用MO构建3S跟踪显示系统的设想

<P>图没贴上可以到<a href="http://www.gps.org.cn/newlw/1p5n10f123.htm" target="_blank" >http://www.gps.org.cn/newlw/1p5n10f123.htm</A>看看
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<P>摘要:笔者在使用MO作课题的基础上，通过对MO显示和查询功能的阐述，以及现有条件与技术的分析，论证了用MO构建3S跟踪显示系统的可能性,便捷性，优势和所面临的不利条件。


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<P>关键字: MO  3S  RS  GPS  GIS  国家空间信息基础设施  数字地球  对象链结与嵌入
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<P>    1. 引言
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<P>当前，RS.GPS.GIS已经成为测绘学的代表和象征，3S集成越来越多地应用于社会发展的不同行业和国民经济的各个部门。在3S集成中，RS在远距离高空以及外层空间的各种平台上，利用可见光、红外微波等电磁波探测仪器，通过摄影或扫描，获取地面物体的形状、大小、位置及其环境的相互关系和变化等信息；GPS基于覆盖全球的一个GPS卫星群，由用户获取至少四颗卫星的观测值，在适当的参考坐标系中，根据已知卫星的坐标确定用户天线的坐标，从而实现实时导航与定位；GIS研究计算机技术与空间地理分布数据的结合，通过一系列空间操作与分析，为地球科学、环境科学、和工程设计，乃至国民经济发展、城市建设和企业经营提供对规划管理和决策有用的信息。RS和GPS是GIS的数据源和数据更新的手段，而GIS则实现对RS和GPS空间数据信息的应用。在3S的应用中，利用GIS的电子地图和GPS接收机的实用差分定位技术，可以构成电子导航系统。
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<P>笔者在使用MapObjects 2.0(以下简称MO)完成课题的过程中,在MO 的TrackingLayer图层便捷的跟踪与显示功能的启发下，产生了用MO来构建一个3S跟踪显示系统的设想，可应用于交通、公安侦破、船只导航等。
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<P>    2. MO简介。
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<P>在实际工作中，有些应用围绕地图展开，而在其它一些应用中，地图只是其中一部分。此时应用开发人员迫切需要一种制图与GIS功能组件，而不是最终的应用软件，来定制或扩展已有的应用。一方面，开发人员希望建立的应用能与通用的桌面软件产品（如文字处理器、数据库等）一起使用；另一方面，希望保留以前的开发成果，对于开发工具，则希望基于一个标准的开发环境，这样可以不必再学习新的编程语言。MO正是为了满足这种需要而开发出来的。
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<P>MO是一组供应用开发人员使用的制图与GIS功能软件。它由一个ActiveX控件和一系列可编程ActiveX对象组成。MO的ActiveX对象可以分为五组，即：数据访问对象，地图显示对象，投影对象，几何对象和地址匹配对象。在本系统中，起关键作用的是数据访问对象、地图显示对象和几何对象，系统的跟踪显示与查询功能主要由这三组对象完成。利用MO，开发人员可以在应用程序中添加制图和GIS功能，例如：显示，缩放，漫游，拾取，渲染，动态实时显示，甚至空间分析等等。由于MO以微软的对象链结与嵌入标准（OLE）为基础，MO的控件和对象可以方便地用于各种工业标准的编程平台，如Visual Basic, Visual C++, Delphi, PowerBuilder 和 VBA 等。应用时，只要将Map控件加到ActiveX容器中，如VB的Form,即可使用MO的包括Map控件在内的所有ActiveX对象.
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<P>    MO的特点包括：
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<P>.支持ARC/INFO COVERAGE
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<P>.支持ESRI SHAPE文件格式、SDE（Spatial Database Engine）图层以及大量栅格图象格式，如BMP、TIFF等等
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<P>.支持通过微软ODBC标准进行的外部数据库访问
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<P>.把数据作为多个图层在一张图中进行显示
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<P>.特征表示使用数理方法如数值地图、分类、个体符号、以及点值图等
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<P>.文字注记和放置
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<P>.用一个事件跟踪层来动态显示实时数据
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<P>.用标准SQL表达式进行特征选择和查询
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<P>.通过大量搜索与框架操作符进行空间选择
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<P>.地址匹配（地理编码）
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<P>.可靠的在线帮助
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<P>.强大而出色的对象模型
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<P>    3. 系统实现的技术和方法。
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<P>    3.1. 定位数据获取。跟踪系统首先要获取定位数据，其方法各有不同。从测绘专业角度来看，可以使用GPS全球定位系统。GPS是美国国防部为军事目的而建立的，旨在彻底坚决海上空中和陆地运载空间的导航和定位问题。由于受美国SA政策的影响，美国及其盟国以外的国家只能获得100米的定位精度，差分GPS定位技术的出现，使定位精度提高到5-3米以上。GPS定位科技含量高，具有全天候、全时域、连续快速、高精度、抗干扰性好的特点，但GPS接收机必须同时与四颗以上的GPS卫星通视，才能完成定位。也可以使用普通的跟踪器，实时获取目标的相对位置，再根据参考点的坐标，转换成期望坐标系统下的坐标。一般而言，普通跟踪器的跟踪范围较小，但不需要通视条件。如果将GPS接收机与普通跟踪器结和起来，就可以满足各种不同的需要。
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<P>    3.2. 地图数据获取。3S跟踪显示系统的地图数据获取与电子导航系统的电子地图一样，可以通过扫描或数字化地图后经过编辑生成，或者用遥感（RS）的方法直接成图。遥感技术是测绘界获取空间数据的传统手段，也是大面积测图或勘测的最佳途径。现代航空航天遥感技术的发展主要表现在多传感器、多时相、高分辨率和快速机动的特征上，可以满足快速获取和更新空间数据的要求。
