基于MaPX的校园导航系统设计

引言
    随着GIS步入产业化阶段，其二次集成开发的应用领域不断扩大，其中GIS组件与面向对象可视化编程语言集成二次开发模式正成为主流，具有既能充分利用GIS组件对空间数据库的管理、分析功能。又可以利用可视化编程语言具有的高效、方便等优点。结合学校规模和招生人数的不断扩大的背景，新校园对新生入学时的陌生会带来很多的不便，制作一个校园电子地图并且在外接GPS情况下实时显示目标在电子地图的位置就变得很有意义。

1 系统开发理论基础
1．1 GIS
    GIS又称为“地理信息系统”。它是在计算机硬件、软件系统支持下．对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GIS处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等。用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
1．2 Maplnfo
    Maplnfo地理信息系统是美国Maplnfo公司的桌面地理信息系统软件，是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。它不仅具有矢量化、编辑、查询、统计分析、绘制专题地图和报表制作等功能，还为用户提供了一系列强大的二次开发功能。Maplnfo提供了配套的开发工具。如MapBasic5．O和MapX4。在Maplnfo地理信息系统中．空间数据与属性数据是分开存储的。属性数据以数据库的形式存储为一张表，而空间数据则以．Maplnfo自己定义的格式保存于文件之中。两者之间通过一定的索引机制联系起来。Maplnfo是按照图层来管理地理的，每个图层均由以下四个基本的文件构成：属性数据表结构文件(．TAB)、属性数据文件(．DAT)、交叉索引文件(．ID)和空间数据文件(．MAP)。
1．3 MapX
    Map是Maplnfo公司提供的用来开发地理信息系统的32位OCX控件。它使用与Maplnfo Professional一致的地图数据格式，并实现了大多数Maplnfo Professional的功能。在VB.Delphi，PowerBuilder,VC等可视化开发环境中。只需在设计阶段将MapX控件放入窗体中．并对其进行编程。设置属性或调用方法或相应事件，即可实现数据可视化，专题分析，地理查询，地理编码等丰富的地图信息系统功能。

2 校园导航系统框图及各模块的实现
    该系统将目标用一个图元对象来代表，通过使用GPS(全球卫星定位)和多线程技术实时接收并处理NMEA 0183格式的GPS定位数据并且将经纬度数据提取出来赋值给由Maplnfo制作的电子地图中的动态图层上的目标图元，通过定时器更新目标位置，实现在电子地图上的实时定位，当到达某一地点时播报语音提示命令。该系统还具有电子地图的放大、缩小、漫游、增加图元等电子地图的基本功能。该系统结构框图如下：

2．1 电子地图制作与显示
    在Maplnfo软件平台上载入中北大学jpg格式的校园图，并把实地采集的经纬度信息录入校园图中从而完成电子图的配准。按照高校特点将电子地图分为道路层、教学实验楼、学生公寓楼、教师公寓楼、商业服务建筑、文娱体育设施等图层。运行MapX下的Geoset．Manager应用程序，新建一个名为NUC的Geoset文件，将上述图层添加进去，组成一个后缀为gst的地图文件：NUC．gst，通过MapX控件将校园图嵌入到系统界面中，从而完成了电子地图的绘制和显示。
2．2 电子地图基本功能实现
    电子地图基本功能包括选择、标注、缩小、放大、漫游等。采用MapX可以很容易的实现这些功能，下面以缩小功能为例，简单介绍一下程序里如何实现地图缩小。
    添加一个新的Toolbar资源。输人标题“IDR_TOOL_BARMAP”。在“IDR_TOOLBARMAP”下添加按钮，在其上绘制缩小图形来表示“缩小”，其ID为ID_MAP_TOOL_ZOOMOUT。打开类向导．选择视图类CMapXView．为菜单项ID_MAP_TOOL_ZOOMOUT添加COOMMAND消息映射函数OnMapToolZoomout()，并编辑代码如下：

编译运行程序．点击缩小按钮，在电子地图上单击鼠标就会实现电子地图的缩小功能。可用相同方法实现其他标准工具的功能。
2．3 GPS数据的接收和处理
    此模块完成了从串口读取数据，并对数据按照GPS所遵循的NMEA0183协议进行处理，得出经纬度坐标等信息的功能。此模块包括两个部分串口通信和数据处理。
    由于GPS模块每一秒更新一次数据，当上空有4颗卫星时串口会源源不断的接收到定位数据．为了在对串口实时监控的同时还可以在前台进行一些其他的操作。采用基于多线程的CSerialPort类的串口通信方法可以很好的解决这一问题。
    此模块的工作流程可分为以下几步：(1)利用CSerial-Port的InitPort()初始化串口配置。(2)如果配置成功用StartMonitoring()打开串口并创建监视串口的线程。(3)在相应的类里添加响应WM_COMM_RXCHAR消息的消息处理函数，并且在其中做接收字符处理。(4)添加定时器．在OnTimer中处理NMEA 0183格式的GPS定位数据．将提取到的纬度数据保存到相应类上的成员变量中。
2．4 目标定位和播报
    该模块从GPS数据处理模块中得到经纬度坐标等信息，并且把它赋值给目标图元，通过定时器更新图元位置从而完成实时定位。
    由于程序实时接收定位数据来更新图元的位置．就需要程序频繁的刷新整个图层，就会影响效率。动态图层的目的是为了加速图层的刷新率从而提高效率，设置动态图层后。每次刷新都只刷新动态图层，这样就很好的解决了这个问题。示例代码如下：

程序最后运行界面如下：

3 结束语
    本文在GIS二次开发日新月益的背景下．结合校园实际特点开发了基于MapX的校园导航系统。经过调试，程序运行稳定，实现了电子地图放大、缩小、漫游等功能。程序由Mi-crosoft Visual C++6．0编译、在Windows XP下运行通过。