软件平台的选择与集成

5.3.2　软件平台的选择与集成

1.软件平台的选择

1)操作系统

作为网络操作系统或服务器操作系统，高性能、高可靠性和高安全性是其必备要素，尤其是日趋复杂的企业应用和Internet应用，对其提出了更高的要求。微软的企业级操作系统中，如果说Windows 2000全面继承了NT技术，那么Windows Server 2003是依据.Net架构对NT技术作了重要发展和实质性改进，凝聚了微软多年来的技术积累，并部分实现了.Net战略，或者说构筑了.Net战略中最基础的一环。Windows Server 2003作为服务器操作系统有十分突出的内存管理、磁盘管理和线程管理性能，是一个多任务操作系统，它能够根据需要，以集中或分布的方式处理各种服务器角色。

2)开发平台

Visual Studio.NET 2003是一个全面的开发工具，用于快速构建面向Microsoft Windows和Web并连接Microsoft.NET的应用程序，极大地提高了开发人员的效率。

3)GIS平台

ESRI公司是全球最大的GIS软件提供商，在国内有大量的规划管理部门采用了ESRI的产品。ESRI的ArcGIS软件采用的是全面的、可伸缩集成的体系结构，可提供多层次的产品解决方案。ArcGIS提供大量专业GIS分析功能，例如动态分段技术、缓冲区分析、叠加分析、风格分析、三维分析等。由于ArcGIS采用COM技术，任何COM兼容的编程语言都能用来定制和扩展ArcGIS。因此，本系统GIS软件平台选用ESRI的ArcGIS系统产品。

ArcSDE是在数据库管理系统RDBMS中存储和管理多用户空间数据库的通路。ArcSDE在一个相互协作的GIS系统中扮演了一个重要的基础的角色。ArcSDE结合了多用户编辑和对空间数据库的事务处理，与ArcEditor和ArcInfo紧密结合，支持对多用户空间数据库的设计、建立、编辑和共享。ArcSDE支持Oracle、Microsoft SQL Server、IBM DB2和Informix商业关系型数据库。

ArcIMS为ArcGIS系统增加了Internet地图服务能力。ArcIMS的基于浏览器的viewers和独立运行的ArcExplorer viewer做为Web的瘦客户端成为ArcGIS桌面的一个补充。一个重要的新功能是所有的ArcGIS的桌面客户端(ArcInfo、ArcEditor、ArcView、ArcExplorer和ArcIMS Viewer)可以通过Web从ArcIMS服务器动态地获取矢量数据流。这些新的图层类型可以像本地数据一样完成符号化、制图、查询、编辑和分析工作。它们还可以存到本地以备以后使用。

这种跨越全球的访问和发布地理数据的能力正在改变着GIS的使用范围和影响力。地理数据提供商正通过ArcIMS发布活的地图、可下载的数据并在Geography Network注册地理服务。

ArcGIS 9另一个新的开发产品是ArcGIS Engine。这个产品面向开发者，类似于MapObjects，但它基于ArcObjects，可提供更丰富的功能。很多用户都使用过ArcObjects，但不是以开发包的形式。ArcGIS Engine包含一个更粗粒的对象。除了Microsoft的.NET外，它还支持JAVA开发环境，并支持各种应用开发，包括客户/服务器或独立的桌面应用。

4)三维平台

视景仿真软件主要包括三维实时建模和三维实时场景管理软件，MultiGen软件完全符合X/Motif和ANSI C的工业标准，其数据格式Open Flght是逻辑化的有层次的景观描述数据库，用来通知图像生成器何时及如何渲染实时三维景观，非常精确可靠。MultiGen强大的工具核心为25种不同的图像生成器提供自己的建模系统和定制的功能。先进的实时功能如等级细节、多边形删减、逻辑删减、绘制优先级、分离平面等是Open Flight成为最受欢迎的实时三维图像格式的原因。许多重要的VR开发环境都与它兼容，使其已成为事实上的工业标准。MultiGen能转换AliasWavefront、AutoCAD DXF、3DStudio、Photoshop image files、Open Inventor多种数据格式，并支持VRML格式的输出。

