GIS 二次开发概述 - 全文-亚洲ca88官方网站

　　地舆信息体系依据其内容可分为两大底子类型：一是运用型地舆信息体系，以某一专业、领 域或作业为首要内容，包含包，如ARC/INFO等，具有空间数据输入、存储、处理、剖析和输出等GIS底子功用。跟着地舆信息体系运用范畴的扩展，运用型GIS的开发作业日显重要。怎么针对不同的运用方针，高效地开宣布既契合需求又具有便利漂亮丰厚的界面办法的地舆信息体系，是GIS开发者十分关怀的问题。

　　指不依靠于任何GIS东西软件，从空间数据的收集、修正到数据的处理剖析及成果输出，悉数的算法都由开发者独立规划，然后选用某种程序规划言语，如VisualC++++、Delphi等，在必定的操作体系渠道上编程完结。这种办法的长处在于无须依靠任何商业GIS东西软件，削减了开发本钱，但一方面关于大多数开发者来说，才能、时刻、财力方面的束缚使其开宣布来的产品很难在功用上与商业化GIS东西软件比较，并且在购买GIS东西软件上省下的钱或许还抵不上开发者在开发进程中费尽心机所花的价值。

　　指依据GIS渠道软件上进行运用体系开发。大多数GIS渠道软件都供给了可供用户进行二次开发的脚本言语，如ESRI的ArcView供给了Avenue言语，MapInfo公司的MapInfo Professional供给了MapBasic言语等等。用户能够运用这些脚本言语，以原GIS软件为开发渠道，开宣布自己的针对不同运用方针的运用程序。这种办法省时省心，但进行二次开发的脚本言语，作为编程言语，功用极弱，用它们来开发运用程序仍然不尽善尽美，并且所开发的体系不能脱离GIS渠道软件，是解说履行的，功率不高。

　　大多数GIS软件产商都供给商业化的GIS组件，如ESRI 公司的MapObjects、MapInfo公司的MapX等，这些组件都具有GIS的底子功用，开发人员能够依据通用软件开发东西尤其是可视化开发东西，如Delphi、Visual C++、Visual Basic、Power Builder等为开发渠道，进行二次开发。 运用GIS东西软件出产厂家供给的树立在OCX技能根底上的GIS功用控件，如ESRI的MapObjects、MapInfo公司的MapX等，在Delphi等编程东西编制的运用程序中，直接将GIS功用嵌入其间，完结地舆信息体系的各种功用

　　因为独立开发难度太大，单纯二次开发受GIS东西供给的编程言语的束缚差强人意，因而结合GIS东西软件与当今可视化开发言语的集成二次开发办法就成为GIS运用开发的干流。它的长处是既能够充分运用GIS东西软件对空间数据库的办理、剖析功用，又能够运用其它可视化开发言语具有的高效、便利等编程长处，集二者之所长，不只能大大进步运用体系的开发功率，并且运用可视化软件开发东西开宣布来的运用程序具有更好的外观效果，更强壮的数据库功用，并且

　　可靠性好、易于移植、便于维护。尤其是运用OCX技能运用GIS功用组件进行集成开发，更能体现出这些优势。 因为上述长处，集成二次开发正成为运用GIS开发的干流方向。这种办法仅有的缺点是前期投入比较大，需求一同购买GIS东西软件和可视化编程软件，但“工欲善其事，必先利其器”，这种出资值得。 现在许多软件公司都开发了许多AcTIveX控件，合理挑选和运用现成的控件，削减了开发者的编程作业量，使开发者避开某些运用的详细编程，直接调用控件，完结这些详细运用，不只能够缩短程序开发周期，使编程进程更简练，用户界面更友爱，能够使程序愈加灵敏、简洁。

　　创造面向方针程序规划办法的首要起点是补偿面向进程程序规划办法中的一些缺点。OOP把数据看作程序开发中的底子元素，并且不答应它们在体系中自在活动。它将数据和操作这些数据的函数严密的衔接在一同，并维护数据不会被外界的函数意外的改动。OOP答应咱们将问题分解为一系列实体——这些实体被称为方针（object），然后环绕这些实体树立数据和函数。面向方针程序规划中的数据和函数的安排结构如图所示。

