黃金玉，姜月華，蘇晶文，張?zhí)?/p>

（1. 南京地質(zhì)調(diào)查中心，江蘇 南京 210016）

空間數(shù)據(jù)庫投影是地理信息研究的基礎(chǔ)操作之一。然而，在使用GIS軟件進行空間數(shù)據(jù)投影時，或多或少都存在操作上的困難，尤其是重復相同操作，無法實現(xiàn)一次操作、批量投影的功能。空間數(shù)據(jù)庫投影系統(tǒng)（CSData）的開發(fā)目標就是簡化這些軟件繁瑣的操作步驟，并合理補充原有GIS軟件欠缺的相關(guān)功能。為此，空間數(shù)據(jù)庫投影系統(tǒng)（CSData）設(shè)計出操作數(shù)據(jù)和投影成果圖件雙可視化界面，實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與投影圖件的雙重管理功能。整個投影過程只需用戶選擇操作目標，系統(tǒng)自動獲取各類參數(shù)、讀取空間數(shù)據(jù)以及存儲投影成果圖件。

1 投影系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計

系統(tǒng)基于MapGIS二次開發(fā)實現(xiàn)[1]。MapGIS二次開發(fā)庫主要提供API函數(shù)、MFC類庫、ActiveX 控件3種方式，CSData系統(tǒng)選擇基于MFC類庫開發(fā)，是由于MapGIS類庫提供了多個可重用基類，調(diào)用內(nèi)部開發(fā)函數(shù)更靈活。原有的GIS空間數(shù)據(jù)投影過程是很復雜的人工交互操作，需要將人工設(shè)置轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)自動獲取，補足相關(guān)功能，使投影更完善、靈活。

投影系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)了3大功能：數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)庫投影以及GIS圖件管理。整體框架如圖1。

1.1 數(shù)據(jù)庫管理功能模塊

原始的GIS軟件沒有數(shù)據(jù)庫管理功能，而用戶可能需要對原始數(shù)據(jù)進行分類投影。為此，投影系統(tǒng)設(shè)計了數(shù)據(jù)庫查詢檢索功能，提供需查詢的數(shù)據(jù)項，進行查詢條件語句編寫，可實現(xiàn)各類條件查詢選項，如大于、小于、等于、并且、或者、不等于等。

用戶也可以根據(jù)需要，通過雙擊相應編輯數(shù)據(jù)框?qū)ν队皵?shù)據(jù)進行編輯修改。在實現(xiàn)這個功能時，程序上采用了特殊處理，在列表中使用編輯控件，修改編輯控件隱藏，在用戶雙擊激活修改功能時，編輯控件獲得所處行列號，置于修改數(shù)據(jù)所處框內(nèi)，完成編輯修改工作。

1.2 數(shù)據(jù)庫投影功能模塊

用戶選定需要投影的數(shù)據(jù)后， 即可以進行投影。系統(tǒng)設(shè)計了自動讀取投影參數(shù)的功能，無需人工輸入操作，大大簡化了原始GIS軟件的步驟。根據(jù)投影需求，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)單位分為度、度分秒和公里網(wǎng)，每一個數(shù)據(jù)單位都有對應的操作菜單，數(shù)據(jù)庫中各項數(shù)據(jù)都會作為屬性自動賦予圖元，投影結(jié)果文件會即時顯示在窗口中。

1.3 GIS圖件管理功能模塊

系統(tǒng)設(shè)計了啟動界面，用戶選擇GIS文件后，GIS圖件即顯示在主窗口中。GIS圖件管理具有瀏覽、編輯修改、鷹眼等功能，對GIS工程內(nèi)部文件也具有文件管理功能。

2 系統(tǒng)界面及功能實現(xiàn)

2.1 投影系統(tǒng)操作界面

投影系統(tǒng)界面主要包括啟動界面、主功能菜單、快捷鍵、樹型目錄菜單、數(shù)據(jù)庫列表窗口、GIS圖件顯示窗口、文件管理窗口和狀態(tài)欄，如圖2。

