基于Web墨卡托投影地理信息系统设计与实现.pdf

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1、数据库与信息管理基于w t-b 墨卡托投影地理信息系统设计与实现许辉马晓鹏f t：1 1【I I。n 抨r 目f【f 1“l 比4【i i O(i5】摘i：ru|J P t 1 -t T m j!皂自n m。i g *t”t#I n 9 t 十月*“自H“手j 目 目#*f*-上关键f，HH I；：3 8 5 7#影t f：G e o g r a p h i cI n f o r m a t i o nS y s t e mD e s i g na n dI m p l e m e n t a t i o nB a s e do nW e bM e r c a t o rP r o j e c

2、 t i o nx uH u i M AX i a o p e n gS a q l 州C o m m n aA u(o n I a t i t m w t)x o nS h e n y a n gI Ix I，】A l H t r a c tB HI w“、f”n 扪l 岬1 n(，M。帅I m；I d 扎h I _ g e o g r a p h i l1 n n _ 川f rmf r d i i i J htr a n s f i?i n na l 目J f i l h m l eq”1 m l j u h hb u f f e r m o pm、1 1 l r“p“nl ml I _

3、l o?h e r“m I】l”m T t _ _ l _ 1 f H k-I t I I I t 1 1“，K e y r m：fr h M N，#5 7 f I，-I r d i f t a t I I 概述赶年米*瞅激戟雅虎等公d H J 摊拒1【联H|推出存自的数字电于地系缱使嚣t 引椎十球范嘲内谢览I】吊街医地形等措像。m f 软件设i f 精巧I q 艋缃敏内容辛高深壁州一抖噩。酒址对这些系境的拉*坐杯目R I块绢织片式的分析册兜提m T“察“钉竹建地理f i 息系统曲打浊J f“V i m IS tI i f _ 2 1 X 1 8 开发环境F 使崩#语，i 霞观。2w e b

4、墨卡托投影地闱投影靛是按照t 定的教学*州把地球采m 映g 到平而舯理论和 沈型使张f 呵地H 目一个体球嘶完个境越束是十t q 施的，昕U 才有成自LT 种投影方式符竹懈重点，“适啬小砑地十J q 川建十同情艇的监求墨k 托投蟛X 弥”等角t 轴蜊柱”投影山荷兰地俐学家#托存1 5 6 9 年创拟其基水暾理是孵垃宵一十拒赤道地球榭功的圊拄摊先把椭球映射铡圆朴悼袅面然后膦开嘲牲W 即寓理了肆平转换设投影n 打锋角特r k 保征T 对象的彤壮乖台变形同时m 雠r 方向和柑互位置的l|砷忡冈此常常档航拇航窜巾J j 联嘲h 敌F I Ur 地H 丈部讣揶肛T 桀p 托投影，件怍叭h 饕 托备耿公t

5、 d 为它蝈峙为9 0 0 9 13。起韧K 1 5 c 目【0 井水服趴浚投影触扦媛投影的血f t 越采越J 影响也堪米越凡E 阿；接受r 诚投影J 缸式臼私为E P S G：3 8 5 T 新断舶M a p l n f oP mv 1 0*也新增了对揪影的定X 靶称为I ru kv i m l i o n(H s。饿投影把地球看做球体半径取6 3 7 8 1 3 70 米t 嘤为了计算L 的简单和实现方诬理论L 精J g 拒O3 3 e：；-Z 内在 m 倒K 物蜓详细的时能差别转车“忽略蝴州I 所爪，诫敉生怀豫点他f 赤遵目奉功r 馘舯盘点经缒自经矬之阿棚平 f IL M 隔梆昔范f q

