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1、地理信息系統(tǒng)概述 地理信息系統(tǒng)技術（GIS）在我國已經(jīng)廣泛應用，在資源環(huán)境及設施的管理和規(guī)劃中發(fā)揮著日益重要的作用，并且逐步形成為一門新興的信息產(chǎn)業(yè)。在21世紀，信息經(jīng)濟已經(jīng)成為當今世界經(jīng)濟發(fā)展的重要特征之一。應該正確把握GIS技術的發(fā)展動向，開發(fā)產(chǎn)品，推廣行業(yè)應用，地理信息技術在水利建設中將發(fā)揮更加重要、更加積極的作用。 地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機硬、軟件環(huán)境的支持下，對空間相關數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示。目前國外流行的大型多用戶的地理信息系統(tǒng)主要是ArcInfo，家族產(chǎn)品包括Arcview、ArcGis、ArcIMS等；針對小型和桌面型的軟件有MapInfo，家族產(chǎn)品包括MapBasic、MapX等。我國國內(nèi)也出現(xiàn)了一批具有一定影響力的軟件，如MapGIS、AM／FM專用開發(fā)平臺GROW、掃描數(shù)字化軟件GeoScan等。 2、地理信息系統(tǒng)在水利工程中的運用 水利行業(yè)是傳統(tǒng)的基礎行業(yè)，它不僅擔負著防洪抗旱的歷史使命，而且，也承擔水利資源開發(fā)運用的首要責任。隨著知識技術的不斷更新，水利也逐步走上現(xiàn)代化的發(fā)展道路，國家水利部以ArcInfo、ArcView系列軟件為基礎，建立“全國水土流失本底數(shù)據(jù)庫”，證明水利正逐步邁上信息產(chǎn)業(yè)化的道路。經(jīng)過實踐證明，地理信息確實為水利行業(yè)的發(fā)展，尤其是洪水風險、災難評估等方面起了不可磨滅的作用。 2．1 組件式軟件技術已經(jīng)成為當今軟件技術的潮流之一 所謂組件式GIS，是指基于組件對象平臺，以1組具有某種標準通信接口的、允許跨語言應用的組件提供的GIS。這種組件稱為GIS組件，GIS組件之間以及GIS組件與其他組件之間可以通過標準的通信接口實現(xiàn)交互，這種交互甚至可以跨計算機實現(xiàn)。組件式GIS具有二次開發(fā)方便、易于集成、無限擴展等特點。組件式GIS軟件平臺帶來了GIS應用系統(tǒng)開發(fā)方式的變革，有利于提高二次開發(fā)的效率，增強GIS系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的集成度，便于與其他信息系統(tǒng)集成，為其他信息系統(tǒng)提供地理信息處理功能。MapX就是由MapInfo公司推出的組件式產(chǎn)品。它為使用者提供基本的地理信息操作功能，能在短時間內(nèi)結(jié)合其他系統(tǒng)開發(fā)完成具有地理信息特點的合成系統(tǒng)，不僅可提供數(shù)據(jù)瀏覽、空間數(shù)據(jù)操作、圖形操作等功能，而且可以與關系型數(shù)據(jù)庫有效的結(jié)合，擴充了自身的數(shù)據(jù)容量，為使用者開拓了更好的屬性數(shù)據(jù)操作功能。 2．2 以Delphi＋MapX的模型，開發(fā)地理信息系統(tǒng)應用軟件 以溫州溫瑞塘河河道整治GIS系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)目的是對溫瑞塘河環(huán)境、水利工程、污染因子進行統(tǒng)計和管理，為塘河整治提供直觀、便捷的工具。系統(tǒng)分為3塊內(nèi)容：地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)值模型計算。在分析塘河整治的主要目的和充分利用現(xiàn)有資料的基礎上，地理信息系統(tǒng)的圖層主要設置為基礎圖層（城鎮(zhèn)、山區(qū)、道路、境界等）、污染數(shù)據(jù)圖層（污染企業(yè)、禽畜養(yǎng)殖、生活小區(qū)、餐飲服務）、河網(wǎng)水系圖層（水利工程、測量斷面、水文測點、水質(zhì)測點）。