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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))</p><p> 題 目:基于Arc Engine的智能交通系統(tǒng)</p><p> 專業(yè)代碼: 070703 </p><p> 作者姓名: 劉興 </p><p> 學(xué) 號(hào): 2
2、007201956 </p><p> 單 位: 環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院 </p><p> 指導(dǎo)教師: 肖燕 </p><p> 2011年5月31日</p><p><b> 原創(chuàng)性聲明</b></p><
3、p> 本人鄭重聲明:所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,論文中不含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得聊城大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的相應(yīng)責(zé)任。</p><p> 學(xué)位論文作者簽名: 日期 </p><p&
4、gt; 指 導(dǎo) 教 師 簽 名: 日期 </p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 1前言1</b></p><p> 2 相關(guān)概念和技術(shù)1</p><p> 2.1智能交通系統(tǒng)簡(jiǎn)介1</p><p> 2.2網(wǎng)絡(luò)分
5、析簡(jiǎn)介2</p><p> 2.3組件對(duì)象模型(COM)3</p><p> 2.4組件式GIS3</p><p> 2.5 C#簡(jiǎn)介4</p><p> 2.6關(guān)于ArcGIS Engine5</p><p><b> 3 系統(tǒng)構(gòu)建5</b></p><
6、p> 3.1 系統(tǒng)分析5</p><p> 3.1.1需求分析5</p><p> 3.1.2可行性分析6</p><p> 3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)6</p><p> 3.2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)6</p><p> 3.2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6</p><p> 3.2.3系
7、統(tǒng)功能設(shè)計(jì)7</p><p> 3.2.4基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)8</p><p> 3.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)9</p><p> 3.3.1用戶主界面的實(shí)現(xiàn)9</p><p> 3.3.2地圖基本操作功能的實(shí)現(xiàn)10</p><p> 3.3.3查詢功能的實(shí)現(xiàn)10</p><p> 3.
8、3.4網(wǎng)絡(luò)分析功能的實(shí)現(xiàn)19</p><p><b> 4結(jié)束語24</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b> 致謝26</b></p><p><b> 摘要</b></p><
9、p> 以推進(jìn)交通智能化建設(shè)為目標(biāo),研究了智能交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)以VS.Net為開發(fā)平臺(tái),選用ArcGIS Engine-組件式GIS作為地理信息系統(tǒng)軟件,采用Visual C#編程語言作為開發(fā)設(shè)計(jì)工具,實(shí)現(xiàn)了高效便捷的對(duì)交通信息的查詢、分析和管理。本文著重介紹了系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)的過程。</p><p> 關(guān)鍵詞:ArcGIS Engine;智能交通系統(tǒng);組件式GIS;網(wǎng)絡(luò)分析;Geoda
10、tabase</p><p><b> Abstract</b></p><p> In order to improve the traffic intelligence, the design and implementation of ITS was studied. This system selects VS.Net as development pla
11、tform, ArcGIS Engine-ComponentGIS as the GIS software, Visual C# as develop tool, and it can effectively and conveniently. This paper focuses on the process of system function design and implementation.</p><p&
12、gt; Key words:ArcGIS Engine;ITS;ComGIS;Network Analysis;Geodatabase</p><p> 基于Arc Engine的智能交通系統(tǒng)</p><p><b> 1前言</b></p><p> 作為智能交通系統(tǒng)基礎(chǔ)的城市交通控制系統(tǒng)的開發(fā)研究在我國(guó)已有20多年的歷史,這20多年
13、來該系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)階段:第一個(gè)階段始于1973年的北京前三門交通監(jiān)控系統(tǒng),一直到1984年。這個(gè)階段依靠自己的技術(shù)和國(guó)產(chǎn)設(shè)備,以電視監(jiān)視與線控為起點(diǎn)逐步向面控系統(tǒng)發(fā)展,其結(jié)果是我國(guó)城市中主要交叉路口實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)控制,一些街道實(shí)現(xiàn)了線控制;第二階段從1984年開始,北京、上海分別引進(jìn)國(guó)外的面控系統(tǒng),直到公安部在南京組織系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化,并完成面控系統(tǒng)的“七五”攻關(guān)。在這十年間,我國(guó)十幾個(gè)大城市中,或者是引進(jìn)國(guó)外系統(tǒng),或者是采用了國(guó)產(chǎn)的面控系統(tǒng);
14、第三階段從1993年開始,我國(guó)一些城市實(shí)施了現(xiàn)代化綜合交通管制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不僅包括交通信號(hào)控制和電視監(jiān)視系統(tǒng),而且還包括了除交通信號(hào)控制和電視監(jiān)視以外的警車定位系統(tǒng)、地理交通信息系統(tǒng)和交通事故、車輛與駕駛員檔案等綜合靜態(tài)信息系統(tǒng)等。這種現(xiàn)代化綜合交通管制系統(tǒng)實(shí)際上就是智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)。</p><p> 近幾年在一些省市還實(shí)現(xiàn)了不停車自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)和IC卡機(jī)動(dòng)車駕駛員交通違章罰款管理系統(tǒng)。實(shí)際上這些基本上屬于