6、皿2 1 X 3 7 5 f 1 83 4 米埘，地理警诛l 帅oe#线纬线之叫捌t 甲柑川隔从赤m”蛄向n 圾连新增 蔼揖也屉2 0 0 3 7 5 0 8”米对应地理啦“8 5 0 5 4 朋障r 南北阿撖的部仆R 城造样处f I“十好处一是憧整幅地H，蛐：片形，便l I 算机址理、提商g 示技率=是占际n q 饭自I 税峦*较凡舶地区L+S 5 0 5。+2 3 7 5 0 83 4 m1 8 0+I$0 0之啪7 5 0 8，4 mr 2 0 7 5 0 置3 4 m【0 阳一2(H 1 37 5 0 s3 4 m囤1w 川I 罩卡托投影l 坐标殛坐标变换口枉半的l 掉机衅肆f 嚣脱地

7、球僻鉴r 耕地理投影像末煳块和腓祭造5 十书抹的攫念并掌崔它们之问作者简介：n 解(1 9 6 3 一)弭岛靠师q-卜 究，衢摔情心绒5 晓鹏c 19 7 6 一)女I 理岬|0 f 究 m：I f 蝌目l M 杵收稿日期：2 0 1 I-0 2 1 0流。淼备t，万方数据电脑编程技巧与维护的变换方法。3 1 地理坐标地理坐标是地球椭球面坐标，以经度、纬度为单位。本初子午线作为中央经线，向东为正，向西为负，范闱+1 8 0 0 赤道作为标准纬线向北为正，向南为负。范围+9 0 0，本初子午线和赤道的交点为坐标原点。3 2 投影坐标投影坐标取决于投影方式，它是平面坐标，以米为单位。对于W e b

8、 墨膏托投影，取地球半径R-6 3 7 8 1 3 7 0 米，地图的中心点，也就是本初子午线和赤道的交点为坐标原点。该投影下的整幅世界地图旱正方形，取值范周为2 0 0 3 7 5 0 8 3 4 2 7 8 9 2 4 4 米。对应地理坐标经度范围是1 8 0 0、纬度范围是8 5 0 5 l1 3 0。地理坐标【I，I a l】到W e b 墨卡托坐标【m c t X，m c t Y 转换代码为：d o u b l em c t X=I o n M a t h P I R 1 8 0 O：d o u b l em c t Y=M a t h L o g(M a t h T a n(9 0

9、+l a t)M a t h P I 3 6 0 0)(M a t h P I 1 8 0 0)；m c t Y=m c t Y+M a t h P IoR 1 8 0 0：其反变换代码为：d o u b l eI o n=(m c t X，(M a t h P I+R)+18 0 O：d o u b l el a t=(m c t Y(M a t h P I+R)。1 8 0 0：l a t=1 8 0，M a t h P I4(2+M a t h A t a n(M a t h E x p(1 砒+M a t h P I，1 8 0 0)一M a t h P I 2 0)；3 3 像素坐标

10、一旦确定了投影方式，投影坐标值 埘定不变，像索坐标通常是变化的，除#不需要进行缩放显示。像素坐标与投影坐标的关系。取决于用多少像素来表现整幅世界地图。为了与屏幕显示坐标一致，像素坐标的原点位于图幅的左上角，x轴向右延伸，Y 轴向下延伸。W e b 墨R 托坐标【m c t X，m e t Y l 到像素坐标【i m a g e X，i m a s e Y l 转换代码为：i m a g e X=(m c t X+M a t h P 1+R)，R e s；i m a g e Y=(M a t h P I+R m c t Y)，R e s；其反变换代码为：m e t X=i m a g e X+R

11、 e s M a t h P I+R：m c t Y=M a t h P I+R i m a g e Y+R e s：其中，R e s 是像素分辨率，如果像素图幅的宽高相等，其等于地球周长除以I 冬I 幅像素，代码为：R e s=2+M a t h P I+R，m a x l n m g e；3 4 图块坐标大部分的数字电子地图是由事先制作好的一块块大小相同的图片无缝拼接而成，称为图块，每个图块的尺寸为2 5 6 x2 5 6 像素，设置了不同级别的图块组来适合不同缩放比例的显示，每增加一个缩放级别，图幅宽度为前一级的2 倍，图块数量为前一级的4 倍，呈金字塔状。表l 列出了不同缩放级别下图宽

