是地理空間數(shù)據處理與分析建模的大型桌面 件； 是地理空間數(shù)據編輯與處理的桌面 件； 是用于瀏覽地理空間數(shù)據的工具軟件 7。 3、海量空間數(shù)據庫技術 海量空間數(shù)據管理是 件能否應用于大型項目的重要標志，空間數(shù)據快速索引是實現(xiàn)海量數(shù)據管理的關鍵技術之一， 造性地開發(fā)了基于四叉樹， R 樹和網格的多級混合索引技術，為海量空間數(shù)據管理打下了堅實的基礎， 空間數(shù)據庫引擎，5 是 最新升級版，它使用新的數(shù)據結構和索引技術，提高了大數(shù)據量的管理能力，綜合性能超過國際同類軟件，在國內外多個 型應用中，5 技術成功取代了國際同類產品，被廣泛應用， 中，空間數(shù)據庫引擎包括： 5 5 5 5 7。 4、新增 掛影像格式 新增加的一種外掛影像文件格式，其特點如下： （ 1）、具有完全的知識產權的文件格式，完全由超圖實現(xiàn)，無需第三方支持； 同濟大學 碩士學位論文 基于 給水設施地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 8 （ 2）、影像數(shù)據單獨存儲，方便其他的軟硬件系統(tǒng)直接使用； （ 3）、跨操作系統(tǒng)平臺，這種文件格式不受任何操作系統(tǒng)限制，可以直接在作系統(tǒng)， 作系統(tǒng)， 作系 統(tǒng)或者其他操作系統(tǒng)之間復制使用； （ 4）、跨硬件平臺， 件在設計時就考慮到了跨硬件平臺，文件格式也不受硬件限制，不僅能在 使用，而且能在 機等嵌入式設備上使用； （ 5）、可選的數(shù)據壓縮模式， 件格式支持多種壓縮，包括有損壓縮、不壓縮和無損壓縮，滿足了用戶需求； （ 6）、數(shù)據壓縮比高，高達 1020 倍的壓縮比，可以節(jié)約磁盤空間并提高訪問效率； （ 7）、自動建立并存儲影像金字塔，快速的顯示海量影像數(shù)據，其顯示速度已超過 。 5、海量影像數(shù)據管理 5 具有將海量影像存儲到大型關系數(shù)據庫的功能，并可以根據用戶需求選擇對數(shù)據是否進行壓縮（包括有損壓縮、無損壓縮），在影像數(shù)據庫中， 5 支持創(chuàng)建影像金字塔技術，能夠實現(xiàn)與數(shù)據量無關的快速顯示，此外， 然集成了 像壓縮格式，提供對影像數(shù)據以 件的形式進行管理 7。 6、完整的數(shù)據安全機制 據安全機制包括三種，分別是影像數(shù)據安全，文件型數(shù)據安全和空間數(shù)據庫的數(shù)據安全， 持把影像數(shù)據存儲于空間數(shù)據庫和 文件中，通過上述數(shù)據庫和文件的保密技術對其進行安全保護；文件型數(shù)據安全，為了充分保護您的知識產權， 供了文件格式（ ）的密碼保護功能； 間數(shù)據庫技術采用關系數(shù)據庫存儲空間數(shù)據，系統(tǒng)管理員可以在服務器端定義每一個客戶端的訪問賬號、密碼和權限，客戶端系統(tǒng)則只能在按照規(guī)定的權限范圍內訪問 /使用空間數(shù)據，無法得到原始數(shù)據；另一方面 持密碼保護， 的 據 7。 當前 擎， ，這樣可以充分利用 錄鎖定，事務處理（ 數(shù)據倉庫，并發(fā)控制等功能，通過擴展的 于采用了關系數(shù)據庫管理，避免了因采用文件管理空間數(shù)據而 帶來的空間數(shù)據第 2章 相關理論和技術 9 對象被人為分割的問題，因此空間數(shù)據在物理上是無縫連接的。同時，使網絡環(huán)境甚至 9。 利用關系數(shù)據庫來管理空間數(shù)據的關鍵，在于面向對象的空間數(shù)據模型的使用，該模型改變了原有的 映空間對象空間數(shù)據被作為一個屬性字段（ 與其它非空間屬性共同存貯于關系數(shù)據表的一行中（一條記錄）。這種數(shù)據模型能夠方便地定義空間對象之間、空間對象與非空間對象之間的關聯(lián)關系和規(guī)則，能更好地對現(xiàn)實建模 10。 系統(tǒng)的數(shù)據管理，采用關系數(shù) 據庫管理，將空間數(shù)據與非空間數(shù)據統(tǒng)一管理，保證了空間數(shù)據與非空間數(shù)據的一體化。對各種關系數(shù)據庫綜合考慮，選用了微軟的 005關系數(shù)據庫，利用 5 為到空間數(shù)據與非空間數(shù)據一體化管理，這種一體化的存儲管理模式，極大地方便了用戶的使用，提高了系統(tǒng)的易用性。 系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于三層體系結構（ 充分利用 C/,對于以數(shù)據（含空間數(shù)據與非空間數(shù)據）的查詢及瀏覽為主的應用 (包括，利用 詢和簡單空間分析；對于需要編輯，修改，處理和分析具有大量復雜空間數(shù)據的應用，考慮到運行效率，將采用比較成熟的 C/數(shù)據的建庫與更新，查詢分析及統(tǒng)計功能 ,大部分功能模塊運用組件（ 術，將底層模塊封裝成為應用組件，利用應用組件的組合來搭建系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了軟件模塊的重用及共享 ,用的開發(fā)也同樣基于組件技術，采用全組件式 樣可以方便地實現(xiàn)各功能子系統(tǒng)的一體化集 成 11。 