淮安市人防业务信息平台的设计与实现.doc

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附录1：
镇江高等职业技术学校

毕 业 设 计 (论 文）

淮安市人防业务信息系统的设计与实现
Design and Implementation
of Huaian civil air defense business information System

系 名: （四号宋体)
专业班级: （四号宋体）
学生姓名： (四号宋体)
学 号： （四号宋体）
指导教师姓名： (四号宋体)
指导教师职称: （四号宋体）

年 月

65

摘 要
随着现代高技术条件下战争空中打击力度的增强，人防工程作为战时隐蔽人员和物资，平时用于经济建设的重要工程，其重要性越来越明显，我国城市化的高速发展以及人防工程的平战结合的使用方针都给人防工程的管理带来了诸多的问题，如何采用现代技术,特别是信息技术加强对人防工程进行有效的管理和使用是具有现实意义的重要问题.
本文根据面向对象的概念、理论和设计方法，分析、设计并实现了基于的地理信息系统的人防业务信息系统，其中主要工作包括：
(1）采用面向对象的分析方法，对淮安市人防业务信息系统的总体需求、功能需求、数据需求以及安全需求等进行了分析和系统选型。在此基础上。以地理信息平台系统为基础，完成了淮安市人防业务信息系统的详细设计，包括体系结构、数据模型和功能类图。
(2）根据淮安市人防业务信息系统的具体需求，系统给出并实现了一种基于角色和区域约束的访问控制模型，提高了系统的访问控制能力;同时在系统设计过程中,引入了工厂模式等设计模式的概念，提高了系统的灵活性和可扩展性.
(3）在Arc GIS、SQL Server和VS 2005环境下，实现了淮安市人防业务信息系统,试用表明，系统达到了设计目标，可以较好地胜任淮安市人防业务管理的需求。

关键词:人防工程，面向对象，地理信息系统,访问控制，设计模式

ABSTRACT
With the increasing strength in modern high—tech air strikes, the importance of Civil Air Defence（ CAD ) project became increasingly clear。 Because of the CAD projects works as an important concealment for personnel and material in war and an important project for economic development in peaceful time. As the rapid development of urbanization in China， as well as double usages of CAD projects in no matter war or peaceful time， the use of the management guideline has brought a lot of problems to the management of CAD projects。 How to adopt modern technology， especially information technology to enhance air defense projects for effective management and usage is an important issue with practical significance。本文为互联网收集，请勿用作商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途
Based on object-oriented concepts, theories and design model, the paper analyze， design and implementation of air defense business information system which is based on GIS。 Three main aspects are included.
It uses object—oriented analysis method not only to analyze many aspects on Huai'an air defense business information system but also take on system selection. These aspects are the overall demand, functional requirements, data requirements and the demand for security。 In addition that it completed the specific design of Huan’an CAD information system on the basis of Geographic Information System（GIS)。 The specific design includes architecture， data model and functional diagram.
According to the specific needs of Huai’an air defense business information system the system supplies and realizes a kind of access control model， which is based on role and regional constraints. It is useful to improve the system’s access control capability。 At the same time, in the process of designing system, we bring in some new design model to enhance the system’s flexibility and scalability, such as industrial model and etc.
