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基于MapX的GIS机场跑道管理系统的发展与研究
作者：LIU ZhiRen 湖南航空局 中国湖南长沙
YUE XiangHua 长沙理工大学 中国湖南长沙
摘要：随着空中交通运输的不断发展，机场的负荷也相应地不断增大。为了提高机场跑道维护保养的效率，位于中国中部地区的湖南省，一直在发展基于MapX的机场跑道管理地理信息系统（GIS）。这篇文章介绍了该系统的软件和硬件平台、设计理念、主要结构以及应用功能。
关键词：MapX、机场跑道管理系统、结构
- 介绍
当前，使用机场跑道管理系统来维护和改造机场跑道的趋势与日俱增，美国、加拿大和英国甚至早在20世纪90年代就已经获得了相对来说比较先进的应用技术。然而在中国，机场跑道管理系统的发展才刚刚起步，尤其对于中小型机场来说，没有APMS（机场跑道管理系统）的帮助，管理的经验就显得尤为重要。由于从机场跑道收集的各种信息不加系统地分析和整理就储存起来，导致这样的机场跑道管理系统缺乏完整性和预见性。为了增强机场跑道管理系统的效率和积累相关技术的发展以及具体使用的性能数据，在湖南我们发展了基于MapX的GIS机场跑道管理系统，这个系统的主要结构和部分如下所示。
- 基于MapX的GIS机场跑道管理系统开发平台
目前先进的APMS都倾向于采用GIS信息平台。与传统的机场跑道管理系统相比，GIS平台能给使用者提供直观的空间位置信息。例如，通过GIS我们能定位每块混凝土路面，同时我们能知道路面的压力分布以及发展趋势。因此在使用上GIS机场跑道管理系统更具有优先性。
- 软件和硬件开发平台。
系统的硬件平台由联网设备和服务器组成，网络服务基于企业内部网或者互联网。APMS的操作系统采用WINDOWS XP专业版，服务器采用WINDOWS XP服务器，数据库采用MS SQL SERVER 2000。
B.GIS 软件基础平台
GIS软件基础平台采用由美国MAPINFO公司开发的MapX软件。MapX是采用ActiveX（OCX）组件技术的可编程控件，它使用软件MapInfo Professional的图形存储格式，因此它能实现大部分的地图编辑和空间分析功能。MapX为编者人员提供了一个操作容易、高效、功能强大的地图组件。在VB、Delphi、PowerBuilder、VC等可视化编程环境下，MapX组件能直接放入可视窗口中。通过编辑对象的属性和调用方法等步骤，MapX能完成各种各样地理信息系统的功能，例如数据的可视化，主题分析，地理查询、编码等等。
MapX定义了一个目录系统来管理地图要素，图层和属性数据。首要组成单元是对象和类。顶层单元是地图本身，它被分成图层、数据集和标签三部分，图层集合对象layers用来管理图层单元layer，例如添加或删除图层，数据集用来访问空间数据表，标签用来装饰图层，添加或删除专题地图以及装饰性图层。这三部分别适合于不同的图层和属性管理。MapX包含如下一些重要的功能：展示MapInfoG格式的地图，放大、缩小、平移、选择地图，输出专题地图，图层控制，合并数据，管理活动图层和使用者绘画图层，新建和编辑地图对象，简单的地理查询，边界查询和位置查询功能。
- 系统的基础设计
- 系统结构设计
针对用户需求和界面设计的准则，根据不同的管理图层和目标，APMS总的分为网络层和项目层两个层次。网络层管理系统是第一层赞助商管理系统，管理对象包括资金分配和中期及长期保养计划。第二层被定义为项目层管理系统，它的管理对象包括年度保养计划以及保养计划对比，特性测试，结束保养和汇报工作。整个APMS包括五个模块：图形数据库模块，数据库模块，机场跑道性能查询和评估模块，预测和决策模块，数据通信模块，不同模块间的关系如图1所示。
- 图形数据库模块
图形管理包括地图数据收集，地图编辑，地图展示，地形图和机场跑道图库管理。当机场增扩或重建是，图形数据库也需要扩增和调整。
- 数据库模块
机场跑道管理系统最重要的部分就是数据库。APMS的查询、统计、评估、预测和决策等功能都依赖于数据库。为了构建清晰的数据结构以方便查询，有必要对机场跑道的尺度范围进行合理的划分。总体上机场跑道可以被分为部分，区域，单元和路面。
