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1、中国电信电力勘察车辆调度系统解决方案 策划：中国电信集团系统集成有限责任公司河南分公司设计：李光辉时间：2010年10月10日目录目录2第一章引言11、 说明12、 项目概述13、 建设目标24、 电力事故车辆勘察管理调度信息系统的特点2第二章系统概述41、 系统概述43、系统功能简介54、 系统组成55、 典型业务处理流程6第三章系统设计91、 设计原则92、 流量计算103、 软件选型124、 硬件选型21第四章系统结构251、 总体构架252、 监控中心结构293、 调度中心功能概述304、 多中心构架31第五章系统功能及实现331. 功能概述332. 监控调度功能383. 辅助监控功能
2、424. 客户服务与信息发布475. 业务支撑526. 管理维护53第六章数字地图541、 地理底图选择542、 地物编码553、 地理精度584、 地图数据库的存储、更新与维护59第七章系统安全601、 操作系统及数据库安全(SQL)602、 应用的安全623、网络安全63第一章 引言1、 说明本文是中国电信集团系统集成有限责任公司河南分公司应电力事故勘察车辆所做的项目技术方案建议书。目的是为了让事故勘察管理决策层对中国电信集团系统集成有限责任公司河南分公司的3G通讯GPS电力事故勘察车辆监控调度系统解决方案有一个全面的理解。阅读对象为电力勘察车辆管理的项目管理人员和技术主管人员。2、 项目
3、概述经济的发展，社会的进步，人民生活水平的提高，城市楼房、道路及企业建设的迅速增长，为电力部门的维护、维修工作带来很大的工作量及困难，但是电力行业管理的相对落后带来了种种弊病：效率低，费用高，现场情况看不到，实时性差，调度分散，资源浪费。为了面对以上问题，以及为了更有效的对事故勘察车辆的监管，事故勘察车辆的现代化管理已提上议事日程，建立一个统一、高效、通畅、覆盖范围广、实时性强、调度派遣方便、带有3G通讯视频的电力事故勘察车辆监控调度系统就显得非常有必要。在总结和继承以前的工作成果和经验的基础上，综合利用先进的GPS卫星定位技术、3G视频监控技术、CDMA数字移动通讯技术、GIS地理信息系统、
4、广域（WAN）局域（LAN）网络技术、多媒体技术、计算机技术、大型数据库技术等现代高新技术，建立功能完善且开放的电力事故勘察车辆调度系统。中国电信根据电力部门需要，针对电力事故勘察的实际要求，定制了一套3G通讯GPS的车辆监控调度系统，为事故勘察车辆准确定位、监控调度、信息服务、现实情况分析和危机处理等服务，如果某一段电力线路出问题，属于紧急情况，这时候管理人员只需要从客户端平台上察看离此线路最近的勘察车辆，然后通知该车辆去紧急现场，既节省了时间，又合理利用了资源，通过实时视频还看到了现场状况，管理人员可以直接根据现场状况对上级部门汇报工作，从而增进了电力部门的信息化，提高了电力部门的现代化管
5、理水平，降低电力部门的运行成本，不仅为广大老百姓造了福利,也使电力部门为自身和社会创造更大的效益。3、 建设目标本系统的建设目标是建立3G监控GPS车辆勘察调度系统,利用CDMA通信网络、3G技术和GPS，通过车载定位终端加一个摄相头，办公人员足不出户便可实现对事故勘察车辆的管理、事故勘察车辆的位置以及现场情况的观看、防止公车私用可以对车辆做区域设置报警，提高车辆的有效利用率，提高车辆运行的安全性和处理突发事件的能力，加强对车辆的管理。建设事故勘察车辆监控调度系统：利用CDMA语音和短消息服务，结合GPS/3G/GIS定位、视频和语音卡技术，实现车辆的计算机智能调度，提高管理水平和效率，树立良
6、好行业形象。系统实现特点：n 时效好实时获取、显示定位监控信息以及现场情况的实时视频。n 资料全中心管辖的所有用户的相关信息，监控调度席根据权限可以方便、快捷地调用。n 监控强实时对车辆进行监控及指挥调度。n 可维护具有系统维护功能。包括软、硬件终端设备的维护及技术中心。n 易操作核心软件、操作系统的选择和应用软件充分考虑多用户分布式图形化要求。4、 电力事故车辆勘察管理调度信息系统的特点l 功能完善的事故勘察车辆调度系统l 配备3G无线网络传输系统，指挥调度人员可通过特定的账户和密码进行远程观看和监督现场抢修电路情况，并根据实际情况做出相应指挥l 强大的车辆准确定位、实时监控、高效调度功能l