In the Arc GIS， SQL Server and VS 2005 environment， Huai’an CAD business information system came into use。 The trial shows that the system met our design goals and can be qualified Huai’an CAD business management needs even better。

Key Words： Civil Air Defence(CAD） project, object—oriented ，GIS (geo—information system) ,access control， design model
目 录
第1章 绪 论 1
1.1 选题背景 1
1。2 国内外研究现状 2
1。3 建立人防地理信息系统的意义 3
1.4 系统建设目标与本文的主要工作 5
1。5 论文章节结构 5
第2章 相关技术综述 7
2。1 地理信息系统及其发展现状 7
2。1。1 地理信息系统的定义 7
2.1.2 地理信息系统的发展历史 8
2.1.3 地理信息系统的发展趋势 9
2.1.4 地理信息系统的应用 10
2.2 面向对象与UML技术 11
2.2.1 面向对象技术 11
2。2。2 UML技术 14
2.3 基于角色的访问控制 16
2.4 本章小结 17
第3章 基于UML的系统分析 18
3.1 引言 18
3.2 系统功能分析 18
3.2.1 总体功能需求 18
3。2.2 系统用例模型 19
3.2.3 系统功能划分 24
3.3 系统数据模型分析 33
3.3。1 数据模型分析 33
3.3.2 图层划分 35
3。4 安全需求分析 36
3。5 本章小结 37
第4章 系统设计 38
4。1 引言 38
4。2 系统体系结构 38
4.3 访问控制机制的设计 39
4.4 系统数据模型设计 42
4。4.1 路网数据表设计 42
4。4.2 人防专题数据表设计 44
4。5 系统类图设计 45
4.5.1 公共业务接口设计 45
4.5.2 关系数据库适配器DBLink设计 46
4。5.3 SDE空间数据库适配器的设计 47
4.5.4 业务核心类设计 48
4。5。5 访问控制模块的设计 49
4.6 本章小结 50
第5章 系统的实现与测试 51
5。1 引言 51
5。2 系统选型 51
5。3 开发平台 51
5。3.1 ArcGIS Engine技术 51
5。3.2 .NET平台技术 53
5。4 系统界面设计与实现 57
5。5 系统测试与试运行 58
5.5。1 人防报警器的影响范围分析 58
5.5.2 按组织序列统计分析 60
5.6 本章小结 61
第6章 总结与展望 62
6。1 论文总结 62
6。2 下一步工作展望 62
参考文献 64

第1章 引 言
1。1 选题背景
人防工程是为保障人民防空指挥、通信及人员、物质掩蔽等需要而修建的防空工程.它关系到未来高技术战争中，能否有效地抵抗敌战略空袭和远程火力打击，保存战争潜力，保持战略全局稳定，创造有利于我而不利于敌的战场条件的大问题。人防工程建设是我国积极防御战略的积极体现，同时在城市建设、经济建设和人民生活中发挥着重要的作用.因此,我国各级政府历来重视城市人防工程建设，并实行“长期准备、重点建设、平战结合”的方针,贯彻与经济建设协调发展、与城市建设相结合的原则。
人防工程建设是一项复杂的巨系统，需要充分考虑到武器装备技术的发展、城市规划、城市建设及城市经济的发展。人防工程建设在我国有较长的历史，随着建设的不断发展，工程数量不断增加,相应的工程图纸、工程分布、工程状况等信息量呈指数增加。随着科学技术的发展，人防工程的规划、建设、管理需要科学化、正规化。人防工程的管理还应适应现代高技术战争的要求，达到快速反应，符合战时指挥自动化的要求。