15、智能交通系統(tǒng)的一部分。</p><p> 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)對(duì)智能交通系統(tǒng)的研究和應(yīng)用將會(huì)越來越快,特別是隨著我國(guó)“五縱七橫”國(guó)道主干網(wǎng)即將建成,到2015年全面建成以高速公路為主體的公路運(yùn)輸主骨架。我國(guó)即將掀起智能交通系統(tǒng)建設(shè)的熱潮,智能交通系統(tǒng)將給我們的生活帶來極大的變化。</p><p><b> 2 相關(guān)概念和技術(shù)</b></p>&l
16、t;p> 2.1智能交通系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p> 智能交通系統(tǒng)是一個(gè)基于現(xiàn)代電子信息技術(shù)面向交通的服務(wù)系統(tǒng)。突出特點(diǎn)是以信息的收集、處理、發(fā)布、交換、分析、利用為主線,為交通參與者提供多樣性服務(wù)。智能交通系統(tǒng)是信息技術(shù)和其他電子技術(shù)在交通運(yùn)輸安全和效率管理中的應(yīng)用平臺(tái),它包括:互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)和全球定位技術(shù)、電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)、車輛和場(chǎng)站裝備、管理技術(shù)等。近十年
17、來,全球范圍內(nèi)信息化進(jìn)程的加快,先進(jìn)技術(shù)不斷創(chuàng)新,使用信息技術(shù)的成本也日趨下降。交通運(yùn)輸系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為使用者提供最有效的信息服務(wù),實(shí)現(xiàn)了各種資源共享,從而節(jié)省了投資和運(yùn)營(yíng)成本。因此,智能交通系統(tǒng)的實(shí)施建設(shè)為交通運(yùn)輸、物流、車輛制造、信息等產(chǎn)業(yè)提供更多的商業(yè)機(jī)會(huì)。</p><p><b> 2.2網(wǎng)絡(luò)分析簡(jiǎn)介</b></p><p> 網(wǎng)絡(luò)分析是對(duì)地理網(wǎng)絡(luò)(
18、如交通網(wǎng)絡(luò))、城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)(如各種網(wǎng)線、電纜線、電力線、電話線、供水線、排水管道等)進(jìn)行地理分析和模型化過程,通過研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上的流動(dòng)和分配情況,實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其資源等的優(yōu)化問題。網(wǎng)絡(luò)分析的理論基礎(chǔ)是圖論和運(yùn)籌學(xué),它從運(yùn)籌學(xué)的角度來研究、統(tǒng)籌、策劃一類具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫再|(zhì)的工程,安排各個(gè)要素的運(yùn)行使其能充分發(fā)揮作用或達(dá)到所預(yù)想的目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)分析是基于幾何網(wǎng)絡(luò)的特征和屬性,利用距離、權(quán)重個(gè)規(guī)劃條件進(jìn)行分析得到結(jié)果
19、并且應(yīng)用在實(shí)際中,主要包括路徑分析、地址匹配、和資源分配三個(gè)方面。</p><p><b> (1)路徑分析</b></p><p> 1)最佳路徑分析:分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)方法指給定每條弧段的屬性后,求最佳路徑;動(dòng)態(tài)方法是指實(shí)際網(wǎng)絡(luò)分析中權(quán)值是隨著權(quán)值關(guān)系式變化的,而且可能會(huì)臨時(shí)出現(xiàn)一些障礙點(diǎn),需要?jiǎng)討B(tài)的計(jì)算最佳路徑。</p><p>
20、; 2)N條最佳路徑分析:確定起點(diǎn)、終點(diǎn),求代價(jià)較小的N條路徑,因?yàn)樵趯?shí)踐中由于種種因素需要選擇近似最佳路徑。</p><p> 3)最短路徑:確定起點(diǎn)、終點(diǎn)和所要求經(jīng)過的中間點(diǎn)、中間連線,求最短路徑或最小成本路徑。</p><p><b> (2)地址匹配</b></p><p> 地址匹配實(shí)質(zhì)是對(duì)地理位置的查詢,它涉及到地址編碼。地
21、址匹配與其他網(wǎng)絡(luò)分析功能結(jié)合在一起,可以滿足實(shí)際工作中非常復(fù)雜的分析要求。需要輸入的數(shù)據(jù)包括地址表和含地址范圍的街道網(wǎng)絡(luò)以及待查詢地址的屬性值。</p><p><b> (3)資源分配</b></p><p> 資源分配網(wǎng)絡(luò)模型由中心點(diǎn)(分配中心)及其狀態(tài)屬性和網(wǎng)絡(luò)組成。分配有兩種方式:一種是由中心向四周輸出;另一種是由四周向中心集中。這種分配功能可以解決資源的
22、有效流動(dòng)和合理分配問題。例如,為網(wǎng)絡(luò)中的每一連接尋找最近的中心,以實(shí)現(xiàn)最佳服務(wù)。</p><p> 2.3組件對(duì)象模型(COM)</p><p> 組件對(duì)象模型(Component Object Model,COM)用以建立軟件模塊之間的通訊,為軟件部件之間進(jìn)行連接和通訊提供了有效機(jī)制。在基于組件對(duì)象模型的軟件開發(fā)中,應(yīng)用程序和其他程序之間通過接口進(jìn)行通訊,接口應(yīng)滿足COM的二進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)
23、,以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)接口的支持[1]。COM不僅僅提供了組件之間的接口標(biāo)準(zhǔn),還引入了面向?qū)ο蟮乃枷?。組件模塊為COM對(duì)象提供了活動(dòng)的空間,COM對(duì)象以接口的方式提供服務(wù),使用者可以直接調(diào)用執(zhí)行模塊來獲得COM對(duì)象所提供的服務(wù)和功能,此接口被稱為COM接口。如圖1所示。</p><p> 圖1 COM組件、COM對(duì)象、COM接口</p><p> Fig.1 COM components,C
24、OM object,COM interface</p><p><b> 2.4組件式GIS</b></p><p> (1)概念與形成:簡(jiǎn)單地說,ComGIS就是采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)和組件式軟件的GIS系統(tǒng)(包括基礎(chǔ)平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng))[4]。COM GIS的基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個(gè)組件,每個(gè)組件完成不同的功能,各個(gè)GIS組件之間,以及GIS組件與其