Vega是Paradigm Simulation公司最主要的工业软件环境，其完全符合X/Motif和ANSI C的工业标准，主要用于实时视觉模拟、虚拟现实和普通视觉应用。Vega将先进的模拟功能和易用工具相结合。对于复杂的应用，能够提供快速、方便的建立、编辑和驱动工具。Vega能显著地提高工作效率，同时大幅度减少源代码开发的时间。Paradigm还提供和Vega紧密结合的特殊应用模块，这些模块使Vega很容易满足特殊模拟要求，例如航海、红外线、雷达、高级照明系统，动画人物，大面积地形数据库管理、CAD数据输入、DIS，等等。Vega还包括完整的C语言应用程序接口，为软件开发人员提供最大限度的软件控制和灵活性。Vega支持VRML的输出格式。

Multigen Creator Pro是一个功能强大、交互的三维建模平台，在它提供的“所见即所得”的建模环境中，你可以建立所期望的、优化的三维模型。其模型的Open Flight数据格式非常适合视景仿真的应用，现在已成为行业标准。

5)数据库管理软件

关系型数据库平台采用Oracle 9i企业版，空间数据引擎采用ESRI的ArcSDE。Oracle+ArcSDE是目前世界上最成熟、最稳定的空间数据管理技术，也是城市规划与GIS数据库建设的主流模式。

Oracle系统具有以下突出的特点：

(1)支持大型数据库、多用户的高性能的事务处理。Oracle支持大型数据库，可充分利用硬件设备。支持大量用户同时在同一数据上执行各种数据应用，保证数据的一致性。系统维护具有高的性能，Oracle每天可连续24小时工作。

(2)Oracle遵守数据存取语言、操作系统、用户接口和网络通信协议的工业标准。Oracle是一个开发系统，保护了用户的投资。美国标准化和技术研究所(NIST)对Oracle7 Server进行检验，100%地与ANSI/ISO SQL89标准的二级相兼容。

(3)实施安全性控制和完整性控制。Oracle为限制各监控数据存取提供系统可靠的安全性。Oracle实施数据完整性，为可接受的数据指定标准。

(4)支持分布式数据库和分布处理。Oracle为了充分利用计算机系统和网络，允许将处理分为数据库服务器和客户应用程序，所有共享的数据管理由数据库系统的计算机处理，而运行数据库应用的工作站集中于解释和显示数据。通过网络连接的计算机环境，Oracle将存放在多台计算机上的数据组合成一个逻辑数据库，可被全部网络用户存取。分布式系统像集中式数据库一样具有透明性和数据一致性。

(5)具有可移植性、可兼容性和可连接性。由于Oracle软件可在许多不同的操作系统上运行，以致在Oracle上所开发的应用可移植到任何操作系统，只需很少修改或不需修改。Oracle软件同工业标准相兼容，包括许多工业标准的操作系统，所开发应用的系统可在任何操作系统上运行，可连接性是指Oracle允许不同类型的计算机和操作系统通过网络共享信息。

通过ArcSDE空间数据引擎，可实现空间数据在大型关系数据库中的存储管理。

2.软件功能的集成

由于城市规划与建设地理信息系统涉及面非常广，涉及了GIS、OA、DBMS等多个方面，并不是某一个软件就可以提供所有功能，所以系统可以根据实际情况分解为几个性质不同的功能类，分别在可以集成的基础平台软件上来完成。系统必须将这些软件集成起来，为用户提供一个完整的解决方案(Total Solution)。

1)城市规划与建设地理信息系统基础平台软件的组成

根据实际需要，城市规划与建设地理信息系统一般分为如下几个部分：

(1)基础GIS软件平台，主要是提供空间数据管理和处理的平台软件。

(2)数据库后台，即DBMS。它进行结构化信息管理，或者对系统的空间数据和结构化数据等进行全面管理。

(3)办公支持组件。作为一个业务化具有办公性质的应用系统，具有办公数据处理的功能，这一部分不是GIS软件所能够完成的，所以需要办公组件来满足要求。当然，这部分要根据各地具体情况，看是否需求比较多。如果比较简单，可以通过自身编程或第三方控件来完成。

(4)附加软件。根据业务部门的需要，可能需要一些特别的功能，如三维显示功能，这需要其他软件来支持。当然，这些应用要尽量与上述应用能够统一，如一些GIS软件具有三维显示功能。

