基于组件对象模型技术的电子海图应用系统的设计

基于组件对象模型技术的电子海图应用系统的设计

路辉[1]2002年在《基于组件对象模型技术的电子海图应用系统的设计》文中提出本论文选题来源于国家海洋局的“基于电子海图的海洋调查自动化系统”。该系统是电子海图在海洋信息方面的一个应用,此系统建立了自动化系统地图图库,并在其基础上实现对海洋信息的数字化管理。 首先本文遵从软件工程的要求,从系统的整体高度出发,自顶向下、逐步分解、逐步细化对电子海图应用系统进行了各方面的分析,针对电子海图应用系统受当时软件开发环境影响产生的局限,提出了组件化电子海图应用系统的设计思想,同时把面向对象的思想引用到电子海图应用系统中,提出了总体方案,在此基础上进行了软件编程和调试工作,现已通过试运行,并获得了很高的评价。 为了将各项操作和特征完全不同的功能归于一个系统体系下,并进行统一的规划和管理,提出了将组件对象模型技术应用到电子海图应用系统中,并利用了控件化的管理机制。这一创新性的思想为整个系统的顺利开发指明了方向,使系统功能得以有效实现。 在开发组件式电子海图应用系统过程中,为了实现其语言无关性和可移植性,提出了利用活动模板库技术作为组件化开发工具,并利用Visual C++和Delphi混合编程来验证了相应的特性。 最后对本课题所完成的实际工作和所取得的结论性成果以及未来发展方向进行了概括和总结,从软件继承性等方面对组件式电子海图应用系统的优越性加以阐述,并对各种特性进行了实际的数据对比,给出了实际对比的图表分析。本课题具有广阔的发展前景。

张安超[2]2008年在《基于组件技术的船舶叁维导航系统的研究》文中研究指明纵观船舶导航系统九百多年发展,它经历了一个从原始到现代、由机械到电子、由人工到自动、由局部到全球、由独立到综合的低级简单到高级复杂的发展过程。目前以电子海图为核心的综合船桥导航系统(IBS)可以有效集成各种电子导航设备信息并实现综合分析显示,极大减轻驾驶员工作压力,有效提高船舶航行安全性。然而目前二维电子海图系统和其他二维地图一样,其本质都是基于抽象符号的系统,不能直观还原自然界的真实面貌且易形成抽象多义化,给使用者的辨识和符号意义还原带来困难,叁维电子海图系统的研发已成为电子海图系统一个重要的发展方向。本文通过了解叁维GIS系统研究现状,认真学习叁维GIS系统的开发思路和具体方法,借鉴现有叁维GIS系统开发经验教训,结合水上地理信息特点,最终选择采用基于组件技术的二次集成开发实现叁维船舶导航系统。组件技术是基于COM接口规范的软件开发方法,采用组件技术可以方便实现程序升级、组件重用和网络化应用等。利用成熟的叁维GIS技术生产叁维虚拟场景基础数据,同时根据船舶导航实际需要建立船舶导航综合数据库,并对现有成熟的二维电子海图平台进行技术拓展,在可视化集成开发环境Visual C++下利用组件技术建立基于数据库与Socket通信的同步、互响应、弱耦合的船舶叁维导航系统,在叁维场景中实现基本的叁维导航功能并体现各种导航功能的叁维可视化效果,最终形成一个以二维平台为主并辅助以叁维可视化场景的综合导航系统。驾驶员在航行过程中可以根据需要随时实现二、叁维切换,进一步提高船舶航行安全。

曲英涛[3]2006年在《海洋调查综合管理信息系统研究与实现》文中进行了进一步梳理本论文选题来源于“海军海洋调查综合管理信息系统”项目。该系统是以电子海图为信息平台,集成海洋调查各类信息,实现对海洋调查全过程信息的科学化和规范化管理。 在论文工作过程中,利用当今世界软件开发和维护的主流技术,利用组件对象模型以及数据库系统理论,通过软件工程化的分析,运用面向对象的设计理念完成该系统的设计与开发。 本文通过对海洋调查需求的分析,提出了实现海军海洋调查综合管理信息系统设计方案,并完成了系统的各功能模块的详细设计;针对目前现有电子海图的平台兼容性差、开发效率低、升级困难等问题,提出了利用组件对象模型的思想来改进电子海图底层实现的方案;依据应用该系统的决策和实施人员的不同目标设计了数据库结构;最终以Windows系统为平台、利用ATL组件开发工具、ODBC数据库开发技术、MFC界面设计技术进行软件编程和调试工作。该系统现已通过试运行,并获得了使用部门的认可,正准备系统验收。 基于组件式海洋调查综合管理信息系统具有可移植性强、易于扩充、稳定等特点,本课题为提高海洋调查管理的质量和决策水平提供有利的支持手段。