25、他非GIS組件之間,都可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來,形成最終的GIS基礎(chǔ)平臺(tái)以及應(yīng)用系統(tǒng)[5]。目前,組件式GIS主要有兩種方式:一種是由可以實(shí)現(xiàn)制圖與一般GIS 功能的ActiveX控件集成構(gòu)成的組件式GIS。這些控件既可以通過屬性、事件、方法等接口與應(yīng)用程序進(jìn)行交互,也可以在可視化開發(fā)環(huán)境中集成構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)。另一種形勢(shì)的組件式GIS是基于Microsoft COM技術(shù)構(gòu)建一系列COM組件集,用戶可以利用這些組件開發(fā)各種
26、GIS功能,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建GIS 應(yīng)用系統(tǒng)。這種開發(fā)模式更為底層,開發(fā)較為復(fù)雜,功能更為強(qiáng)大,以ESRI公司的ArcObject(簡(jiǎn)稱AO)組件為典型。兩種開發(fā)形式的軟件都具有地圖控制、圖層顯示、數(shù)據(jù)查詢、地圖符號(hào)化、專題地圖等基本功能[6]。</p><p> (2)與傳統(tǒng)GIS的對(duì)比:傳統(tǒng)GIS開發(fā)平臺(tái)均采用專門的設(shè)計(jì)開發(fā)語言,加上龐大的函數(shù)和命令庫進(jìn)行開發(fā),這樣就面臨著開發(fā)難度大、投入高、周期長(zhǎng)、可重復(fù)
27、性差的問題;而組件式GIS很好地解決了這些問題,使構(gòu)建系統(tǒng)就像搭積木一樣便捷[7]。與傳統(tǒng)GIS相比,組件式GIS具有的特點(diǎn):①高效無縫的系統(tǒng)集成,傳統(tǒng)的GIS軟件在系統(tǒng)集成上都存在缺陷,而組件式GIS不依賴與一種開發(fā)語言[8],可以嵌入通用的開發(fā)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)GIS功能,專業(yè)模型可以在相同的開發(fā)環(huán)境來實(shí)現(xiàn),也可以插入其他的專業(yè)分析模型控件,這樣就可以實(shí)現(xiàn)高效、無縫的系統(tǒng)集成。②可擴(kuò)展行強(qiáng),復(fù)用性高,ComGIS不需專門的二次開發(fā)語言,只需
28、在當(dāng)前可是劃編譯開發(fā)環(huán)境中,如Delphi、Visual C++、Visual Basic等,通過ActiveX控件標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)接口來實(shí)現(xiàn)基本函數(shù)功能,二次開發(fā)簡(jiǎn)單,且擴(kuò)展性好。③大眾化,ComGIS與用戶和客戶程序之間主要通過屬性、方法和事件進(jìn)行交互,用戶可以像使用其他ActiveX控件一樣使用組件式GIS控件,使非專業(yè)的普通用戶也能夠開發(fā)和集成GIS應(yīng)用系統(tǒng),推動(dòng)了GIS大眾化進(jìn)程。④低成本,短周期,用戶根據(jù)</p>&l
29、t;p><b> 2.5 C#簡(jiǎn)介</b></p><p> C#(C Sharp)是微軟(Microsoft)為.Net Framework量身定做的程序語言C/C++的是第一個(gè)組件導(dǎo)向(Component-oriented)的程序語言,和C++與Java一樣亦為對(duì)象向?qū)?object-oriented)程序語言,它吸收了C++、Visual Basic、Delphi、Java等
30、語言的優(yōu)點(diǎn),體現(xiàn)了當(dāng)今最新的程序設(shè)計(jì)技術(shù)的功能和精華。C#繼承了C語言的語法風(fēng)格,同時(shí)又繼承了C++的面向?qū)ο筇匦?。不同的是,C#的對(duì)象模型已經(jīng)面向Internet進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),使用的是.Net框架的類庫;C#不在提供對(duì)指針類型的支持,使得程序不能隨便訪問內(nèi)存地址空間,從而更加健壯;C#不再支持多重繼承,避免了以往類層次結(jié)構(gòu)中由于多重繼承帶來的可怕后果。.Net框架為C#提供了一個(gè)強(qiáng)大的、易用的、邏輯結(jié)構(gòu)一致的程序設(shè)計(jì)環(huán)境。同時(shí),公共
31、語言運(yùn)行時(shí)為C#程序語言提供了一個(gè)托管的運(yùn)行時(shí)環(huán)境,是程序比以往更加穩(wěn)定、安全。其特點(diǎn)有①語言簡(jiǎn)潔②保留了C++的強(qiáng)大功能③快速應(yīng)用開發(fā)功能④語言的自由性⑤強(qiáng)大的Web服務(wù)器控件⑥支持跨平臺(tái)⑦與XML相融合。</p><p> 2.6關(guān)于ArcGIS Engine</p><p> (1)ArcGIS Engine簡(jiǎn)介:作為嵌入式GIS,ArcGIS Engine能用在一個(gè)組織內(nèi)建立應(yīng)
32、用,為用戶提供有針對(duì)性的GIS功能,進(jìn)行GIS應(yīng)用開發(fā)時(shí)可以脫離了ArcGIS桌面平臺(tái)。事實(shí)上,ArcGIS Engine是由一組核心ArcObject包組成,能在各種編程接口中運(yùn)用[2]。</p><p> (2)ArcGIS Engine開發(fā)方法:可以選擇不同的環(huán)境開發(fā)ArcGIS Engine應(yīng)用程序,對(duì).Net開發(fā)者來說有Microsoft Visual Studio或Delphi等,對(duì)Java開發(fā)者來
33、說有ECLIPSE,Sun ONE Studio等[3]。首先用集成開發(fā)環(huán)境注冊(cè)ArcGIS Engine開發(fā)組件,然后建立一個(gè)基本窗體的應(yīng)用,添加ArcGIS Engine組件后選擇一種模式構(gòu)建自己的應(yīng)用。主要技術(shù)點(diǎn):①窗體設(shè)計(jì)與圖層引入。在C#環(huán)境下加載MapControl、TOCControl、ToolbarControl空間和相關(guān)引用,并在窗口中加進(jìn)控件,引入圖層是通過MapControl控件實(shí)現(xiàn),通過它們可以獲得組件庫提供的相
34、關(guān)接口,從而實(shí)現(xiàn)各種功能。②代碼控制。設(shè)置TOCControl、ToolbarControl和PageLayout控件連接,并實(shí)現(xiàn)功能,通過代碼控制,調(diào)用ArcGIS Engine開發(fā)包,執(zhí)行程序后可得到小型應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p><b> 3 系統(tǒng)構(gòu)建</b></p><p><b> 3.1 系統(tǒng)分析</b></p>&