“数字技术”是近年来地球空间信息科学研究的热点.在现代化城市建设中，已经开始广泛应用地理信息系统（GIS）技术处理空间数据及其有关各种城市信息的管理模式,这种高新技术的应用对现代化城市的总体规划、合理布局、综合平衡、科学决策等起着重要作用[1]。因此，结合计算机、地理信息系统、网络、通信等技术的“数字人防”建设也越来越受到社会的重视。
淮安市人防办公室承担着市区战时防空、平时防灾的重任，日常工作中涉及的业务信息纷繁复杂，主要有:人防警报器数据、人防工程数据、人口疏散地域数据、专业队伍数据、重要经济目标数据、人民防空要图等。而实现这些数据的电子管理、图形管理，不仅可以适时展现人防建设成果,更是实现人防科学快速指挥工作的需要。
为了更好地为淮安市经济建设保驾护航,促进本市安全发展，经过近一年的调研分析,2008年正式启动了淮安市人防业务信息系统的建设工作，本文便以该项目建设为背景进行论文的研究和设计工作。
1。2 国内外研究现状
人防工程作为保障人民防空指挥、通信及人员、物质掩蔽等的重要手段，直接关系到一个国家在未来高技术战争中的成败。因此世界各国,特别是经济发达国家对城市人防工程建设十分重视。例如人口只有850万的瑞典，已构筑20万个公共掩蔽所和170万个私人掩蔽所,地下人防工程面积已达1000万m2以上；中立国瑞士虽然近200年没有经历战争,但仍十分重视人防工程建设且以平战结合为主,人均人防工程面积已超5m2；作为经济和军事大国的美国，其人防工程建设的积极性随着其与国际敌对势力的对比变化时高时低，因其自恃地理位置优越，经济军事实力强大，故总体不如欧洲国家重视,但每年在人防工程建设方面的投入仍超过10亿美元，其城市中75 ％的建筑物都建有地下室，总面积达6。5亿m2;而俄罗斯经过二十年的努力已建成包括通用防护设施、防辐射掩蔽部和简易壕沟在内的庞大人防体系，其防护工程通常建在居民区,该国人防法规定人均占有防护工程面积不少于0.5m2、空间不少于1.5m3;德国建有设施齐全的地下医院92座，其中几所拥有1000多张床位，这些医院能在接到命令后的24h内全部投入使用；我们的邻国日本，通过修建地下城市实现城市防空目的,全国20多个城市修建了100多条地下街，总面积超过100万m2。本文为互联网收集，请勿用作商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途
我国，由于经济发展和闭关锁国的原因，人防建设与发达的国家相比存在一定差距.然而，从五十年代开始，人防工程的建设得到了迅猛发展，针对当时国内形势，建立了人民防空委员会,在各地与沿海城市建立人防领导机构，修筑防空工程设施与人防预报系统。六、七十年代，在毛泽东主席针对国际形势提出“深挖洞，广积粮，不称霸”的号召下，全国掀起了一股群众性的人防建设高潮.八十年代以来，随着改革开放的步伐，也随着我国经济、科技的发展，平战结合的较大规模的地下空间项目在我国不断涌现，较典型的有：1986年在哈尔滨兴建的建国以来第一个将人防与城建相结合的秋林地下人行过街工程,形成了一座由8 家商业城组成的12万m2的超大地下商场；建于1990 年的上海人民广场地下车库及地下商场达6万m2;1991年汉口火车站配套工程地下商业城建筑面积超过5。5万m2;1997年建成的西安科技楼地下商城建筑面积达4万m2；2002年的上海南站及2003年广州康王商业城，地下工程建设配套已臻完善,总体防护等级达6级;北京王府井商业区与汉口汉正街小商品市场的超大规模地下空间开发利用，使这两个闻名全国的商贸云集区更换新貌，成为现代商贸服务业标志。文档为个人收集整理，来源于网络文档为个人收集整理,来源于网络
然而，随着城市人口的递增，城市地域面积不断扩大，城市生存环境已对本世纪城市可持续发展提出巨大挑战。特别是对我国这样一个人口大国,现有农业耕地仅18。2亿亩，人均耕地仅1.3亩左右，面对工业扩张与交通枢纽基本建设,这一数字还将不断缩小。因此城市人防工程建设与城市地下空间开发综合利用相结合是城市高速发展和城市空间利用的迫切需求。近几年,我国内地北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉等城市地下交通建设如雨后春笋，城市向三维空间发展即实行立体化的再开发已成了城市中心区发展的必然趋势.经济的高速发展以及在拉动内需的形势下，一下子开发出来的诸多地下工程项目如何规范建设与管理已成了当务之急。所以应用“数字信息技术”，做好人防工程与地下空间建设的信息化管理，对城市人防工程进行总体规划、合理布局、综合平衡、科学决策、有效管理将十分重要。