1）啟動界面。用戶選擇需要投影的底圖，要求底圖具有標準的投影參數(shù)，用戶確定底圖裝入之后，系統(tǒng)啟動主操作窗口。

2）主功能菜單。包括點文件操作、文件屬性操作、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)庫投影操作等，用戶點擊相應功能菜單完成各種操作。

3）樹型目錄菜單。顯示數(shù)據(jù)庫中各類表的名稱，方便用戶點擊完成數(shù)據(jù)庫鏈接工作。

4）數(shù)據(jù)庫列表窗口。此窗戶是結(jié)合樹型菜單和主功能菜單完成數(shù)據(jù)庫的顯示功能。當用戶選擇或者輸入需投影數(shù)據(jù)表名稱后，此窗口自動鏈接相應數(shù)據(jù)表并將全部數(shù)據(jù)顯示在列表窗口中。該窗戶也可用于修改數(shù)據(jù)和顯示檢索數(shù)據(jù)。

5）GIS圖件顯示窗口。當用戶在啟動界面中選擇了投影底圖后，所選工程文件就會顯示在此窗口中?；镜腉IS圖形操作如編輯、查詢、放大、縮小、復位等都可以實現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫投影結(jié)果也會顯示在此工作區(qū)中。

6）文件管理窗口。打開的工程底圖中文件項目情況都在此窗戶顯示，文件名稱、存儲路徑、文件編輯狀態(tài)等都詳細說明，用戶可以改變工程文件的狀態(tài)。

7）狀態(tài)欄。狀態(tài)欄中可顯示兩組坐標單位，一組是投影參數(shù)單位值，一組是經(jīng)緯度值，隨著鼠標的移動可以靈活顯示鼠標所在點位的兩組值。

2.2 自動讀取投影參數(shù)

CSData系統(tǒng)將原GIS軟件需要人工一步步輸入的過程優(yōu)化為系統(tǒng)自動讀取，則需要對其投影原理和相關(guān)數(shù)據(jù)函數(shù)進行剖析。投影參數(shù)結(jié)構(gòu)如下[2]：

typedef struct MAP_PARA struct

{

char type;//空間數(shù)據(jù)水平坐標系類型

char unit;//空間數(shù)據(jù)水平坐標單位,

double mapw;//空間數(shù)據(jù)圖幅理論寬，type坐標系,unit單位

double maph;//空間數(shù)據(jù)圖幅理論高，type坐標系,unit單位

char projType;//空間數(shù)據(jù)投影類型

char earthParam; //空間數(shù)據(jù)參考橢球體參數(shù)類型

double jd0; //空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)左下角經(jīng)度, 數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一采用UNIT_DMS格式

double wd0; //空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)左下角緯度, 數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一采用UNIT_DMS格式

double djd;//空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)經(jīng)度跨度, 數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一采用UNIT_DMS格式

double dwd; //空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緯度跨度, 數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一采用UNIT_DMS格式

double rate;//空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)水平比例尺倒數(shù),無單位

double lon;//空間數(shù)據(jù)中央經(jīng)線經(jīng)度, 數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一采用UNIT_DMS格式

double lon1; //空間數(shù)據(jù)雙經(jīng)線1經(jīng)度, 數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一采用UNIT_DMS格式

double lon2; //空間數(shù)據(jù)雙經(jīng)線2 經(jīng)度, 數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一采用UNIT_DMS格式

double lat;//空間數(shù)據(jù)投影原點緯度, 數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一采用UNIT_DMS格式

double lat1; //空間數(shù)據(jù)雙緯線1緯度, 數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一采用UNIT_DMS格式

double lat2;//空間數(shù)據(jù)雙緯線2 緯度, 數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一采用UNIT_DMS格式

double dx;//空間數(shù)據(jù)圖紙坐標原點在投影坐標系中的X偏移值 ,type坐標系,unit單位

double dy;//空間數(shù)據(jù)圖紙坐標原點在投影坐標系中的Y偏移值,type坐標系,unit單位.