7、 提供标准的数据接口，可实现与企业理信息系统、决策支持系统的无缝对接l 支持多种行业运营，方便企业今后业务拓展l 支持多级多中心级连、分布式互联，支持移动中心l 系统具有完整安全以及自动灾难恢复机制，保证安全稳定，降低系统维护成本l 精确的数字地图及专业的地图服务l 可同时支持多种通信方式，包括CDMA/CDMA 短消息、集群l 业界领先的高速2DGIS及3DGIS引擎，特别适合实时监控系统l 完备的全国各省市(包括地级市)最新地图数据，比例1:100万-1:5000第二章 系统概述1、 系统概述1.1 工作模式定位手段：GPS通信模式： CDMA语音信道、3G网络及数据信道、卫星通讯。1.2
8、 通讯方式在本方案中，通信方式采用目前先进的CDMA数据通信与成熟的3G网络相结合的方式。1.3 设计思想电力事故勘察车辆3G监控GPS调度系统是按照先进、可靠、长远发展的要求进行设计，充分体现模块化系统集成的设计思想。既满足数据和语音、无线和有线调度管理的功能要求，又满足通过3G网络将现场情况,还有手动和自动报警监控的功能，同时考虑系统增值服务平台的发展空间，以建设一个高度信息化、自动化的调度监控服务网络系统为最终目标。整个系统由监控中心、移动监控席、等部分组成，包括车辆定位监控系统、车辆智能调度系统、3G网络技术、GPS/GIS地理信息系统、及网管检测系统等子系统。监控中心充分体现系统集成
9、的思想，网络符合总体规划及长远发展。网络设计符合联网的发展要求。系统设计在一个较高的起点上充分保证系统的可伸缩性和可扩展性，具备相当的通讯、计算机和网络设备的信息容量及处理能力，并有一定的超前性，软硬件预留接口，便于维护、升级和扩展，以适应将来整个系统信息化发展的要求。监控中心系统将尽最大可能，保持用户现有网络系统与应用系统，并预留接口，可与现有应用系统或将来的应用系统结合，实现多方统一管理功能，减少或避免用户重复投资。2、系统功能简介u 监控调度服务 ：为事故勘察车辆提供定位、调度服务，通过3G视频技术提高管理透明度、调度可操作性，提高运输能力，从而提高该警用车公司的处理效率。u 安防服务：
10、为车辆的突发事件、故障、遇险提供自动和人工报警，监控中心实现接警、出警、求助应答服务，减少车辆及人身安全威胁和财产损失。u 信息服务：通过广播形式为警员提供相关的信息和服务。如路况信息、天气信息、通知文件、指示等相关信息。u 车辆管理：通过数据库对车辆的运行轨迹进行详细的记录，可对运行轨迹进行回放跟踪，实现管理部门对车辆的有效管理。u 智能导航服务：通过网络模式，实现监控中心支持下的车辆导航服务。3、系统组成系统由监控中心、通讯链路、车载终端组成。3.1监控中心监控中心软件包括中心接收程序、中心分发程序、数据解析入库服务器软件数据运算服务器软件、数据库系统等。另外，为了实现Internet接入
11、和Web访问，还建立了WEB工作站。3.2通讯链路通讯链路包括总中心到短消息服务中心及IDC机房的DDN专线，车载终端的短消息无线通讯链路和各分中心与总中心VPN连接的Internet链路。系统负责通讯的MCC系统能支持多种通讯方式，如：CDMA 、CDMA 1X、短消息、集群通讯等。总公司主要的通讯方式选用倾向于CDMA为主。CDMA是按流量计费，如果对数据的上传频率要求较高建议采用此种方式，以保证短信传输的可靠性和使用现有的设备。3.3车载终端中国电信集团系统集成有限责任公司河南分公司作为软件提供商和系统集成商，同时提供车载终端设备，同时，系统支持市场上绝大部分设备，并与多家设备厂商有着良
12、好的合作关系。4、 典型业务处理流程4.1 车辆求助报警业务处理流程第三章 系统设计1、 设计原则1.1 可靠性原则本系统是一个长期运行的系统，保证系统稳定可靠的运行是首先要考虑的。设计时要充分考虑后备以及灾难恢复系统，使系统在部分故障时仍然能够提供对用户的服务，并且能够很快的排除故障恢复正常运行。1.2 扩展性原则系统必须能接入不同品种、型号的CDMA的车载终端设备；系统的设计和建设应充分考虑网络、硬件以及实际业务的扩展，支持未来可能出现的新业务的需要；软件系统与车载设备能够通过数据接口向电力系统传GPS数据；并通过数据接口供其他系统使用。系统可根据管理部门结构的特点灵活定义各子系统功能。大
