基于MapObjects和Geodatabase警用GIS的设计与核心算法

摘要

近年来，随着公安部“金盾工程”的启动，公安网络基础设施和信息化应用水平的不断提高，地理信息技术也越来越受到各级部门的重视。将公安信息化建设与地理信息技术紧密结合起来，大力开展警用地理信息系统(PoliceGeographic Information System，PGIS)建设，是今后全国各地公安信息化应用的一个重要方向。公安部已经将警用地理信息系统建设列入“金盾工程”23个一类项目中，成为“金盾工程”的重要组成部分。 基于第三代地理数据模型Geodatabase和MalpObjects组件等技术，采用．NET多层架构，建立一套满足各地市不同警种需求的综合性应用平台。系统中主要采用的技术手段和创新之处包括： 1)警用GIS系统整体设计采用了．NET多层架构和MapObjects组件相结合的方法，从复杂的功能需求中抽象出专用的GIS动能部件，使系统的安全性、可扩展性、移植的简单性以及程序的易维护性在开发和日常使用中显示出了较强的优势；在具体的子系统设计中，针对警力分布与联合调度分别构建规划模型，为警力调度部门的警力部署工作提供科学的依据，以有限的资源实现最佳的效果； 2)系统采用了第三代数据模型Geodatabase来组织不同地市，不同警种的数据信息，通过空间数据引擎．ArcSDE进行访问管理，便于对系统中的空间数据随时更新和改变，使系统具有较强的可推广性； 3)系统中应用了一些经典的算法： 四色算法：图的着色问题是实现GIS的主要技术问题，由于传统的着色方法对多地市、多警种的情况不适用，本系统对于电子地图的表现，采用了四色算法。使用MapObiects的空间查询功能对需着色的图层进行拓扑分析，并实现了根据不同的空间数据信息对地图动态的着色； 改进的Dijkstra算法：最短路径搜索是网络分析中的一项重要功能，系统简化了空间拓扑数据模型，并且以Hashtable类作为图的存储结构，使用二叉最小堆实现了最小优先队列，在原始Dijkstra算法的基础上对其进行改进处理，提高了查询效率并在现实运用中取得了良好的效果。 4)系统中集成了“3S”技术，实现了对现场的整体、实时、动态的观测跟踪。本系统是一个集成日常警务工作与应急警务处理于一体的综合系统，不仅提供了强大的电子地图功能，还实现了警力的合理部署、各警种的联合调度，满足处警单位迅速及时地寻找、发现和处理警情，为后续的决策分析提供了有力的支持。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1论文的目的和意义

1.2国内外研究应用现状

1.2.1国外研究应用现状

1.2.2国内研究应用现状

1.2.3存在的主要问题

1.3本文的研究工作

第2章MapObjects简介与组件式开发技术研究

2.1 MapObjects的组成

2.2 MapObjects的特点与功能

2.3组件式GIS开发

第3章Geodatabase空间数据模型探讨

3.1地理信息数据模型的发展

3.1.1 CAD数据模型

3.1.2 Coverage数据模型

3.1.2 Geodatabase数据模型

3.2 Geodatabase数据模型的优点

3.3 Geodatabase体系结构研究

第4章警用GIS系统架构与功能设计

4.1警用GIS设计思想

4.2警用GIS体系结构

4.2.1系统外部结构与逻辑结构

4.2.2系统框架

4.3警力分布规划模型构建

4.4警力联合调度模型构建

4.5子系统设计

4.5.1 GIS专用功能部件设计

4.5.2自定义地图符号设计

4.5.3 GPS跟踪与检测子系统设计

总结

第5章警用空间数据库的构造

5.1 Geodatabase空间数据库设计思想

5.1.1Geodatabase的设计

5.1.2要素类的设计

5.1.3要素集的设计

5.1.4拓扑、几何网络的设计

5.2系统数据组织

5.2.2警用GIS标准化建设

5.2.1基础地形库

5.2.2元数据信息库

第6章警用GIS系统中的核心算法

6.1四色算法

6.1.1空间拓扑分析

6.1.2四色算法实现

6.1.3算法在系统中的应用

6.2改进的Dijkstra算法

6.2.1经典的Dijkstra算法

6.2.2优化算法分析

6.2.3优化方案实现

6.2.4改进算法时间复杂度分析

第7章应用实例——广西壮族自治区警力、装备分布信息调度系统

7.1项目背景

7.2系统主要功能

7.3系统特点与运行结果

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文和参加的项目