基于Windows CE的地理信息系统设计与实现
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摘要
随着嵌入式操作系统的迅速发展和地理信息系统应用领域的日益广泛，嵌入式地理信息系统的研究成为目前地理信息研究的重要领域。论文从地理信息系统在嵌入式操作系统平台上的开发入手，介绍了嵌入式地理信息系统开发过程中应用的技术和算法，并利用军事地理数据设计了一个实用的地理信息系统。
论文重点阐述了如何利用地理数据，运用计算机图形学、地理信息及可视化编程等相关技术实现在Windows CE.net 4.1平台上运行的地理信息系统。系统利用分层显示技术实现地图的分层显示，利用图形平移技术实现地图漫游，利用图形转换技术完成地图缩放，同时运用地形分析有关算法在数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)的格网模型上实现地形分析(即距离计算、面积技术、可视性分析等基本内容)。
在本文有关技术和算法基础上，通过eMbedded Visual C++4.0编程，实现了一个界面友好、处理速度较快、功能模块相对独立的地理信息系统。经过理论分析与实际使用验证，它是一个能满足实际应用需要的嵌入式地理信息平台。
With the development of embedded operating system and the rapid growth of application domain of GIS, the research on embedded GIS becoming more and more important. This thesis began with the GIS development running on Windows CE , then introduced the algorithms and technique used in the embedded-GIS development process, and designed a applied GIS by using military geographic data.
It has been discussed in detail how to use geographic data and these technologies ,such as computer graphics, GIS and visual programming ,to develop a GIS running on Windows CE.net 4.1 .In this thesis, we used hierarchical display technique to hierarchically display map, graph translation technique to translate map, and graphics transformation technique to zoom map. At the same time, we used algorithms related to terrain analysis to realize the terrain analysis (including distance and area calculation, viewshed analysis) based on the grid model of the Digital Elevation Model .
On the basis of these algorithms and technique mentioned in this thesis, a GIS has been realized by eMbedded Visual C++4.0 programming. This system is characterized by fast computation , friendly interface and independent functional module. As an embedded GIS platform, it has been theoretically and experimentally verified to have met the needs of practical applications.
论文重点阐述了如何利用地理数据，运用计算机图形学、地理信息及可视化编程等相关技术实现在Windows CE.net 4.1平台上运行的地理信息系统。系统利用分层显示技术实现地图的分层显示，利用图形平移技术实现地图漫游，利用图形转换技术完成地图缩放，同时运用地形分析有关算法在数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)的格网模型上实现地形分析(即距离计算、面积技术、可视性分析等基本内容)。
在本文有关技术和算法基础上，通过eMbedded Visual C++4.0编程，实现了一个界面友好、处理速度较快、功能模块相对独立的地理信息系统。经过理论分析与实际使用验证，它是一个能满足实际应用需要的嵌入式地理信息平台。
With the development of embedded operating system and the rapid growth of application domain of GIS, the research on embedded GIS becoming more and more important. This thesis began with the GIS development running on Windows CE , then introduced the algorithms and technique used in the embedded-GIS development process, and designed a applied GIS by using military geographic data.
It has been discussed in detail how to use geographic data and these technologies ,such as computer graphics, GIS and visual programming ,to develop a GIS running on Windows CE.net 4.1 .In this thesis, we used hierarchical display technique to hierarchically display map, graph translation technique to translate map, and graphics transformation technique to zoom map. At the same time, we used algorithms related to terrain analysis to realize the terrain analysis (including distance and area calculation, viewshed analysis) based on the grid model of the Digital Elevation Model .
On the basis of these algorithms and technique mentioned in this thesis, a GIS has been realized by eMbedded Visual C++4.0 programming. This system is characterized by fast computation , friendly interface and independent functional module. As an embedded GIS platform, it has been theoretically and experimentally verified to have met the needs of practical applications.