朱博麟[4]2008年在《基于B/S结构的船舶远程监控系统设计与实现》文中研究表明针对目前我国航运企业对海上船舶安全监控的迫切需求,本文设计并实现了一种基于B/S(Browser/Server)体系结构的船舶远程监控系统。该系统以WebGIS为基础,利用J2EE技术和动态网页技术,实现了船舶监控信息及时准确的发布,为用户提供了方便快捷的船舶监控服务。本文研究了基于B/S结构的船舶远程监控系统的设计方案和实现过程,全文共分六章:第一章为论文的绪言部分,介绍了课题的选题背景、课题研究意义和国内外研究现状,并阐述了本论文的研究目标及内容。第二章首先介绍了船舶监控系统的基本概念。其次从理论方面介绍了可用于实现B/S结构船舶远程监控系统的各种相关技术,并对这些技术的优缺点进行了分析比较,选择出适合于实现本系统的几种实用技术。第叁章主要介绍系统的设计方案。介绍了船舶远程监控系统的用户需求,设计了系统的功能和整体架构,对系统服务器端和客户端进行了详细的分析与设计。第四章主要介绍B/S结构船舶远程监控系统服务器端的具体实现过程。论述了电海图空间数据的处理过程和电子海图符号化工具的实现过程,阐明了船舶监控应用服务器的业务逻辑层和数据持久化层的实现过程。第五章主要介绍B/S结构船舶远程监控系统客户端的具体实现过程,其中包括电子海图导航工具、ERBL(Electronic Range and Bearing Line)工具和在Web电子海图上标绘船舶监控信息的实现过程。系统客户端的实际运行效果验证了,本论文提出的以B/S结构实现船舶远程监控系统的设计思路和实现方案是正确可行的。第六章对整篇论文进行了总结并对未来需要做的工作进行了展望。

蒋岳志[5]2004年在《组件化海图显控系统的研究与实现》文中提出电子海图应用系统作为一种新型的导航设备,它已经带来了航海领域的一场技术革命。但是随着电子海图应用系统应用范围的日益扩大,其面临的各种问题也日益突出。如标准化程度低、平台兼容性差、系统软件退化严重、,软件的开发仍停留在低效率的手工开发阶段等等。本文针对这些问题,提出了电子海图应用系统的组件化设计思想。 本文首先对组件化软件设计技术和思想进行了较为深入的探讨。详细的分析了组件对象模型COM的特性、结构以及在系统中的实现途径。在此基础之上,给出了一个灵活实用的海图组件外部结构模型。然后用图示的方法对包容、聚合两种复用模式在组件中的应用原理做了明确的分析与研究。同时还针对当前海图应用程序中海图实时旋转这样一个难题,分别就注记动态标注、海图快速旋转、坐标转化叁个方面给出了较好的算法。 在开发组件化电子海图应用系统过程中,为了开发出体积更小、效率更高的海图组件,提出了利用活动模板库技术作为组件化开发工具,并利用Visual C++和Visual Basic混合编程来验证了相应的特性。 最后对本课题所完成的实际工作和所取得的结论性成果以及未来发展方向进行了概括和总结,从软件继承性等方面对组件式电子海图应用系统的优越性加以阐述。本课题的延续和完整将彻底的提高ECDIS的性能。

