基于組件技術的GIS研究與應用

謝斌 鄒源

摘 要：隨著我國通訊技術的發展不斷加快，地理信息系統應用的發展方向為移動GIS。通過對具有各種功能的組件進行復用、集成，面向各種移動設備的GIS應用軟件可以快速開發出來。

關鍵詞：組件技術；組件式GIS；應用

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A

概述

近年來，計算機技術和應用在生活中全面普及，依賴計算機應用系統的支持和幫助的工作越來越多，以數據處理作為其中大多數的應用系統的核心，計算機管理的信息受到各種屬性數據的限制，以及空間信息。而它具有數據量大、結構復雜等特點，一般的圖形管理系統、數據庫系統都難以進行處理，然而，這些直接導致地理信息系統的出現，同時也促使地理信息的管理成為一門單獨的課題。由計算機硬件、軟件、管理人員地和理空間數據共同組成地理信息系統（簡稱GIS），對空間有關的信息以有效地存儲、獲取、更新、分析、管理和顯示等各種形式。隨著科技的發展，人們十分關注地理信息系統的應用和發展。據悉，屬性數據從地理空間的角度來處理能得到意想不到的效果，地理信息與現實生活中的85%的信息有關，例如屬性數據間的內在規律可以通過GIS的空間分析工具挖掘出來；同時也可以使屬性數據處理的可視化程度提高等。

1 組件式GIS的研究

經過近40年的發展，地理信息系統（GIS）在空間數據的獲取能力、處理與分析能力、儲存與管理能力以及輸出與顯示能力等等方面都獲得了非常大的進步。隨著深入開展GIS在各個領域的應用，而GIS組件化的趨勢也愈來愈明顯，GIS朝著組件化發展方向之一。GIS可以從軟件模塊集成和開發的技術發展歷程劃分為幾個發展階段。

從分散到集中的過程是發展歷程中的一個重大進步，也就是從GIS模塊發到集成式GIS。GIS組件化就是從集成式GIS發展到模塊化GIS開始的，然而，GIS組件化趨勢因為核心式GIS變得越來越明顯，這時組件式GIS和WebGIS作為組件化的標準形式。

從發展過程來看，了解這一歷程，從而對GIS組件化的趨勢可以更充分地認識。雖然在功能上傳統的GIS平臺較為成熟和完善，主要依賴于GIS平臺技術應用GIS的廣度和深度，隨著不斷擴展和深入GIS的應用，其平臺在開發技術上已經比較落臺，用戶提出了更新、更高的要求給GIS 技術，要求 GIS實現空間數據、空間分析的無縫集成和提供廣域空間信息共享，從封閉走向開放。于是 ，逐漸暴露了出傳統 GIS 平臺的缺陷，具體表現在以下幾方面：①普通的開發技術人員難以掌握傳統 GIS ，由于系統復雜而龐大，阻礙著自身的推廣和發展，從而導致開發周期過長。②相對海量數據的管理和分析難以應付，無法基于WEB發布數，無法應用分布式環境，其操作系統平臺受到限制，更無法跨平臺運行。③GIS與多媒體技術及其它專業系統、專業模塊的高效無縫集成受到單純的二次開發語言的限制， 從而導致了應用局限。

僅靠其平臺自身很難合理妥善地解決這些缺陷，融合新的計算機技術作為唯一的出路，GIS應用體系和理論體系通過人們對新技術的應用來推動其發展和完善。隨著人們加快開發軟件技術和計算機技術 ，特別是組件式軟件技術的應用和Internet的出現， 無論是GIS應用系統的開發方式，還是GIS平臺的設計思想，GIS也自然而然迎合這些起著變化的趨勢和革命性的發展。近年來，人們使GIS的前沿技術向組件式GIS發展，并慢慢轉變為主流發展趨勢。目前，已經有 GeoMedia MapObjects ArcObjects等作為商業化的COMGIS平臺。

組件式GIS的英文字為Components GIS，其縮寫為COMGIS，是以一組具有允許跨語言應用的組件提供的、某種標準通信接口的GIS，這種組件就是GIS組件，指基于組件對象平臺。可以通過標準的通信接口來實現GIS組件與其他組件之間或GIS組件之間的交互，甚至也可以跨計算機實現這種交互。

在GIS軟件開發中，COMGIS是面向組件式軟件和對象技術的應用。在新一代GIS應用中，COMGIS提供了全新的開發工具。相比傳統GIS，它具有多方面的特點，其中包括：跨語言使用、無限擴展性、無縫集成、易于推廣、成本低、Internet應用以及可視化界面設計等。

2 組件技術在GIS中的應用

首先，GIS的發展受到版本升級困難、低水平重復開發長期的制約。從狹義上說GIS算是計算機系統，主要是處理地理數據的輸出、輸入、查詢、管理、分析和輔助決策的。因此，組成相對比較固定系統的功能模塊，GIS系統中的基礎軟件模塊通常為輸出、輸入、查詢、管理、分析等，為了極大地提高開發的效率，把它們做成組。但事實上在開發新系統時，由于受到復用代碼的有效手段的缺乏，開發者對相應的代碼不得不進行重新編寫。

其次，在使用傳統的開發技術中，人們大多采用緊耦合的結構體系作為GIS系統。在一定程度上，雖然這種做法使其自身的健壯性和應用系統的運行效率得到保證，但極大的不利更新新的版本。

最后，在系統集成中，傳統GIS軟件有的在GIS應用分析模型基與礎軟件之間，它的數據交換通道通過文件存取方式來建立。但這種方式相對于大量而頻繁地交換數據的情況就不適合了，且系統整合性差，應用分析模型與GIS基礎軟件都是相互獨立；而有的應用分析模型直接使用GIS軟件提供的二次開發語言編制，前一種模式的缺陷雖然得到解決，但GIS難以開發復雜的應用模型，VC、VB等專業程序設計語言往往不能與GIS所提供的二次開發語言相比；有的應用模型直接利用VC、VB等語言開發，并對GIS軟件的內部數據結構進行直接訪問，但這樣使應用開發的難度增加了，有的應用模型通過與動態數據交換（DDE）建立GIS之間的快速通信。這是在DDE技術發展起來以后，頻繁的文件數據交換所帶來的效率降低的缺陷可以避免，對第一種集成方式的改進，也避免了從GIS外部直接訪問GIS數據結構的代價。應用模型與GIS是分離的，此拼接仍然是有縫的。

結語

組件式GIS提高了系統的開發效率，降低了系統的開發難度，同時使系統的開放性與靈活性增強了。另外，組件式GIS在與Internet應用方面、MIS耦合也同樣具有明顯的優勢。

參考文獻

[1]孔云峰，林琿著.GIS分析、設計與項目管理[M].科學出版社，2005.