　　面向方针程序规划（OOP）技能罗致了结构化程序规划中好的思维，并将这些思维与一些新的、强壮的理念相结合，然后给你的程序规划作业供给了一种全新的办法。一般，在面向方针的程序规划风格中，你会将一个问题分解为一些互相相关的子集，每个子集内部都包含了相关的数据和函数。一同，你会以某种办法将这些子集分为不同等级，而一个方针便是已界说的某个类型的变量。当你界说了一个方针，你就隐含的创立了一个新的数据类型。 1.2.3 面向方针程序规划中的底子概念 “面向方针”作为一个术语，在不同的人群中有着不同的解说。因而，了解一些在面向方针程序规划中广泛运用的概念是有必要的。本节咱们评论以下这些内容：

　　在一个面向方针的体系中，方针是运转期的底子实体。它能够用来标明一个人或许说一个银行帐户，一张数据表格，或许其它什么需求被程序处理的东西。它也能够用来标明用户界说的数据，例如一个向量，时刻或许列表。在面向方针程序规划中，问题的剖析一般以方针及方针间的天然联络为依据。如前所述，方针在内存中占有必定空间，并且具有一个与之相关的地址，就像Pascal中的record和C中的结构相同。 当一个程序运转时，方针之间经过互发音讯来互相效果。例如，程序中包含一个“customer”方针和一个“account”方针，而customer方针或许会向account方针发送一个音讯，查询其银行帐目。每个方针都包含数据以及操作这些数据的代码。即便不了解互相的数据和代码的细节，方针之间仍然能够互相效果，所要了解的仅仅方针能够承受的音讯的类型，以及方针回来的呼应的类型，尽管不同的人会以不同的办法完结它们。

　　咱们方才说到，方针包含数据以及操作这些数据的代码。一个方针所包含的悉数数据和代码能够经过类来构成一个用户界说的数据类型。事实上，方针便是类类型（class type）的变量。一旦界说了一个类，咱们就能够创立这个类的多个方针，每个方针与一组数据相关，而这组数据的类型在类中界说。因而，一个类便是具有相同类型的方针的笼统。例如，芒果、苹果和桔子都是fruit类的方针。类是用户界说的数据类型，但在一个程序规划言语中，它和内建的数据类型行为相同。比方创立一个类方针的语法和创立一个整数方针的语法一模相同。假如fruit被界说为一个

　　把数据和函数包装在一个独自的单元（称为类）的行为称为封装。数据封装是类的最典型特色。数据不能被外界拜访，只能被封装在同一个类中的函数拜访。这些函数供给了方针数据和程序之间的接口。避免数据被程序直接拜访的概念被称为“数据躲藏”。 笼统指仅体现中心的特性而不描绘布景细节的行为。类运用了笼统的概念，并且被界说为一系列笼统的特色如尺度、分量和价格，以及操作这些特色的函数。类封装了将要被创立的方针的悉数中心特色。因为类运用了数据笼统的概念，所以它们被称为笼统数据类型（ADT）。

　　封装机制将数据和代码绑缚到一同，避免了外界的搅扰和不确定性。它相同答应创立方针。简略的说，一个方针便是一个封装了数据和操作这些数据的代码的逻辑实体。 在一个方针内部，某些代码和（或）某些数据能够是私有的，不能被外界拜访。经过这种办法，方针对内部数据供给了不同等级的维护，以避免程序中无关的部分意外的改动或过错的运用了方针的私有部分。

　　承继是能够让某个类型的方针取得另一个类型的方针的特色的办法。它支撑按级分类的概念。例如，知更鸟归于飞鸟类，也归于鸟类。就像图5中描绘的那样，这种分类的原则是，每一个子类都具有父类的公共特性。

　　在OOP中，承继的概念很好的支撑了代码的重用性（reusability），也便是说，咱们能够向一个现已存在的类中添加新的特性，而不用改动这个类。这能够经过从这个已存在的类派生一个新类来完结。这个新的类将具有本来那个类的特性，以及新的特性。而承继机制的魅力和强壮就在于它答应程序员运用现已存在的类（挨近需求，而不是完全契合需求的类），并且能够以某种办法修正这个类，而不会影响其它的东西。 留意，每个子类只界说那些这个类所特有的特性。而假如没有按级分类，每类都有必要显式的界说它悉数的特性。

　　多态是OOP的另一个重要概念。多态的意思是事物具有不同办法的才能。举个比如，关于不同的实例，某个操作或许会有不同的行为。这个行为依靠于所要操作数据的类型。比方说加法操作，假如操作的数据是数，它对两个数求和。假如操作的数据是字符串，则它将衔接两个字符串。 图6演示了一个函数处理不同数量、不同类型的参数。就像某个单词在不同的上下文中具有不同的意义