熊卫刚[6]2005年在《基于COM技术的航路编辑器系统设计与实现》文中指出本论文选题来源于“基于电子海图的航路编辑器系统”。该系统是电子海图在海军航线规划以及航路模拟演示方面的一个应用,此系统建立航线的分层次管理机制,并在其基础上实现对航线的数字化管理。 本文针对目前现有电子海图的平台兼容性差、开发效率低、升级困难等问题,提出了利用组件对象模型的思想来设计电子海图底层实现。首先对组件对象模型原理和思想进行了较为深入的探讨。详细的分析了组件对象模型COM的特性、结构以及在系统中的实现途径。 然后对该系统进行了工程化分析,分析并设计了系统的总体方案。确定了以Windows系统作为开发平台、ATL为组件开发工具。并深入研究了应用模块所需要的关键技术。 在开发海图组件的过程中,为了验证其语言无关性,利用Visual C++和Visual Basic编程进行测试并达到预期效果。进一步研究了Windows平台下的图形显示及操作技术,在此基础上进行了上层应用模块的软件编程和调试工作,现已通过试运行,并获得了较高的评价。 最后对本课题所完成的实际工作和所取得的结论性成果以及未来发展方向进行了概括和总结,从软件继承性等方面对组件式电子海图应用系统的优越性加以阐述。本课题的发展和完善将彻底的提高电子海图的性能。

黄洁[7]2008年在《基于ArcGIS组件的电子海图显示系统的研究与实现》文中研究表明本文重点研究电子海图显示系统的构建与实现问题,该系统的实现是基于ARCGIS组件的二次开发。该系统以与电子海图相关的国际标准S-57,S-52以及性能标准为依据,内容涉及到航海数学、图形处理技术、面向对象技术、数据库管理技术、GIS技术等多个技术领域。在海图数据存储上采用了当前最流行的面向对象数据模型,即ARCGIS中的GEODATABASE数据模型。通过对S-57和S-52两项国际标准的研究,深入了解海图的数据存储结构以及显示规范,并深入研究GEODATABASE中海图格式数据的存储方法,即如何将000格式的海图不遗失主要数据信息地存储于GEODATABASE。将后缀为000格式的电子海图转换为GEODATABASE数据模型,通过对GEODATABASE数据模型中的特征数据集、特征数据集中的特征类等的操作,来完成具体物标的组织、维护、管理。在数据显示上,以S-52表示库的内容为依据,以自定义符号库文件为指导,以各图层相应要素的渲染为主线,完成海图的S-52显示。并通过对ARCGIS组件的二次开发,在对图层进行相应的要素编辑后,能实现GEODATABASE数据模型转换为符合S-52与S-57规则的后缀为000的电子海图格式。并且,还提供物标要素间方位、距离的测量,GPS导航等功能。论文分五章介绍本人所从事的研究工作。第1章介绍了有关电子海图显示与信息系统的概念和发展情况,以及研究电子海图显示系统的重要性。第2章研究了IHO数字海道测量数据传输标准(即S-57规范)和ECDIS海图内容与显示规范(即S-52规范)。第3章讨论了ARCGIS组件开发的关键技术。其中涉及叁项技术,COM技术、ARCOBJECT技术以及GEODATABASE模型技术。第4章介绍了该显示系统的设计及实现。该章是本论文的主体。第5章为本论文总结。

刘厂[8]2008年在《基于组件技术的国际标准ECDIS设计与实现》文中进行了进一步梳理电子海图显示与信息系统(Electronic Chart Display and InformationSystem.ECDIS)是随着航海事业及科技的发展而产生的一种集成式的实时导航信息系统,已经成为现代航海中不可缺少的辅助导航、保障航行安全的工具。因此,研究电子海图国际标准,开发具有独立知识产权的ECDIS具有十分重要的意义和不可估量的经济价值。本文以ECDIS的研制开发为工程背景,深入研究了ECDIS相关的国际标准,实现了电子海图显示平台的组件化,并在此基础上完成了应用系统的开发。论文的主要工作如下:详细分析了S57标准电子海图数据模型、数据结构以及封装标准,研究了S52标准表示库的组成结构,设计并实现了高效的系统电子海图(SENC)和表示库。根据国际ECDIS性能标准,确定了ECDIS的功能结构,把系统设计成电子海图显示平台与应用系统两大部分。分析了传统电子海图系统开发方法中存在的弊端,确定了先把显示平台组件化,在此基础上开发应用系统的软件开发方法。深入研究了面向对象的COM组件模型,完成了电子海图显示平台体系结构设计和组件结构设计;详细设计了电子海图显示平台组件接口并利用ATL技术实现了该组件。利用统一建模语言UML完成了国际标准电子海图应用系统的分析和设计,实现了系统的用例图、类图、序列图和活动图的建模。在Windows平台下完成了国际标准ECDIS的开发。在ECDIS的开发过程中,组件化技术的应用把显示平台与应用系统分割开来,既保证了系统的稳定性和可靠性,又可以实现系统的无缝集成,同时有利于应用系统功能的扩展与维护。

