基于MapX的海岸電子航海顯示系統(tǒng)

王 威， 郝 威

0 引言

隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)事物的實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求越來越高。目前，人們利用GPRS等先進(jìn)的科技手段，開發(fā)出了大量的監(jiān)控系統(tǒng)。例如：管井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、汽車監(jiān)控調(diào)度管理系統(tǒng)等[1-2]。這些實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)給我們的生活和工作帶來了巨大的便利。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，利用GIS技術(shù)建立一個(gè)海岸電子航行顯示系統(tǒng)，從而對(duì)海面艦船進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控已經(jīng)成為可能。本系統(tǒng)采用控件MapX，利用VB語(yǔ)言進(jìn)行集成二次開發(fā)并結(jié)合SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫(kù)，建立一個(gè)以電子海圖為背景的海岸電子航海顯示的信息平臺(tái)。海岸人員利用本系統(tǒng)能夠及時(shí)、直觀了解海面艦船在航行中的相關(guān)參數(shù)和狀態(tài)信息。

MapX具有強(qiáng)大的地圖分析功能。編程人員在開發(fā)過程中可以選用自己最熟悉的開發(fā)語(yǔ)言（如VB、Delphi、C++等），輕松地將地圖功能嵌入到應(yīng)用中。利用MapX能簡(jiǎn)單快速地在應(yīng)用中嵌入地圖化功能，增強(qiáng)應(yīng)用的空間分析能力[3-4]。

1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用C/S（客戶端/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)。空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理在服務(wù)器端，使用MapX自帶的文件來管理空間數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)通過ADO進(jìn)行訪問。系統(tǒng)位于客戶端，通過ADO動(dòng)態(tài)讀取艦船狀態(tài)數(shù)據(jù)并對(duì)艦船進(jìn)行可視化顯示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)C/S體系結(jié)構(gòu)

2 艦船動(dòng)態(tài)顯示流程及設(shè)計(jì)

艦船航行時(shí)，產(chǎn)生的航海數(shù)據(jù)如航行坐標(biāo)、方位角等通過傳輸設(shè)備傳送到海岸上的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，處理設(shè)備接收后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。為了方便顯示和對(duì)艦船的統(tǒng)一有效管理，在地圖載入時(shí)首先創(chuàng)建一動(dòng)態(tài)層，即對(duì)所有的艦船的顯示和添加全部放到這一層管理。

本系統(tǒng)通過調(diào)用ADO數(shù)據(jù)接口，訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，讀取記錄，同時(shí)調(diào)用在開發(fā)環(huán)境中已經(jīng)設(shè)置的方法或相應(yīng)事件，并通過設(shè)置定時(shí)器開關(guān)，讓艦船小圖標(biāo)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新，在電子海圖上動(dòng)態(tài)顯示從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取的航行數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)顯示流程如圖2。

圖2 艦船動(dòng)態(tài)顯示功能數(shù)據(jù)流程

在此以艦船航行時(shí)的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)為例，來闡述動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示功能。其他的相關(guān)參數(shù)和狀態(tài)信息照此原理。海上傳輸設(shè)備將發(fā)送艦船航行的實(shí)時(shí)坐標(biāo)數(shù)據(jù)x、y并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，本功能只需要通過實(shí)時(shí)訪問該數(shù)據(jù)庫(kù)x、y字段值并設(shè)置到艦船節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)上即可。

為系統(tǒng)添加計(jì)時(shí)器Timer1和取點(diǎn)控制變量m_iShip，按設(shè)定的時(shí)間間隔依次從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取序號(hào)為m_iShip的x，y坐標(biāo)，同時(shí)增加m_iShip的值，這將會(huì)動(dòng)態(tài)獲得船的行進(jìn)坐標(biāo)，最后將其實(shí)時(shí)顯示在電子地圖上。

3 海岸電子航海顯示系統(tǒng)的功能

本系統(tǒng)主要是針對(duì)海面艦船動(dòng)態(tài)航行的實(shí)際，基于GIS技術(shù)建立一個(gè)以電子海圖為背景的海面艦船動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的信息平臺(tái)，通過地圖表征艦船地理屬性和相對(duì)位置關(guān)系，以及直觀實(shí)時(shí)顯示海面艦船的運(yùn)行情況，提供直觀、可視化的顯示環(huán)境，最大限度地為海岸人員創(chuàng)造圖文并茂的工作環(huán)境。系統(tǒng)功能模塊如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

3.1 標(biāo)注功能模塊

本模塊提供了多種樣式的艦船的32×32的柵格小圖標(biāo)。管理人員可以選擇艦船小圖標(biāo)，并通過坐標(biāo)定位的方式將艦船定位到電子地圖上。同時(shí)系統(tǒng)管理人員還可通過畫圖軟件制作更多樣式的艦船小圖標(biāo)加載到本系統(tǒng)中，以便對(duì)艦船的個(gè)性化管理。