根據(jù)用戶的需求和收集數(shù)據(jù)的情況，將地理信息系統(tǒng)功能設置成3塊內(nèi)容： （1）圖層基本操作。包括對圖層的顯示、放大、縮小、移動、鼠標定位、鷹眼、面積、長度等。 （2）圖層數(shù)據(jù)維護。由于塘河數(shù)據(jù)字段負責，內(nèi)容多，因此，利用數(shù)據(jù)庫高效的數(shù)據(jù)管理功能，利用圖層數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)之間的關鍵字，實現(xiàn)圖層數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的雙向檢索功能。并提供用戶對圖層點源數(shù)據(jù)的維護，數(shù)據(jù)庫實時同步，使系統(tǒng)具有更強的可操作性。 （3）圖層數(shù)據(jù)統(tǒng)計。統(tǒng)計數(shù)據(jù)對塘河整治是相當有利和必要的，所以，在設計系統(tǒng)功能時，充分考慮用戶需要用到的統(tǒng)計功能，可對區(qū)域數(shù)據(jù)實現(xiàn)矩形、圓形、不規(guī)則形查找，并對查找數(shù)據(jù)進行分項統(tǒng)計。污染因子可實現(xiàn)分區(qū)域、分類別統(tǒng)計，并用圖形和報表顯示統(tǒng)計結(jié)果。系統(tǒng)根據(jù)各個河段的污染因子的濃度，形成圖例，對整個塘河污染程度有概括了解，為整治重點提供數(shù)據(jù)依據(jù)。 3、MapX的基本使用技巧 3．1 將MapX加載到開發(fā)程序 MapX提供控件形式，可方便地添加到任何開發(fā)應用程序中。以MapX4．5為例，首先運行Setup可執(zhí)行文件，根據(jù)安裝程序的提示將MapX及其提供的圖例、范例一并安裝，（建議讀者能完全安裝，在編程過程中，可參照所提供的范例，利于MapX的運用開發(fā)）。 以Delphi為例，啟動Delphi，選擇菜單Component－＞ImportActiveXControl，在彈出對話框中選擇“Add．．”，系統(tǒng)提示查找“．OCX”文件，將路徑指向到“C：＼programfiles＼Commonfiles＼Mapinfoshared＼MapXCommon”，該路徑下存在一個“MAPX40．0CX”文件，選中，MapX控件即被加載到開發(fā)程序中。查看工具欄的“ActiveX”欄，可看到地球圖樣的圖標，說明控件加載成功。 3．2 地圖加載 地圖如何加載到系統(tǒng)中？MapX必須與MapinfoProfessional相結(jié)合，由MapinfoProfessional完成圖形的加工，例如將地圖配準、調(diào)色等，然后由MapX完成圖形加載工作。加載可以通過兩種方式。 （1）利用MapX提供的GeosetManage工具，將所需顯示的圖形文件添加進來，然后將當前的所有圖形集合存為一個“XXX．GST”文件中，然后，在MapX中設定其屬性“Geoset”為所保存的“XXX．GST”文件即可。注意，如果所存放的“XXX．GST”文件是其缺省位置，則在屬性設置中只需設定文件即可；如果存放的位置是自己設定的，那么，必須在屬性設置中將路徑一并寫入才能找到該文件。 （2）直接在程序中加載圖形。MapX控件具有一個對象－Layers，通過Layers．Add．方法可以將所需要的圖形文件逐個加入進來，并且同時設置各個圖層的顯示范圍。 3．3 MapX的基本運用 MapX的運用主要是對圖形的操作，可以實現(xiàn)圖像放大、縮小、移動等功能。 由上面的范例可以看到這些基本操作是通過改變MapX控件當前的狀態(tài)來實現(xiàn)的。一般，MapX的初始狀態(tài)是沒有任何圖形操作功能。當用戶選擇任何一種圖形操作功能之后，MapX就通過改變工具的狀態(tài)來實現(xiàn)用戶所需要的功能。 在開發(fā)過程中，MapX還可以提供些鼠標定位、丈量距離等功能，為用戶提供直觀的圖形概念。以鼠標定位為范例（Delphi）： 首先獲得當前的鼠標位置，一般在MouseMove事件中可直接獲得。通過Mapl．