目前,在人防工程信息管理方面，我国目前的管理状况基本上仍以纸质的档案管理为主，管理方法落后,管理效率低下[2],虽然有少数发达地区刚刚实现了从纸质档案管理到数据库信息管理的转变，研制开发出来一些用于人防工程信息管理的系统,例如广东人防工程管理信息系统［3］，上述系统都实现了对人防工程项目信息的入库、管理、查询、统计、报表生成及打印等多项功能，达到了良好的效果，并且大部分都采用了属性数据和空间地理数据相结合的方式实现了空间数据和关系数据的有机集成，取得了一定的效果.然而,这些系统在功能上很难满足淮安市人防信息管理的实际需求，例如在访问控制领域往往只实现了基于角色的功能控制，为此，我们依据近半年的详细调研分析，结合淮安市人防信息管理的实际情况和GIS最新技术的发展，认为淮安市人防业务信息系统的设计和开发不能完全按照上述系统和研究成果，必须根据自己的实际情况,设计开发一套适合淮安实际情况的人防业务信息系统。
为此，笔者选择了淮安市人防信息业务系统的设计与实现作为工程硕士论文的研究内容。
1。3 建立人防地理信息系统的意义
（1) 有利于平时的工程信息管理
随着我国经济建设的巨大发展,人防工程的管理也面临着越来越艰巨的任务,人防工程如果管理不好,不但难以发挥应用的作用，反而会造成一些社会问题:一方面城市建设的扩张和大中城市旧城区的改造,造成了大量新建人防工程的出现和原有人防工程的拆迁、废弃,人防工程信息需要及时的更新、补充;另一方面由于城市商业活动的发展使得大多数处于闹市区的人防工程平时作为商用或民用,一些大型的人防工程平时被用作地下商场等商业用途,一些大城市如北京、上海等地的防空地下室被外来务工人员用来租住。管理人员不但要及时登记被用作民用的人防工程的使用方式、使用面积以及法人代表等信息,同时还有加大对工程使用的管理和监督避免出现安全事故,所以新时期人防工程信息管理的任务十分繁重，采用传统的管理方法很难达到预期的管理效果。建立基于组件的人防工程管理信息系统,将人防工程信息存入数据库中，在可视化的界面中信息的查询、添加、修改、删除等操作都变得非常简单,这将大大提高人防工程信息管理的效率；同时,数据库技术也有助于增强信息的安全性能；另外，由于系统中加入了功能,人防工程的位置可以直观地显示在地图上，系统的一切操作都可以在地图界面上直观地进行，使得系统使用起来比传统的系统更加简单易用.个人收集整理,勿做商业用途文档为个人收集整理，来源于网络
（2) 有利于战时充分发挥人防工程的作用
在和平时期,人防工程积极发挥经济效益和社会效益，在战时则要发挥战备效益，平时对工程的管理和维护是为了战时能更好地发挥人防工程的战备效益.在现代战争的条件下，传统的人防工程信息管理方法无法满足战时对人防工程信息快速、高效的管理需求，人防工程管理系统则能很好地满足现代战争条件下,信息查找要求快速、高效的特点，同时借助的强大的空间分析能力,在一定的数学模型基础之上可以对人防工程信息进行统计和分析，提取出重要的信息,有利于人防的指挥和管理，如可以分析出某一工程可以隐蔽周围人口的范围,并能在图上直观地显示出来可以分析人防工程可容纳人数占区域内人口的比例,从而可以得出区域内人防工程的满足程度等。
(3) 有利于为我们的人防工程建设提供辅助决策
从某种意义上讲，人防工程是一种重要的资源，在战争条件下对于我们保存战争实力，保护人民的生命财产安全，有着非同寻常的意义。借助系统的空间分析和辅助决策的功能,可以方便快捷地分析出人防工程的分布情况,并帮助我们更加合理地布局新建的人防工程，从而能够充分利用有限的人力、财力等资源达到最好的人防效果.