12、、图块数量和像素分辨率之间的对应关系，可以看出当缩放级别为l 时，世界地图由4 个图块组成，当缩放级别为2 时，世界地图由1 6 个图块组成，以此类推。逸j，毫翟：器与簟表l 不同缩放级别下图宽、图块数量、分辨率对应关系级别图宽(像素)罔块数量分辨率(米，像素)l5 1 22 x 27 8 2 7 I 5 1 7 021 0 2 44 x 43 9 1 3 5 7 5 8 532 0 铝8 x 81 9 5 6 7 8 7 9 21 73 3，5 5 4,4 3 21 3 1 0 7 2 x 1 3 1 0 r 7 21 1 9 4 31 86 7，1 0 8 8 6 42 6 2 1 4 4

13、 x 2 6 2 1 4 40 5 9 7 2N2 5 6 x 2 N2 N x 2 N2 霄R(2 5 6 x 2 N)每个缩放级别的图块坐标原点都位于图块组的左上角，x轴向右延伸Y 轴向下延伸。某一缩放级别N 下的像素分辨率R e s 为：R e s=M a t h P I 搴R，M a t h P o w(2，7+N)；像素坐标【i m a g e X，i m a g e Y l 到图块坐标【t i l e X，t i h Y】转换代码为：t i l e X=i m a g e X，2 5 6：t i l e Y=i m a g e Y，2 5 6：其反变换代码为：i m a g e X

14、=t i l e X42 5 6：i m a g e Y=t i h Y+2 5 6：地图在计算机屏幕上是以像素为单位进行显示和操作的，所以还需要得到当前点在图块中的像素偏移，代码为：i m a g e O f f X=i m a g e X 2 5 6；i m a g e O f f Y=i m a g e Y 2 5 6；3 5 显示坐标显示坐标以像素为单位。坐标原点位于屏幕上用于显示地图的画板的左上角x 轴向右为正，Y 轴向下为正。由于受计算机屏幕尺寸和分辨率的限制，在计算机屏幕|：显示地图，其实就是把像素坐标下图幅的一部分复制到屏幕画板。4图块组织方式图块可以保存在远程数据库中，实现网

15、络共享，也可以按照图块种类、缩放级别、列的目录结构，以文件方式保存在本地磁盘。图块文件名要包含图块种类、列坐标、行坐标、缩放级别等内容，方便管理和渎取。例如：G 胁7、6 3、G M _ 6 3 _ 2 8 _ 7 p r i g，表示该文件是缩放级别为7、列坐标为6 3、行坐标为2 8、图块数据格式为p n g 的一个街道图l 冬1 块，存储在G 町6 3、目录下。5地图显示和操作启动V i s u a lS t u d i o2 0 0 8，新建一工程，在窗体上放置画板p i c t u r e B o x I 和菜单栏、工具栏。其中，画板用来显示地图；工具栏添加图类、漫游、归心、放大、缩

16、小、测距等按钮。实现地图的基本操作；状态栏用来显示当前经纬度等信息，构成的界面如图2 所示。设置整数变量N 表示当前的缩放级别，设置双精度变量f m e t X m e t Y l 表示当前画板中心点对应的墨卡托坐标，并由此计算出该点对应的图块坐标【f i l e X，r i l e Y】和像素偏移【i r r-a-g e O f l X，i m a g e O f l Y o万方数据U A l l j S E N l】I N 0 f t M r I()NM E M F N I数据库与信息管理、1、：、弋；只鹣：多毒器瑟。翟2 界面5 I 显i为丁提商砬“i 速度宴现五抖动楹游和预缩放需蜉定女

17、一戟内栩你m m l 啡作为缓存宽高约为肼柱R 十的2倍取目缺册褴数情，谢如时十1 2 8 0 x 1 0 2 4 曲示分辨宰定卫内存幽幛n 口宽为1 2 x2 _=3 0 7 2 像拳I 为1 0 x 2 5 6=2 5 6 0像索舟拽幽块井填内存H 像f t 码：B i t m a pi m g e l=B i t m a pf 2 Y v 52 5 6)0 m p h i c sg=G r a p h i c s F r o m l m a g e(M e m l m g)f o rf I f i tx=f L l(1 2x+)自r i n tY=(1Y I()v+i l l e N a

