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组件式软件技术已经成为当今软件技术的潮流之一,为了适应这种技术潮流,GIS软件象其他软件一样,已经或正在发生着革命性的变化,即由过去厂家提供了全部系统或者具有二次开发功能的软件,过渡到提供组件由用户自己再开发的方向上来。无疑,组件式GIS技术将给整个GIS技术体系和应用模式带来巨大影响
简介
GIS技术的发展,在软件模式上经历了功能模块、包式软件、核心式软件,从而发展到组件式GIS和WebGIS的过程。传统GIS虽然在功能上已经比较成熟,但是由于这些系统多是基于十多年前的软件技术开发的,属于独立封闭的系统。同时,GIS软件变得日益庞大,用户难以掌握,费用昂贵,阻碍了GIS的普及和应用。组件式GIS的出现为传统GIS面临的多种问题提供了全新的解决思路。
基本思想
组件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件,每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间,以及GIS控件与其它非GIS控件之间,可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来,形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木,他们分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能),根据需要把实现各种功能的 “积木”搭建起来,就构成应用系统。
基本特点
把GIS的功能适当抽象,以组件形式供开发者使用,将会带来许多传统GIS工具无法比拟的优点。
(1)小巧灵活、价格便宜
由于传统GIS结构的封闭性,往往使得软件本身变得越来越庞大,不同系统的交互性差,系统的开发难度大。在组件模型下,各组件都集中地实现与自己最紧密相关的系统功能,用户可以根据实际需要选择所需控件,最大限度地降低了用户的经济负担。组件化的GIS平台集中提供空间数据管理能力,并且能以灵活的方式与数据库系统连接。在保证功能的前提下,系统表现得小巧灵活,而其价格仅是传统GIS开发工具的十分之一,甚至更少。这样,用户便能以较好的性能价格比获得或开发GIS应用系统。
(2)无须专门GIS开发语言
传统GIS往往具有独立的二次开发语言,对用户和应用开发者而言存在学习上的负担。而且使用系统所提供的二次开发语言,开发往往受到限制,难以处理复杂问题。而组件式GIS建立在严格的标准之上,不需要额外的GIS二次开发语言,只需实现GIS的基本功能函数,按照Microsoft的ActiveX控件标准开发接口。这有利于减轻GIS软件开发者的负担,而且增强了GIS软件的可扩展性。GIS应用开发者,不必掌握额外的GIS开发语言,只需熟悉基于Windows平台的通用集成开发环境,以及GIS各个控件的属性、方法和事件,就可以完成应用系统的开发和集成。目前,可供选择的开发环境很多,如Visual C++、Visual Basic、Visual FoxPro、Borland C++、Delphi、C++ Builder以及Power Builder等都可直接成为GIS或GMIS的优秀开发工具,它们各自的优点都能够得到充分发挥。这与传统GIS专门性开发环境相比,是一种质的飞跃。
(3)强大的GIS功能
新的GIS组件都是基于32位系统平台的,采用InProc直接调用形式,所以无论是管理大数据的能力还是处理速度方面均不比传统GIS软件逊色。小小的GIS组件完全能提供拼接、裁剪、叠合、缓冲区等空间处理能力和丰富的空间查询与分析能力。
(4)开发简捷
由于GIS组件可以直接嵌入MIS开发工具中,对于广大开发人员来讲,就可以自由选用他们熟悉的开发工具。而且,GIS组件提供的API形式非常接近MIS工具的模式,开发人员可以像管理数据库表一样熟练地管理地图等空间数据,无须对开发人员进行特殊的培训。在GIS或GMIS的开发过程中,开发人员的素质与熟练程度是十分重要的因素。这将使大量的MIS开发人员能够较快地过渡到GIS或GMIS的开发工作中,从而大大加速GIS的发展。
(5)更加大众化
组件式技术已经成为业界标准,用户可以象使用其他ActiveX控件一样使用GIS控件,使非专业的普通用户也能够开发和集成GIS应用系统,推动了GIS大众化进程。组件式GIS 的出现使GIS不仅是专家们的专业分析工具,同时也成为普通用户对地理相关数据进行管理的的可视化工具。
开放平台结构
组件式GIS开发平台通常可设计为三级结构:
(1) 基础组件
面向空间数据管理,提供基本的交互过程,并能以灵活的方式与数据库系统连接;
(2)高级通用组件
由基础组件构造而成,面向通用功能,简化用户开发过程,如显示工具组件、选择工具组件、编辑工具组件、属性浏览器组件等等。它们之间的协同控制消息都被封装起来。这级组件经过封装后,使二次开发更为简单。如一个编辑查询系统,若用基础平台开发,需要编写大量的代码,而利用高级通用组件,只需几句程序就够了。面向通用功能;
(3)行业性组件
抽象出行业应用的特定算法,固化到组件中,进一步加速开发过程。以GPS监控为例。对于GPS应用,除了需要地图显示、信息查询等一般的GIS功能外,还需要特定的应用功能,如动态目标显示、目标锁定、轨迹显示等。这些GPS行业性应用功能组件被封装起来后,开发者的工作就可简化为设置显示目标的图例、轨迹显示的颜色、锁定的目标,以及调用、接受数据的方法等。
组件式GIS的构成
GIS软件的模型包含若干功能单元,诸如空间数据获取、坐标转换、图形编辑、数据存储、数据查询、数据分析、制图表示等。可以想象要把这些所有的功能放在一个控件中几乎是不可能的,即使实现也会带来系统效率上的低下。一般可以认为GIS构件的设计主要遵循应用领域地需求。
GIS组件与组件式GIS产品
GIS组件和组件式GIS是有区别的两个概念,GIS组件指实现GIS某部分功能的软件组件,而组件式GIS是指由一系列各自完成不同功能的GIS组件群构成的一个整体,这些组件既可以集成在一起使用,更能拆开使用。
有时我们也把初级的只有一个控件的组件式GIS成为GIS组件,如MapObjects和MapX就是20世纪九十年到中后期推出的最著名的GIS组件产品,其中MapObjects由ESRI推出,MapX由MapInfo公司推出。这两个产品的共同特点都是只包含GIS的基本功能,属于入门级组件式GIS产品。
2000年前后,ESRI推出的ArcObjects和超图推出的SuperMap Objects把组件式GIS平台发展到一个新的阶段,庞大的GIS组件群包含了从数据管理、格式转换、地图编辑、排版制图、网络分析、叠加分析、缓冲区分析、栅格分析、二维可视化、三维可视化等GIS的几乎全部功能,并引领了此后将近十年的GIS二次开发方式。