　　多态机制使具有不同内部结构的方针能够同享相同的外部接口。这意味着，尽管针对不同方针的详细操作不同，但经过一个公共的类，它们（那些操作）能够经过相同的办法予以调用。多态在完结承继的进程中被广泛运用。 面向方针程序规划言语支撑多态，术语称之为“one interface mulple method（一个接口，多个完结）”。简略来说，多态机制答应经过相同的接口引发一组相关但不相同的动作，经过这种办法，能够削减代码的杂乱度。在某个特定的情况下应该作出怎样的动作，这由编译器决议，而不需求程序员手艺干涉。 在多函数程序中，许多重要的数据被声明为大局变量，这样它们才能够被悉数的函数拜访。每个函数又能够具有它自己的局部变量。大局变量很简略被某个函数不经意之间改动。而在一个大程序中，很难分辩每个函数都运用了哪些变量。假如咱们需求修正某个外部数据的结构，咱们就要修正悉数拜访这个数据的函数。这很简略导致bug的发生

　　在结构化程序规划中，另一个严峻的缺点是不能很好的模仿实在国际的问题。这是因为函数都是面向进程的，而不是实在的对应于问题中的各个元素。 面向进程的程序规划的一些特色如下：

　　・数据敞开的由一个函数流向另一个函数。函数把数据从一种办法转换为另一种办法。 选用由上至下的程序规划办法。

　　绑定指的是将一个进程调用与相应代码链接起来的行为。动态绑定的意思是，与给定的进程调用相相关的代码只需在运转期才可知。它与多态和承继的联络极为严密。一个多态引证的函数调用决议于这个引证的动态类型。 考虑图6中的“draw”办法。经过承继，每个方针都具有了这个进程。可是，关于不同的方针它的算法是不同的，因而，draw进程有必要在每一个类中从头界说。在运转期，当时引证方针所对应的代码将被调用。

　　一个面向方针的程序由许多方针组成，这些方针之间需求互相沟通。因而，在面向方针程序规划言语中，程序规划的首要进程如下： 1、创立类，这些类界说了方针及其行为； 2、由类界说创立方针； 3、树立方针之间的通讯。 方针之间经过收发信息互相沟通，这一点类似于人与人之间的信息传递。信息传递的概念使得实在国际的直接模仿更易于和树立体系沟通。 关于某个特定方针来说，音讯便是恳求履行某个进程，因而，音讯的接纳方针会调用一个函数（进程），以发生预期的成果。传递的音讯的内容包含接纳音讯的方针的姓名，需求调用的函数的姓名，以及必要的信息。 方针就有一个生命周期。它们能够被创立和毁掉。只需方针正处于其生存期，就能够与其进行通讯。

　　OOP具有许多长处，无论是关于程序规划者或许用户来说都是如此。面向方针为软件产品扩展和质量确保中的许多问题供给了处理办法。这项技能能够大大进步程序员的出产力，并可进步软件的质量以及下降其维护费用。其首要的长处陈列于下：

　　1、 经过承继，咱们能够大幅削减剩余的代码，并扩展现有代码的用处； 2、 咱们能够在规范的模块上（这儿所谓的“规范”指程序员之间互相达到的协议）构建 咱们的程序，而不用悉数从头开始。这能够削减软件开发时刻并进步出产功率；

　　4、 答应一个方针的多个实例一同存在，并且互相之间不会互相搅扰； 5、 答应将问题空间中的方针直接映射到程序中；

　　当需求将以上所说的悉数特性有机的结合于一个面向方针体系中，它们之间的相对重要性就取决于工程的类型和程序员的喜爱。为了取得上述的某些优势，有必要考虑许多作业。例如，方针库有必要能够被重用。技能还在不断的开展，现有的产品也会很快的更新换代。假如重用没有能够完结，那么就需求进行严厉的操控和办理。 易于运用的开发软件往往难以编写。面向方针程序规划东西有望处理这个问题。