18、 m e-G M”r+(x+a l e x 一6)T o S t f i n g0 十“j+(Y+r i l e y 一5)T o S u S n g0+j+N T O S t d n g f)十”p r i g”i m a g e I=n c wB i m m p(f i l e N 帅e 1 B D r a w l m a g e U n w a l c d(i 砌g e l +2 5 6Y+2 5 6D 獬*(1：i m a g e lD i s p 眦山存魁像复制到目饭代码G r a p h i c sg=p i c t u m B o x lC r e a t e G r a p h

19、 l c s()R e c t a n g l cs r c 融=n c wR e c t a n g l ef f 2 5 6 1 2 一p t c l u m B o x IW i d t h)，2 十i m a g e O l f Xf 2 5 6 1 0 一p l c t u t e l l o x IH e l g h l)2+】m a g e O f f Yp l c t m e B o x IW i d t hp i c t u m B o x IH e i g h t)，G r a p h i c s U n i tu n G r a p h i c s U f f i tP

20、i x e l；g D r a w 腑g e(M e m l m g 0 os m R e c tu n i t s)g D i s p o s e()52 缩艟精艘像通常使用鼠琳滚转束实现缩放时缩城级别N艇生变化丽扳中心点对啦的墨p 托坐杯f m c t X I Y】变化根据缩放级别i t 算m 新的R 懒坐怀和悼常偏穆取闱块娃d i 地|q 为T 加快#示逮鹰I“利刷先前摊存的内存阿像进，放大或缩小，然后再取蛮际l 目块进f，姓临”放大凹像代码G t a p h i c 8g=p i c t u m B o x lC r e a l e Gr a p h i c s R e c【a n g

21、 l ed e s t R e e t=n e wR e e l a n g l e“lI Jp i c t u m B o x lW i d t hp l c t u T e B o x IH e i g h t)1 x If 2 5 6 1 2 一p i c t u r e B o x IW i d t h l 2+t i l e X+p i c t u r e B o x】W i d t h 4：i n lY I=舶14 1 一p i c t u r e B”x IH e i g h H 2+r i l e y 十p i c l u m B o x【H e i g h t 4：R e c

22、 l a n g l es r c 胁c I wR l a|l g l c(x Iy Ip i C l U m B o x IW i d t h，2p i e t u m B o x lH e i g h t，2)O r a p h i c s U n i tu n O r a p h l c s U n l t P i x e l：g D r a w l n l a g e(M c m l m gd e s t R e c ts r c R e c lu n i t x)、g D i s p o s e0 临时缩小嘲像1 心Gr a p h i c sg=p l c t u m 8 0 x

23、IC r e a t e G r a p h i c sn：R m E kd。s t R e c t=n wR e c t a n g l ef|l0p i c t u m B t)x IW i d t hp i c t u m B o x lH e i g h t)i n l I2,5 6 1 2 一p i e l u m B o x l W i d t h)2+l i l e X n l c l u m B 叽IW i d t h，2 J y lf 2+I O D t m B“lH e l g h l)，2+t i c Yp i c t u m B o x IH e i g h t 2R

24、c e l a n g l e 们R c c t=n e wR e c t a n g l erx jY lp i c t l|r e B o x jW i d t h 2，p i C l u m B o x IH e i g h t+mG m p h i c s U n i tu n l“=G m p h i c s U n i t P i x e l；gD m w l m a g e(M e m t m Bd e s t R c c ls m R lu n i l s)，gD i s p o f)5 3 漫游地嘲泄游通常使闱鼠标左键拖拽束宴现漫游时缩胜级别N1：空化面板中。点的幂忙托啦标l