甘朝华[9]2014年在《无缝多尺度电子海图数据组织及其应用研究》文中研究表明随着电子海图显示与信息系统(ECDIS)的强制安装、IMO e-Navigation战略的实施以及海洋和海事地理信息系统应用的深入发展,海道测量最主要的成果电子海图的应用显现了巨大的社会价值。但是,随着电子海图技术的广泛应用,现有标准的限制性也暴露无疑,难于满足未来以提供地理信息服务为目的的应用需求。为此,IHO于2010年颁布了S-100通用海道测量数据模型,以适应海事和海洋领域对地理信息服务的新需求,也满足下一代ECDIS的要求。针对这一即将到来的巨大变革,本文认为电子海图技术的研究与应用,应从以“海图”为中心向以“数据”为中心转变,从根本上解决目前基于S-57的电子海图技术对海事和海洋地理信息研究的束缚。本文从全球范围电子海图数据组织的角度,运用面向实体的思想方法,基于空间信息多级网格(SIMG)理论建立了统一的海事空间信息组织框架,对电子海图数据实现横向无缝与纵向多尺度的组织,以实现以空间数据库为基础的电子海图应用系统的友好的显示用户体验。具体研究内容包括:1.深入研究了S-100通用海道测量数据模型和S-101电子海图产品规范。着重分析了几个与本文研究直接相关的内容:框架结构、通用要素模型、空间模式以及电子海图的应用模式、要素目录、要素对象标识、几何要素和数据以及显示比例尺等等。由于S-100是基于ISO19100地理信息系列标准的,可以使用传统GIS领域成熟的理论基础和技术方法,并且可以为海道测量领域引入更多的空间信息数据源。S-100/S-101的叁个新特性为本文研究提供了重要的理论基础。其一是面向对象-关系的建模方法,S-100使用UML进行描述,定义了地理空间要素类以及类对象之间的关联、聚合和组成等关系,便于要素对象的数据库描述;其二是要素的依比例和不依比例分类,极大地方便了本文基于无比例尺概念的空间要素建模(要素实体在数据库中只存储一次,但可以多个尺度表达);其叁,使用显示比例尺的概念替代了原有的编辑比例尺概念,使得多尺度表达(比例尺区间)可以从应用需求出发进行划分,而不是从数据角度划分,并在此基础上提出了依比例和不依比例数据集的概念。但是,基于S-100的S-101电子海图并没有使用空间数据库技术进行描述,仍然是基于海图分幅的方法组织数据,本文的研究内容之一就是完成基于海图分幅的ENC数据组织向无缝多尺度空间数据库组织方式的转换。2.电子海图分幅、分散和重迭的组织现状,为基础数据的采集、海图生产与管理带来诸多的问题,难于满足以“数据”为中心的地理信息服务的需求,本文把网格技术引入到海道测量领域的研究之中,基于我国学者李德仁院士提出的空间信息多级网络(SIMG)建立海洋空间数据统一组织框架,实现了电子海图数据的网格化管理,解决海图分散、重迭的无序组织方式,提高数据的管理效率,并有利于空间数据库的实现,解决电子海图数据的全球共享问题。本文从分析电子海图数据的特点入手,在充分理解SIMG的理论体系的基础上,解决了电子海图网格化的叁个重要问题:网格的定义、空间要素的网格化和空间要素的拼合。实现了一种使用网格线作为切割线的复杂多边形的切割算法,高效地实现了空间几何要素的网格化和还原。3.无缝电子海图数据组织是海事空间信息统一组织框架的重要内容之一。从电子海图的缝隙产生原因及其在显示用户体验上的不友好性入手,基于海事空间数据的无缝组织理论,使用空间数据库技术,对电子海图数据实现管理,实现全球范围的空间数据的组织与显示。鉴于电子海图数据来源都是分幅组织的,本文制定了电子海图的无缝编辑规范,以保证编辑的数据能够被很好地用于电子海图数据库的建库工作。最后,基于SIMG理论,建立了要素实体的网格化无缝数据组织方法,在物理上保证数据存储的高效性和快速的数据索引,同时保证在逻辑层面上网格化分割的透明性,即要素查询结果和显示是无缝的。4.海事空间信息统一组织框架的另一个重要研究内容是电子海图的多尺度数据组织与表达。相比较传统GIS空间数据而言,电子海图数据差异性明显:其一,电子海图是自由分幅的、非全覆盖的,有别于地图的按方里网全覆盖组织;其二,现有电子海图数据尺度层次较少(6个航海用途,但是同一区域通常只有3到4个尺度的数据覆盖),难于满足自适应、智能缩放的需要。本文采用面向实体的建模方法对空间要素建模,与S-100数据模型相适应,利于对象-关系数据库的实现。本文实现了一种面向实体无比例尺思想的多尺度数据组织方法,把电子海图按用途分成6层骨架数据,海图要素统一存储表达(要素只存储一次),在实体存储要素的多尺度几何形状数据,依据行为多态表达其几何形态,并建立要素实体间的空间关系,以优化要素实体的图示表达。组织方法克服了一库多版本多尺度建模方法数据建库工作量大、数据冗余大和一致性维护困难的缺点,也解决了一库一版本多尺度建模方法受地图综合自动化技术的限制。5.无缝多尺度电子海图数据的组织解决了电子海图应用系统全球数据管理与显示的横向和纵向连续问题,提供极佳的显示用户体验。本文针对构建这样一种电子海图应用系统探讨了一种通用的设计框架,并对其涉及的关键问题:网格数据的快速提取与输出、经度方向连续漫游和自适应多尺度表达提供了设计和实现方法。并在我们实施的多个工程项目中使用,获得极佳的显示用户体验。

