地理信息系统的嵌入式开发技术

地理信息系统（GIS）是近年来兴起的一门新兴技术，由于它能够直观有效地利用和表达地理信息数据，满足了信息综合管理和数据服务可视化的需要，因此在地质勘测、城市规划、交通管理、遥控遥测等许多领域获得了普遍应用。目前国内流行的基础GIS软件主要有MapInfo、ARC/INFO、MGE等几种。为支持应用系统的开发，多数通用GIS系统都提供了专用的开发工具和编程语言，但与通用的编程工具如Visual C++、Visual Basic等相比，其功能十分有限且不够灵活。如果在设计应用GIS系统时采用嵌入式技术，则既能够发挥通用编程工具的强大程序开发能力，又能充分利用现有GIS系统的丰富功能，从而给开发工作带来极大的方便。
　　1 嵌入式开发技术简介
　　所谓嵌入式开发技术是指以在应用程序中嵌入由其他程序所提供的数据或对象的方式来获得特定功能的程序设计方法。由于这种嵌入是通过窗口嵌套技术和程序进程间的数据通信技术来实现的，可以使两个不同的程序完全“无缝”地集成到一起，因此所开发出的应用程序与普通程序看起来并没有什么区别。使用嵌入式技术的GIS应用程序与为其提供支持的GIS系统之间是一种并行的同时运行的关系，在功能上不受任何限制，可以象正常程序一样使用操作系统所提供的一切资源。绝大多数的GIS系统和通用编程工具都对嵌入式开发提供支持。本文将以目前流行的MapInfo地理信息系统和Visual Basic 5.0程序设计语言为例，系统地介绍利用嵌入式技术开发GIS应用软件的方法。
　　MapInfo是一个功能强大的通用地理信息和空间数据管理系统，能提供丰富的地理信息数据编辑转换、分析处理、浏览显示、查询检索等功能，是目前应用最为广泛的GIS基础平台之一。为了支持二次开发，MapInfo提供了简单易用的MapBasic语言，并在4.0以后的版本中全面支持嵌入式技术。在应用程序中嵌入MapInfo系统所使用的主要方法有OLE自动化、回应方法和动态数据交换三种。下面分别对这些方法作进一步的介绍。
　　2 OLE自动化技术
　　OLE自动化技术是在微软公司的对象链接和嵌入（OLE）技术和组件对象模型技术（COM）基础上发展起来的一种程序设计标准，它允许一个程序模块控制其他程序模块的执行。换句话说，支持自动化的程序模块的行为是可以通过编程来控制的，这种控制通过应用程序对自动化支持程序所提供的对象的访问来完成。OLE自动化实质上是两个不同的应用程序之间以客户机/服务器方式进行的动态信息交换过程，作为服务器一方的应用程序提供一组具有特定方法和属性的对象模型，客户程序则使用标准的通信接口对其进行访问和控制。MapInfo所提供的OLE自动化对象模型如图1所示。
　　
　　从图1可以看出，MapInfo提供的OLE自动化对象体系具有很明显的层次结构。最高层是Application对象即MapInfo系统本身的运行实例，其下是MapBasic应用程序对象集合MBApplications及其公共变量对象集合MBGlobals。所有的对象和对象集合都有相应的方法和属性，应用程序可以调用这些方法和属性来实现特定的功能。以VB5.0为例，要想在程序中嵌入MapInfo对象，首先要声明一个ActiveX对象变量并用其创建MapInfo运行实例，方法如下：
　　Public MapInfo As Object
　　Set MapInfo = CreateObject（″MapInfo.Application″）
　　上述代码将使MapInfo系统启动并自动在后台运行。与独立运行时相比，作为自动化对象的MapInfo系统没有自己的启动窗体和用户界面（菜单、工具条等），其行为完全由调用它的应用程序控制。通过访问Application对象的属性和方法可以获得MapInfo系统的绝大多数功能。常用的方法主要有三种：Do方法将一个代表MapBasic语句的字符串传递给MapInfo系统执行;Eval方法将一个代表MapBasic表达式的字符串传递给MapInfo系统并返回其值;RunMenuCommand方法通知MapInfo系统执行指定的菜单功能项。如果需要使用MapInfo的地图显示功能，可以把其地图窗口嵌入到指定的窗体或图形控件中。例如，下面的代码可以使MapInfo的地图窗口显示在应用程序窗体2的Picture控件中：
　　MapInfo.Do ″Set Application Window″ & Form2.Picture1.hwnd
　　MapInfo.Do″Set Next Document Parent″ & Form2.Picture1.hwnd & ″Style 1″
　　在地图窗口嵌入后，应用程序还可以象对待正常窗口一样对其进行放大、缩小和移动操作。同样的方法也可以用来嵌入MapInfo系统所能提供的其他窗口，如图例窗口、布局窗口、信息窗口和数据浏览窗口等。
　　在进行一些比较复杂的地理信息操作时，仅仅使用Do方法一条条地发送MapBasic指令显然是不方便的，应当采用编写Mapbasic程序的方式处理，并把执行结果返回给应用程序。这样能够避免在应用程序和MapInfo系统之间过于频繁的数据交换，从而节省了系统资源、提高了运行效率。调用MapBasic程序的代码如下：
　　MapBasic.Do ″Run Application″ & Mbfilename
　　要实现对MapBasic程序的控制并从中获取数据，可以使用MBApplications对象集合。把MBApplications称作对象集合是因为它代表了当前所有在MapInfo系统中运行的MapBasic程序。与Application对象的使用方法相同，我们首先要创建MBApplications对象，然后再访问其属性和方法。如果要访问一个具体的MapBasic程序对象，可以在集合对象后加上序号来指定。下面的代码通过访问MBApplication对象集合把当前正在运行的所有MapBasic程序名称返回给数组Mbfilename