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<P>    3.3. 显示。数据获取的结果是得到了目标的坐标，这些坐标不加以处理，对我们并没有实际的意义。如果能够根据这些坐标，获取目标所在的具体区域的地理名称，并在屏幕上显示出目标的位置，那么就达到了我们跟踪的目的。如图1-1所示。
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<P>    为此，首先要加载一副符合要求的地图，其中包括我们所需要的地理位置信息，并且能够在跟踪屏幕上显示出来。MO的MapLayer对象和ImageLayer对象可以接收各种矢量和栅格数据，把它们加载到Map控件后，即可按照需要显示地图。
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<P>    数据获取之后，要求系统能够读取数据，在屏幕上显示出目标的位置。Map控件读取目标的地理坐标后，可以将其转换为屏幕坐标，并赋给GeoEvent对象。GeoEvent对象有一系列的属性和方法，通过这些属性和方法，可以将目标的动态坐标赋予GeoEvent对象，将目标与GeoEvent对象实时地联系起来。Map控件加载任何图层之后，即可生成一个特殊的透明图层，称为TrackingLayer图层。将目标所对应的GeoEvent对象加载到TrackingLayer图层，即可显示动态实时的目标。而TrackingLayer图层位于其它图层（如地图图层）的上面，可以独立刷新，这样，就能够达到目标在地图上移动的视觉效果。不仅如此，使用TrackingLayer对象的symbol属性，还可以显示各种形象的标志符号，代表不同的目标。另外，使用MO的AFCustom动态连接库可以创建各种标志符号,以显示不同的目标对象。
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<P>    根据实际需要，目标在屏幕上显示出来之后，还要求系统能够报告目标的地理位置，这就对所使用的地图提出了较高的要求。只要地图的属性信息足够丰富，使用Map控件的属性和方法可以方便地获取目标的所在位置。.
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<P>    3.4. 其它功能。系统除了显示和报告目标的位置之外，还可以完成一些常规的信息查询，如目标附近有何重要建筑，离目标最近的车站在哪里等等，如图1-2所示。在MO中，使用MapLayer对象的SearchByDistance, SearchExpression, SearchShape和Table对象的SearchExpression方法，可以通过距离、查询语句、和图形之间的相互关系（如相交，包括，点在面内等十五种关系）进行查询，使系统更能满足实际需要。
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<P><B>目标
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<P><B>机密</B><B>大厦</B></P></DIV></TD></TR></TABLE></v:textbox></v:shape></v:group></v:group><v:shape></v:shape>
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<TR>
<TD>
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<P>图 1-1</P></DIV></TD></TR></TABLE>
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<DIV class='shape  v:shape="_x0000_s2057"'>
<P>图 1-2</P></DIV></TD></TR></TABLE>
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<P>    4. 用MO构建3S跟踪显示系统的优势
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<P>    如前所述，由于MO本身具有的各种特点，使得用MO构建3S跟踪显示系统，不仅方便、快捷，而且能够提供各种辅助查询功能，以更好地满足实际需要。总结如下：
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<P>    (1) MO是一组ActiveX控件和对象，可以方便地用于各种工业标准的编程平台，所以用MO构建3S跟踪显示系统对程序开发人员来说是很容易的。
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<P>    (2) MO支持多种图象格式，支持通过微软ODBC标准进行的外部数据库访问，因此，用MO构建的3S跟踪显示系统与外部数据将会有良好的接口。
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<P>    (3) MO用一个事件跟踪层(TrackingLayer图层)来动态显示实时数据，可以独立刷新，且允许用户创建自己的符号，因而能够很好地在屏幕上显示跟踪目标。
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<P>    (4) MO有强大而出色的对象模型，为用户提供丰富的属性和方法,并且用标准SQL表达式进行特征选择和查询，所以使用MO构建的3S跟踪显示系统能够快捷而准确地报告目标的坐标和地理位置所在，同时提供各种辅助查询功能，更好地满足实际需要。
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<P>    5. 系统实现的难点
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<P>    由于现代计算机技术、电子技术及卫星技术的飞速发展，GPS技术已经发展成为全天候、全时域、连续快速、高精度、抗干扰的实时导航定位技术；现代航空航天遥感技术的发展则主要表现在多传感器、多时相、高分辨率和快速机动的特征上，可以满足快速获取和更新空间数据的要求；MO所提供的各种对象具有丰富的属性和方法，完全可以满足用户的显示和查询需要。但是，由于我国国家空间基础设施建设起步较晚，大部分地区还不能提供出完全满足需要的具有丰富信息的基础地图，作为系统的地理信息数据源。这就为系统的实现和充分发挥作用提出了一个难题。随着家空间基础设施建设和数字地球计划的进一步深入和发展，这一问题也将得到圆满的解决。另外，MO是一组通用的GIS功能软件，在将其应用于3S跟踪显示系统的过程中，不可避免地会遇到各种实际问题，需要系统开发人员逐一解决。
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<P align=center>参考文献
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<P>[1]   李德仁、郑肇保、边馥苓、龚健雅.《空间信息科学及应用》.武汉测绘科技大学出版社，1998年12月。
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<P>[2]   周忠漠、易杰军、周琪. 《GPS卫星测量原理与应用》.测绘出版社，1997年1月。
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<P>[3]   王广运、郭秉义、李洪涛.《差分GPS定位技术及应用》.电子工业出版社，1996年3月。
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<P>[4]   ESRI公司. 《MapObjects 2.0用户手册》.1999年1月。
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<P>[5]   富融科技有限公司. 《ESRI公司产品简介》.1999年1月。
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