3.2 地圖管理模塊

3.2.1 地圖顯示

系統(tǒng)中載入的地圖是在 MapX的圖層管理工具 Geoset Manager中創(chuàng)建的*.gst文件，該文件上包含了一個(gè)圖層組，每一個(gè)圖層都包含地圖的不同部分，這些透明的圖層都是一層層疊加的。在本系統(tǒng)中，需要顯示白天,黑夜,標(biāo)準(zhǔn)等模式的*.gst文件。本系統(tǒng)已經(jīng)加載了不同模式的*.gst文件，每個(gè)*.gst對(duì)應(yīng)自己的圖層組。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，管理人員根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的背景顯示模式，從而在不同的模式下了解艦船的運(yùn)行情況。這樣對(duì)于航行艦船的動(dòng)態(tài)管理更加逼真，切合實(shí)際。

3.2.2 電子地圖的基本操作

用戶可以方便地對(duì)艦船進(jìn)行查看和選取，并可通過坐標(biāo)定位或人工的方式將各類設(shè)施錄入到地圖上。其中,地形圖管理采用分層方式，用戶可以控制各個(gè)圖層是否可以顯示、修改等。并提供地圖放大、縮小、移動(dòng)、快速定位、坐標(biāo)顯示、距離測(cè)量、面積測(cè)量等地圖的基本操作功能。提供圖形編輯工具,使得用戶可以對(duì)圖中各個(gè)圖層、各個(gè)圖層的各要素進(jìn)行添加、修改、移動(dòng)和刪除以及相應(yīng)屬性數(shù)據(jù)的增、刪、查、改。

3.3 動(dòng)態(tài)顯示模塊

本模塊是系統(tǒng)的核心模塊。管理人員首先選擇所需的背景模式地圖，然后選擇所要監(jiān)測(cè)的艦船。設(shè)置時(shí)間間隔，最后觸發(fā)定時(shí)器開關(guān)，艦船小圖標(biāo)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新，在電子海圖上動(dòng)態(tài)顯示從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取的航行數(shù)據(jù)，從而可與海面艦船“同步航行”了。

3.4 綜合查詢模塊

本模塊提供點(diǎn)擊查詢、屬性查詢兩種查詢方式。

點(diǎn)擊查詢：用鼠標(biāo)點(diǎn)擊地圖上的艦船，在地圖上以對(duì)話框的形式顯示其空間地理位置信息和所有屬性信息。同時(shí)還提供艦船圖形顯示功能。用戶可以通過點(diǎn)擊對(duì)話框詳圖資料按鈕，顯示艦船的直觀圖、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖等。

屬性查詢：通過屬性數(shù)據(jù)查找相應(yīng)的艦船。在對(duì)話框中輸入艦船相關(guān)屬性信息，系統(tǒng)在查找到目標(biāo)艦船之后，自動(dòng)以合適的比例把所要查找的艦船顯示在屏幕的中心，同時(shí)該艦船會(huì)出現(xiàn)閃爍，以便用戶快速的查看所要查找艦船的位置。

3.5 鷹眼功能

鷹眼圖是GIS中的一個(gè)基本功能，是配合主圖實(shí)現(xiàn)地理信息圖形的放大、縮小、漫游及坐標(biāo)的光標(biāo)跟蹤顯示等功能[5]。使用戶能夠在觀看局部放大圖時(shí)也能看到全局圖，將宏觀圖和微觀圖同時(shí)展現(xiàn)出來。本系統(tǒng)中，鷹眼圖和主圖處于同一窗體之上，位于窗體的左下角。管理人員還可以選擇鷹眼圖是否顯示。

3.6 圖檔資料管理模塊

本系統(tǒng)建立了艦船的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，將每艘艦船的屬性信息以及動(dòng)態(tài)信息制作成表寫進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)海面艦船進(jìn)行集中統(tǒng)一管理，保證艦船資料的集中性、一致性和完整性。同時(shí)將艦船的直觀圖、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖錄入到系統(tǒng)中。

3.7 系統(tǒng)安全管理模塊

系統(tǒng)具有完善的用戶權(quán)限管理功能，通過系統(tǒng)用戶分級(jí)管理，按系統(tǒng)模塊分配用戶權(quán)限來保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。管理人員可以對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和維護(hù)；普通用戶只能使用系統(tǒng)的基本操作功能，不能對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于GIS技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，將MapX應(yīng)用到電子航海圖中，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示艦船航行數(shù)據(jù)等功能。隨著GIS技術(shù)與通信業(yè)務(wù)的進(jìn)一步結(jié)合，必將給通信資源管理方式帶來巨大的變化。

[1] 侯占雙,鄧中亮.管井遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].通信技術(shù),2009,42(01)：319-320.

[2] 張凱林,呂芳,臧?。鲎馄嚤O(jiān)控調(diào)度管理系統(tǒng)探討[J].通信技術(shù),2007,40(11)：401-402.

[3] 翁穎鈞,朱仲英.基于WebGIS的配電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2003,27(18)：83-86.

[4] 何占國(guó).基于MapX的土地利用現(xiàn)狀查詢系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].煤炭技術(shù),2007,26(06)：126-128．

[5] 王紅才,李小平.一個(gè)基于 MapX的 GIS系統(tǒng)中鷹眼功能的實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué),2006,23(10)：1017-1020.