13、部分子系统可独立运行，自动计算与人工干预相结合，从广度和深度上满足分步实施、逐渐过渡的需要。用户可随时创建数据录入、查询和报表形式，报表所见即所得。系统能够和信息管理系统、数据采集系统以及其它系统进行在线和离线的信息交互，因此，同时也要求其它系统必须采用开放的系统和数据库平台，必须提供符合标准的通用组件访问接口。系统在设计上达到可不断优化、平滑升级的要求，同时满足与其它系统兼容互连的未来发展需要，并且易于维护，有良好的售后技术支持和完善的服务体系。1.3 安全性原则数据的安全性在任何系统予以高度重视，网络系统采取防范措施防止黑客的入侵。对于内部的员工以及调度客户也安排足够的权限控制，避免用户能
14、够操作到不属于自己的数据。提供系统总体闭环检测及网管方案，实现对整个网络的自检、实时监控和自动故障报警检测以及一定程度的自恢复。1.4 标准性和先进性原则系统实现时尽量采用符合工业标准的技术，保证技术实现的质量，以及便于日常维护和系统的扩展。系统采用成熟的高新科技，以目前较为先进的方法实现需要的功能，既反应当今科技的先进水平，又具有发展潜力，保证系统在较长的时间内不被淘汰。1.5 开放性原则整个系统的操作以方便、简捷、高效为目标，多操作平台整体设计统一操作，既充分体现快速反应的特点又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于领导层、管理层及时了解各项统计信息和决策信息。整个内部网络传输采用标准
15、的TCP/IP协议；其他的系统也采用相应的工业标准，充分保证系统的开放性。1.6 标准性在系统的开发过程中必须采用标准化的原则，遵循国家标准、行业标准及本局相应的接口标准。在应用软件开发过程中，数据规范、编码规范及文档规范都必须遵循国标或相应的规范要求；要具备国际化标准的网络协议、软件体系结构和接口保证系统能与其它系统进行快速、顺利的信息交换，实现与国际同行自然接轨之目标，便于系统扩展和升级。1.7 量化管理、决策优化使系统用户通过对当前业务发展状况的有效测量与量化评估， 使系统的服务、管理水平得到有效提升，并为科学决策提供依据。优化相关部门的决策、分析、业务控制、成本控制能力，提高相关部门对
16、业务变化情况反应的敏锐程度，提高科学决策能力。2、 软件选型2.1 操作系统操作系统分为服务器操作系统和客户端操作系统。2.1.1服务器操作系统二选一：（模板一）服务器操作系统我们一般选择Windows 2000 Server。微软公司是世界上著名的软件公司，其个人操作系统占有统治地位，Windows 2000 Server是一款企业级的服务器操作系统，具有稳定可靠易于维护的特点，是企业级应用的首选系统。（模板二）服务器操作系统我们选择RedHat Linux 7.2。目前的服务器所采用的操作系统两大类：Unix或类Unix 平台（Linux）、Windows NT/2000 Server平台
17、。Linux是目前发展最为快速的操作系统，它在轻中量级的服务器操作系统中，性能十分优秀，而价格却可以说是最低的。Linux核心采用GNU/GPL版权发布，并公开源码；这使得使用者可以根据自己的要求任意修改，唯一的要求是这些修改也同样需要公开。RedHat Linux是Linux世界中非常著名的发行版，其使用的广泛程度可以说是最高的。Linux采用类Unix的界面，操作上与Unix基本保持兼容。Linux系统有文本编辑界面和图形用户界面（GUI）。其特征包括:多用户、多任务、多平台、可编程SHELL、提供源代码、仿真终端、支持多种文件系统及强大的网络功能等。RedHat Linux最新最为稳定的