35、lt;p><b> 3.1.1需求分析</b></p><p> 隨著改革開放的不斷深入,我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng),人們對(duì)交通的要求日益增高,雖然城市道路不斷的進(jìn)行改、擴(kuò)建工程,但仍是解決不了交通擁擠等問題。我國(guó)機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車都為主要的交通工具,交通結(jié)構(gòu)不合理,道路容量不足,交通控制管理設(shè)施不健全。行人自行車違章以及交通事故、亂停車等是導(dǎo)致交通擁擠、機(jī)動(dòng)車車速不斷下降的直接原因。
36、交通事故的頻繁發(fā)生也使交通阻塞加劇,形成惡劣循環(huán)。這也是我國(guó)多數(shù)城市交通存在的普遍問題。智能交通系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),可以很好的解決上述問題。</p><p> 3.1.2可行性分析</p><p> 自從20世紀(jì)80年代以來,計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子控制技術(shù)和通訊技術(shù)有了極大發(fā)展,利用這些新技術(shù)把車輛、道路、使用者和交通管理者緊密結(jié)合起來,從而形成一種及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的智能交通系統(tǒng)。</p>
37、;<p><b> (1)經(jīng)濟(jì)可行性</b></p><p> 進(jìn)行成本效益分析,評(píng)估項(xiàng)目的開發(fā)成本,估算開發(fā)成本是否會(huì)超過項(xiàng)目預(yù)期的全部利潤(rùn)。通過分析,該系統(tǒng)效益顯著,資源可通過網(wǎng)絡(luò)搜索和書籍查閱等方法獲得,開發(fā)成本較低,經(jīng)濟(jì)可行。</p><p><b> (2)技術(shù)可行性</b></p><p>
38、 根據(jù)系統(tǒng)的功能、性能及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)約束條件以及系統(tǒng)目標(biāo)來衡量所需的技術(shù)是否具備,估計(jì)利用現(xiàn)有技術(shù)條件完全可以達(dá)到該系統(tǒng)的功能目標(biāo)。</p><p><b> (3)法律可行性</b></p><p> 該系統(tǒng)只作為演示,該系統(tǒng)其他部分的研制和開發(fā),將不會(huì)侵犯他人、集體和國(guó)家的利益,不會(huì)違反國(guó)家法律法規(guī)。</p><p><b&g
39、t; 3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p> 3.2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)</p><p> 本系統(tǒng)采用先進(jìn)組件式開發(fā)方式,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了智能交通系統(tǒng)。以GIS的強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析和管理功能作為支持,以用戶的選擇和要求為目標(biāo),真正實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的共享,為交通管理部門的日常管理和各項(xiàng)決策服務(wù)。</p><p> 3.2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>
40、<p> 通過用戶需求分析、可行性分析、總體設(shè)計(jì)和功能模塊設(shè)計(jì),產(chǎn)生了本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架,如圖2所示。</p><p> 圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖</p><p> Fig.2 System architecture design</p><p> 3.2.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)</p><p> 整個(gè)系統(tǒng)在VS.Net平臺(tái)上開發(fā)
41、,在計(jì)算機(jī)環(huán)境下形象生動(dòng)的顯示,本系統(tǒng)的功能可劃分為以下模塊,如圖3所示。</p><p> 圖3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)圖</p><p> Fig.3 Functional design</p><p> 圖中智能交通系統(tǒng)各個(gè)功能模塊分別可以實(shí)現(xiàn)以下功能:</p><p> (1)圖形基本操作模塊:地圖數(shù)據(jù)顯示,是通過列表向用戶顯示組成當(dāng)前
42、地圖的所有圖層信息,包括圖層名稱、可見性、控制地圖顯示比例;地圖操作功能,是指系統(tǒng)提供了放大、縮小、漫游、全景顯示、選擇等圖形基本操作功能;鷹眼即圖形的鳥瞰圖;測(cè)量功能,是指通過交互操作對(duì)地圖數(shù)據(jù)的周長(zhǎng)、面積進(jìn)行量算。</p><p> (2)空間數(shù)據(jù)查詢:此模塊包括兩大部分:①簡(jiǎn)單查詢,通過在地圖顯示窗口畫線、畫矩形、畫圓、畫多邊形查詢地圖屬性數(shù)據(jù),通過雙擊屬性數(shù)據(jù)列表可以快速定位到選擇要素;②高級(jí)查詢,包括
43、快速查詢、屬性查詢、空間查詢,快速查詢是一種簡(jiǎn)單的屬性查詢,可以查詢某一圖層的一個(gè)屬性值定位要素;屬性查詢是指通過屬性查詢語句查找符合屬性條件的要素;空間查詢是指通過設(shè)置空間查詢條件來查找符合條件的要素。</p><p> (3)空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析:此模塊有三種網(wǎng)絡(luò)分析方法:最短路徑分析、最鄰近設(shè)施分析和服務(wù)區(qū)分析。網(wǎng)絡(luò)分析是基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的,通過設(shè)置站點(diǎn)、障礙點(diǎn)以及成本屬性等得到路徑或區(qū)域。</p>
44、<p> (4)地圖輸出模塊:可以將地圖顯示窗口中當(dāng)前顯示的地圖以.jpg格式輸出,隨時(shí)對(duì)分析得到的結(jié)果存儲(chǔ)。</p><p> 3.2.4基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)</p><p> 根據(jù)交通圖的特點(diǎn),在ArcGIS的FileGeodatabase中建立數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行管理,其性能高于Personal Geodatabase[11],數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)如圖4所示。</p>&