1。4 系统建设目标与本文的主要工作
人防业务数据的管理是人防工作的重要内容,对这些数据的图上管理可以使用户更直观、准确地了解警报器、人防工程、专业队伍、人口疏散地域、重要经济目标等的具体位置、属性信息及周边环境情况等信息，便于进行维护、管理和紧急情况下的使用等.在淮安市人防办的大力支持、配合下，我们对淮安市人防业务工作及人防业务数据进行了深入的分析，确定了淮安市人防业务信息系统的主要目标是：以基础地理数据为基础,建立包含矢量地图、遥感影像、正射晕渲、道路网络等基础地理数据库和人防业务专业数据库的数据集成平台，在此基础上，实现对人防警报器、人防工程、专业队伍、人口疏散地域、重要经济目标等业务对象的具体位置、属性信息及周边环境情况等信息的维护、管理和查询统计分析，并确保系统具有较好的安全性、自适应性和扩展性。
结合上述目标，本文的主要研究内容包括：
（1）通过对人防系统的调研分析,确定淮安市人防业务信息系统的需求，包括功能需求和数据需求;
（2）在需求分析的基础上,完成系统的总体设计,并对其中的关键技术，包括如何提高系统的可扩展性与灵活性和基于角色的访问控制技术进行探讨；
（3）在上述基础上，以Arc GIS 9。2和.NET 2005为平台完成系统的实现和测试工作.
1.5 论文章节结构
本文共分为六章，其每部分的内容组织如下：
第一章为绪论，简要的介绍本文的研究背景、研究现状和主要研究内容。
第二章对相关技术综述,讨论本文所用到的主要技术，主要包括GIS技术、面向对象和UML建模技术，以及基于角色的访问控制技术等。
第三章是需求分析，主要针对用户的具体需要讨论如何采用面向对象技术实现系统需求建模,为系统的设计与实现提供基础。
在第四章采用面向对象技术,完成系统的体系结构,功能类图和数据模型的设计,同时对系统中的特色技术,基于角色限制和区域限制的访问控制方法进行了讨论。
第五章以Arc GIS 9.2和.NET 2005为平台，根据第四章的设计结果完成系统实现，在此基础上完成系统测试和试用分析。
最后,第六章为总结和展望。总结了论文的研究内容，并对系统中可改进和发展的方面做了展望.
第2章 相关技术综述
人防业务信息系统的设计与实现主要涉及地理信息系统、面向对象与UML技术以及基于角色的访问控制技术等，因此本章主要就系统设计与实现所采用的相关技术进行介绍。
2。1 地理信息系统及其发展现状
2。1.1 地理信息系统的定义
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是计算机科学、地理学、测量学和地图学等多门学科的交叉,它是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统 [11]。
作为地理信息自动处理与分析系统，地理信息系统的功能遍历数据采集、分析、决策应用的全过程，并能回答以下五类问题：
(1） 位置,即某个地方有什么问题；
（2） 条件，即符合条件的实体在哪里；
（3） 趋势,即某个地方发生的某事件及其事件的变化过程;
(4） 模式，某个地方存在实体的分布模式；
(5） 模拟，即某地具备某种条件会发生什么问题。
由以上几点要求可知地理信息系统的基本功能：
（1） 数据采集、检验与编辑；
(2） 数据格式化、转换、概化，通常称之为数据操作，指不同的数据结构的数据间变换，由于此过程耗时、易错、需要大量时间与工作量，应该尽可能避免；
（3) 数据的存储与组织，是一个数据集成的过程，也是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据的组织栅格模型、矢量模型和栅格/矢量混合模型是常用的空间数据组织方法，在数据的组织与管理中，最为关键的是如何将空间数据与属性数据融为一体,目前的做法是将两者分开存储，通过公共项(一般定义为地物标示码)连接，但为了更有效记录地物在时间域上的变化，时域地理信息系统(Temporary GIS),面向对象数据库(Object-oriented Database）等新概念正如火如荼的发展；
(4） 查询、检索、统计、计算功能；
（5） 空间分析功能，这是地理信息系统与其他计算机系统的根本区别；
（6) 显示,地理信息系统为用户提供了许多新式地理数据的工具， 即可以是计算机屏幕显示，也可以报表、表格、地图等硬拷贝图件[12,13］ 。
2.1.2 地理信息系统的发展历史
“地理信息系统”概念的提出要追溯到上个世纪50年代，由于电子计算机技术和它在测量学与地图制图学中的应用，使人们有可能用电子计算机来收集 存储和处理各种空间和地理分布有关的图形和图形数据，并希望通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务。
1963年,加拿大测量学家 R.F Tomlinson首先提出了GIS 这一术语,并建成世界上第一个GIS（加拿大地理信息系统，CGIS）用于自然资源的管理和规划，那时的GIS注重于空间数据的地学处理[14]。
20世纪70年代以后，随着计算机软硬件水平的提高，以及政府部门在自然资源管理规划和环境保护等方面对空间信息进行分析、处理的需求，GIS得到了巩固和发展。
进入20世纪80年代GIS的应用领域迅速扩大，商业化的软件开始进入市场 其应用从基础信息管理与规划转向空间决策支持分析，地理信息产业的雏形开始形成。
20世纪90年代以后，伴随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，GIS 的应用也日趋深化和广泛，在国土资源、农业、气象、环境、城市规划等领域成为常备的工作系统，尤其是1998年前美国副总统戈尔提出“数字地球”的概念以来，GIS在全球得到了空前迅速的发展，广泛应用于各个领域,产生了巨大的经济和社会效益。
我国GIS的发展自20世纪80年代初开始，以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个 GIS研究室为标志，经历了准备(1980－1985年），发展（1985－1995年)，产业化(1996年以后)3个阶段，尤其是近年来，国内出现了不少优秀的国产GIS软件[15].
