基于ArcGIS二次开发技术的应用研究

同济大学土木工程学院硕士学位论文基于ArcGIS二次开发技术的应用研究姓名：尹小磊申请学位级别：硕士专业：地图制图学与地理信息工程指导教师：王卫安20090301基于ArcGIS二次开发技术的应用研究作者：尹小磊学位授予单位：同济大学土木工程学院相似文献(10条)1.学位论文牟乃夏城市管网地理信息系统的数据模型与数据集成机理研究2006本文基于“宁夏全区配电调度地理信息系统”，“十堰市东风燃气调度地理信息系统”，“东莞电信基础地理信息系统”等项目，对城市管网的数据模型和集成机理进行研究。通过分析配电网络、给排水网络、燃气网络等城市管网数据模型存在的问题和城市管网空间数据的共性，提出基于有向节点的管网数据模型。综合调度地理信息系统的核心是多系统集成，鉴于当前数据集成存在的集成度不高、集成层次低、集成理论研究匮乏的现状，兼顾空间数据操作的效率，提出空间数据内存引擎的思想。在有向节点模型和空间数据内存引擎的基础上构建城市管网的综合实时调度GIS系统，阐述了有向节点模型和空间数据内存引擎的关键技术和实现框架。分述如下：1．管网空间数据的有向节点模型地理信息系统在管网管理中得到了广泛的应用，但是目前鲜有针对管网GIS空间数据模型的研究。要么是通用的平面强化的地理网络模型在管网中的具体应用，要么是各行业专业模型在其自身领域内的应用。通用模型充分利用了GIS的功能，但其过于宽泛，难以贴合行业应用：过于专业的行业模型又难以充分利用GIS的功能。现有的研究朝两个方向发展，即地理网络模型的研究和各种管网专业模型的研究。如何将两个方向的研究最大限度的融合，充分发挥各自的优势，是有向节点模型提出的背景。管网GIS空间数据具有明显的行业特征，从几何图形上看：管网几何图形规整，图形节点特征明显，无复杂的线形结构：节点连线即为管网的几何图形。从管理要素特征上看：关注的是各种设备点而非管线；管理部门的日常工作如资产管理、设备报表、报警控制、设备检修、生产运行等也是基于节点展开；用户更关心流量、压力、温度等实时参数以保证管网的正常运行：管网的调度基于逻辑网络展开，逻辑网络由节点生成，可见节点是管网管理的核心要素。有向节点模型突出节点作为管网管理和数据建模的核心作用，将城市管网的二元网络结构简化为一元结构，即：将以点、线为建模要素，且以线为主的地理网络建模方式简化为以点为主、结合点的连接关系的建模方式。定义了节点的向、度、节点等级、复杂节点等概念。节点的“向”表示节点之间的连接关系，“有向”就是体现这种连接关系。管网在本质上是一种有向图，以数据表的记录来表示方向和双向的阻力不同。“度”是某一节点连接其它节点的数量。“节点等级”代表节点管理上的某种属性，以区分管线的等级和逻辑网络的层次。“复杂节点”和Geodatabase的定义不同，不再是节点和边的群组，而是容纳节点与边的群组的容器。节点等级是否变化是区分两类复杂节点的本质，它控制多级网络分析的层次。为满足管网管理的不同层次，将有向节点分为特征点、造型点和辅助点三类。特征点是管理的关键设备点，用于用户调度管理的逻辑网络的自动抽取和生成，便于调度员的操作和调度命令的执行。结合特征点的相对地理位置和逻辑关系生成逻辑网络，扩展了GIS的图形功能。造型点用来构造与地理位置相关的几何网络，用于用户制图、资产管理、查询统计和空间分析等。辅助点的作用是为保证管网拓扑完整性、进行多级网络分析和辅助制图等。节点分类仅是一种逻辑上的关系，非节点的本质特征。有向节点将管网的二元结构简化为一元结构，数据维护时只需采集管点数据，连接关系通过设定的规则自动生成，使节点之间的关系显化，和数据库表同质化。节点本身属性和节点关系以不同的关系表存储，将空间数据的操作转化为关系数据库表的操作。使用SQL语句通过节点属性表、节点关系表、节点等级变化表和转向表等实现空间数据的操作和空间分析。有向节点模型充分反映管网管理的本质，简化数据的加工，图形规则与数据字典控制数据的准确性、合理性。