18、版本 7.2版，集Linux世界最新最好的技术于一身：使用Linux Kernel 2.4.7内核，为Intel芯片做了优化，支持Pentium4；更多更好的支持SCSI、IDE设备和百兆、千兆网卡，充分挖掘硬件潜力。继续支持多CPU，更好的系统调度。Raid子系统对单处理器系统和对称多处理系统都作了优化。新的Firewall界面和IP伪装功能，更快更安全。使用EXT3日志型文件系统，增强对数据的保护，从意外中恢复的时间大大缩短，而成功率提高很多。2.1.2客户端操作系统客户端操作系统我们选择Windows 2000 Professional.，也可选择Windows XP。Windows 2
19、000 Professional建立于NT技术和易于使用的Windows 98用户界面之上，可以明显提高商业用户的工作效率。 相比Windows 98/Me，Windows 2000 Professional更加稳定可靠，全32位操作系统的设计，最大可能的降低应用程序失败的机会和未被预料的重新启动计算机的次数。Windows 2000 Professional的综合特性使其成为所有企业中台式机和笔记本电脑上的主流操作系统。Windows 2000 Professional继承了Windows 98最优秀的商业特色：如即插即用、易于使用的用户界面和电源管理。而且我们还汇集了基于Windows N
20、T的技术;标准的安全性、可管理性和可靠性等强大功能。无论是在单个计算机上还是通过全球通信网络来使用Windows 2000 Professional，Windows 2000 Professional都会提高你的计算能力，同时降低桌面系统的总体拥有成本。当然，也可选择微软的最新桌面操作系统Windows XP。Windows XP拥有和Windows 2000 Professional同样的稳定性和安全性，而且更加易于使用，但成本较高。选择微软产品，具有良好的性价比，并且售后服务能得到及时有效保证。2.2 中心软件组成2.3 数据库系统我们选择MS SQL SERVER 2000作为数据库系统
21、。SQL SERVER是企业级应用平台数据库系统的首选，尤其当服务器操作平台是WINDOWS 2000时，与操作系统不存在任何兼容性问题，配套使用效果尤佳。（模板二）（我们选择Oracle 8i Enterprise作为数据库系统。对于较大规模的系统，数据库系统的性能往往决定整个系统能否良好运行。所以，选择优秀的数据库平台可以说和选择优秀的操作系统同等重要。Oracle一直是世界上最大的数据库厂商和数据库技术的领跑者。Oracle 8i具有良好的可扩展性、简易的操作性、最高的运行效率、可靠性、容错能力、错误恢复能力、错误记录及预警能力。）3、 车载设备3.1系统基本硬件结构电力事故勘察车载调度
22、系统主要用于自动完成车辆定位监控、车上视频录/摄像、任务调度、远程监控等。车载调度系统由以下的基本构成由7个模块：车载GPS/CDMA1X主机、车载视频录像系统、通讯模块、定位模块、视频处理模块、车载摄像模块。4、 系统基本性能指标4.1 GPS模块: 结构：并行12通道，L1波段（1575.42MHz），C/A码（1.023MHz码片速率） 同时跟踪能力：同时跟踪12颗卫星 捕获时间：重捕获时间2.0秒；温启动15秒，典型初始化启动35秒；冷启动40秒。 定位精度：市区5米，郊区10米 速度精度：0.1米/秒 最小采样周期:1S4.2 通讯模块:兼容CDMA无线通讯模式。先进的数据传输方式，
23、完全按照IT行业通行的传输模式传输数据即：同时支持TCP、UDP协议，TCP协议传输命令/数据，UDP协议传输大宗数据。CDMA同时支持3通道传输同时并行：TCP命令通道、TCP数据通道、UDP数据通道，支持TCP、UDP数据通道同时以最快1秒/次稳定传输。在本方案中基于CDMA1X网络稳定、覆盖范围广等优点而优先选用CDMA1X通讯模块，其基本参数如下： 频率：EGSM900/GSM1800 发射功率：EGSM900：CLASS4(2W) /GSM1800：CLASS1(1W) CDMA1X：CDMA1X multi-slot class8 /CDMA1X mobile station cl