2.1.3 地理信息系统的发展趋势
1。 日趋与计算机信息技术融合
近年来随着计算机软、硬件技术和通信技术的高速发展，GIS技术也得到了迅速的发展和更广泛应用，并日趋与主流IT技术融合，成为信息技术发展的一个新方向。
GIS发展的动力，一方面来自于日益广泛的应用领域对GIS不断提高的要求；另一方面，计算机科学的飞速发展为GIS提供了先进的工具和手段,许多计算机领域的新技术,如面向对象技术、三维技术、图像处理和人工智能技术都可直接应用到GIS中。同时，由于空间技术的迅猛发展，特别是遥感技术的发展,提供了地球空间环境中不同时相的数据,使GIS的作用日渐突出,GIS不断升级并能提供存储、处理和分析海量地理数据的环境[16]。
组件式GIS技术的发展,使之可以与其他计算机信息系统无缝集成、跨语言使用，并提供了无限扩展的数据可视化表达形式。
2。 动态、多源、多维化
GIS技术将逐渐摆脱先前的主要处理静态的、二维的、数字式的地图技术的约束，而从传统的静态地图、电子地图发展到能对空间信息进行可视化和动态分析、动态模拟、支持动态的、可视化的、交互的环境来处理、分析、显示多维和多源地理空间数据［16］.
其中，可视化仿真技术能使人们在三维图形世界中直接对具有形态的信息进行实时交互操作；虚拟现实技术以三维图形为主，结合网络、多媒体、立体视觉、新型传感技术,能创造一个让人身临其境的虚拟的数字地球或数字城市，先进的对地观测技术、互操作技术、海量数据存储和压缩技术、网络技术、分布式技术、面向对象技术、空间数据仓库、数据挖掘等技术的发展都为GIS的发展和创新创造了新的手段［17] .
3。 第四代GIS技术
随着计算机硬件性能的提高以及面向对象、网络和数据挖掘等主流IT技术的发展。在科技部有关部门的倡导下,目前国内学术界又提出了第四代GIS技术的概念.
第四代GIS技术将主要有如下特点：
l 支持“数字地球"或“数字城市"概念的实现，从二维向多维发展，从静态数据处理向动态发展,具有时序数据处理能力。
l 基于网络的分布式数据管理及计算 Web—GIS 和 B/S 体系结构，用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、分析,具有联机事务管理（OLTP）和联机分析(OLAP)管理能力［18]。
l 面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和遥感影像数据互动等多源数据的装载与融合能力，多尺度比例尺数据无缝融合、互动.
