GPS、GIS教学案例开发探讨

（武警警官学院，四川 成都 610213）

3S技术是以GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）、RS（遥感）技术采集地理信息,进行空间定位,并向GIS 汇总,进行存储、处理、加工、管理和分析，形成各种与地理信息相关的产品。按照其内容可将地理信息系统分为两大类型：第一类被称为应用型地理信息系统，其内容包括某一专业或工作领域；第二类被称为工具型地理信息系统，它是GIS 工具软件包，可实现GIS的基本功能。本课题的目标是在“教学案例”中实现从GPS接收设备按NEMA0183协议提取数据，与GIS相关开发工具集成，开发成可根据位置信息变换，显示不同地理环境图形及相应参数的教学演示系统。

一 开发方式介绍

当前应用GIS系统开发的主流技术开发方式是集成二次开发，它是指为了实现GIS的基本功能，而采用专业的GIS 工具软件，并以常用的软件开发工具（特别是可视化开发工具）为开发平台，将二者集成开发。

选择集成二次开发方式符合培养应用型人才定位的需要，因此我们选用了VC++(开发GPS 二次开发包)＋MAPX5.0＋MapInfo Professional ＋VB.NET（应用程序开发）＋SQL SERVER7.0的技术模式。

二 MAPX与组件GIS的构成

MapX 具有很强的地图分析功能，它是一种ActiveX 控件产品，基于Windows操作系统。支持多种标准的可视化开发环境，如VC++、VB 等。MapX的空间数据结构是构成GIS的基石，GIS所建立地理图形的空间数据模型，是通过地理空间拓扑结构来实现的，它定义了各空间数据之间的关系，它能实现地理图形与数据库的结合。

单个对象（Object）和集合（Collection）构成了MapX组件。在逻辑关系上，集合包括对象，它是由多个对象构成的。Map对象包含三个分支：Layers、DataSets和Annotations。这三个分支的作用分别是：①Layer：负责操作地图的图层；②DataSet：负责访问空间数据表；③Annotation：负责添加文本和符号。在MapX 中，一个图层表示一张单独的地图，所有的图层都被存储在layers中。在实际运用中，我们应合理地安排好每层的存放顺序，避免一个图层将另一个图层覆盖掉。

在本课题中，我们用VC＋＋开发生成DLL文件，在VB.NET中调用生成的DLL 文件中的函数（与调用WINDOWS API 函数一样）按NEMA0183协议获取从GPS接收设备传过来的定位、时间等数据，存入SQLSERVER 数据库或实时使用。利用MapInfo Professional（试用版）中的绘图工具对学院地图进行创建，仍后通过人工选点利用已经开发的GPS二次开发包获取经度，纬度、高度坐标进行定位。再把存入到SQLSERVER7.0的数据提取出来与开发的图层进行数据绑定生成相应的GST文件。属性数据的表结构文件.TAB定义了地图属性数据的表结构。属性数据文件.DAT 存放完整的地图属性数据。空间数据文件.MAP 具体包含了各地图对象的空间数据。

三 NEMA0183协议与GPS二次开发包

NEMA0183协议是为了在不同的GPS导航设备中建立统一的RTCM 标准(Radio Technical Commission for Maritime Services)差分协议。NEMA0183协议所规定的语句是按照ASCII格式进行串行输出的，传输速率可自定义，缺省波特率为4800。不同的波特率其传输字符串所表示的意义不一样。

ETPGPSLIB 是我们利用VC＋＋自主研发的一个GPS 软件开发包，利用这个ETPGPSLIB可以在32位WINDOWS应用程序中加入全球定位系统的支持。ETPGPSLIB可在任何支持Windows DLLs调用的开发环境中使用，例如：VB，VC，DELPHI，JAVA。ETPGPSLIB 中的API 函数调用与WIN32 SDK API 函数调用方法类似。

我们针对接收机的USB 接口数据传送格式，编写了ETPGPSLIB，通过对指定COM口的访问读取接收机接收到的符合NEMA0183 协议规定格式的数据。在VB.NET 中对接收机的传送过来的数据进行处理，加工后将需要的数据存入数据库中。在MapInfo Professional 开发地理图样，从SQL SERVER 数据库中提取相对应的位置信息数据与图样绑定，生成符合MAPINFO规范的.tab、.id、.map等文件。再利用MAPX 中的Geoset Manager工具生成对应的地图文件.GST。最后在VB.NET的开发环境中调用MAPX 控件，选择已经生成的地图文件.GST。这样一个简单的利用GPS数据，生成GIS应用系统的教学案例就基本完成了。