MAPGIS 7.0基础平台简介

Mapping

mapgis 7.0是武汉中地数码科技有限公司开发的新一代面向网络超大型分布式地理信息系统基础软件平台。系统采用面向服务的设计思想、多层体系结构，实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析，具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务，能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设。

　　同以往的版本相比， MAPGIS 7.0具有如下变化：

　一 . 空间数据模型 -- 面向实体

　　数据模型是数据集的模式、行为和完整性规则。空间数据模型经过粗略的划分可划分为两个层次：第一层是空间数据抽象模型或者空间数据概念模型，其目的在于提取地理世界的主要特征，不考虑在计算机中的具体实现；第二层是空间数据组织模型，是空间数据概念模型在计算机中的具体实现。

　　MAPGIS 7.0改变以往按照“点、线、区、表、网”来划分和组织图形及要素，采用面向地理实体空间数据模型。通过描述实体的特性和实体间的关系，建立观察范围内的地理世界的视图，模拟人类理解地理世界的语义环境。通过地理数据库、数据集、类、几何元素、几何实体、坐标点不同层次表示实体及其关系。既便于地理世界物体的表达，也便于空间数据制图、分析及可视化。

　二 . 地理数据存储 -- 地理数据库

图 1 MAPGIS7.0存储策略概念图

　　MAPGIS 7.0改变以往按照“点、线、区、表、网文件”的存储方式，统一采用地理数据库存储和管理空间数据。地理数据库采取基于文件和基于商业数据库两种存储策略。应用规模小的用户可选择基于文件的存储策略，以节省昂贵的商业数据库费用；大型、超大型应用可选择基于商业数据库的存储策略。这两种存储策略支持相同的空间数据模型，具有共同的平台，因此在文件和数据库之间能够实现无损的平滑的数据迁移；上层软件不需要因为数据迁移而改变。这样给用户提供了多种最佳的性价比和最大的投资收益率选择方案。MAPGIS7.0数据存储策略如图1所示，虚框部分是一个针对空间数据管理内建的中小型数据库。

　三 . 空间数据组织 -- 层次化

　　MAPGIS7.0按照“地理数据库－数据集－类”这几个层次组织数据，以满足不同应用领域对不同专题数据的组织和管理需要。如图2所示。

图 2 地理数据库数据组织

　　1. 地理数据库

　　地理数据库是面向实体空间数据模型的全局视图，完整地、一致地表达了被描述区域的地理模型。一个地理数据库包括 1个全局的空间参照系、1个域集、1个规则集、多个数据集、多数据包和各种对象类。

　　2. 数据集

　　数据集是地理数据库中若干不同对象类的集合，通过命名数据集提供了一种数据分类视图，便于数据组织、管理和授权。根据不同的用途，数据集分为：要素数据集、栅格目录、栅格数据集、 TIN数据集、地图数据集。

　　3. 类

　　地理数据库中最基础的数据组织形式是类，包括要素类、对象类、关系类、注记类、修饰类、动态类、几何网络和视图。从用户的观点看，类是可命名的对象集合，具有内在的完整性和一致性，以目录项为表现形式。

　四 . 分布式空间数据管理 -- 面向“服务”

　　MAPGIS7.0的分布式数据管理体系是采取跨平台的“纵向多级、横向网格” 的组网方案，在级与级之间，节点与节点之间的连接是采用一种“松耦合”方式。分布式数据的存取操作采取面向“服务”方式进行，就是把“进行数据存取操作”变为“请求数据存取服务”，谁管数据谁提供服务。从而解决网格节点之间、父节点与子节点之间、不同平台不同系统之间数据不通问题。

　　由于采用面向“服务”设计思想和面向“地理实体”的数据模型相结合，克服了传统分布式数据库面向“记录”的增量式订阅和发布只能用于“同构数据库”的缺点，可实现不同操作系统、不同数据库平台、不同数据大小而产生的“异构数据库”的增量更新与同步。