l 具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力,基于空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。
l 具有与其他计算机信息系统的整体集成能力,例如与 MIS、ERP、OA等各种企业信息化系统的无缝集成;微型、嵌入式 GIS 与各种掌上终端设备集成，如 PDA、手机、GPS接收设备等。
l 具有虚拟现实表达及自适应可视化能力,针对不同的用户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。
2.1.4 地理信息系统的应用
1。 GIS的应用范围
人类的信息中有80%与地理位置和空间分布有关,所以GIS具有非常广泛的应用前景。目前，GIS已经比较成熟地应用于军事、自然资源管理、土地和城市管理、电力、电信、石油和天然气、城市规划、交通运输、环境监测和保护、110和120的快速反应系统等[19］。
今后GIS的应用将在市场分析、企业客户关系管理、银行、保险、人口统计、房地产开发、个人位置服务等领域得到广泛的应用，这些领域将是GIS产业发展的新的增长点，实际上 GIS的应用正在逐渐深入人们的工作和生活的各个方面。
由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用,GIS在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为IT高科技领域的核心技术。
2. GIS与数字城市
GIS、RS(Remote Sensing,遥感)和GPS（Global Positioning System，全球卫星定位系统)技术构成了空间信息技术的主要部分，即通常所说的3S技术，其中，GIS技术是核心技术［20］ 。
城市是人类活动最活跃的环节,GIS技术的应用集中体现在城市应用中，近几年来“数字城市"已经成为国内信息化的热点问题，而且还有持续升温的趋势，而以 GIS为核心的空间信息技术是数字城市的核心应用技术，它与无线通信、宽带网络和无线网络日趋融合在一起为城市生活和商务提供了一种立体的、多层面的信息服务体系。数字城市建设包括4部分内容,即基础设施、电子政务、电子商务及公众信息服务。而GIS应用贯穿上述4个部分和各个层面，从城市基础地理信息数据库到政府空间数据共享、电子商务物流配送以及基于网络的公众地理信息服务，GIS都发挥着不可缺少的作用。
3. GIS与人们的生活
近几年来，随着GSM移动通信技术的发展，GIS的应用范围迅速扩展到人们的日常生活中,集成GIS、GPS、GSM的技术已开始广泛应用于车辆安全防范系统和调度系统，为人们提供车辆反劫防盗、报警、道路指引、医疗救护以及在此系统平台基础上扩展各种电子商务增值服务。
如果在车辆(移动目标）、家居（固定点目标)、重点保护单位甚至路灯上都安装了GPS、GSM或其他无线通信设备，那么我们在城市生活中,无论是开车、行走或者是在单位、在家里，都可以通过由GIS、GPS、互联网以及无线通信技术构成的综合服务系统获得急救、报警和各种商务服务,真正使我们处于立体的、全方位的数字化生活中，体验数字空间高科技带来的享受。
4. GIS与企业信息化
GIS技术在企业整个商务过程中都能发挥重要的作用，以GIS为核心的空间信息技术可以无缝集成到企业信息化的整体业务平台中,与企业的财务系统、销售系统、工作流管理系统、客户关系管理系统等融合，并且在底层数据库层面上实现数据的相互调用，当建立在网络架构上时则可以实现远程和分布式计算。
2.2 面向对象与UML技术
2.2.1 面向对象技术
面向对象技术强调在软件开发过程中面向客观世界或问题域中的事物,采用人类在认识客观世界的过程中普遍运用的思维方法，直观、自然地描述客观世界中的有关事物。面向对象技术的基本特征主要有抽象性、封装性、继承性和多态性［21］。
1。 抽象性
把众多的事物进行归纳、分类是人们在认识客观世界时经常采用的思维方法，“物以类聚，人以群分”就是分类的意思，分类所依据的原则是抽象。抽象（Abstract）就是忽略事物中与当前目标无关的非本质特征,更充分地注意与当前目标有关的本质特征。从而找出事物的共性，并把具有共性的事物划为一类，得到一个抽象的概念。
2. 封装性
封装(Encapsulation）就是把对象的属性和行为结合成一个独立的单位，并尽可能隐蔽对象的内部细节。封装有两个含义:一是把对象的全部属性和行为结合在一起,形成一个不可分割的独立单位。对象的属性值（除了公有的属性值）只能由这个对象的行为来读取和修改；二是尽可能隐蔽对象的内部细节，对外形成一道屏障,与外部的联系只能通过外部接口实现。
封装的信息隐蔽作用反映了事物的相对独立性，可以只关心它对外所提供的接口，即能做什么，而不注意其内部细节，即怎么提供这些服务。例如，用陶瓷封装起来的一块集成电路芯片，其内部电路是不可见的，而且使用者也不关心它的内部结构，只关心芯片引脚的个数、引脚的电气参数及引脚提供的功能,利用这些引脚，使用者将各种不同的芯片连接起来，就能组装成具有一定功能的模块.
