组件技术与GIS的发展——MapX核心技术剖析（三）

二、 组件技术与GIS的发展
　　引言
　　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。
　　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。
　　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。
　　组件式GIS系统的特点
　　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，直接嵌入MIS开发工具
　　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。
　　组件式GIS开发平台的结构
　　组件式GIS开发平台通常可设计为三级结构：
　　Ø 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；
　　Ø 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；
　　Ø 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。
　　GIS组件的构成
　　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。例如ESRI地MapObjects就是以空间数据访问、查询、制图为主要目标的GIS构件。
　　GIS组件产品
　　GIS组件的代表作应首推MapObjects以及MapX等。其中MapObjects由全球最大的GIS厂商ESRI(美国环境研究所)推出；MapX由著名的桌面GIS厂商美国MapInfo公司推出。另外还有加拿大阿波罗科技集团的TITAN等。下表是MapObjects和MapX的主要功能对比。

功能 

MapObjects 

MapX

显示的地图数据格式  

Arcview的SHP、ARC/INFO的coverage、SDE图层

MapInfo的数据格式

叠加栅格图像 

有 

有

对地图的常用操作 

放大、缩小、漫游等 

放大、缩小、漫游等

图层控制 

增加、移走、设置当前层 

增加、移走、设置当前层

属性数据绑定 

有 

有

地图信息查询方式 

1. 通过鼠标选取特征
2. 通过SQL查找特征
3. 通过空间操作选取特征 

1. 通过鼠标选取特征
2. 通过SQL查找特征
3. 通过空间操作选取特征

专题地图 

较弱 

有

GPS集成 

有 

有

用户绘图图层 

无 

有

生成/编辑地图对象 

较弱 

较弱

地图标注 

有 

有

地图符号化 

较弱 

较强

分析功能 

无 

无

地理编码 

有 

有

可使用的开发语言 

VC、VB、PowerBuilder、Delphi、Access等 

VC、VB、PowerBuilder、Delphi、Lotus Notes等

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表4.1 MapObjects和MapX的主要功能对比
　　应用及评价
　　软件的构件化已成为软件技术发展的潮流。基于DCOM的ActiveX构件实现，已成为软件工业的一种标准。伴随着未来其它非Windows平台对ActiveX的支持，ActiveX构件化的GIS软件系统将对GIS的体系结构和GIS将来的应用前景产生深远影响。
　　虽然采用GIS构件在开发上有许多优势，但是不可避免的也存在一些功能上的欠缺和技术上的不成熟，主要包括以下几个方面：
　　Ø  与专业的GIS客户端软件相比，采用构件技术不可避免的带来效率上的相对低下，这在访问超大空间数据（如大数据量的遥感图象）的时候表现得尤为明显；
　　Ø  支持的空间数据量有限；
　　Ø  支持的功能有限，由于是构件，只覆盖了GIS系统的部分功能，于是对于特殊领域，它就显得无能为力；
　　Ø  系统的可靠性、容错性有待提高。DCOM的一大特点是：开发及使用过程中必须时刻注意Windows系统OLE系统注册表的正确。