周广涛[10]2006年在《战斗航海标绘系统平台的设计与实现》文中指出战斗航海标绘系统是一个基于电子海图的应用系统,随着电子海图应用系统应用范围的日益扩大,为了适应不断发展的市场需要,必须改进以往的设计思路,以达到系统的模块化、易扩展、易维护、易实现。 本文首先对组件化软件设计技术和思想进行了较深入的探讨。介绍了组件技术的产生、现状与发展趋势,论述了COM相关技术以及组件技术在多种领域中的应用。对基于组件的软件开发的基本理论和方法进行了研究分析,确立了系统的设计思路。另外,软件组件技术是解决软件复用,缩短软件编写时间,降低维护成本和实现程序动态升级的最新和强有力的方案。本文用图示的方法对组件中的两种复用模式包容、聚合的应用原理做了详细的分析和研究。在此基础上,分析并实现了系统划分出来的组件。应用了组件的复用技术构建并实现了本应用系统。 在设计过程中,利用了UML建模语言,从需求定义、系统分析、系统设计等方面出发,对各个组件和模块进行分析与建模,在系统软件开发中应用UML,实现软件开发和管理的标准化和工程化,有利于实现系统产品的模块化,为升级、扩展和维护提供方便。在开发组件的过程中,为了开发出体积小、效率高的组件,提出了利用活动模板库(ATL)作为组件的开发工具。 最后对本课题所完成的实际工作和所取得的成果以及未来的发展方向作了总结和展望。

参考文献:

[1]. 基于组件对象模型技术的电子海图应用系统的设计[D]. 路辉. 哈尔滨工程大学. 2002

[2]. 基于组件技术的船舶叁维导航系统的研究[D]. 张安超. 大连海事大学. 2008

[3]. 海洋调查综合管理信息系统研究与实现[D]. 曲英涛. 哈尔滨工程大学. 2006

[4]. 基于B/S结构的船舶远程监控系统设计与实现[D]. 朱博麟. 大连海事大学. 2008

[5]. 组件化海图显控系统的研究与实现[D]. 蒋岳志. 哈尔滨工程大学. 2004

[6]. 基于COM技术的航路编辑器系统设计与实现[D]. 熊卫刚. 哈尔滨工程大学. 2005

[7]. 基于ArcGIS组件的电子海图显示系统的研究与实现[D]. 黄洁. 武汉理工大学. 2008

[8]. 基于组件技术的国际标准ECDIS设计与实现[D]. 刘厂. 哈尔滨工程大学. 2008

[9]. 无缝多尺度电子海图数据组织及其应用研究[D]. 甘朝华. 武汉大学. 2014

[10]. 战斗航海标绘系统平台的设计与实现[D]. 周广涛. 哈尔滨工程大学. 2006

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