全 文 ：林 业 科学研 究 1 9 9 5 , 8 (3 ) : 3 4 4一 3 4 7
F o re st R e s ea rc h
基于 W IN D OW S 的地理信息系统 W IN G IS
高显连
关键词 地理信息系统 (G IS ) 、 w IN I洲〕w s 、 数据结构 、 面向对象程序设计
从 8 0 年代起我国陆续在微机上开发了一些通用和专用的地理信息系统 (G IS ) , 它们基本
上是基于 D O S 环境的系统 。 G IS 的核心功能是进行 空间数据和属性数据的管理 , 由于受到
D O S 系统本身的限制 , G IS 在系统界面的开发 , 图形显示 、旋转 、放大缩小 、填充速度 、内存使
用 、输入输出的设备等方面存在许多局限性 。 W IN D 0 w S 提供许多标准 D O S 环境不具备的功
能 : 符合 S A A 规范的包括窗口 、菜单 、对话 框 、控制等特性的公用图形用户界面 , 自动内存管
理 , 模块动态链接 (D L L ) , 队列输入 , 动态数据交换 (D D E ) , 对象的嵌入和链接 (O LE ) , 与设备
无关的图形 , 多任务等 。 W IN D O W S 极大地 发挥了计算机的潜力 , 被越来越多的用户所接受 ,
已逐渐成为一种软件开发的标准 , 因此开发基于 w IN D O W S 的地理信息系统 , 将使 G is 发展
到一个新的高度 。
空间数据管理
输入 、编辑 、
操作 、更新 、
转换 、分析 、
综合 图形
查询 表格
显示
毓回幽一网锚回
一田J居口生一空效库接属数1 W I N G I S 的数据结构
W I N G IS 系统将地图分为四大类 。 ( l) 点
状图 : 反映以坐标点为特征的地图类型 (如居
民点 、车站等 ) ; ( 2) 线状 图 : 反映以线为特征
的地 图类型 (如公路 、河流 、管道线等 ) ; ( 3) 面
状图 : 反映区域地块的地图类型 (如行政 区划
图 , 森林分布图 ) ; ( 4) 等值线图 : 反映每一线
表示某一特定数据的地图类型 (如地形 图 ) 。
一般地 图是 由以上 四种 图形类型复合 而成
的 。
W I N G IS 通过接 口文件实现空间数据和
属性数据 的连接 , 一幅图可以有多个属性数
据库 。 W IN G IS 的属性数据库的标准数据格
式是 D BF 的数据格式 , 同时也接受其它格式
的数据 , 并且可以将 D B F 数据与其它数据格
式的数据相互转换 。 其数据流程见图 1 。
属性 数据管理
输入 、编辑 、
操作 、更新 、
转换 、分析 、
绘图要素设计
线型定义 、填充定义 、 绘 图 要
符号设计 、 素 库
图例设计 、
图 1 W IN G IS 的数据流程
图 1 中的接 口文件是连接空间数据 、属性数据以及绘图要素的纽带 , 各种数据的生成处理
互相依赖 、互相联系 , 从而使得处理的结果满足多种 目的的需要 。
1 9 9 4一 0 6一 2 7 收稿 。
高显连工程师 (中国林 业科学研究院资源信息研究 所 北京 10 0 0 91 )
3 期 高显连 : 基于 W IN I力W S 的地理信息系统 W IN G IS
矢量数据和栅格数据两种格式各有优缺点 , W IN G IS 吸收了两者的优点 , 采用矢量数据和
栅格数据两种格式 , 可以互相转换 。 线状图在进行矢量到栅格的转换时 , 对线的宽度和动态分
段的特性也给予了考虑 。
2 W IN G IS 的功能简介
2
.