24、assB 下行速度：最高85.6Kbps 上行速度：最高21.4Kbps4.3 电气参数: 正常工作电压：24V 极限输入电源电压：100V 电源电流：140mA另，内置电源保护功能，在车上电瓶电压低于20V或高于33V时，设备自动切换到备用电池工作。工作环境: 工作温度：-30 +75 相对湿度：20 97%另，为确保设备听正常工作，系统设备主机及车载录像机外壳均由为工业级别的专用防护箱，箱体由铝合金制造，具有防潮、防水、防静电、抗冲击、抗干扰的先天性优势。5、 盲区数据缓存及断点续传功能GPS/CDMA1X车载主机直接通过TCP/IP协议的底层进行通讯链路的检测，能第一时间检测到CDMA1
25、X掉线并自动重拨，实时的确保主机永远在线。GPS/CDMA1X车载主机内置有128点/4KB TCP数据缓存、256点/8KB UDP数据缓存及1KB命令缓存，当GPS/CDMA1X车载主机发生CDMA1X掉线、电话通话等情况时，定位数据会自动的压入缓存，一旦CDMA1X通讯链路恢复后GPS/CDMA1X车载主机立即自动的将缓存的数据传送回中心，确保每一条定位数据能正确的回传到中心。6、 通讯指令协议说明车载设备的通讯指令文档简单明了，指令结构清晰统一，UDP、TCP及短信三个通道的命令及应答格式完全相同，可任选短信/CDMA1X通道传送。可随时并支持与智能调度中心系统设置通讯协议。其基本的指
26、令协议如下：一般车载设备上发定位信息：*XX,YYYYYYYYYY,V1,HHMMSS,S,latitude,D,longitude,G,speed,direction,DDMMYY,vehicle_status#一般车载设备上发指令确认信息：*XX,YYYYYYYYYY,V4,CMD,hhmmss,HHMMSS,S,latitude,D,longitude,G,speed,direction,DDMMYY,vehicle_status#其中：*：命令头XX：制造商名称，如：TH、DC、XY等。, ：分隔符YYYYYYYYYY：车载机序列号。CMD：中心命令。HHMMSS：车载机时间,标准时间
27、，与北京时间有8小时时差。S：数据有效位（A/V），A表示GPS数据是有效定位数据，V表示GPS数据是无效定位数据。latitude：纬度，格式DDFF.FFFF, DD：纬度的度（00 90）,FF.FFFF：纬度的分（00.0000 59.9999），保留四位小数。D：纬度标志（N：北纬，S：南纬）。longitude：经度，格式DDDFF.FFFF，DDD：经度的度（000 180），FF.FFFF：经度的分（00.0000 59.9999），保留四位小数。G：经度标志（E：东经，W：西经）。speed：速度，范围000.00 999.99 节，保留两位小数。该信息字段可能为空即long
28、itude,G,direction,，表示速度为0。direction：方位角，正北为0度，分辨率1度，顺时针方向。该信息字段可能为空如longitude,G,speed, MMDDYY,，表示角度为0。DDMMYY：日/月/年vehicle_status：车辆状态，共四字节，表示车载机部件状态、车辆部件状态以及报警状态等。用ASCII字符表示16进制值。7、 车载终端设备业务并行功能终端设备采用并行的外部扩展架构。各种应用功能之间互相不影响，在正常的传送定位数据的同时可同期进行： 使用3G网络上传视频录像； 可同期检测是否超速; 可同期检测是否有紧急报警按钮被按下; 可同期检测GPS天线、G
29、PS模块、电源是否正常； 可同期的进行语音通话，当有打入、打出电话时，CDMA1X持继在线（接通后CDMA1X传输挂起，TCP连接保持不断。电话挂断后恢复CDMA1X传输）8、 车载设备行车检测功能8.1 紧急报警检测及断油电功能车载终端提供应急报警按钮。在司机遇到紧急险情时司机可按紧急报警按钮向调度中心报警，使调度中心获得车辆的状态和车辆的位置。在核实后，调度中心可对车辆发送断油断电指令对车辆进行断油断电。险情排除后调度中心可对车辆发送恢复油电指令。为应对突发紧急情况的发生，系统单独设一个隐藏安装的应急报警按钮，在司机按下此铵钮的情况下，中心最快0.3秒内就会收到这一紧急情况报告同时车载摄像
