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地理信息系统(GIS)是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算 分析、显示和描述的技术系统。处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。

功能特点

1、 绘图系统

电子地图可以根据当前图幅的大小自动计算地图浏览的边界,并且对最小和最大显示比例进行调整。全图显示时,视图刚好能够覆盖当前图幅上的所有地物。在电子地图绘制方面,我们抛弃了传统的GDI绘图方式,采用最新的Microsoft DirectX绘图技术,不仅大幅度提高地图绘制效率,且电子地图在缩放和漫游过程中显示更为平滑,不会出现闪烁的现象。

2、 缩放

对电子地图进行放大和缩小,是使用者在操作GIS系统中发生频率最高的动作。在传统的地理信息系统平台中,通常有放大和缩小两种地图工具,很多时候使用者不得不在两种这工具间来回的切换对电子地图进行浏览。

在NewrandGIS中,我们除了提供这种传统的缩放方式之外,为了提高使用者进行地图缩放的操作便利性,更对地图缩放这项常用操作功能进行了全新的设计。

在这种新的操作方式中,同样可以对电子地图进行无级缩放,操作方式主要有两种:

鼠标选择缩放:

选择“地图缩放工具”后,当鼠标移动至地图窗口上方时,鼠标指针形状变为“放大镜”的图标。

进行放大操作时,用鼠标在地图上从左上角至右下角框选一个区域(这也是使用者最常用的框选方式),则所框选区域放大至整个地图窗口。

进行缩小操作时,采用非从左上角至右下角选取的框选方式,如从右至左选取或从下至上选取,则当前地图窗口的内容会缩小至所框选的区域内。

缩放操作过程中,在保持缩放中心点不变的情况下,系统可自动调整框选区域的长宽比例以适应地图窗口的长宽比例;

鼠标滚轮缩放:

电子地图还支持鼠标滚轮缩放,只要地图窗口处于激活状态下,即可使用鼠标滚轮对地图进行缩放操作,向上滚动为放大,向下滚动为缩小,如下图所示:

另外,通过操作鹰眼窗口,也可以达到对地图进行缩放的目的,关于这部分功能将在鹰眼窗口小节中详述。

通过对缩放的改进,使用者无需频繁的切换地图放大和地图缩小工具,可以更为方便快捷的完成地图缩放操作。

地图缩放前后效果如下图所示:

点击观看大图

3 、漫游

通过漫游功能对地图进行浏览同样是使用者非常常用的操作。在传统的地理信息系统平台中,通常通过漫游工具完成此项操作。使用者常常不得不在缩小、漫游这几个工具上反复切换。为了简化使用者的操作,我们对地图的漫游功能也进行了重新设计,除了支持传统的漫游方式外,还提供了中键漫游以及地图卷动条等功能。

选择“地图漫游工具”后,当鼠标移动至地图窗口上方时,鼠标指针形状变为“手掌”的图标。这时可以使用传统方式拖动地图。

采用鼠标中键漫游时,只需在地图窗口上方按下鼠标中键,轻轻挪动鼠标即可进行自动漫游。漫游方向在以按下鼠标处为起点,以当前鼠标位置为终点的沿线上;漫游的速度与按下鼠标处与当前鼠标位置的距离成正比。漫游速度和方向随着鼠标的移动作即时的调整,因此使用者可以非常方便的控制电子地图的漫游。

在地图窗口的左侧和底部分别放置的垂直和水平滚动条,通过拖动滚动条,也可以对地图进行漫游。

在传统的地理信息系统平台中,漫游过程中通常会出现反白现象。我们通过对底层数据访问机制以及绘图效率的改进,解决了漫游中的反白问题,实现了地图的平滑漫游,且在平滑漫游的过程中,仍可以完成地物的自动避让以及动态注记。由于实现地物避让和动态注记需要的运算量较大,在传统的地理信息平台中要在漫游过程中实现动态注记基本上是不可能的。

通过对操作方式的改进,使用者只要使用鼠标操作即可完成对电子地图的缩放和漫游,无需在各种工具按钮之间进行频繁切换,大大提高了操作效率,同时也增加了系统的易用性;按下鼠标中键就可以实现快速、准确的浏览,流畅而且刷新极快,不会出现闪白现象,标注点会自动避让并且是实时地进行注记,所有的地物名称都会随着屏幕显示区域移动。一般视图下漫游速度可以达到30帧/秒,平滑流畅。