1 功能
W IN G IS 的主要功能分成 n 模块 , 具有多级多窗口放大显示 、图形要素分层多颜色显示
等功能 。
(l) 图形输入 : 将原始图形通过数字化仪进行数字化 , 输入到计算机中 , 生成一系列空间数
据库 。
(2) 图形编辑 : 对空间数据文件进行编辑处理 , 并建立相应的空间拓扑关系 。 包括结点 、 多
边形生成 , 封闭检查 ,错误侦察等功能 。
(3) 图形操作 : 对图形 内部和图形之间的各种空间属性进行操作处理 , 形成符合条件的图
形 、数据库 , 包括裁剪 、合并 、选取 、拼接 、 叠加等功能 。
(4) 图形综合查询 : 提供不同空间特征的地物之间相互关系的空间查询 , 空间特征和属性
特征的多条件 、多因子综合查询 。
(5) 数表处理 : 用于属性数据输入 、操作 、分析 、修改 、更新 、数据结构转换 、提取 、查询等 。
(6) 图例设计 : 制作各种图例框架 , 并将字符 、 符号 、线形 、填充图案等置于框架 中 , 形成图
例文件 。
(7) 线型 、填充定义和指派 : 定义制作各种线型 、填 充方式 , 建立线型库和填充类型库 。并按
空间数据和属性数据的特征指派相应的线形和填充类 型 。
(8) 符号制作 :设计制作符号 , 建立符号库 , 作为绘 }原始图形通过输入模块将图形数字化 , 经编辑I
图要素 。
(9) 矢量栅格转换 :对空间数据进行矢量栅格
转换 、 压缩 、恢复 。
(1 0) 数字地形制作 : 建立各种立体地形模型 ,
并将相同地域的平面图叠加到立体模型上显示 ,
图表查询和立体专题图的输出 。
(1 1) 图形输出 : 将各种绘 图要素按空间属性
特征进行指派 , 或按专题图的需要进行指派调整 ,
形成复合地 图的输出文件 , 并在各类图形输出设
备中输出图件 。
W IN G IS 的功能流程见图 2 。
2
.
2 界面
W IN D O W S 界 面 的 核 心 是 窗 口 。
W IN G IS 共有 1 个模块 , 每个模块是一个主
窗 口 , 每个主窗 口 又各有多个显示 、 控制 、状
态等子窗口 。 其窗口 格式如图 3 , 窗口可以任
操作模块生成具有一定含义的空间数据库
}
原始属性数据经数表模块处理 , 根据空间数据
的特征生成有关的属性数据库
通过调用接 口文件 进行空间与空间 , 空间与属
性的综合查询
通过 调用空间属性绘 图要素接 口进行各种指派
调整 , 生成各种复杂的地图类型 , 通过打印机和
绘图仪输出
图 2 W IN G IS 的功能流程
标题栏
菜单栏
工具栏
工作
宙 口
工作
窗口
状 态栏
图 3 W IN G IS 的窗 口格式
林 业 科 学 研 究 8 卷
意移动 、放大和缩小 。
(1) 菜单 : w 1N G IS 的功能通过菜单来实现 , 而不是通过命令来实现 。各模块有自己的菜单
栏 。 为保持程序风格的一致 , W IN G IS 的各个模块在文档栏 、选项栏 、帮助栏设计了近似的内
容 , 如编辑模块 的菜单栏为图 4 所示 。
}图形编辑1
} } } } } } } }巨夏口 巨蓝口 匡查〕图 压口 }多边形 } 「亘司 匡三司 【画圈
} } } } } } } !四圈圈 线选择添加线连接线删除线合并线分离线
线相交
线延伸
线清除
线等级
昌圈剔黔
图 4 w IN G Is 编辑模块的菜单栏
(2 )图标 : W IN G IS 在 W IN D O W S 环境中独立建成一个 W IN G IS 分组 , W IN G IS 的 1 1 个
模块分别是 W IN G IS 分组中的一个程序项 , 每个程序项直观表现 为一个图标 , 每个图标的图
案清楚地表示出所代表模块的功能 。用户可通过键盘或鼠标启动相应的程序 。w IN G IS 分组和
各个模块的图标是在进行系统安装时由安装程序建立的 。
(3) 光标 : W IN D O W S 提供了数种系统光标 , 用于标志运行时的各种状态 , W IN G IS 中使
用的光标多数为系统光标 , 但也设计了多种自用的光标 , 如手型光标 、剪刀型光标等等 。
(4 )对话框 : W IN D O W S 中的一个用途很广的资源是对话框 。 w lN D O W S 与用户间的交
互对话 多数是通过对话框来进行的 , 系统本身提供了若干公共对话框 , 如字体 、颜色对话框等 。
w IN G ls 设计 了几十个对话框 , 如文件打开关闭对话框 、图形颜色对话框 、参数选择对话框 、屏
幕缩放对话框 、滚动棒设置对话框等 。通过对话框可以输入各种参数 , 如滚动棒的步距 , 屏幕的
范围值等 。
(5) 位图 : W IN G IS 设计了多个位图 , 如按钮上的位图 、安装程序上的位图等 。 W IN G IS 在
进行图形输 出时可以将卫星影像或其它图片做为底图输出 , 查询模块也可 以查询某一空间特
征的图像信息 , w IN G IS 对这些图像 (影像 )是做为位图来处理的 。
(6) 工具按钮 : W IN G IS 的 多数模块提供了按钮功能 , 每个模块的按钮约有 10 ~ 20 个 , 程
序的主要功能都可通过按钮来驱动 。