25、 n l c l X m n Y l 发生丧化丹“下3 十步骤蛮现：f I)、q 鼠抓摧F 时记录F 鼠杯的咏始位置。(2)鼠撑移曲时鼠杯舳蝌始位置减上与前队“、址蛀褥m 偏穆I,f f Xt 舯I，舣捌偏穆糊q 存幽像缸制到扳巾真理r 地目跟随鼠b、曲态移功I 目为移动过程巾H 是对内存心像进打操作升泄有谴取罔块昕H 姓小速噬J l：常快|地罔靳鼠标漫辨代码G m 女1 gp i e t u m B o x I C r e n l e G m p h i c Rn：R 雌l“2 l cs c R e c t=n c wR c c l a n g l e(2 5 6+1 2 一p i c l

26、e B o x l W i d m)2+t i l c X+o f t Xf 2 拍I t lp l c t u B o x lH e i g h t)，2+t i l e Y+o f f Yp i c t u m B o x】W i d t hp l c t u m B o x IH e i g h l)G t a p h i c s U n i t 帅G 曲i c s U n i tP i x e l：gD r a w l m a g e M e m l m g，U _ s K R 咀u n l s)，gD i s p o s e()(3)当鼠酥挤起时报据鼠桥偏社，汁葬厕扳r|J 点时戊的

27、璺*托坐怀然后得f _ j 新的吲块串杯和像素慵穆取哪块娃示地嘲54 经纬度显示门=转5 I。9“二搿；嘉。，万方数据D A T A B A S FA N DI N 吖)R M A T I O NM A N G E M E N T数据库与信息管理好弥补了中小企业可投入资金少、技术能力不足的缺陷。3A c c e s s 数据库与W e b 集成的方法3 I 数据访问页数据访n q 页是A c c e s s 数据库的对象之一，它是特殊类型的网页。用于查看和处理来自I n t e m e t 或I n t r a n e t 的数据，这些数据存储在A c c e s s 数据库。数据访f u】页

28、直接与数据库连接。当用户在i n t e r n c tE x p l o r e r 中显示数据访n q 页时他们看到的是属于自己的页副本。这意味着，任何筛选、排序和财数据显爪方式进行的其他改动，都只影响他们自己的数据访问贞副本。但对数据本身的改动，如修改值、添加或删除数据都存储在基础数据库中，因此查看该数据访问页的所有用户都可使用这些更改。数据访问页从A c c e s s 数据库中取得它的数据。若要使设计的页使用来自这些数据库之一的数据。该页必须连接到所用数据库。如果已经打开了一个A c c e s s 数据库所创建的数据访f u】页会自动连接到当前数据库并将其路径存储在该数据访问页的C

29、 o n n e c t i o n S t r i n g 属性中。如果在设计完贞之后移动或复制该数据库，则请务必更新C o n n e c t i o n S t r i n g 属性中的路径以指向新位置。3 2A S P 访问A c c e s s 数据库的策略A S P(A c t i v eS e r v e rP a g e s)是微软公司创建的一种服务器端脚本环境，可用来创建交互式网页等W e b 应用程序哺。A S P+1 1 S+A c c e s s 是常见的网站建没方案。3 2 1 开放数据库互连(O D B C)标准O I)B C 是微软公司提出的数据库访问接L 标准。

30、开放数据库互连定义了访n 数据库的A P I 一个规范，这些A P I 独立于不同厂商的D B M S，也独立于具体的编程语言。A S P 能使用这些A P I 访问A c c e s s 数据库。3 2 2 数据访问对象(D A O)尽管O D B C 是提供数据的良好界面，但它作为变成界面也有一些限制，使用闲难。因此微软公司提出了D A O，它主要用于访f u】A c c e s s 的底层数据库-J E T 数据库引擎。3 2 3 数据库的对象链接与嵌入l O L ED B)微软公司后来又定义了一组数据对象，统称为O L ED B，允许面向O L E 的应用按对象的方式共享和操作数据集。