系統(tǒng) C/使用 開發(fā)工具采用了全組件的思路，即把 全部功能封裝為組件，功能包括地理數(shù)據管理，數(shù)據轉換，影像壓縮與配準，專題圖制作，地圖展示，拓撲關系建立及錯誤處理，空間分析，三維建模及展示，查詢統(tǒng)計，打印輸出等，用戶可以靈活選用，與國外某些同類大型組件式產品不同， 以脫離其桌面軟件單獨發(fā)布和部署，這樣可以提高軟件的靈活性及系統(tǒng)運行效率，對部署成本的降低十分有利。 在系統(tǒng) B/， 件平臺選用北京超圖地理信息技術有限公司的 S ( S 是 000的配套產品，主要用于 布， 外發(fā)布圖形與屬性信息，甚至可以修改圖形和屬性資料， S 是一款高效的 件，其開發(fā)方式靈活方便、效率高而深受用戶歡迎，是被科技部推薦的大型 碩士學位論文 基于 給水設施地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 10 平臺，其強大的 能與網絡并發(fā)能力，使其成為 B/來了高度可擴充性與伸縮性，并且采用了數(shù)據壓縮，服務器群集，多級緩存等技術， 有客戶端展示的開發(fā)，還具有模板的開發(fā)方法，基于 S，開發(fā)者可以高效的開發(fā)出各種與空間位置信息相關的 據以上各方面比較，我們采用北京超圖地理信息技術有限公司的 作為開發(fā)平臺， 格式的多分辨率圖像無縫數(shù)據庫，利用自主研發(fā)的多源空間數(shù)據無縫集成技術（ 可以實現(xiàn)多源空間數(shù)據訪問，支持對 式數(shù)據的直接訪問，同時支持 精確編輯和捕捉功能在現(xiàn)有的 以與 外， 件可用于定制建立多邊形和網絡拓撲關系的應用， 件可定制專題圖應用， 3維顯示應用， 心控件具有點狀符號和線型的編輯功能。 術 介 一種全新的應用開發(fā)框架 ,在 布之前的應用程序開發(fā)，是以 接口，通過 口與 者 象連接，在 得程序員不用分別使用這兩類接口，而是直接使用 提供的類庫為接口。接口如圖 第 2章 相關理論和技術 11 該架構使得程序員在創(chuàng)建基于 務器上的應用更為方便，同時簡化了基于 用程序的開發(fā)。 象類庫集成了 象，雖然略顯臃腫，但是明顯提高了開發(fā)人員的開發(fā)效率。 架主要包含四部分： 公共語言運行環(huán)境（ 通用語言規(guī)范（ 框架類庫（ 從圖 直觀地展示了 架的主要組成，其中，公共語言運行環(huán)境（ 架類庫（ 兩個重要核心，所有基于 臺上的程序運行時都需要這兩個核心組件。 公共語言運行庫 （ 是 架 的基礎 ,可以將 執(zhí)行時管理代碼 ，用于實現(xiàn) 線程 管理 、 內存管理和遠圖 圖 圖 同濟大學 碩士學位論文 基于 給水設施地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 12 程處理等，并且 在代碼 安全 上 還強制實施嚴格的類型 檢測 。 框架類庫（ 第二個重 要組件， 庫中包含了幾千個類型，每一個類型都有其相應的功能，是一個 面向對象的可重用 的 類型 的 集合 ，相關的類型放在一個由命名空間組織的集合中。 架為程序員提供了編程規(guī)范，那就是面向對象。相對于傳統(tǒng)的 程模式， 架極大地 簡化了程序開發(fā)難度，提高了開發(fā)效率。 #語言 005 是基于 框架的，用于跨平臺應用程序的 開發(fā)，如使用微軟操作系統(tǒng)的手機程序的開發(fā)，包擴代碼 測試功能，是一系列非常大的軟件開發(fā)工具集， C#是 架中的重要成員。 C#是微軟在推出 ，提供的全新語言。 C#迅速流行歸因于其派生于 C/C+的明了、簡潔的語法，盡管 C#做了簡化，但仍繼承了 C+的功能，入門簡單，再加上 強大功能，使得 C#得以迅速流行，成為使用 架進行 用開發(fā)的重要工具。 C#是一種面向對象的并且運行于 上的高級程序設計語言，與 分相似，雖然使用了與 乎相同的語法，并且也采用了編譯為中間代碼的方式，但是 C#采用與組件對象模型（ 直接集成的方法，因此，與 著明顯的區(qū)別。 C#特點 1、 C#是源自于 C 和 C+的 面向對象 的高級編程語言， C#綜合了 C+的高運行效率和 單的可視化操作的特點，它在繼承 C 和 C+強大功能的同時去掉了一些復雜的特性，因其對面向 組件 編程的支持、創(chuàng)新的 語言特性和強大的操作能力，而成為 發(fā)的首選語言 12。 將 C#代碼轉換為本機代碼 (過程稱為編譯代碼，由編譯器執(zhí)行，將其編譯為操作系統(tǒng)可識別的語言，在 ，該過程分為兩個階段執(zhí)行，首先是把源代碼編譯為通用中間語言 ( 期被稱為 代碼，這些代碼不能被機器執(zhí)行，只是一種通用中間代碼，其他 言，例如 也是首先編譯為中間語言，這個編譯步驟由 成；第二步是將 譯為本機代碼 (這是由 譯器來完成的，它把 譯為專用于操作系