部分主要依据功能来划分，同时也会考虑位置关系和测试的需要。相同的部分有相同的功能和合适的面积，机场跑道部分包括机场跑道，滑行道，停机坪等。如果面积足够大可以进一步对部分进行划分。
区域的设置依据空间位置，组合结构，建造时间，土地，负载等级，性能，排水条件等。例如，作为机场跑道至关重要的层次，评估区域基于机场跑道建设、保养和测试来设置，以达到测量、评估和保养的需求。
单元根据区域来设置。例如，查询单元基于评估区域来划分，比如以40平方米的大小进行划分。划分的准则是要满足区域的需求评估的方便。路面是最低的管理层次，它是为了满足对实际位置的掌控需求。
正如之前提到过的，GIS系统不仅包括对象的位置信息，也包括了对象的属性信息。机场跑道的情况信息包括空间维度和性能状况。空间维度是相对稳定的，但是性能状况一直在改变，它包括受压情况，交通数据，粗糙度，摩擦力等等。
在完成位置数据库和属性数据库后，就必须把位置数据库（系统中的GIS）和属性数据库连接起来，然后构建属性数据库的信息交流功能和GIS。位置信息和属性信息通过关键字连接。机场管理员和以操作（单选，框选）位置数据库来快速地和属性数据库连接，然后结束数据输入并展示数据。
APMS的其他重要功能还有时间数据库的查询，也就是随时间而变化的位置信息和属性信息，因此APMS可以展示机场跑道位置信息和属性信息的变化历史过程。没有时间数据的话就不可能知道以往维护和修理的经历。
- 查询，评估模块
利用SQL SERVER 2000极强额查询功能，可以实现机场跑道性能的实时查询和分析。使用评估标准，机场跑道管理系统可以评估机场跑道的受压情况。更进一步的说，受压严重的位置会在空间图上以相应的颜色显示来通知或警告机场的管理员。
- 预测和决策模块
机场跑道性能预测的目标是综合考虑当前跑道性能状况并研究对象属性的发展历史情况，最终推断出跑道性能的发展趋势。当然，像机场跑道的服务时间，气候环境，负载历史和维护等级等因素也是不能被忽略的。
决策模块使用机场跑道性能预测和成本效益比分析的结果来比较不同的维护保养方案，然后选择出最有利的资金分配方案，维护保养手段和建设时间。
- 通信模块
此次的机场跑道管理系统在独立的机场设立了子系统来实现单独的操作和维护，例如机场跑道的查询和分析，同时这些子系统也必须向主系统汇报管理情况，接收从总指挥部的命令。因此，子系统必须构建网络通信模块来发送和接收各种形式的信息。使用者可以通过内部网或因特网来查询实时的动态的机场跑道信息。这个模块采用浏览器/服务器（B/S）架构来完成这个任务。B/S架构有两个层次，第一层是因特网浏览器用于提供友好的用户界面，第二层是网页服务器，它的任务是数据的存储，上传和管理。进一步的说，它执行数据的访问和应用程序的运行。
B.AMPS的功能设计
此次的APMS包括三大功能：机场跑道空间信息管理，机场跑道属性信息管理，机场跑道维护保养决策支持。
- 机场跑道空间信息管理
机场跑道空间信息管理的主要功能是为管理者和使用者提供来源于GIS数字地图的地理信息，APMS有极好的视觉和界面效果。使用者能实现放大、缩小、旋转、平移等诸多功能。为了增加场景位置定位的准确度，观察者观察的目标点的空间位置是动态的实时的变化的。
- 机场跑道属性信息分析和查询
这部分的主要功能涉及到机场跑道状况信息的分析和查询。
- 属性信息查询功能
使用这个系统时，我们可以通过点击，画圆框，画矩形框，画多边形框来选择地图上的目标。点击查询菜单的查询按钮属性对话框就会出现，使用者能方便地使用这个界面查询。查询方法包括数据查询和地形查询。数据查询是APMS的主要功能，使用它可以得知例如有裂纹的路面的空间位置。另一方面，通过地形查询使用者能查询路面的几何形状、受压状况等。两种方法常常一起使用来增强查询的效率。
b）分析和统计功能
分析和统计功能是APMS的另外一种主要的功能。使用者能处理来自于机场跑道的原始数据，例如粗糙度、摩擦力、压力分布等，得到统计的结果后并以直观的图形来显示。这对于评价和分析整个机场跑道的性能状况是十分有帮助的。
- 机场跑道维护决策支持
APMS的最终目标是科学地做好机场跑道保养和维修的准备工作。为了完成目标，AMPS必须在基于当前机场跑道属性情况的基础上研究它的发展模式，使用成本—效益解决方法在不同的方面比较多个可替代方案，使利益最大化。
