基于GPS/GIS的信息集成技術(shù)研究

潘麗陽 （中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300450）

0 引 言

目前，監(jiān)控中心部分對(duì)GPS數(shù)據(jù)的接收以及對(duì)GPS終端的控制主要是通過計(jì)算機(jī)串口與GSM終端模塊 （手機(jī)接收模塊）相連，然后通過AT指令控制GSM模塊的動(dòng)作來完成的，實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)繁瑣，耗時(shí)[1-2]。如何將GPS目標(biāo)快速而且正確地顯示在地圖上很值得研究。

本文的研究基于靈圖的二次開發(fā)平臺(tái)，靈圖的設(shè)計(jì)采用了美國(guó)微軟公司提出的編程標(biāo)準(zhǔn)——COM技術(shù) （ComponentObject Model）。通過 COM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了整個(gè) GIS（Geographic Information System）的底層，并在該底層的基礎(chǔ)上完成了GPS監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)控件。提供用于GIS管理與GPS監(jiān)控功能的API，開發(fā)可以在各種流行的開發(fā)平臺(tái)下進(jìn)行，將空間信息管理和GPS監(jiān)控融入到應(yīng)用系統(tǒng)中。

1 靈圖二次開發(fā)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)

靈圖二次開發(fā)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。一般情況下，靈圖二次開發(fā)平臺(tái)中不提供自建地圖的功能，而物流配送客戶的空間屬性可能并不包含在靈圖公司提供的地圖當(dāng)中，需要自身創(chuàng)建客戶空間數(shù)據(jù)庫來完成系統(tǒng)與地圖間的結(jié)合。

地圖數(shù)據(jù)是配送系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵一環(huán)，正確有效地對(duì)地圖數(shù)據(jù)分析建模是提高系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。地圖數(shù)據(jù)主要分為兩大類：一類是空間數(shù)據(jù)，反映事物地理空間位置的信息；另一類是屬性數(shù)據(jù)，反映事物的其他信息。圖2描述了配送系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)組成。

圖1 靈圖GIS二次開發(fā)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

2 路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的建立

靈圖的二次開發(fā)平臺(tái)不提供自建地圖的功能，需要自己建立相關(guān)的地圖，也就不能完全照搬其采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但在靈圖的二次開發(fā)平臺(tái)中提供了相關(guān)的地圖操作功能，我們可以根據(jù)自己的數(shù)據(jù)來模擬現(xiàn)實(shí)中的配送網(wǎng)絡(luò)。而路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的建立，能提供對(duì)于以后路線規(guī)劃和路線現(xiàn)實(shí)的支持。

在本文中，路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫采用表1、表2、表3來表示。

圖2 配送系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

表1 節(jié)點(diǎn)信息表

表2 路段－節(jié)點(diǎn)信息表

表3 路段信息表

3 車輛路線圖上顯示

靈圖GIS二次開發(fā)平臺(tái)沒有開放地圖數(shù)據(jù)庫，但提供了對(duì)地圖進(jìn)行操作的接口，根據(jù)自定義的路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫與地圖相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)路線的顯示。

根據(jù)靈圖GIS二次開發(fā)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)，我們對(duì)地圖操作的一般方法為取得當(dāng)前地圖對(duì)象，然后得到所需操作的圖層對(duì)象，然后在圖層對(duì)象上進(jìn)行需要的操作。