30、头自动通过终端将车上的现场图像回传到中心。中心根据可根据现场情况的要求主动发送断油电指令到终端。断油电指令是一个应用起来带有一定危险性的指令，为最大限度的保障行车安全，终端的断油电指令可有两种实现方式：动态断油电，检测到发动机瞬间运转时切断电路5秒，强迫发动机停止；静态断油电，不检测发动机，断电继电器始终吸合，断开电路。同时在实现断油电过程中，中心可将整个过程设置为30个时间段以实现脉冲式的切断电路、油路（类似于车辆刹车系统中的ABS系统）以最大限度的确保行车安全。8.2 日常受损检测在终端的日常工作中，还可以24小时不间断的进行下面的设备受损检测工作：GPS天线开路：GPS天线开路达5秒钟时
31、，触发天线开路报警。GPS天线短路：GPS天线短路达5秒钟时，触发天线短路报警。GPS接收机故障：GPS板连续15秒没有数据输出，触发报警。当监测到电瓶拆除信号持续30秒，触发报警8.3 扩展油箱油量检测另外，终端可扩展车辆的油箱测量检测设备，可用于当车辆在停车情况下，如果油箱的油量发生下降时触发报警；也可以根据在停车时油箱测量的上涨确认为车辆加油并统计出车辆的加油量及耗油量与里程的分析报表。9 视频录像说明本系统中应用的车载摄像系统采用独立的嵌入式系统设计，并应用SD卡作为存储介质，SD卡无机械运动部件，焊接紧密，数据读写方便，非常适合车载和移动变化、震动较大的需求应用； 整个车载摄像系统集
32、成度高，采用工业级元器件，能适应复杂的车内环境、金属外壳带锁设计，有效防止人为蓄意破坏、体积小巧精美，安装方便。设备内置权限设置和可选装的显示屏,可方便的实现现场回放。9.1功能特点1、录像方式:可以设为连续录像或是自动录像方式，在自动录像方式的情况下，车门打开时自动接通电源并录像。车门关闭延迟一段时间后，停止录像。2、SD卡存储：插卡读卡方便，具有硬盘存储无法比拟的防震性防高温性能。 存储容量1G2G4G8G图像质量 (320240)连续录像存储时间45小时910小时约20小时约42小时自动录像存储时间12天23天56天1215天3、自动循环录像：4G的SD卡可储存最近6天乘客上下车的录像。
33、 4、汽车黑匣子功能：视频叠加车辆行驶速度，制动信号、内置时间、日期、车牌号等 5、同步录音：外接监听麦克风，声音和图像同步存储在SD卡中。 6、现场回放：主机配置.5寸TFT 高清屏，录象内容可现场回放。（可选） 7、支持14路同时录像：加装4路分割器可实现最多4路同时录像。8、支持两路自动切换：开门时记录乘客上下车情况，关门后在延时内记录车厢内的情况。9、自动复位：瞬间断电，复电后系统可快速恢复录像状态已录画面不受影响。 8.4 10.2技术规格电压工作范围7V60V视频制式PAL、NTSC视频速度30 帧/秒文件格式AVI（MPEG4） 播放方式系统主机/电脑/电视存 储 器SD 卡/U
34、盘/主机内存镜头角度105度 （可选） 摄像头CCD摄像头 380线或420线 显 示 屏2.5寸 TFT 高清屏（可选）工作温度070存储温度-4080图像质量QVGA（320240） VGA（640480）体积(mm) 13910050车载终端具备与调度中心语音通话功能。语音通话功能：可通过远程设置16个号码段电话的打入、打出限制条件，并可由远程指令实现监听功能，命令车载机拨打指定号码监听第四章 地理信息系统地理信息系统（GIS）是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算 分析、显示和描述的技术系统。处理、管理的对象是多种地理空间实
35、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、 贝尔地理信息平台传统的GIS产品主要面向十分专业的高级应用，其软件宠大，功能复杂，操作繁琐，价格昂贵，要求用户投入高额资金，配备专业的操作人员，且系统建立周期长、风险大，但与此形成鲜明对比的是在绝大多数一般应用中，它的80%以上的功能很少用到甚至根本不用，常用功能只占有1020%左右，这样便造成很多浪费。贝尔GIS Windows 98/NT/2000/XP/2003 版（以下称贝尔 GIS）是贝尔软件系列产品中基于二维的地理信息系统产