45、lt;p> 圖4 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)</p><p> Fig.4 Database logical design</p><p><b> 3.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)</b></p><p> 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要任務(wù)就是將功能設(shè)計(jì)產(chǎn)生的每一模塊用程序予以實(shí)現(xiàn),并檢驗(yàn)程序的正確性。本系統(tǒng)的開發(fā)主要是根據(jù)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段劃分出的各個(gè)功能模塊,采用結(jié)構(gòu)化
46、程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行代碼的編寫工作。在開發(fā)語言的選擇上,本系統(tǒng)采用Visual C#作為開發(fā)語言。</p><p> 3.3.1用戶主界面的實(shí)現(xiàn)</p><p> 用戶界面是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)重要因素。系統(tǒng)界面是人機(jī)交互的接口,包括用戶如何向系統(tǒng)提出請(qǐng)求以及系統(tǒng)如何向用戶反饋信息。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的用戶界面使得用戶更容易掌握系統(tǒng),從而增加對(duì)系統(tǒng)的接受程度。本智能交通系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)遵循以下原則
47、:</p><p> (1)采用面向用戶的思想,使用中文菜單,操作簡(jiǎn)便并易于使用,并能充分體現(xiàn)功能的直觀性和方便性。</p><p> (2)采用基于Arc Engine的MapControl Application風(fēng)格的用戶界面,使用窗口、菜單、圖標(biāo)、對(duì)話框等圖形符號(hào)操作系統(tǒng)來完成系統(tǒng)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶的交互性。</p><p> (3)菜單、窗口、工具、
48、按鈕、等保持一致,便于用戶的交互性。</p><p> 本智能交通系統(tǒng)主界面包括六個(gè)部分:菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄、圖層控制窗口、地圖顯示窗口和鷹眼窗口。如圖5所示。</p><p><b> 圖5 系統(tǒng)界面布局</b></p><p> Fig.5 System interface layout</p><p>
49、 3.3.2地圖基本操作功能的實(shí)現(xiàn)</p><p> (1)地圖數(shù)據(jù)的加載和顯示</p><p> 通過Arc Engine組件封裝的方法實(shí)現(xiàn),只需設(shè)置控件之間的關(guān)聯(lián)。</p><p> (2)地圖操作功能實(shí)現(xiàn)</p><p> 通過調(diào)用Arc Engine集成方法實(shí)現(xiàn),包括放大、縮小、漫游等,部分代碼如下所示。</p>
50、<p> #region 放大功能</p><p> private void ZoomInButton_Click(object sender, EventArgs e)</p><p><b> {</b></p><p> ICommand pCommand;</p><p> pComman
51、d = new ESRI.ArcGIS.Controls.ControlsMapZoomInToolClass();</p><p> pCommand.OnCreate(MainaxMapControl.Object);</p><p> MainaxMapControl.CurrentTool = pCommand as ITool; </p><p>&l
52、t;b> }</b></p><p> #endregion</p><p> 3.3.3查詢功能的實(shí)現(xiàn)</p><p> (1)簡(jiǎn)單查詢功能實(shí)現(xiàn)</p><p> 實(shí)現(xiàn)該功能用到的主要接口有ISpatialFilter、IQueryFilter、IFeatureLayer、IFeature、IFeatureCur
53、sor,通過IFeatureCursor獲取滿足ISpatialFilter、IQueryFilter設(shè)置的空間過濾對(duì)象和查詢條件的IFeature集來對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和檢索并通過dataGridView控件加載查詢結(jié)果,簡(jiǎn)單查詢運(yùn)行結(jié)果如圖6、圖7所示。部分代碼如下所示。</p><p> /// <summary></p><p> /// 獲取查詢要素</p&
54、gt;<p> /// </summary></p><p> /// <param name="pFeatureLayer">要素圖層</param></p><p> /// <param name="pGeometry">圖形范圍參數(shù)</param></p&g
55、t;<p> /// <returns>符合條件要素集合</returns></p><p> private List<IFeature> GetSearchFeartures(IFeatureLayer pFeatureLayer, IGeometry pGeometry)</p><p><b> {</b>
56、;</p><p><b> try</b></p><p><b> {</b></p><p> List<IFeature> pList = new List<IFeature>();</p><p> //創(chuàng)建SpatialFilter空間過濾對(duì)象</p
57、><p> ISpatialFilter pSpatialFilter = new SpatialFilterClass();</p><p> IQueryFilter pQueryFilter = pSpatialFilter as ISpatialFilter;</p><p> //設(shè)置過濾器的Geometry</p><p>
58、pSpatialFilter.Geometry = pGeometry;</p><p> pSpatialFilter.SpatialRel = esriSpatialRelEnum.esriSpatialRelIntersects;</p><p> //獲取FeatureCursor游標(biāo)</p><p> IFeatureCursor pFeatureC
59、ursor = pFeatureLayer.Search(pQueryFilter, false);</p><p> //遍歷FeatureCursor</p><p> IFeature pFeature = pFeatureCursor.NextFeature();</p><p> while (pFeature != null)</p>
60、<p><b> {</b></p><p> IMap pMap = this.MainMap.Map;</p><p> pMap.SelectFeature(pFeatureLayer, pFeature)</p><p><b> //獲取要素對(duì)象</b></p><p>
61、; pList.Add(pFeature);</p><p> pFeature = pFeatureCursor.NextFeature();</p><p><b> }</b></p><p> this.MainMap.Refresh();</p><p> System.Runtime.Interop
