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1、 公路地理信息系统详细设计引言编写目的背景公路建设是国民经济建设的基础设施建设和重要组成部分。定义参考资料程序系统的结构需求概述 公路以其鲜明的空间地理属性成为GIS应用领域中具有特色的一部分，如GIS 中的最短路径分析功能就是对公路路网的描述完成的。随着GIS技术的发展和普及，各种高性能的桌面GIS系统的推出、计算机性能的大幅度提高，都为GIS的应用奠定了基础。随着我国国民经济的发展，公路建设在改革开放的短短几十年里取得了巨大的成就。为进一步推动国民经济的可持续性发展，促进我过公路建设的现代化发展，国家不断加大对公路建设的投入。如何将先进的科学技术和我国的公路建设规划结合起来，如何使现有的公
2、路体系更好的为国民经济服务，发挥其基础设施的重要功能，使其更好的为促进国民经济的可持续性发展，是公路部门在建设和规划中需要解决的重要问题。GIS技术的特点正好满足了发展的需要。结合GIS的特点和公路部门的实际需要。系统主要解决了以下几个问题。1) 对公路属性数据的分析：基于电子地图对公路属性数据进行分析，空间位置查询和属性数据查询。2) 满足开放式的要求：就是公路数据库中的数据，只要具有系统定义的地理属性，就可以在GIS中对其进行地理化，就可以对数据进行空间分析。3) 具有GIS系统具备的常用地图管理功能，同时建立地理数据坐标与我国通用的公路里程桩坐标系的动态转换。4) 公路地理信息系统共享公
3、路数据库中的公路属性数据/共享系统表/实现系统的整合。5) 公路最佳路线分析的实现，和动态分段功能的实现。系统结构结合公路部门的实际需求，和系统功能的具体实现，公路地理信息系统的主要功能是在GIS的环境下对公路数据库中的公路属性数据进行空间数据查询和空间数据的分析，系统完成的主要功能为：1) 基本地图管理：l 地图的基本功能，包括地图的放大/缩小/移动/距离量测/地理坐标显示/全图，当然放大/缩小提供了几种基本的方式。l 动态桩号的显示：动态的跟踪显示鼠标当前所在公路指定位置的路线编码和里程桩号。l 实现对图层的控制：可以设置图层的显示视野范围和图层标注的可显示的视野范围。2) 视图的操作管理
4、：l 前后视：可以方便的提供给用户对查看过的视图，进行重新浏览。l 改变视图：通过这一功能用户可以根据需要任意浏览窗体中的图形，这样极大方便了用户对图形的查看。l 工具栏和状态栏的管理：通过提供用户灵活的快捷操作，丰富了界面，也使得程序更友好。l 鹰眼导航：提供了鹰眼导航功能，方便用户的操作。能快捷的定位到要浏览的视图区域。l 提供全图查看功能。3) 简单的图形编辑功能：该功能主要是针对动态图层进行的。包括拓扑编辑和非拓扑编辑。拓扑编辑一定要在建立拓扑关系以后才能进行。l 公路点的编辑。l 公路上主要附属物的编辑。(包括里程桩/桥梁/涵洞等)4) 数据的查询l 公路属性数据和空间数据的交互查询
5、：以二维表的形式打开数据分析图层的数据表，对对应数据表进行数据查询。在属性数据表中选择数据，地图中对应显示相应的地理位置。在地图中选者空间对象，数据表中显示所选空间对象的详细数据。l 信息查询：在进行信息查询时，选中地图上的空间对象，以表的形式打开并进行数据查询。对于数据表中的其他多媒体数据，系统会自动进行连接并打开浏览窗口进行浏览。5) 空间分析l 自动拓扑生成：根据公路路网的连接状况，自动生成公路网的网络拓扑，为最短路径分析建立基础信息表。l 最佳路径分析：用户指定起始点/终点桩号，所经路线的管理等级，桥梁的载重限制以及公路通行情况限制的相关信息，系统分析出在这些限制条件下的最佳路线。l