36、品，它是贝尔作为一个专业GIS公司的基石，经受了从简单的地理信息系统平台的研制到结合许多先进的设计思想和概念的专业的地理信息系统平台推出一个长时间的考验。贝尔 GIS是标准的COM（组件对象模型）结构，支持面向对象的数据结构和数据管理，允许用户根据需要对其进行扩展和重新定义。贝尔 Map还支持具有工业标准的开发环境，可以对贝尔 GIS进行用户自定义以及基于平台的二次开发。在原有的贝尔的GIS产品的特点得以更好的发扬的同时，贝尔 GIS是贝尔推出的具有技术先进性以及市场广阔前景的开放的新一代组件式二维地理信息系统平台。它和贝尔推出的三维地理信息系统平台贝尔 Vision一起构成贝尔地理信息系统平
37、台解决方案。贝尔 GIS Develop Kernel是贝尔推出的可以进行二次开发的组件。它和贝尔 GIS一起构成不同层面上的GIS平台解决方案。2、 体系结构贝尔二维地理信息系统产品体系由以下几个部分组成：贝尔 GIS平台，贝尔 GIS Develop Kernel二次开发控件，贝尔Filter空间数据管理三个产品组成；这三个产品构架在同一套基于组件的贝尔 GIS Object Library地理信息底层平台之上。用户可以通过贝尔 GIS、贝尔 GIS Develop Kernel、贝尔Filter进行二次开发，也可以通过贝尔 GIS Object Library底层平台进行开发。贝尔 GI
38、S平台设计了强大的扩展能力，用户以及其他应用程序开发商都能很方便的开发扩展功能。贝尔 GIS PlugIns是贝尔 GIS平台良好扩展性和开放性的体现。贝尔二维地理信息系统产品体系结构如下图所示：3、 贝尔 GIS 3.1 功能结构贝尔 GIS包含三个组成部分：v 贝尔 GIS Object Libraryv 贝尔 GIS平台，v 贝尔 GIS PlugIns贝尔 GIS平台提供了一个易于使用的用户界面，使得对空间数据库的操作以及GIS分析等等操作变得极为简单易行。3.2 贝尔 GIS Object Library 贝尔 GIS Object Library是一个面向对象的GIS底层平台，它提
39、供基本的GIS功能支持。它按照GIS平台的需要划分成六个层次。架构层，包括空间数据访问模块、地物类模块、空间参考系模块、磁盘数据访问模块、资源管理模块等。空间数据访问模块主要处理GIS数据的存取和编辑、更新等等操作。通过扩展该模块可以达到支持多个数据链接的功能。根据纯数据库的观点来看待的GIS数据的存取操作，将显示中的每一个地物对应为空间数据库中的一条纪录，而地物当然包括空间定位信息和属性信息。其中空间定位信息称为Shape（形状），由Geometry进行处理。地物类模块完成地物类的定义、编码、管理等；空间参考系模块主要处理GIS数据的数学基础。怎样从现实的三维客观世界将获得的数据转化成二维的
40、平面数据。包含：Geographic Coordinate System（大地坐标系）的构建（Prime Meridian（本初子午线）、Geodetic（大地水准面）、Unit（量算单位）；Projected Coordinate System（投影坐标系统）的构建；所有与地图投影相关以及大地坐标系统的相互转化都将要“空间参考系模块” 进行处理；磁盘数据访问模块建立了使用内存映射访问磁盘文件的机制，以充分发挥系统性能；抽象层，包括了几何图形模块以及图元及图层的抽象定义等，几何图形模块主要处理基于几何意义上的图形构造、编辑、内存存取、图形之间空间相互关系、图形之间空间运算关系等等，它提供基本的
41、几何图形处理。它将现实世界当中的地理对象按照几何图形的观点加以分类，形成以Point（点）、Polyline（线，多线）、Polygon（面、多面）、Path（路径）、Ring（环）、MultiPoint（多点）、Envelope（矩形）7种类型。其中最为基本的是前三种对象，亦即GIS中所说的最基本的点、线、面三种要素。对于常见的多边形的叠置、缓冲区生成、图形变换等等均依赖于“几何图形模块”的处理。逻辑层，包括拓扑分析、动态注记、地图编辑、SQL解析、图表生成等模块。图形交互层包含了显示及窗口框架等模块。显示模块主要处理GIS数据的显示。包括地物类管理、专题地图显示。地图的裁剪输出、旋转输出；