62、Services.Marshal.ReleaseComObject(pFeatureCursor);</p><p> return pList;</p><p><b> }</b></p><p> catch (Exception Err)</p><p><b> {</b><
63、/p><p> MessageBox.Show(Err.Message, "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);</p><p> return null;</p><p><b> }</b></p><p><b&g
64、t; }</b></p><p> #region 設(shè)置主Mapcontrol的MouseDown事件</p><p> private void MainMap_OnMouseDown(object sender, AxESRI.ArcGIS.Controls.IMapControlEvents2_OnMouseDownEvent e)</p><p
65、><b> {</b></p><p> #region 查詢</p><p> if (MainMap.CurrentTool != null)</p><p><b> {</b></p><p> bSearch = false;</p><p><
66、;b> }</b></p><p> if (bSearch)</p><p><b> {</b></p><p> this.comboBox1.Visible = false;</p><p> SetMousePoint();</p><p> //獲取畫定范
67、圍的Geometry</p><p> IGeometry pGeometry = null;</p><p> switch (Model)</p><p><b> {</b></p><p><b> case 1:</b></p><p> pGeometr
68、y = this.MainMap.TrackCircle();</p><p><b> break;</b></p><p><b> case 2:</b></p><p> pGeometry = this.MainMap.TrackPolygon();</p><p><b>
69、; break;</b></p><p><b> case 3:</b></p><p> pGeometry = this.MainMap.TrackRectangle();</p><p><b> break;</b></p><p><b> case 4:
70、</b></p><p> pGeometry = this.MainMap.TrackLine();</p><p><b> break;</b></p><p><b> default:</b></p><p><b> return;</b><
71、;/p><p><b> }</b></p><p><b> {</b></p><p> IFeatureLayer pFeatureLayer = this.MainMap.get_Layer(this.comboBox1.SelectedIndex) as IFeatureLayer;</p>&l
72、t;p> //執(zhí)行查詢獲取符合條件的要素</p><p> List<IFeature> pList = this.GetSearchFeartures(pFeatureLayer, pGeometry);</p><p> Attribute pAttribute = new Attribute(this.comboBox1.SelectedIndex, this
73、);</p><p> //設(shè)置信息顯示窗體中DataGridView的屬性</p><p> //設(shè)置行數(shù)Plist.Count+1包括字段名那一行即表頭</p><p> pAttribute.dataGridView1.RowCount = pList.Count + 1;</p><p><b> //設(shè)置邊界風(fēng)格&
74、lt;/b></p><p> pAttribute.dataGridView1.ColumnHeadersBorderStyle = DataGridViewHeaderBorderStyle.Sunken;</p><p><b> //設(shè)置列數(shù)</b></p><p> pAttribute.dataGridView1.Col
75、umnCount = pList[0].Fields.FieldCount;</p><p> //遍歷第一個(gè)要素的字段用于給列頭賦值(字段的名稱)</p><p> for (int m = 0; m < pList[0].Fields.FieldCount; m++)</p><p><b> {</b></p>
76、<p> pAttribute.dataGridView1.Columns[m].HeaderText = pList[0].Fields.get_Field(m).AliasName;</p><p><b> }</b></p><p><b> //遍歷要素</b></p><p> for (in
77、t i = 0; i < pList.Count; i++)</p><p><b> {</b></p><p> IFeature pFeature = pList[i];</p><p> for (int j = 0; j < pFeature.Fields.FieldCount; j++)</p>&l
78、t;p><b> {</b></p><p><b> //填充字段值</b></p><p> pAttribute.dataGridView1[j, i].Value = pFeature.get_Value(j).ToString();</p><p><b> }</b><
79、/p><p><b> }</b></p><p> pAttribute.Show();</p><p> this.MainMap.MousePointer = esriControlsMousePointer.esriPointerDefault;</p><p><b> }</b>&l
80、t;/p><p><b> }</b></p><p> bSearch = false;</p><p> #endregion</p><p><b> }</b></p><p> #endregion</p><p><b>
81、 圖6 圓形查詢</b></p><p> Fig.6 Circular query</p><p> 圖7 屬性信息顯示窗口</p><p> Fig.7 Attribute information display window</p><p> (2)屬性查詢功能的實(shí)現(xiàn)</p><p> 實(shí)現(xiàn)
82、該功能用到的主要接口有:IQueryFilter、IFeatureLayer、IFeature 、IFeatureSelection、IEnumFeature、IEnvelope,通過IEnumFeature獲取滿足IFeatureSelection查詢條件的IFeature集來對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和檢索并通過IEnvelope獲取IFeature集的幾何中心進(jìn)行定位,屬性查詢運(yùn)行結(jié)果如圖8、圖9所示。部分代碼如下所示。</p>
83、;<p> #region 執(zhí)行屬性查詢</p><p> private void PerformAttributeSelect()</p><p><b> {</b></p><p><b> try</b></p><p><b> {</b>&
84、lt;/p><p> IQueryFilter pQueryFilter = new QueryFilterClass();</p><p> IFeatureLayer pFeatureLayer;</p><p> pQueryFilter.WhereClause = textBoxWhereClause.Text;</p><p>