ConvertCoord（Screen＿X，Screen＿Y，Map＿X，Map＿Y，1）；將屏幕數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成經(jīng)緯度，在系統(tǒng)中顯示。 3．4 MapX的運用技巧 首先介紹查找功能。查找的方式有兩種，一種是選定圖形對象，查找其空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；另一種是輸入需要查找的對象特征，然后對圖形對象定位。 （1）第一種方式適合于矩形查找、不規(guī)則形查找、圓形查找等大范圍數(shù)據(jù)查找。首先，要根據(jù)程序設計的要求，創(chuàng)建自己的工具。 通過此語句，MapX控件已具有一個額外的工具———Custom＿Rectangle＿Tool，而miToolTypeMarquee是指定該工具所具有的屬性是矩形，miRectSelectCursor是指定鼠標的表現(xiàn)形式為矩形，后面的兩個miArrowCursor是分別指定當按下shift和ctrl鍵時，鼠標的表現(xiàn)形式。此工具的功能是選定用戶鼠標選中的矩形范圍，便于查找和統(tǒng)計。 有了這樣一個工具后，對于矩形查找就容易多了。當用戶選定MapX處于矩形查找的狀態(tài)后，用鼠標左鍵拉動來選擇一塊矩形區(qū)域。 這里有個小技巧，一般用選擇工具選中對象后，圖形對象是沒有任何顯示的，所以，為了能在系統(tǒng)中反映出所選中的圖形范圍，將繪圖層的顏色和線型設置的較為特殊，以示突出。 系統(tǒng)將選定的區(qū)域創(chuàng)建后，還是不能獲得空間數(shù)據(jù)。因此，必須輪尋各個圖層信息，將所需要的信息集中反映，這樣，才算完成了查找功能。 其他諸如圓形查找、不規(guī)則形查找與矩形查找大同小異，讀者可根據(jù)前述方法嘗試一下。 （2）第二種查找方式是通過屬性數(shù)據(jù)來定位空間數(shù)據(jù)。這種方式主要涉及到空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，為了能實現(xiàn)這種查找方式，必須首先把空間數(shù)據(jù)作為一個普通的屬性數(shù)據(jù)庫加載于MapX上。 用戶只要把需要查找的圖層以這樣的一種數(shù)據(jù)存儲方式加載進來，就可以實現(xiàn)上述的查找功能。 在找到用戶所需要的對象之后，系統(tǒng)可以將該對象居中并高亮顯示。 4、GIS系統(tǒng)的應用展望 隨著計算機運用的推廣，軟件技術也開始飛速發(fā)展。今天，地理信息系統(tǒng)不再作為一個單獨的應用領域，而是與其它技術學科結(jié)合，被廣泛運用于土地、交通、水利、航空等，在國民經(jīng)濟建設中發(fā)揮重要的作用。水利的主要責任之一是防洪防旱防風，其主要任務是數(shù)據(jù)采集、整理入庫、洪水預報、防洪調(diào)度、臺風路線、災情評估、管理工作等，將各種海量數(shù)據(jù)寄托于地理信息系統(tǒng)，通過GIS對各種數(shù)據(jù)進行分析，并能與數(shù)值模型計算相結(jié)合，使模型計算的結(jié)果能更形象直觀地表達。同時，GIS技術特有的網(wǎng)絡分析、空間分析等功能與數(shù)據(jù)挖掘技術結(jié)合，為決策指揮提供科學依據(jù)。GIS還可與遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）結(jié)合，對大范圍測量成本高或無法測量的區(qū)域進行分析，為水利建設發(fā)展提供有力的科學方法。 網(wǎng)絡的發(fā)展給人們的生活帶來了巨大的變化，GIS也開始積極地向WEBGIS邁進，利用將海量數(shù)據(jù)遠程傳送到客戶端，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程共享，提高數(shù)據(jù)使用效率，同時也使GIS的運用更方便、更快捷。目前，國內(nèi)外的GIS研究機構(gòu)都在努力向網(wǎng)絡GIS發(fā)展，相信不久的將來，網(wǎng)絡會為GIS運用帶來更多欣喜和便利。 |
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