　　通过分布式空间数据管理、版本管理，时空数据管理，可以进行长事务处理，历史数据追踪，多用户编辑等。

图 3 分布式数据管理原理图

　五 . 空间数据可视一体化

　　提供一种交互式视角展现地理信息。

　　1 数据组织可视化

　　MAPGIS7.0改变以往数据文件组织不可见的缺陷，通过企业管理器 以图示化的方式使用户能直观的阅读了解空间数据集和要素类的信息， 以多种连接方式管理本地、企业局域网内以及远程数据库服务器，并通过不同窗口显示空间数据。企业管理器窗口主要包括：目录树、内容视窗、关系视窗、安全视窗、日志视窗、地图显示视图、文档管理视图、符号化管理视图。如图 4所示。

　　2 不同坐标参照一体化

　　系统采用动态投影方式，支持不同空间参照系的数据在同一数据集中应用，通过设置空间参照系，可以使不同空间参照（不同座标系）存储的数据显示在同一参照系视图中，可支持不同空间参照系之间的查询、浏览、分析、输出等操作。

　　3 不同格式数据可视一体化

　　在地图编辑器中可以实现数字高程模型、遥感影像与专题地图的叠加显示，即实现三库（高程库、影像库和矢量库合一）统一显示；多种要素的空间立体叠置显示，以展示各层要素在空间位置上的变化情况。

图 4 企业管理器

　六 . 软件系统集成化

　　1 功能模块集成

　　改变功能模块自成子系统，模块间相互独立，不能共享数据和操作的弊端， MAPGIS7.0设计了一个全新的应用开发框架模型，采用当前非常流行的平台+插件组成框架，可实现动态挂接符合MAPGIS7.0接口标准的功能模块。各个模块功能作为插件，生成自己的菜单、工具条等。用户通过配置工具，选择加载所需插件，添加或删除菜单、工具条和自定义工具，生成满足个人需要的应用框架。如图5、6所示。

图 5 配置应用框架 图 6 配置后的应用框架界面

　　这种全新开发框架模型无需模块切换，具有很大程度的灵活性，用户可自定义界面，自定义窗口、菜单、工具条等界面元素。同时具有很好的可扩展性，用户开发和自定义的工具也可以作为插件插入系统中，成为系统的有机组成部分。这样用户完全可以根据自己的不同需求和使用习惯定制不同的应用环境，使得整个系统的操作更专业、更高效、更符合使用习惯。

　　2 文档管理集成

　　改变工程文件概念，通过“文档 -地图-图层”来组织空间数据 。地图文档是地图的一种数据的综合表现和管理形式，存储了组成地图的各种制图元素，包括标题、指北针、图例、比例尺、布局、数据窗体、图层等，但图层只是作为地理数据的一种引用，指向位于本地或者网络数据库中的地理数据集，并不存储地理数据 。通过文档树、文档视图和地图视图进行 显示和管理。

　　3 数据操作集成

　　改变以往功能分散，模块独立的方式，通过地图编辑器进行图形制作、编辑、输出等操作。通过综合分析器对地理数据的属性结构和属性进行编辑、查询、修改等操作。通过拓扑编辑将地理要素间的空间拓扑关系加进数据结构之中，从而对地理的空间相关分析、地图数据采集和编辑等带来极大的方便。

　　4 GSQL查询分析器

　　通过 GSQL查询分析器实现数据提取、分析等语句编程操作。图7为查询道路10公里范围内的居民点。

图 7 GSQL查询分析器

　七 . 二次开发组件化

　　MAPGIS7.0采用了全组件化的开发形式，由于结合MAPGIS本身的特性，给MAPGIS带来使用组件的传统优势以外，同时使系统的二次开发发生了很大的变化。MAPGIS7.0定义了丰富的GIS的功能组件接口标准，采用标准的COM接口，具有与开发工具和语言无关的特点。用户在MAPGIS7.0上进行二次开发时，可以使用各种开发语言（VB、Dephi、VC等），甚至在一个系统中不同的功能插件采用不同的语言开发。系统设计了一个全新的应用开发框架模型，在系统框架中通过简单的定制将它们整合成一个有机的整体。

　　组件式 MAPGIS开发平台设计为三级结构：

　　•  基础组件群：面向空间数据的管理，提供基本的数据交换和组织。

　　•  通用组件群：面向通用功能，提供 GIS的通用处理。

　　•  应用组件群：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。

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