　　现在，在软件开发范畴，一场新的革新正在悄然鼓起，这是由日趋老练的组件技能引发的。几年曾经，当微软公司首要运用OLE的时分，其初衷是为了增强软件的互操作性。然而在运用进程中，人们逐渐认识到这一技能背面的实质性内容和它在软件开发中所扮演的重要人物。组件技能曾经所未有的办法进步了软件产业的出产功率，这一点已逐渐成为软件开发人员的一致。传统的C/S结构、群件、中间件等大型软件体系的构成办法，都将在组件的根底上从头结构。 组件技能使近二十年来鼓起的面向方针技能进入到老练的实用化阶段。在组件技能的概念办法下，软件体系能够被视为互相协同作业的方针调集，其间每个方针都会供给特定的服务，宣布特定的音讯，并且以规范办法公布出来，以便其他方针了解和调用。组件间的接口经过一种与渠道无关的言语IDL（InterfaceDefineLanguage）来界说，并且是二进制兼容的，运用者能够直接调用履行模块来取得方针供给的服务。前期的类库，供给的是原代码级的重用，只适用于比较小规模的开发办法；而组件则封装得愈加完全，更易于运用，并且不限于C＋＋之类的言语，能够在各种开发言语和开发环境中运用。 因为组件技能的呈现，软件产业的办法也随之发生了很大的改动。许多组件出产商呈现出来，并推出各具特色的组件产品；软件集成商则运用恰当的组件快速出产出用户需求的某些运用体系；大而全的通用产品逐渐削减；许多相对较为专业，但用处广泛的软件，如GIS、语音识别体系等，都以组件的办法拼装和涣散到一般的软件产品中。

　　COM是组件式方针模型（Component Object Model）的英文缩写，是组件之间互相接口的规范，是OLE（Object Linking & Embedding）和ActiveX一起的根底，其效果是使各种软件构件和运用软件能够用一种一致的规范办法进行交互。COM不是一种面向方针的言语，而是一种与源代码无关的二进制规范。COM所树立的是一个软件模块与另一个软件模块之间的链接，当这种链接树立之后，模块之间就能够经过称之为“接口”的机制来进行通讯。COM规范添加了保障体系和组件完好的安全机制，并扩展到分布式环境。它界说了软件组件的接口

　　COM本质上仍然是客户/服务器办法。客户（一般是运用程序）恳求创立COM方针并经过COM方针的接口操作COM方针。服务器依据客户的恳求创立并办理COM方针。客户和服务器这两种人物并不是肯定的。

　　依据分布式环境下的COM被称作DCOM（Distribute COM，分布式构件方针模型）。 DCOM是ActiveX的根底，它完结了COM方针与长途核算机上的另一个方针之间直接进行交互。DCOM规范界说了涣散方针创立和方针间通讯的机制，规范自身并不依靠于任何特定的编程言语和操作体系，但现在该规范只在Microsoft Windows渠道完结，这就意味着其它的操作体系渠道（如UNIX）现在还不支撑ActiveX。 DCOM的完结选用了DCOM库的办法，当DCOM客户方针需求DCOM服务器方针的服务时，DCOM库担任生成DCOM服务器方针并在客户方针和服务器方针之间树立初始衔接，一旦回来服务器方针指针，DCOM库就不再参加客户方针与服务器方针之间的作业，两个方针之间能够自在地进行通讯。

　　DCOM接口实际上时逻辑上和语义上相相关的函数集。服务器方针经过DCOM接口为客户方针供给服务，客户方针不需了解服务器方针的内部数据标明。接口能够当作两个软件构件之间的一种协议，协议标明服务器方针为客户方针供给一种且仅此一种服务。接口选用大局仅有标识符（GUID）来确保服务的仅有性。一般的DCOM构件供给多种服务，那么服务器方针为每一种服务完结一个接口。当客户方针指针指向相应的服务器方针时，它就激活服务器方针接口的相应函数。详细进程是：客户方针经过DCOM方针有必要支撑的IunKnown接口取得其它接口的指针。客户方针或许并不知道服务器方针的每个接口，但这并不阻碍客户方针对服务器方针的运用，它只

　　用它知道的接口。当客户方针用完服务器方针的服务时，它会告诉服务器方针，服务器方针就开释它所占有的内存。

　　DCOM的长处是清楚明了的。因为接口的界说和功用坚持不变，DCOM构件开发者能够改动接口功用、为方针添加新功用、用更好的方针来替代原有方针，而树立在构件根底上的运用程序简直不用修正，大大进步了代码的重用性

　　组件式软件技能现已成为当今软件技能的潮流之一，为了习惯这种技能潮流，GIS软件象其他软件相同，现已或正在发生着革新性的改动，即由曩昔厂家供给了悉数体系或许具有二次开发功用的软件，过渡到供给组件由用户自己再开发的方向上来。无疑，组件式GIS技能将给整个GIS技能体系和运用办法带来巨大影响。