SQL语句使空间数据的操作和空间分析变得几乎完美的简单。有向节点模型使空间数据的生产、管理、分析和数据集成提高到一个新的理念。2.空间数据内存引擎随空间数据的不断增长，GIS操作的时间效率成为关注的热点。对空间数据访问的时间消费，一是空间数据库的查询和检索结果集的构造时间，二是结果集在网络中的传输时间，三是数据集可视化的时间。在网络中的传输时间依赖于硬件设备，难以从软件体系上提高传输的效率。空间数据结果集的构造由关系数据库来控制，也不是本文的研究范围。我们能做的就是减少对硬盘数据库的访问次数，将全局刷新改为增量刷新，将常用数据的硬盘访问转移到内存中。在硬件设备飞速发展和生活节奏明显加快的今天，以较大的内存空间换取执行的时间效率当然是可取的，也是可行的。空间数据内存引擎将部分常用的关键数据驻留内存，开辟相应的内存数据空间，创建内存数据库，数据消费者直接从内存中读取，最大限度的提高用户操作的响应时间效率。作为底层数据对外服务的中间层，空间数据内存引擎不是一个形式上的概念，而是具有实际的存储结构。通过“纵向分层、横向网格”的内存调度策略，克服海量空间数据和有限内存之间的矛盾。“纵向分层”兼顾了当前空间数据分层存储的现实，“横向网格”对地理数据进行分块，提高数据查询检索和分析的效率，减少内存使用量。通过消息发送机制，实现内存同步，使不同客户端对空间数据的编辑达到即时同步，通过增加内存操作控制表进行数据维护的冲突监测，目前尚无平台软件做到空间数据编辑的实时同步。增量传送机制使GIS数据消费者在初次调入全部空间数据以后，以后只需调用变动的部分数据而不必全部刷新，减少数据流量。数据同步和增量更新具有明显的理论意义。空间数据内存引擎具有很强的扩展性，增加实时数据处理功能，即成为实时空间数据内存引擎，这是城市管网实时调度GIS系统的基础。将空间数据内存引擎移植到硬盘上，即构成不同空间数据无缝访问、透明使用的中间件。空间数据内存引擎使GIS数据的操作和空间分析的时间效率有本质的提高，彻底解决大数据量地理数据的快速显示刷新，地理数据的同步操作和无缝集成存在的问题，又容易构建同一项目中的不同层次的多级应用。3.多数据无缝集成的统一框架城市管网GIS应该是一个多客户端、多系统集成的综合系统，是所有其它系统的数据中心和整个管网管理的信息岛的中心。空间数据的日积月累，不同数据格式、数据结构的同时并存，多种GIS平台的相继出现，不同空间数据库先后问世，使空间数据的共享变得困难。为实现GIS的多数据集成，业界提出了数据格式转换、空间数据互操作和虚拟数据引擎的方法，在某种程度上解决了当前空间数据集成存在的问题，但是数据格式转换造成大量资源浪费和数据信息丢失，互操作的真正实现尚需时日，空间数据虚拟引擎仅仅读入不同格式的数据，而没有对数据进一步处理，没有构造统一的结构，需要针对不同格式、不同结构使用不同的方法进行数据分析，反而增加了数据分析的难度。就具体GIS应用而言这种方式是可行的，但从整个GIS行业来看，虚拟引擎未必是最佳的集成方式。空间数据内存引擎是在内存中建立的具有实际意义的数据结构，不再是虚拟的数据引擎。将不同格式、不同结构、不同系统的数据通过各自的读取接口读入到内存，并在内存这个数据容器中建立统一的数据结构，由该结构通过标准接口对外服务，保证上层应用的稳定性和扩展性。空间数据内存引擎是架构在异构、异质、异地(分布式数据库)，多格式、多系统、多源数据和多空间数据库引擎上的数据访问层，使异质空间数据同质化、异构数据同构化，异地数据本地化，实现空间数据对数据消费者的均一化和完全透明，真正做到空间数据的无缝集成。基于空间数据内存引擎的数据集成方式是目前最彻底的数据集成方式和多数据集成的统一框架，将当前GIS集成的理论研究提高到一个新的层次。4.综合调度实时GIS系统的建立有向节点模型和空间数据内存引擎的目的就是使管网GIS系统更贴近管理的本质，简化数据的维护，提高数据分析效率，提高数据的集成度，提高综合调度系统的智能化决策水平。