85、 pFeatureLayer = GetLayerByName(comboBoxLayers.SelectedItem.ToString()) as IFeatureLayer;</p><p> pFeatureSelection = pFeatureLayer as IFeatureSelection;</p><p> int iSelectedFeaturesCount = p
86、FeatureSelection.SelectionSet.Count;</p><p> pFeatureSelection.SelectFeatures(pQueryFilter, selectmethod, false);//執(zhí)行查詢</p><p> //如果本次查詢后,查詢的結(jié)果數(shù)目沒有改變,則認(rèn)為本次查詢沒有產(chǎn)生新的結(jié)果</p><p> if (
87、pFeatureSelection.SelectionSet.Count == iSelectedFeaturesCount || pFeatureSelection.SelectionSet.Count == 0)</p><p><b> {</b></p><p> MessageBox.Show("沒有符合本次查詢條件的結(jié)果!");&l
88、t;/p><p><b> return;</b></p><p><b> }</b></p><p> //如果復(fù)選框被選中,則定位到選擇結(jié)果</p><p> if (checkBoxZoomtoSelected.Checked == true)</p><p>&
89、lt;b> {</b></p><p> IEnumFeature pEnumFeature = MainAxMapControl.Map.FeatureSelection as IEnumFeature;</p><p> IFeature pFeature = pEnumFeature.Next();</p><p> IEnvelop
90、e pEnvelope = new EnvelopeClass();</p><p> while (pFeature != null)</p><p><b> {</b></p><p> pEnvelope.Union(pFeature.Extent);</p><p> pFeature = pEnumF
91、eature.Next();</p><p><b> }</b></p><p> MainAxMapControl.ActiveView.Extent = pEnvelope;</p><p> MainAxMapControl.ActiveView.Refresh();</p><p><b>
92、}</b></p><p> else MainAxMapControl.ActiveView.PartialRefresh(esriViewDrawPhase.esriViewGeoSelection, null, null);</p><p><b> }</b></p><p> catch (Exception ex)
93、</p><p><b> {</b></p><p> MessageBox.Show("您的查詢語句可能有誤,請(qǐng)檢查 | " + ex.Message);</p><p><b> return;</b></p><p><b> }</b>&l
94、t;/p><p><b> }</b></p><p> #endregion</p><p> 圖8 屬性信息查詢窗口</p><p> Fig.8 Attribute information query window</p><p> 圖9 屬性信息查詢結(jié)果</p><
95、;p> Fig.9 Attribute information query result</p><p> (3)空間查詢功能的實(shí)現(xiàn)</p><p> 實(shí)現(xiàn)該功能用到的主要接口有IFeatureLayer、IFeatureSelection、ISpatialFilter、IEnumFeature、IEnvelope,通過IFeatureSelection的SelectFeatu
96、res方法獲取IFeature集并通過IEnvelope進(jìn)行定位,空間查詢運(yùn)行結(jié)果如圖10、圖11所示。部分代碼如下所示。</p><p> #region 執(zhí)行空間查詢</p><p> private void PerformLocationQuery(ISpatialFilter pSpatialFilter)</p><p><b> {&l
97、t;/b></p><p><b> try</b></p><p><b> {</b></p><p> string strLayerName;</p><p> IFeatureLayer pFeatureLayer;</p><p> IFeatur
98、eSelection pFeatureSelection;//用來記錄查詢的結(jié)果</p><p> foreach (object itemChecked in checkedListBoxFeaturesLayer1.CheckedItems) //對(duì)于每一個(gè)選中的層都執(zhí)行查詢,結(jié)果合并</p><p><b> {</b></p><
99、p> strLayerName = itemChecked.ToString(); //待查詢的layer</p><p> pFeatureLayer = GetLayerbyName(strLayerName) as IFeatureLayer;</p><p> pFeatureSelection = pFeatureLayer as IFeatureSelecti
100、on;</p><p> pFeatureSelection.SelectFeatures(pSpatialFilter, esriSelectionResultEnum.esriSelectionResultAdd, false);//待選的層可能不止一個(gè)通過循環(huán)依次查詢每個(gè)層,把結(jié)果add起來</p><p><b> }</b></p><
101、;p> //把結(jié)果顯示出來 MainAxMapControl.ActiveView.PartialRefresh(esriViewDrawPhase.esriViewGeoSelection, null, null);</p><p><b> }</b></p><p> catch (Exception ex)</p&g
102、t;<p><b> {</b></p><p> MessageBox.Show("生成查詢結(jié)果出錯(cuò)!請(qǐng)檢查 | " + ex.Message);</p><p><b> return;</b></p><p><b> }</b></p>
103、<p><b> }</b></p><p> #endregion</p><p> 圖10 空間查詢窗口</p><p> Fig.10 Spatial query window </p><p> 圖11 空間查詢結(jié)果</p><p> Fig.11 Spatial q
104、uery result</p><p> 3.3.4網(wǎng)絡(luò)分析功能的實(shí)現(xiàn)</p><p> 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)分析中的最短路徑分析、最鄰近設(shè)施分析和服務(wù)區(qū)分析,此處以最短路徑分析為例說明網(wǎng)絡(luò)分析的具體實(shí)現(xiàn)過程。實(shí)現(xiàn)最短路徑分析用到的主要接口是INAContext,最短路徑分析實(shí)現(xiàn)的具體步驟如下:</p><p> (1)打開工作空間和加載網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)集,是通過Op