- 结论
随着航空交通运输的快速发展，维护保养的标准也相应地随之提升。基于MapX软件平台的GIS机场跑道管理系统有着相对较低的发展成本，较短的发展周期，也没有高度集成化的成本开销。这个系统能拜托昂贵的商业GIS软件平台，同时它仅仅需要相对低的电脑配置。这种APMS的发展和运用能为中国的小型和中型机场提供可靠的基础，并增强它们的科学和自动化管理水平。当然，这种AMPS最近才刚刚兴起，在未来的使用过程中还需要解决许多问题。
对基于GIS的城市总体规划和管理信息系统的研究
作者：Yanan Zhang 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 中国阜新
Hongfeng Zhao 大连城市自来水公司设计组 中国大连
Hailong Li
摘要：为了面对这些问题——社会对政府规划和中长期大型计划的管理越来越高的需求，基于VB6.0和GIS组件MapX的针对中小型城市的五年计划MIS调查研究，使得总体计划的管理实现了数字化，数据指标实现了标准化，结果实现了实时跟踪记录，社会监督变得公开透明。这种分析对中长期的大型规划具有参考价值和指导意义。
关键词：总体规划，MIS，GIS组件，MapX
- 介绍
为了有效促进计划改革，2003年，国家发展和改革委员会选择了苏州，宁波，宜宾，秦州，庄河和西安等城市开展第七个五年计划，进行系统性改革。国家发展和改革委员会建立时的思想是：增强计划思想创新，科技创新，计划系统创新和计划机制创新；达到在准备工作的计划过程和广泛使用的“3S”技术——空间结构分析的实施过程中适应信息技术发展需求的目标；增强对计划的研究和理论方法。城市总体计划信息的基础，包括对结果的准备计划，管理计划，计划的调整和修改以及其他被完全整合到系统管理中的信息。使用先进的科学方法，可以增加计划的准备程度和管理水平。
- 系统发展模式的选择
独立开发基于GIS的城市总体计划和信息管理系统相当有难度。而GIS提供的计算机语言的能力限制了简单的使用宏语言的开发方式，且其功能完全不能让人满意。因此集成的二次开发方式成为了GIS软件开发的主流。此次城市总体规划和管理信息系统正式基于VB6.0和MapInfo公司开发的GIS组件MapX。
- 系统数据库的结构
城市总体规划和管理主要关心的是城市的公共空间。因此，有必要构建数据平台，它是整合国家计划和省份计划的基础，以达到对基础数据库建设的整体计划。在一个数据库管理系统中，我们应该充分考虑到数据的安全性、分享性、独立性、高效性和扩充能力。
规划基础数据库的建立必须基于由各个部分提供的基础数据。从规划的基础数据来说，建立基于同一数据库的数据需要政府各个部分的积极合作，其数据收集和整理的周期是很长的。基础数据库包括四个部分：MapInfo文件格式的空间信息数据库，excel文件格式的统计信息数据库，多媒体信息数据库和参考文件数据库。其中最重要的是建立空间数据库（如图1）。
- 系统结构和环境
- 系统结构
城市总体规划和管理信息系统涉及到界面设计，人机界面和组织，access，规划数据的商业进程等等。根据三个公式，我们将城市总体规划和管理信息系统设计成三个层次：UI层，商业逻辑层和数据层（如图2）。UI层在界面中用作代表，商业逻辑层作为商业逻辑的处理核心，数据层用来管理空间数据和属性数据。
B.系统运行环境
- 软件环境
- 操作系统平台：Windows9X，Windows2000，WindowsNT，WindowsXP等等；
- 软件开发平台：可视化VB6.0中文版，Microsoft Office Access2000中文版；
- GIS软件平台：MapX组件
- 硬件环境
考虑到系统需要处理大量的数据，其中很大一部分工作是要直接处理图形数据，因此对硬件的基本要求比较高。详细的要求说明如下：CPU超过奔腾3代；内存大于512M；硬盘大于40G；显示器大于14寸；CD机速度大于52X。
- 系统功能的实现
根据系统的功能，此次基于GIS的城市总体规划和管理信息系统可被分为四个功能模块：规划参考，成果管理，实时追踪和系统维护（如图3）。lt;
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