比如需要在地圖上添加我們需要的地物對(duì)象的一般方法為：

根據(jù)這種方法，自己定義的車輛路線地圖顯示情況如圖3所示：

4 GPS數(shù)據(jù)的接收

在靈圖GIS組件中，負(fù)責(zé)與GSM連接程序通訊的是LtComLink.DLL組件，它是基于COM連接點(diǎn)、事件驅(qū)動(dòng)的機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。在COM中，客戶與組件之間的通信一般是單向的，也就是客戶創(chuàng)建組件對(duì)象，并通過組件對(duì)象暴露的入接口 （Incoming Interface）調(diào)用組件的服務(wù)。但COM還支持反向通信，組件對(duì)象通過出接口 （Outcoming Interface）調(diào)用客戶接收器實(shí)現(xiàn)服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)雙向通信[3－4]。如果一個(gè)COM對(duì)象支持一個(gè)或多個(gè)出接口，則該對(duì)象是可連接的，稱為可接連對(duì)象 （Connectable Object） 或源對(duì)象 （Source Object）?？蛇B接對(duì)象的出接口也是COM接口，它包含一組成員函數(shù)，這組函數(shù)是由客戶中的接收器而不是組件對(duì)象實(shí)現(xiàn)的，叫出接口。每個(gè)成員函數(shù)代表了一個(gè)事件、一個(gè)通知或一個(gè)請(qǐng)求，對(duì)象激發(fā)的事件或發(fā)出的通知、請(qǐng)求調(diào)用這些成員函數(shù)。圖4所示為連接點(diǎn)基本原。在圖中涉及三個(gè)部分客戶、對(duì)象和接收器：首先是可連接對(duì)象的客戶 （Client），它通過對(duì)象（Connectable Object）的入接口按通常的方式與對(duì)象通信；其次是對(duì)象 （Connectable Object）為了使對(duì)象能反向與客戶（Client）通信，對(duì)象 （Connectable Object）必須得到一個(gè)在客戶中某處實(shí)現(xiàn)的出接口的指針，通過該指針，對(duì)象能發(fā)事件、通知或請(qǐng)求給客戶。這就是接收器 （CSink）要實(shí)現(xiàn)的功能。接收器本身是一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)象，它的創(chuàng)建完全是客戶程序內(nèi)部的事情，是相對(duì)獨(dú)立的對(duì)象，有自己的引用計(jì)數(shù)和接口查詢方法即QuerryInterface成員函數(shù)。

可連接對(duì)象的實(shí)現(xiàn)機(jī)制如圖5所示。在一個(gè) COM 組件，允許有多個(gè)連接點(diǎn)對(duì)象 （IConnectionPoint）。他們可以提供多個(gè)發(fā)生 “事件”的源頭。而管理這些連接點(diǎn)的接口叫做 “連接點(diǎn)容器” （IConnectionPointContainer）。連接點(diǎn)容器接口有 2個(gè)函數(shù)，一個(gè)是FindConnectionPoint()，表示要查找的連接點(diǎn)；另一個(gè)是 EnumConnectionPoints()，表示列出所有的連接點(diǎn)，然后選擇使用哪個(gè)接口。在連接點(diǎn)對(duì)象中不能通過組件對(duì)象的QuerryInterface得到，而只能通過以上連接點(diǎn)容器提供的函數(shù)得到。同時(shí)，每一個(gè)連接點(diǎn)，也可以被多個(gè)客戶端的接收器 （Sink）連接，實(shí)現(xiàn) “事件”相應(yīng)。

根據(jù)以上的思路，只需要根據(jù)GSM連接程序設(shè)定定義的格式來發(fā)送或接收數(shù)據(jù)就能控制終端或者得到需要的GPS數(shù)據(jù)。

圖3 車輛路線模擬

圖5 連接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)制

5 結(jié) 論

利用以上的方法實(shí)現(xiàn)GPS/GIS的配送路線信息集成能取得預(yù)想的效果，具有較強(qiáng)的可操作性。

圖4 連接點(diǎn)原理

[1] 夏定輝，高成發(fā).車載GPS監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].公路交通科技，2004(6):11－13.

[2] 徐雅斌，李昕，張曉宇.基于GPS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)，2003(9):30－33.

[3] 潘愛民.COM原理與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.

[4] 紀(jì)淑琴，王樹明,等.COM中的可連接對(duì)象與連接點(diǎn)機(jī)制及其實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2004(7):44－47.