4、 地物查询

NewrandGIS提供了方便灵活、形式多样的地物查询功能,主要包括关键字查询、门牌号码查询、交互式选择查询、参数式查询、公交查询等。

关键字查询是指使用者通过输入地物名称的关键字进行查询,系统具有强大的模糊查询能力,使用者可以像使用搜索引擎一样使用本查询功能,如查询包含有“广州”和“大学”两个关键字的地物,只要在查询框中输入空格风格的关键字即可,形如“广州 大学”。使用者也可以直接输入连续的单个或多个关键字,如使用关键字“银农”进行查询,可以找到“农业银行香洲支行”、“珠海经济特区农村信用合作社银坑分社”、“中山市坦洲农村信用合作社银湾分社”等。

Newrand将所有地名统一起来,通过地名索引模块实现了模糊地名搜索。与传统的模糊搜索方法不同的是:传统地名搜索需要遍历整个地名数据表,在数据量较大时非常慢,而新的模糊地名搜索算法充分结合了地图数据库的特征,缩小了搜索范围,使搜索的平均IO访问量大幅降低,从而大大提高搜索速度,使经过优化的关键字查询具有较高的效率,如:在珠海市区电子地图上使用“珠海”作为关键字进行查询,遍历节点6344个,找到结果1160个,耗时0.8秒;在珠海市区电子地图上使用“珠海大”作为关键字进行查询,遍历节点6344个,找到结果77个,耗时0.1秒。

交互式查询是指使用者通过鼠标在地图上进行圆选、框选等操作进行查询,系统可列出选择范围内的查询结果。

对整个珠海市区内的地物进行框选查询,找到结果5681个,耗时3秒;对市区内约一平方公里的区域进行框选查询,找到地物223个,耗时0.1秒。

门牌号码查询是一类较为特殊的地物查询。该查询要求地物数据在进行组织时需遵循 一定的数据制作规范,具有完整的地物编码信息,或在地物的空间数据中包含区域、所属路段、门牌号码等信息。使用者可以进行门牌号码与地址的双向查询。

5、 路径分析

路径分析方面我们采用了目前国际上最先进的A-STAR算法,具有较高的分析效率和理想的算法性能。并结合了可定制的优先权设置系统,可以完成距离最短、时间最短、最优路径等形式多样的路径分析功能。距离最短路径是指路径全长的里程数最小,时间最短路径是根据路段长度与道路等级、车道数等关联因子加权运算后计算的总行程时间最小,最优路径是指系统自动综合距离、时间、道路等级等因素,向使用推荐的效率较高、道路等级也较高的路径。

目前系统支持的道路分级包括省道、国道、高速公路、高架公路、立交桥、市区一级道路、市区二级道路、市区三级道路、市区四级道路、郊区一级道路、郊区二级道路、郊区三级道路、郊区四级道路、县乡道、公园路等。

系统从数据结构基础上支持单行线、禁左、禁右、路阻路障、道路通行效率等参数。

使用者只需简单的输入出发地与目的地的名称,系统可先对名称进行模糊查询,接着自动进行路径搜索。使用者也可以在选择“路径搜索工具”后,直接在地图点选出发地、一个或多个途径地点、目的地来完成路径搜索。路径分析完成后,系统会列出沿路经过的所有路段,以及线路的总长度,并作步行时间、车行时间、油费、油耗等估算,使用者可以点击各路段进行突出显示。

完成横贯珠海市区的路径分析,从“拱北公共汽车站出发”至“珠海市疗养院”,途径国防路、桂花南路、桂花北路、粤海中路、侨岭街、岭南路、迎宾南路、迎宾北路、柠溪路、紫荆路、翠香路、情侣中路、情侣北路,分析结果路径总长度为15083米,分析耗时0.2秒。

路径查询效果如下图所示:


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6 、测量

系统还提供了电子地图的测量工具,包括“距离测量工具”和“面积测量工具”。

选择“长度测量”工具后,在地图上选取要测量的起始位置,单击鼠标的左键后依次点击想要停顿的点直到终止位置,系统自动将各点击点连接成一条折线,如果您要测量的范围超出屏幕的范围,按下鼠标中键即可进行漫游滚屏,到达测量点后可继续测量过程,双击鼠标左键结束操作,系统将为您计算该折线的长度。您不仅可以查询到两条街道的空间距离,而且如果沿道路选取折线还可以得到实际距离。

系统除了对长度进行计算外,还可以对车辆油耗、行驶时间、步行时间、出租车资费等进行估算。出租车的起步价格、开始计程时间、每公里价格等参数均可由系统管理员根据实际情况进行定制。

距离测量如下图所示:


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选择面积测量工具,在地图中单击鼠标左键选取要测量的图形区域后形成一封闭多边形,双击鼠标左键后,系统将为您计算所选取的多边形区域的周长及面积等参数。


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