引文
1 陈飞翔，谢忠，周治武．嵌入式GIS的研究与开发．计算机与现代化．2003(3)：21—24
2 张时煌，方裕．微型嵌入式GIS软件平台的重要意义及发展动态．中国图形图像学报．2001(9)：900—906
3 ArcPad:Mobile Mapping and GIS. An ESRI White Paper, September 2000
4 http://www. pocket. co. uk
5 http://www. huitu. com. cn
6 http://www. lingtu. com
7 http://www. supermap. com. cn
8 吕京建，肖海桥．面向二十一世纪的嵌入式系统综述．电子质量．2001：10-13
9 P J Besl, R C Jain. Three-dimensional Object Recognition[J].ACM Computer Surveys, 1985(1):75-145
10 J J Koenderink, AJVan Doorn, The Internal Representation of Solid Shape with Respect to Vision[J].BiologicalCybernetics, 1979(32):211-216
11 Microsoft Windows CE Platform Builder 4.1 Library(Platform Builder 4.1
12 Windows CE：嵌入式操作系统的新一代操作系统．电子产品世界．37-39
13 金华标，常勇．基于Windows CE．NET的嵌入式系统软件开发的研究．武汉理工大学学报(交通科学与工程版)．2003(2)：187-190
14 钟耳顺．GIS技术开发、应用与产的化．北京：中国地质大学出版社，1998．
15 王青山，王家耀．GIS数据模型研究与实践．解放军测绘学院学报．1998(4)：296-210
16 Douglas Boling著，北京博彦科技发展有限公司 译．Microsoft Windows CE程序设计．第1版．北京：北京大学出版社，1998
17 李红明，张献洲，李永树．常用GIS数据转换方式的比较研究．铁路航测．
2003(1): 22-26.
18 Secretariat United States Geological Survey, National Mapping Division. American National Standard for Information Systems-Spatial Data Transfer Standard (SDTS).American National Standards Institute, Inc, 1997
19 ESRI Shapefile Technical Description .1998
20 H. Moellering. Spatial Database Transfer standards. Current International Status, 1991.
21 http://www. geostar. com.cn
22 龚健雅．地理信息系统基础．第1版．北京：科学出版社，2001
23 郭清．DEM内插方法比较及ARC／INFO内插方法比较．铁路航测．1999，(1)：7-11
24 李浩，张友静．曲面移动拟合法在DEM中的插值技术．江苏测绘．1996，(4)：19-21
25 李新，程国栋，卢玲．空间内插方法比较．地球科学进展．2000(3)：260-265
26 吴立新，史文中．地理信息系统原理与算法．第一版．北京：科学出版社，2003
27 孙家广等．计算机图形学．第三版．北京：清华大学出版社，1998
28 毋河海．地图数据库系统．北京：测绘出版社，1996
29 杨海宏等．利用双邻点判断法优化拓扑关系自动生成算法．中国图像图形学报．1998(7)：583-587
30 周立信，严静，潘云鹤．一个基于图的多边形拓扑关系生成算法．计算机应用．1999(10)：37-39
31 吴兵，尹伟强，凌海滨．具有拓扑关系的任意多边形裁剪算法．小型微型计算机系统．2000(11)：166-168
32 Weiler K. and Atherton P. Hidden surface removal using polygon area sorting. Computer Graphics .1977(11):214-222
33 杨德麟．数字地面模型．测绘通报．1998(3)：37-38
34 张荣群，严泰来，武晋．数字高程模型(DEM)的建立与应用．计算机与农业．2000(6)：33-35
35 李硕，曾志远．数字地形分析技术在分布式水文建模中的应用．地球科学进展．2002(5)：769-775
36 邬伦、刘瑜等．地理信息系统——原理、方法和应用．北京：科学出版社，2001
37 王家耀．空间信息系统原理．北京：科学出版社，2001
38 郭建峰，归庆明，朱建清．求不规则区域面积的一个数值算法．测绘通报．2001(1)：12-13
39 吴立新，史文中．地理信息系统原理与算法．第一版．北京：科学出版社，2003
40 郭仁忠．空间分析．第2版．武汉：武汉测绘科技大学出版社，2002
41 李志林，朱庆．数字高程模型．第一版．武汉：武汉测绘科技大学出版社，2001
42 Jianjun Wang, Gary J. Robinson, and Kevin White. Generating Viewsheds without Using Sightlines. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing. 2000(1): 87-90
43 Peter F. Fisher. Extending the applicability of Viewsheds in Land Planning. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 1996(11): 1297-1302
2 张时煌，方裕．微型嵌入式GIS软件平台的重要意义及发展动态．中国图形图像学报．2001(9)：900—906
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