封装的结果使对象以外的部分不能随意存取对象的内部属性,从而有效地避免了外部错误对它的影响，大大减小了查错和排错的难度。另一方面，当对象内部进行修改时，由于它只通过少量的外部接口对外提供服务，因此同样减小了内部的修改对外部的影响。同时,如果一味地强调封装，则对象的任何属性都不允许外部直接存取，要增加许多没有其他意义,只负责读或写的行为。这为编程工作增加了负担，增加了运行开销，并且使得程序显得臃肿。为了避免这一点，在语言的具体实现过程中应使对象有不同程度的可见性，进而与客观世界的具体情况相符合。
封装机制将对象的使用者与设计者分开，使用者不必知道对象行为实现的细节,只需要用设计者提供的外部接口让对象去做。封装的结果实际上隐蔽了复杂性，并提供了代码重用性，从而降低了软件开发的难度。
3. 继承性
客观事物既有共性，也有特性.如果只考虑事物的共性，而不考虑事物的特性，就不能反映出客观世界中事物之间的层次关系，不能完整地、正确地对客观世界进行抽象描述.运用抽象的原则就是舍弃对象的特性，提取其共性,从而得到适合一个对象集的类。如果在这个类的基础上,再考虑抽象过程中各对象被舍弃的那部分特性，则可形成一个新的类，这个类具有前一个类的全部特征，是前一个类的子集，形成一种层次结构，即继承结构。
继承(Inheritance）是一种联结类与类的层次模型。继承性是指特殊类的对象拥有其一般类的属性和行为.继承意味着“自动地拥有”，即特殊类中不必重新定义已在一般类中定义过的属性和行为，而它却自动地、隐含地拥有其一般类的属性与行为。继承允许和鼓励类的重用，提供了一种明确表述共性的方法。一个特殊类既有自己新定义的属性和行为，又有继承下来的属性和行为。尽管继承下来的属性和行为是隐式的，但无论在概念上还是在实际效果上,都是这个类的属性和行为。当这个特殊类又被它更下层的特殊类继承时，它继承来的和自己定义的属性和行为又被下一层的特殊类继承下去。因此，继承是传递的，体现了大自然中特殊与一般的关系。
在软件开发过程中,继承性实现了软件模块的可重用性、独立性，缩短了开发周期，提高了软件开发的效率，同时使软件易于维护和修改。这是因为要修改或增加某一属性或行为，只需在相应的类中进行改动，而它派生的所有类都自动地、隐含地作了相应的改动。
由此可见,继承是对客观世界的直接反映,通过类的继承，能够实现对问题的深入抽象描述，反映出人类认识问题的发展过程。
4。 多态性
面向对象设计借鉴了客观世界的多态性，体现在不同的对象收到相同的消息时产生多种不同的行为方式。具体来说，多态性（Polymorphism）是指类中同一函数名对应多个具有相似功能的不同函数，可以使用相同的调用方式来调用这些具有不同功能的同名函数。
继承性和多态性的结合，可以生成一系列虽类似但独一无二的对象。由于继承性，这些对象共享许多相似的特征;由于多态性，针对相同的消息，不同对象可以有独特的表现方式，实现特性化的设计。
面向对象技术使软件的开发超越了过程式编程，而进入了简化应用程序开发的可重用编程世界.不象旧的编程方式，当程序的体积增长时，程序维护和调试并不变得更复杂.对象技术在两个级别发挥作用：
在数据级别，对象技术可以集成一个机构中的许多