　　底子思维是把GIS的各大功用模块划分为几个控件，每个控件完结不同的功用。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，能够便利地经过可视化的软件开发东西集成起来，构成终究的GIS运用。控件好像一堆林林总总的积木，他们别离完结不同的功用（包含GIS和非GIS功用），依据需求把完结各种功用的 “积木”树立起来，就构成运用体系。

　　（1） 细巧灵敏、价格便宜 因为传统GIS结构的封闭性，往往使得软件自身变得越来越巨大，不同体系的交互性差，体系的开发难度大。在组件模型下，各组件都会集地完结与自己最严密相关的体系功用，用户能够依据实际需求挑选所需控件，最大极限地下降了用户的经济担负。。组件化的GIS渠道

　　会集供给空间数据办理才能，并且能以灵敏的办法与数据库体系衔接。在确保功用的前提下，体系体现得细巧灵敏，而其价格仅是传统GIS开发东西的十分之一，乃至更少。这样，用户便能以较好的性能价格比取得或开发GIS运用体系。

　　（2） 无须专门GIS开发言语，直接嵌入MIS开发东西 传统GIS往往具有独立的二次开发言语，对用户和运用开发者而言存在学习上的担负。并且运用体系所供给的二次开发言语，开发往往受到束缚，难以处理杂乱问题。而组件式GIS树立在严厉的规范之上，不需求额定的GIS二次开发言语，只需完结GIS的底子功用函数，依照Microsoft的ActiveX控件规范开发接口。这有利于减轻GIS软件开发者的担负，并且增强了GIS软件的可扩展性。GIS运用开发者，不用把握额定的GIS开发言语，只需了解依据Windows渠道的通用集成开发环境，以及GIS各个控件的特色、办法和事情，就能够完结运用体系的开发和集成。现在，可供挑选的开发环境许多，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的优异开发东西，它们各自的长处都能够得到充分发挥。这与传统GIS专门性开发环境比较，是一种质的腾跃。 （3）、 强壮的GIS功用

　　新的GIS组件都是依据32位体系渠道的，选用InProc直接调用办法，所以无论是办理大数据的才能仍是处理速度方面均不比传统GIS软件差劲。小小的GIS组件完全能供给拼接、裁剪、叠合、缓冲区等空间处理才能和丰厚的空间查询与剖析才能。 （4）、 开发简捷 因为GIS组件能够直接嵌入MIS开发东西中，关于广阔开发人员来讲，就能够自在选用他们了解的开发东西。并且，GIS组件供给的API办法十分挨近MIS东西的办法，开发人员能够像办理数据库表相同熟练地办理地图等空间数据，无须对开发人员进行特别的训练。在GIS或GMIS的开发进程中，开发人员的本质与熟练程度是十分重要的要素。这将使许多的MIS开发人员能够较快地过渡到GIS或GMIS的开发作业中，然后大大加快GIS的开展。

　　（5） 愈加大众化 组件式技能现已成为业界规范，用户能够象运用其他ActiveX控件相同运用GIS控件，使非专业的普通用户也能够开发和集成GIS运用体系，推动了GIS大众化进程。组件式GIS 的呈现使GIS不仅仅专家们的专业剖析东西，一同也成为普通用户对地舆相关数据进行办理的的可视化东西。

　　由根底组件结构而成，面向通用功用，简化用户开发进程，如显现东西组件、挑选东西组件、修正东西组件、特色浏览器组件等等。它们之间的协同操控音讯都被封装起来。这级组件经过封装后，使二次开发更为简略。如一个修正查询体系，若用根底渠道开发，需求编写许多的代码，而运用高档通用组件，只需几句程序就够了。面向通用功用；

　　笼统出职业运用的特定算法，固化到组件中，进一步加快开发进程。认为例。关于GPS运用，除了需求地图显现、信息查询等一般的GIS功用外，还需求特定的运用功用，如动态方针显现、方针确定、轨道显现等。这些GPS职业性运用功用组件被封装起来后，开发者的作业就可简化为设置显现方针的图例、轨道显现的色彩、确定的方针，以及调用、承受数据的办法等。

　　能够幻想要把这些悉数的功用放在一个控件中简直是不或许的，即便完结也会带来体系功率上的低下。一般能够认为GIS构件的规划首要遵从运用范畴地需求。例如ESRI地MapObjects便是以空间数据拜访、查询、制图为首要方针的GIS构件。

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