综合实时调度GIS系统是以GIS系统为平台，集成SCADA和其它系统，保证管网的正常运行和故障的及时抢修，提供决策支持的智能化、一体化系统。本文结合有向节点模型和空间数据内存引擎，进行管网综合实时调度GIS系统的系统设计，数据维护、网络表达与分析、制图表达与可视化、管网实时拓扑的关键技术及实现方法的研究，分析了综合决策的业务流程和决策过程。有向节点模型和空间数据内存引擎是本文的两个主要创新点，这两个创新点既相互独立、相互联系，又似乎是一对矛盾体。有向节点模型体现简单，空间数据内存引擎注重效率和提高数据的集成度。有向节点模型是从数据模型角度对管网数据进行研究，在本质上体现管网GIS的特点，关注实现的简单而非数据操作的效率。空间数据内存引擎的关注点一是数据透明、无缝集成：二是以内存空间换取数据操作的时间效率。城市管网GIS系统完全可以只使用有向节点模型而不使用空间数据内存引擎进行空间数据的生产和消费；空间数据内存引擎也不必非要基于有向节点模型，对现有的各种数据可以直接使用内存引擎以提高数据分析效率和实现无缝集成。当然同时使用有向节点模型和空间数据内存引擎无疑使城市管网GIS的建设提高到一个新的境界，有向节点模型和空间数据内存引擎的思想对现有平台也有积极的借鉴意义。2.会议论文张慕东地理信息系统中的矢量型空间数据1995矢量型空间数据是地理信息系统实现功能的基础数据，来源广，用户多。对它应该加深研究，进一步实现标准化，实现数据共享。该文比较深入地讨论了地理信息系统中矢量型空间数据应包括的内容和空间数据的组织形式。3.学位论文邵敏GIS空间数据误差分析及质量控制2004近几年来,地理信息系统无论是在理论上还是在应用上都处在一个飞速发展的阶段.地理信息系统被应用于多个领域的建模和决策支持,如城市管理、区划、环境整治等.地理信息成为信息时代重要的组成部分;数字地球概念的提出,更进一步推动了作为其技术支撑的地理信息系统的发展.数据是构成地理信息系统的基础,是贯穿于地理信息系统各个开发阶段、各个组成部分的极其重要的要素.空间数据对于地理信息系统就如同汽油对于汽车一样重要,空间数据的质量优劣直接影响到地理信息系统各种分析结果的准确性与正确性,进而关系到地理信息系统建立的成败.目前,对空间数据质量的科学度量及精确表达,已成为数据提供者、使用者非常关心的问题.近十几年来,国内外科学工作者对空间数据质量的研究高度重视,并开展了深入的研究.本文对空间数据的误差来源、数据质量的内容、数据质量的评价方法以及数据质量控制等这几方面做一研究,并提出空间数据质量模型.本文首先阐述研究空间数据质量问题的必要性和重要性,讨论了研究空间数据质量的主要理论和常用方法.讨论了GIS标准及标准化的问题.GIS标准是指信息技术标准和空间数据标准.对空间数据不断增长的需求和关注导致空间数据基础结构的出现并使GIS标准日趋重要.介绍国内外地理信息标准研究的最新进展,并提出我国在研究和制定地理信息标准时应采取的对策.本文通过对现行空间数据质量标准的分析,将其分解为空间数据的可视化内容(图形、属性、时间、元数据)和对每一个内容进行评价的质量指标(精度、逻辑一致性和完整性),使在对数据进行质量分析和控制时,对象明确、指标清楚,便于实施和控制.其次,本文重点探讨了空间数据的误差分析和质量控制.数据是GIS的核心与投资重点,GIS数据包括空间数据和属性数据.位置误差主要来源于直接测量的误差、地图数字化的误差、遥感数据的误差、数据转换误差、数据输入与存储误差.属性误差主要来源于拓扑分析误差、数据分类误差、文本文件数据的误差和人工解泽误差.GIS误差还包括时效误差、逻辑一致性误差和数据完整性方面的误差.在土地房产地理信息系统工程实践基础上,从空间数据的质量控制、属性数据的质量控制、空间数据之间的关系的质量控制以及空间数据与属性数据之间关联的质量控制等方面,探讨了土地房产基础地理信息系统数据采集和建库中有关质量控制问题,并提出了一些质量