6、动态分段：系统根据用户给定的属性分类要求，自动对公路进行分段。6) 图表管理l 对地图中的地理要素进行归纳/统计，使用相关的图进行表示，主要的统计图表包括饼状图、柱状图，点密度图，数值分级图，也就是专题图的生成。l 对公路信息的统计报表的生成。l 图表的输出：包括打印输出，和相关的文件输出。7) 系统设置l 属性数据源设置：可以指定公路属性数据的数据库类型/数据源名称/数据的存储位置等。l 空间数据源设置：指定空间属性数据集和个图层基础数据所存储的位置。l 系统维护图（一）给出了系统的一个整体框架。公路地理信息系统系统设置地图管理视图管理空间查询空间分析图表管理图形编辑系统整体框架 图（一）系
7、统的主要设计界面如下图二。 程序主界面(图二)主界面的左面是由一个控件条加一个树视控件组成的工作区，用来方便用户对公路信息的查询。用户可以通过点选工作区中的对象，能够很方便的实现对查询对象的定位。工作区的组合是通过分级管理来实现，具体实现方法是：从*市公路局出发，每个顶层项对应辖区每个市县局，市县局又由管辖的具体对象组成包括管辖的公路，管辖的道班，以及道路的附属设施，附属设施又包括桥梁、涵洞、公路标志等，这些可以根据用户需要添加。主界面中的浮动工具栏是程序运用中最常用的基本工具，程序实现时将其提取出来，可以极大的方便用户的操作。具体的按钮对应功能在以后详细介绍。主界面的右边部分是程序的显示界面
8、，主要用于对图形的显示。系统设置模块设计系统设置公路数据包括公路的属性数据和空间数据，GIS的主要功能就是对公路数据库中的公路属性数据进行空间查询和空间分析。系统设置中就是实现对数据的添加，也就是实现数据的可视化。数据源设置通过对数据源进行设置，程序就可以将数据加入到图层中，其中空间数据以文件的形式加入，做为基础图层，也可以说是背景图层。数据库中属性数据根据要求地理化到图层中去。系统中采用SHAPEFILE文件做为图形的显示文件，因此在动态图层的添加过程中，就要动态的建立SHAPEFILE文件。开始用户填写应用系统要求的公路数据库数据源，数据库类型，空间数据存放路径，用户名 地图文件数据库是否
9、地理化否 是生成层文件图形显示数据源设置（图二）程序实现的界面如下图三。设定数据源(图三)数据库类型列表框中列出的是ODBC能够访问的所有数据类型。属性数据源中存放的是对应数据类型中的数据库名。用户名是访问数据库的用户的名称。地图数据源显示的是电子地图文件存放的路径。用户点击地图数据源的按钮弹出文件选择对话框.如图四 地图文件选择框(图四)用户按确定按钮后,程序就通过检查给定的数据源,判断是否数据存在包括电子地图数据和属性数据.条件满足后就将图形显示在窗口中.关闭操作通过实现关闭操作，用户可以将动态生成的图层文件删除，并且断开同数据库的连接。地图管理系统对地图的操作是通过层的概念来完成的，用户
10、需求就是能够通过对层的叠加形成地图，同时也能够对层进行控制。因此系统在考虑显示速度，和显示数据量的前提下，提供给用户接口，能够控制对层的修改，包括层位置的移动，删除某一层，通过对比例尺的控制对一些辅助层的显示，使得在某一比例下图形不显示等。 图形的操作l 图形放大：通过这一功能用户可以任意放大图形，系统提供了两种放大方式，一是开窗放大，一是固定比例放大。所谓开窗放大也就是通过拉取矩形框实现对图形的放大，固定比例放大就是以固定的比例因子进行放大操作，它是移当前中心点为中心进行放大。在功能实现中光标要进行改变。l 图形缩小：可以实现对图形的无级缩小，系统提供了两种缩小方式，一是通过拉矩形实现或者是