105、enWorkspace函數(shù)和GetNetworkDataSet函數(shù)實(shí)現(xiàn);</p><p> (2)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)分析的上下文對(duì)象,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集打開后,可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集對(duì)象創(chuàng)建INAContext網(wǎng)絡(luò)分析上下文對(duì)象和最短歷經(jīng)分析使用的分析決策對(duì)象INASolver;</p><p> (3)裝載停留點(diǎn)并創(chuàng)建最短路徑圖層,從要素類中載入最短路徑所要經(jīng)歷的停留點(diǎn),并將其映射到道路網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲衼韯?chuàng)建最
106、短路徑圖層,查找最短歷經(jīng)所經(jīng)歷的點(diǎn)通過LoadNANetworkLocations函數(shù)實(shí)現(xiàn);</p><p> (4)生成路徑,最短路徑的查找是通過Solver來實(shí)現(xiàn)。</p><p> 最短路徑分析的運(yùn)行結(jié)果如圖12、圖13、圖14所示。部分代碼如下所示。</p><p> /// <summary></p><p>
107、/// 獲取網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)集</p><p> /// </summary></p><p> /// <param name="MapControl">主窗體的MapControl</param></p><p> /// <returns>網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)集</returns><
108、;/p><p> private INetworkDataset GetNetworkDataSet(AxMapControl MapControl)</p><p><b> {</b></p><p> INetworkDataset pNetworkDataset = null;//定義網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集變量</p><p&
109、gt; for (int clayer = 0; clayer < MapControl.LayerCount; clayer++)</p><p><b> {</b></p><p> ILayer player = MapControl.get_Layer(clayer);</p><p> if (player is IN
110、etworkLayer)</p><p><b> {</b></p><p> INetworkLayer pNetworkLayer = player as INetworkLayer;</p><p> pNetworkDataset = pNetworkLayer.NetworkDataset;</p><p&
111、gt;<b> break;</b></p><p><b> }</b></p><p> if (player is IGroupLayer)//IGroupLayer圖層組</p><p><b> {</b></p><p> ICompositeLayer
112、pCompositeLayer = player as ICompositeLayer;//新建一個(gè)圖層集合</p><p> for (int cContainlayer = 0; cContainlayer < pCompositeLayer.Count; cContainlayer++)</p><p><b> {</b></p>&l
113、t;p> if (pCompositeLayer.get_Layer(cContainlayer) is INetworkLayer)</p><p><b> {</b></p><p> INetworkLayer pNetworkLayer = pCompositeLayer.get_Layer(cContainlayer) as INetworkL
114、ayer;</p><p> pNetworkDataset = pNetworkLayer.NetworkDataset;</p><p><b> break;</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p>
115、<p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> return pNetworkDataset;</p><p><b> }</b></p><p> /// <summary></p>&l
116、t;p> /// 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)分析上下文</p><p> /// </summary></p><p> /// <param name="pNetworkDataset">網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)集</param></p><p> /// <returns></returns><
117、;/p><p> public INAContext Create_RouteSolverContext(INetworkDataset pNetworkDataset)</p><p><b> {</b></p><p> IDatasetComponent pDatasetComponent;</p><p>
118、 pDatasetComponent = pNetworkDataset as IDatasetComponent;</p><p> //得到創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)分析上下文所需的IDENetworkDataset類型參數(shù) </p><p> IDENetworkDataset pDENetworkDataset;</p><p> pDENetworkDataset =
119、 pDatasetComponent.DataElement as IDENetworkDataset;</p><p> INASolver pNASolver;</p><p> INAContextEdit pNAContextEdit;</p><p> pNASolver = new NARouteSolverClass();</p>
120、<p> pNAContextEdit = pNASolver.CreateContext(pDENetworkDataset, pNASolver.Name) as INAContextEdit;</p><p> pNAContextEdit.Bind(pNetworkDataset, new GPMessagesClass());</p><p> return pN
121、AContextEdit as INAContext;</p><p><b> }</b></p><p> /// <summary></p><p> /// 加載網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)</p><p> /// </summary></p><p> /// <
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