31、O L ED B 能访问任何数据源。包括关系型和非关系犁数据库。3 2 4A c t i v eD a t aO b j e c t sI A D O)A D O 是对A S P 的编程扩展。用于数据库连接。3 3J S P 访问A c c e s s 数据库的策略J S P(J a v aS e v e rP a g e s)是南S U N 公司偶导、多家公司参与，于1 9 9 9 年推出的一种动态网页技术标准。它是基于J a v aS e r v l e t 的W e b 开发技术，利用这一技术可以开发动态的、高性能的W e b 应用程序。从J S P 访问A c c e s s 数据库的

32、最有名和最成熟的方法应该算J D B C，其中J D B C O D B C 桥是最常用的方法。J D B C O D B C 桥由S U N 和M e r a n t 公司联合开发的，主要功能是把J D B CA P I 调用转换为O D B CA P I 调用。然后O I)B CA P I 调用针对A c c e s s 数据库的O D B C 驱动程序来访问数据库，即利用J D B C O D B C 桥来存取数据源。4结语A c c e s s 数据库以其友好的界面、众多的向导、便捷的操作以及很高的性价比成为了中小企业实现电子商务过程中W e b 数据库的首选。但是，从A c c e

33、s s 数据库的规格上来说，无论是其性能指标中的2 C 的文件大小，还是2 5 5 个并发用户都可以看出它是开发中小犁数据库管理系统的常用软件。随着时间的推移，中小企业在不断地发展壮大，企业效益与业务量与日俱增。数据库数据量增加，变得更为复杂，并且需要支持更多的并发用户。这时可以将A c c e s s 数据库直接升迁到s Q LS e r v e r 数据库的方式来优化数据库的性能、可伸缩性、可用性、安全性、可靠性和可恢复性，从而解决数据库在电子商务应用中的瓶颈问题。参考文献【1 1 中国互联网信息中心中国互联嘲络发展状况统计报告2 0 1 1 f 2 I 刘涛动态网站开发A s PS Q

34、LS e r v e rD r e a m w e a v e r 高等教育_ 版社，2 0 0 8 炒归一蛐归拶咿归拶触归妒一妒一一妒柚一舻妒妒妒归柚归一归炒芦归p p 班一妒归蚪拶归脚一一妒桫归舻p 归归归p 咿一p 归一归归柙蚋 _ 呻(上接第4 3 页)鼠标在阃板卜移动时，根据鼠标位置，求得对应的W e b墨卡托坐标。变换为经纬度坐标，在状态栏进行显示。5 5 测距已知两点的经纬度坐标I l o n l，l a t l l、【I o n 2，l a t 2 ，求距离S(公里)的代码为：d o u b l er a d L a t l=l a t l8M a t h P I 18 0 O

35、：d o u b l er a d L a t 2=i a t 2 M a t h P I 1 8 0 O：d o u b l ea=r a d L a t l r a d L a t 2；d o u b l eb=(I o nI I o n 2)M a t h P I 1 8 0 O：d o u b l es=2 宰M a t h A s i n(M a t h S q r t(M a t h P o w(M a t h S i n(a 2)，2)+M a t h C o s(r a d L a t l)。M a t h C o s(r a d L a t 2)oM a t h P o w(

36、M a t h S i n(b 2)2)6 3 7 8 1 3 7；S=M a t h R o u n d(s。1 0 0 0 0)，1 0 0 0 0；5 6 归心和复原每个地图系统都有初始默认的缩放级别和中心点。归心是使地图回归到初始的中心点，复原是使地图的缩放级别和中心点都回归到初始状态。6 结语使用该方法实现的桌面地理信息系统不依赖于任何特殊控件或者函数库，通用性较强，用户可以以此为基础，进一步开发出其他应用功能，特别适用于不允许联接互联网的场所。参考文献【1】“B i n gM a p sT i l eS y s t e m”M i c r o s o f tM S D NL i b r a r y f 2 1 张宏，温永宁刘爱莉地理信息系统算法基础科学出版社【3】王小科，吕双C 撑程序设计标准教程人民邮电出版社浦芸妊万方数据