(7) 帮助 : w IN D 0 w S 程序的一个 良好的界面就是随机帮助 , w IN G IS 中所有模块都提供
了这一功能 , 用户可随时通过帮助来了解程序的功能和操作方法 。
3 W IN G IS 的几点实现方法
D O S 环境下采用的是 自上而下的结构设计方法 , w IN G IS 采用的是面向对象的程序设计
方法 (O O P ) 。
(1) 基类的构造 : w IN G IS 是用 B O R L A N D C + + 语言开发完成的 。 w IN G IS 构造一个基
3 期 高显连 :基于 W IN D( )W S 的地理信息系统 W IN G IS 3 47
本类 CL ASS T G is Ba se , W IN G is 的基本特征均封装在此基本类中 , 里面封装了一百多个数据
成员和函数 , 包括空间分配 、图形显示 、系统设置 、等数据和函数 , W ING IS 的多数模块是从此
基本类中继承而来 。
(2) 内存管理 : w IN D O w S 对 D O S 的一个重要突破是保护模式的使用 , 程序可以访问
1 02 4 K B以上的高地址内存 。 W IN G IS 充分利用这一特点 , 设计了一整套的内存分配 、释放的
函数 B B 空间数据和属性数据全部装入内存中处理 , 大大地提高了处理速度 。
(3) 图形显示 : W IN G IS 的图形显示使用的是虚拟窗口 , W IN G Is 虚拟了一个 2 04 8 x
2 0 4 8大小的显 示窗 口 , 而 目前的 V G A 显示卡最多只能达 到 1 0 2 4 X 7 68 的分辨率 , 因此
W IN G ls 设计了漫游功能来实现 2 0 48 x 2 04 8 的窗口功能 , 用户可以任意调整显示窗 口的大
/J
、 。
4 W IN GI S 的软硬件配置
软件配置 : W IN D O W S + 中文系统 。
硬件配置 : (1 )低配置 : 微机 + 打印机
其中微机基本配 置为 3 8 6 内存 4M
; (2) 高配置 : 微机 + 打印机十数字化仪+ 绘图仪 。
以 。w IN G IS 是一套通用地理信息软件 ,
环境保护等不同领域 。
以上 , 硬盘 40 M 以上 , 打印机 、绘 图机各种型号均可
可以广泛应用于农 、林 、水 、国土规划 、交通 、城镇规划 ,
A B r ie f In tr o d u e tio n o f
Sys te m u n d e r
W IN G IS A G
e o g r aPhy In fo r m a tio n
W i
n d o w s O Pe r a tin g Syste m
G a o X ia
r之lia n
A b st r a e t W IN G IS
,
w h ie h 15 a g e o g ro phy in fo r m a t io n s y、te m b a s e d o n m ie ro
一e o m p u t e r
s y、re m
,
w a s d e
v e lo p e d w lrh r he B o r la n d C + + la n g u a g e
,
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一 o r ie n r ed p r o g ra m
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.
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he W IN G IS m ak e s fu ll u s e o f th e a d v a n
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f he W IN G IS h a s a n e x e e lle n t u s e r in te r fa e e a n d h ig h e ffie ie n ey to p ro e e s s
s p a tia l a n d a t rr ib u te d a t a
, a n d e a n be w id e ly u s ed in a g r ie u lt u r e
,
fo r e s t r y
,
h yd r o lo g y e te
,
K e y w o r d s G e o g r a p hy In fo r m a t旧 n Sy s t e n , (G IS ) , W IN I) O W S , d a r a s t r u e t u r e , o b ie e t -
o r ie n re d p r o g r a m d e sig n
G a o X ia n lia n
,
E n g in e e : (T h。 R e s o a r e l、 In s t iru 一。 o f F o re s z R 。、o u r e c In fo r n la tio n T e C I、n iq u e s . c A F Be ijin g 1 0 0 0 9 2 )
.