2)多基础平台软件集成的方法

结合前面技术集成的讨论和历史发展以及当前的发展情况，多应用集成一般有如下方法：

(1)Import/Export的文件交换法。这是通过数据集成来实现应用集成的，是一种弱集成的方法，存在比较多的弊病，对于整体系统应尽量避免采用。

(2)以公共函数库(如DLL)和应用程序接口(API)的方式实现多应用集成。这种方式指通过应用程序提供的函数来实现应用系统的操作，从而在一个统一的编程界面下实现多应用集成。

(3)OLE自动化集成。在OLE的基础上发展起来的OLE自动化技术，指在编程环境下，获得应用程序提供的对象在应用软件的框架下实现对应用软件的操作。这种方式比较容易实现快速二次开发的需要，得到了基于微软技术标准的软件的支持，如AutoCAD Map、GeoMedia等软件都支持这种开发方式。

(4)控件(Component)式集成。这种方式可以将一些软件功能作为分散的“零件”提供给用户，用户在支持控件的开发环境下根据需要组装应用系统。这种方式从理论而言是比较先进的，但是由于商业利益等问题，提供比较强大控件的软件厂商并不是很多，GIS厂商Intergraph对GeoMedia系列产品提供了比较完整的控件集，ESRI也推出了ArcObjects，MapInfo发布了MapX。

3)系统界面集成

对于用户而言，他们所接触的是系统所提供的界面，所以其界面的好坏直接影响到用户的使用效果和效率，特别是城市规划与建设地理信息系统所面对的一般业务人员，对其计算机水平不能要求很高，对GIS、OA也不会有专业了解，其界面的友好性和集成程度是至关重要的。其内部集成程度如何，这并不是用户所关心的，他们更关注界面的集成程度。所以对于用户而言，需要的是一个集成后的针对用户需要的界面(见图5.5)，即“用户模式视图”。

图5.5　系统的用户界面集成

(1)用户界面统一

无论是建立在多个基础应用软件上还是一个基础应用软件上，其系统的界面必须能够完全统一。也就是说，对于用户而言，操作系统就像在一个平台操作一样。

要保证界面的统一，在系统设计时，必须将系统的各个组成部分纳入到系统的统一框架之中，具体而言，要求达到如下目的：

①不需要用户进行界面切换。即使系统是由多个基础平台软件组成的，用户只需要通过系统主框架的菜单、按钮进入到其他应用之中，程序自动进入到相应的界面之中，用户退出其界面时能够自动回到主界面。

②保证界面的一致性。当多个独立程序集成为一个系统时，根据需要可能需要将多个界面同时并存，例如，为了使制作道路地下管线截面图的显示界面与系统主框架同时出现，需要进行如下处理：

用户操作唯一操作入口。即用户只能操作一个界面，一般指附属界面，只有退出其界面才能够操作主框架，这就相当于Windows窗口的Modal形式。当然，对于多个界面并发地需要用户交互输入信息的情况下，则可以同时操作多个窗口。

程序协调一致。允许用户操作多个并发界面，但当主界面的状态改变时，从界面能够相应地发生改变。如系统退出，则从界面自动退出；主界面最小化，则从界面也最小化等。

界面融合。这种方式指将从界面作为主界面(一般是多文档的界面)的一个子窗口而存在，当在窗口间切换时，其菜单、工具条等发生相应改变。这样，界面完成一体化，对于用户而言，就像操作一个软件。比较多的GIS软件中图形窗口和数据窗口切换时就类似这种方式。这种方式实现难度比较大，而且其稳定性要经过严格检测。另外，在一个基础平台上，菜单切换也是常用的，如在AutoCAD Map基础上开发的系统，用户需要完全的设计界面时，只要将菜单切换为AutoCAD Map的原有菜单就可以了。

(2)界面简洁

在整个界面设计过程中都要注意界面的简洁性，在界面集成时更要考虑这一点。用户能够很方便地达到操作的目的，也就是要尽量减少用户输入量和操作量，对于一些功能要采用参数设置和向导等形式来简化界面，引导用户。

(3)界面的针对性

作为一个日常的应用软件，其目的是满足用户的需求，而根据办公人员的业务和职位不同，其功能也具有比较大的差异。为了简化界面，减少用户误操作等，针对用户的界面是必要的。达到这个目的主要是通过菜单裁减来实现的，即隐藏或变灰部分菜单或菜单项，这项技术已经非常成熟。