42、窗口框架主要处理GIS数据的操作、组织和显示。包含工程管理、图层管理、地物对象操作。应用层对常用逻辑进行了进一步封装，组件层是为经常使用的控件封装可视化组件。3.3贝尔 GIS平台贝尔 GIS平台是一个用于编辑、显示、查询和分析地图数据的以地图为核心的应用。此外，贝尔 GIS平台还负责空间数据库的管理。它是一个强大的集成环境。贝尔 GIS提供齐全而又完备的地图数据采集、编辑加工工具。多种实用的类似于CAD结构的工具将使得地图编辑变得简单而快捷。工程管理窗口提供一个完整的工程管理视图，实际工程中涵盖的多幅地图、多元数据空间、多种文档应用均能可视化操作。图层管理窗口提供一个完整的地图图层管理视图，
43、一幅地图中包含的所有图层均能可视化操作。通过图层管理视图还可以动态的为每一层分配具体的绘制特征。但是，图层仅仅是数据的参考，只进行可视化的属性管理，并不涉及到对数据的真正修改。从而保证了同一数据源的多个视图的表达。每一个数据源中的数据集均能成为图层管理窗口中的一个层，它包含一组用于数据集可视化的属性，如：名称、投影、专题属性、标注、是否可以被选择、是否可以可见等等。任何属性的修改均可以通过图层管理窗口来进行修改。图层管理窗口的图层按照树状结构进行管理。3.4贝尔 GIS PlugIns贝尔 GIS PlugIns是一个基于贝尔 GIS平台的外围功能集合。它的出现使得用户可以在同一平台内实现更多
44、的功能。同时，用户也可以自己编制适合与自己使用的功能模块，用户也可以将扩充的插件进行发布。3.5自定义及二次开发贝尔 GIS通过一系列的可视化GIS操作界面能满足大多数终端用户的GIS应用需求。同时，它也能为跟高级的用户和开发人员提供了全面的自定义定制功能。由于贝尔 GIS整个平台以及所用到的底层平台贝尔 GIS Object Library都遵循COM标准，任何兼容COM的编程语言，如：Microsoft Visual C+，Visual Basic，Delhpi，C+ Builder都能用于制定和扩展贝尔 GIS。4、 贝尔 GIS Develop Kernel贝尔 GIS Develop
45、 Kernel是一个Windows操作系统下的标准控件，它将底层平台的GIS功能封装成一个可以用于各种支持控件的开发环境下的控件。贝尔 GIS Develop Kernel是一个贝尔 GIS的一个简化的版本。它支持贝尔 GIS大部分的功能。5、 贝尔Filter 贝尔Filter是一个空间数据管理与浏览的工具，它以数据为核心。利用贝尔Filter可以方便的浏览各种GIS数据，同时对其进行管理。贝尔Filter由贝尔 GIS开发实现。6、 功能特点6.1 绘图系统电子地图可以根据当前图幅的大小自动计算地图浏览的边界，并且对最小和最大显示比例进行调整。全图显示时，视图刚好能够覆盖当前图幅上的所有地
46、物。实际测试表明，与主流GIS平台相比，贝尔地理信息系统在效率方面有非常优越的表现，在处理各种不同矢量格式的地图数据时都比主流的GIS产品快几倍。实际测试数据表明，内存中的矢量图层对象在瞬间（几百毫秒）就可以完成包含50000个点的矢量数据生成和显示。6.2 缩放在电子地图绘制方面，我们抛弃了传统的GDI绘图方式，采用最新的Microsoft DirectX绘图技术，不仅大幅度提高地图绘制效率，且电子地图在缩放和漫游过程中显示更为平滑，不会出现闪烁的现象。进行放大、缩小操作时，响应快速、流畅，平均响应时间1秒。对电子地图进行放大和缩小，是使用者在操作GIS系统中发生频率最高的动作。在传统的地理
47、信息系统平台中，通常有放大和缩小两种地图工具，很多时候使用者不得不在两种这工具间来回的切换对电子地图进行浏览。在贝尔 GIS中，我们除了提供这种传统的缩放方式之外，为了提高使用者进行地图缩放的操作便利性，更对地图缩放这项常用操作功能进行了全新的设计。在这种新的操作方式中，同样可以对电子地图进行无级缩放，操作方式主要有两种：鼠标选择缩放：选择“地图缩放工具”后，当鼠标移动至地图窗口上方时，鼠标指针形状变为“放大镜”的图标。进行放大操作时，用鼠标在地图上从左上角至右下角框选一个区域（这也是使用者最常用的框选方式），则所框选区域放大至整个地图窗口。进行缩小操作时，采用非从左上角至右下角选取的框选方式，如从右