char levelType;//空間數(shù)據(jù)大地水準面類型

double h;//空間數(shù)據(jù)大地水準面與參考橢球面之間的高差, 單位為m

double H;//空間數(shù)據(jù)投影平面與大地水準面的高差, 單位為m

double vRate;//空間數(shù)據(jù)垂向比例尺倒數(shù)

char vUnit;//空間數(shù)據(jù)垂向數(shù)據(jù)單位

char TICtype;//TIC點理論坐標系類型

char TICunit;//TIC點理論坐標單位

char infoUnit;//圖形顯示參數(shù)單位

double infoRatex;//圖形顯示參數(shù)單位值相對于當前數(shù)據(jù)單位值的x比例系數(shù), 初始值必須賦0或1

double infoRatey;//圖形顯示參數(shù)單位值相對于當前數(shù)據(jù)單位值的y比例系數(shù), 初始值必須賦0或1

}MAP_PARA;

以上都是投影參數(shù)，如一一人工輸入會浪費大量時間。CSData系統(tǒng)設(shè)計了初始用戶界面用于選擇GIS工程文件，裝入投影底圖的工程文件后，工程自帶的標準投影參數(shù)就會被系統(tǒng)獲取，并將各數(shù)值后臺賦予上面投影結(jié)構(gòu)中的對應參數(shù)，無需人工輸入。工程文件裝入使用到的接口函數(shù)是_PRJLoadAProject（Char *name,AREA_HINST aInst, Short fastOpen）， 其 中 Char* name表示裝入的GIS工程對象；AREA_HINST aInst表示工作區(qū)實例，由_InitWorkArea函數(shù)創(chuàng)建；Short fastOpen表示參數(shù)默認為0。

通過對函數(shù)參數(shù)的分析，在啟動界面由用戶自行選擇需要的GIS圖件，系統(tǒng)讀取圖件所在路徑進行顯示。通過接口函數(shù)返回GIS工程對象后，通過循環(huán)和大量內(nèi)部函數(shù)獲取參數(shù)值，為投影作準備。

2.3 數(shù)據(jù)庫的批量投影

現(xiàn)有的GIS軟件在設(shè)置完成投影參數(shù)后，只能完成一個空間數(shù)據(jù)投影。CSData將獲取的投影參數(shù)作為系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)保存，而讀取數(shù)據(jù)是根據(jù)用戶選取的數(shù)據(jù)名稱鏈接到數(shù)據(jù)表獲取坐標數(shù)據(jù)，完成的空間投影結(jié)果文件也會自動根據(jù)數(shù)據(jù)表名稱保存。用戶選擇批量投影操作，進入批量投影選擇界面，系統(tǒng)將自動讀取的數(shù)據(jù)庫全部表名都顯示在選擇列表中，用戶選擇需要投影的全部數(shù)據(jù)表，系統(tǒng)會一次將所有數(shù)據(jù)表全部投影，所有投影結(jié)果文件都自動保存在對應的文件目錄下，投影結(jié)束后提示用戶查看。

2.4 系統(tǒng)功能優(yōu)化介紹[3,4]

CSData的核心就是最大程度地減少人工干預。CSData系統(tǒng)的整個投影操作只需要人工交互三步[5-7]：首先裝入需要投影的GIS底圖，而后選擇需要投影的數(shù)據(jù)對象，最后啟動投影程序，系統(tǒng)就會完成所有投影參數(shù)獲取和設(shè)置以及結(jié)果文件保存。CSData系統(tǒng)將專業(yè)性很強的操作都設(shè)計為自動完成，真正實現(xiàn)了“傻瓜式”投影系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)的批量投影功能，也同樣只需要人工干預三步，區(qū)別就是選擇的投影數(shù)據(jù)對象通過多選模式提供給用戶勾選。由于參加投影計算的參數(shù)都是通過內(nèi)部函數(shù)直接獲取，系統(tǒng)通過復雜程序完成判定和賦值，可以充分避免人工錯誤操作產(chǎn)生的誤差和投影失敗的情況。

2.5 系統(tǒng)應用實例

CSData系統(tǒng)已被應用到多個項目中，如地下水污染詳查項目、地質(zhì)災害調(diào)查項目、長三角綜合研究項目、淮河流域調(diào)查項目等。圖3為地質(zhì)災害詳查項目中，將空間數(shù)據(jù)通過CSData完成的投影結(jié)果。

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