11、以鼠标单点图中的某个点为中心进行固定比例缩小。一是固定比例缩小是以当前中心点为中心进行缩小。在功能实现过程中程序光标要进行相应的变化。l 图形的漫游：实现对图形的拖动，方便用户的浏览。通过主界面中的快捷方式和主菜单中的对应按钮都可以实现这一功能。在进行这一操作时程序要根据目前光标的情况进行改变，也就是在当鼠标点击按钮后，应变成手状张开，鼠标按下后和移动过程中光标要变成手状紧握。弹起则还原。l 全图：实现对整个地图的查看。点击该按钮或者是菜单项整个视图将实现全图。l 按给出比例显示：通过这一功能用户可以按给定的比例对图形进行相应的显示。可以根据用户选定的比例进行显示。用户可以通过选定工具栏上的组
12、合框中的数据，也可以自己填写显示比例，来控制图形的显示。上述功能都可以通过GIS平台提供的功能实现。并在实现不同操作是同时改变相应的光标。一下给出的是针对上述功能对应的菜单项。参照上述功能描述就不难理解程序的设置安排。 地图管理主菜单项 图层的操作系统提供了专门的图层控制操作来实现对图层的管理。图层控制中提供了以下的功能，改变图层在地图中的显示顺序，改变图层的最大，最小显示范围。改变图层的显示属性，包括是否可见，是否标注，是否可选。同时可以将地图中的某一个层移去，向地图中添加图层。对图层的属性进行修改,如颜色等.注意：这里操作的图层是在程序运行时已经添加进去的图层。以下给出了相应的子菜单和相应
13、的操作界面。程序在实现时采用列表控件的形式来完成。程序的启动菜单和运行界面如下图五： (图层控制显示框)图五图五中的列表控件使用来显示当前地图中的层名，可以通过上移，下移来改变层的位置，每次移动一位，删除操作可以删去选中的层。点击添加按钮弹出图六显示的对话框来显示用户要添加的层，用户可以通过选择将要添加的层加入列表控件中。单击添加按钮,程序先判断是否选中图层,能后返回给上级对话框选中地图层名.可见/可选/个标注三个检查框是用来控制图五列表框中选中层的属性,用户选中可见后,显示按钮就可用,否则变灰.同理当用户选中可标注,标注按钮也会产生同样效果.需要指出的是,三个检查框和以后弹出的对话框中的属性
14、值由选中层的对应属性进行初始化.用户单击显示按钮弹出图七对话框用来控制图层的显示特性.最小,最大比例用于控制图层显示的范围,也就是当图层的比例在最大最小这一范围中就显示,反之则反之.单击标注按钮弹出图八用来控制图层的标注属性.图八中的显示策略可以控制注记的显示方式,第一可复选框表示使用和图层的显示方法一样,第二个复选框控制显示的比例范围(同图层),标注字段表示用户想通过什么字段进行标注.注意:标注字段是字符型的字段.标注策略暂时未定.选择使用来控制标注的字体信息,包括字体的颜色,大小,字体名(使用系统中有的全部字体).B/I/U三个按钮用来控制字体的粗细/斜体/下划线问题.预览是显示设定以后的效果. 图层添加(图六) 图层显示设定(图七) 图层标注设定(图八)动态桩号显示和坐标显示动态的跟踪显示鼠标当前所在图上的坐标，坐标的单位根据事先设定的单位进行转换。当光标放在公路层上时动态的显示点在哪条公路上，当前的点的公路里程，使用公路体系中的里程坐标系进行描述。其中光标点的坐标使用地图坐标系的坐标,里程桩号使用的格式规定如下. 如果当前的公路里程为k23+345.显示时表示为23.345.下图给出了具体的实现结果和对应的操作： 动态里程显示(图)道路查询和坐标到里程转化是否在道路层上在状态栏上显示相
