在复杂应用系统中图结构与GIS组件的应用

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摘要：通信资源的应用可谓无处不在,而要想反映各个资源之间的这种错综复杂的关系，简单的线性结构已不能满足需求,于是图结构的采用成为应用主流。为了能够使得图结构反映的实际地理情况更加形象直观的表现出来,gis技术的应用更是不容忽视。

1引言

目前,大多数系统开发都是基于单纯的图结构组件或者GIS组件开发,但在一些比较复杂的应用开发中(如通信资源拓扑图开发),图结构(Graphic)组件或GIS组件的单纯应用就不能满足需求,而是需要两者的结合应用,即既在需要图结构方式的同时又需要地图背景方式展现通信资源拓扑图。现结合开发过程中遇到的问题,经过探索给出一个解决此类问题的方案。

2图组件应用开发

图是与树类似的一种数据结构,包括顶点和边。图的应用由物理或抽象问题所决定,图的应用也是非常广泛的,如流程图、UML图、交通线路图、网络图、通信资源拓扑图等等。基于图的开发组件也非常多,如JGraph等。

JGraph具有相当高的交互性和自动化,是一套专为图定做的组件。其主要用途是在一些需要表示图结构的应用中,比如流程图、UML、交通线路、网络等等。

JGraph主要包括提供数据源Graph和绘制数据源的GraphPane组件。Graph表示JGraph中的数据模型,为绘制组件提供数据来源。Graph是元素的容器,包括像在铁路交通线路图中铁路站点等类似的顶点元素,或像铁路线等类似的边元素。Graph还提供监听器来管理元素的添加、删除、清除操作。GraphPane是JGraph中的绘制组件。它主要展现具有像通信资源拓扑图这样的图结构性质的数据。GraphPane提供了对图的必要操作,从总体上可以平移、缩放整个拓扑图。支持对顶点的移动位置、改变大小等操作,支持两个接点之间连边,并且可以折叠边。JGraph还提供了开发的基本类型元素,开发人员可以继承基类元素,或设置元素的样式属性定制自己所需要元素。总之JGraph给开发人员提供绘制图结构数据的良好组件。

3GIS组件应用开发

GIS是由计算机硬件、软件和不同方法组成的计算机系统。该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。GIS广泛应用于跟地理要素相关的领域。还有更多领域正在收集和使用空间内容和服务,空间内容和服务是很多价值链和企业工作流的重要组成部分。通信资源拓扑图中地图背景正是空间应用的恰好说明。空间应用开发组件层出不穷,地图绘制控件如开源项目SwingLabs的JMapViewer控件,开源WFS-T和WMS服务器如GeoServer。

JXMapViewer是开发人员在SwingLabs创建的一个开源(LGPL)Swing组件。本质上讲,JXMapViewer是一个特殊的可以绘制地图JPanel。JXMapViewer基本功能可以从WMS服务器上加载地图,JXMapViewer把整块地图切割成无数地图块,当要呈现当前屏幕的地图时,JXMapViewer会根据当前的屏幕地理坐标找到要呈现的地图块,再加载地图块,然后把这些地图块绘制在JPanel上,效果如JXMapViewer运行示例图。地图块提供缓冲机制,加载地图块的时候,地图块会从WMS服务器根据地图块信息去加载地图,已经加载的地图块,JXMapViewer则直接绘制地图块。用户只需将地图添加到Swing应用程序中,操作方法和其他JPanel相同。

Geoserver是一个功能齐全,遵循OGC开放标准的开源WFS-T和WMS服务器。利用Geoserver可以把数据作为maps/images来(利用WMS来实现)也可以直接实际的数据(利用WFS来实现),同时也提供了修改,删除和新增的功能(利用WFS-T)。

4拓扑图对图和GIS组件的需求

通信资源拓扑图是通信设备资源在地理空间中的一个物理布局,常见通信资源拓扑图如光缆资源拓扑图等。光缆资源包括站点、光交接箱、光缆段等,光缆资源需要以拓扑图的形式展现。光缆资源拓扑既需要图结构方式展现资源结构,同时还需要地图背景方式展现光缆资源的地理布局。用JGraph来开发光缆资源拓扑图时,站点、光交接箱刚好构成Graph中的顶点元素,光缆段就构成了边元素,他们交织在一起构成一个图结构的数据,JGraph再用GraphPane绘制光缆资源。JGraph目前不能绘制地图背景,单纯使用JGraph无法绘制光缆资源拓扑图的地图背景。JXMapViewer可以提供地图背景展现地理空间,但JXMapViewer还不能够用图结构方式展现光缆资源。

比较JGraph和JXMapViewer,这两个开发组件各自提供了比较优势力量满足实际的需求。随着应用开发的深入,客户需求不断变化,对图结构和GIS地图空间混合展现的需求越来越多,单纯的应用JGraph或JXMapViewer难以满足此需求。

5图和GIS组件结合开发解决方案

面对图与GIS的混合开发需求,可以结合JGraph和JXMapViewer的各自优势力量,组成新的组件来开发通信资源拓扑图,这种方式就恰好满足了对图和GIS混合的需求。

JGraph主要绘制图结构数据,JXMapViewer主要展现地图背景,根据JXMapViewer绘制地图背景的原理,以同样方式在GraphPane的背景上绘制地图,根据这种方式开发出一个新的带有GIS背景功能的MapGraph。MapGraph提供屏幕坐标到地理坐标的转换,展示的元素按照地理坐标在GraphPane上显示。MapJGraph将重写GraphPane中的漫游、缩放功能。缩放将按照缩放层次加载背景地图,随地图加载元素不改变其地理坐标,将移动其屏幕的坐标适应地图的缩放。漫游也将随着用户对地图移动而加载GraphPane未显示的地图部分,同时加载屏幕外的元素。我们可以用GeoServer提供WMS服务器,为GraphPane加载地图提供服务。

MapGraph具有了展现图结构数据和地图背景的双重功能。运用MapGraph开发通信资源拓扑图,就能够满足拓扑图对图结构和地图背景的需求。

6结语

随着微机的发展和数字化信息产品在全世界的普及,GIS技术的应用已深入到各行各业。如何能使GIS在应用中发挥更好的优势,提高经济效益及扩大应用范围,是所有程序开发人员今后努力的方向。图结构和GIS技术的结合开发突破原有单纯组件开发思想,使得图结构和GIS技术能够更好的发挥优势。