跨平臺開源桌面 GIS 軟件的設計與實現(xiàn)

自 1997 年 Eric Ｒaymond 提出發(fā)展開源軟件的集市模型以來［1］，開源軟件迅速發(fā)展，并逐漸進入 GIS領域。開源 GIS 軟件以源碼共享和合作發(fā)展為理念，在特定的版權許可下，軟件的版權所有人允許任何人以任何目的下載、學習、更改或分發(fā)軟件的源代碼。

開源 GIS 軟件除開源 GIS 桌面軟件之外，還涉及許多與地理空間數(shù)據(jù)處理有關的軟件技術，包括:①軟件開發(fā)框架，如采用 Python 腳本語言開發(fā)的GIScript，是用于時空大數(shù)據(jù)處理的框架［2］; ②空間數(shù)據(jù)庫，如 SpatiaLite，它是開源數(shù)據(jù)庫 SQLite 的空間擴展，支持地理空間查詢［3］; ③GIS 功能庫 ( Libraries) ，如已廣泛應用于不同操作系統(tǒng)、不同平臺、不同終端的柵格空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換庫 GDAL［4］; ④空間參考( 地圖投影) 工具，如 Proj．4［5］等。這些軟件技術可歸結為桌面 GIS 軟件功能的一部分。因此，發(fā)展開源桌面 GIS 軟件技術難度較大。

開源 GIS 桌面軟件依據(jù)采用的開發(fā)語言的不同，大體可以分為 3 類: ①以 C 語言為實現(xiàn)語言，C 語言開發(fā)的 GIS 軟件具有計算效率高的特點，如 GＲASS、 QGIS［6-7］等，后者支持創(chuàng)建、編輯、可視化和分析地理空間信息，可運行于 Windows、Mac、Linux 操作系統(tǒng); ②以 Java 為開發(fā)語言，如 uDig［8］等，它支持數(shù)據(jù)的獲取、編輯和可視化，能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的空間操作功能; ③利用．NET 語言開發(fā)，如 MapWindow GIS［9］等。

GIS 軟件代碼的開源，既降低了使用者的開發(fā)成本，又可使其借助源碼深入研究軟件算法機理，擴展軟件功能，滿足個性化的應用需求。因此，開源GIS 軟件具有強大的生命力，GIS 軟件代碼開源成為適應與促進 GIS 技術發(fā)展趨勢的選擇。但目前國際上主流的開源桌面 GIS 軟件［6-9］沒有一個是我國自主研發(fā)的，不利于我國 GIS 軟件技術的發(fā)展。

此外，當前 GIS 軟件技術向著滿足應用與需求的多樣性、設備與操作系統(tǒng)的多樣性、開放性、云特性等幾個方面發(fā)展。這就要求 GIS 軟件需要具備跨平臺特征。

因此，本文將設計和實現(xiàn)國內(nèi)第一個專業(yè)的開源桌面 GIS 軟件 SuperMap iDesktop Cross，即采用C++語言開發(fā)統(tǒng)一 GIS 功能內(nèi)核，在保證軟件高性能的同時，使其具備跨平臺特征; 采用適合 Linux 操作系統(tǒng)的 Java 語言開發(fā)軟件用戶界面，大大降低Linux 上軟件界面的開發(fā)難度，同時遵循 OSGi 動態(tài)模型框架標準; 采用 Java 本地接口( java native inter-face，JNI) 技術，為 GIS 功能內(nèi)核封裝應用程序編程接口( application programming interface，API) 。使用者可以借助 API 進行定制開發(fā)，幫助完善目前國內(nèi)唯一的跨平臺開源桌面 GIS 軟件。

1 跨平臺桌面 GIS 軟件系統(tǒng)架構

本文設計和實現(xiàn)的跨平臺開源桌面 GIS 軟件不僅支持跨平臺的桌面 GIS 應用與開發(fā)，還支持各類地理空間數(shù)據(jù)和多種空間數(shù)據(jù)庫，并且提供地理空間數(shù)據(jù)處理與管理、二三維一體化、空間分析、制圖與可視化等 GIS 功能，支持定制開發(fā) ( 如圖 1 所示) 。其源碼已于 2015 年 9 月開源( https://gitee.com/supermap/SuperMap-iDesktop-Cross) ，借助Git 進行分布式版本管理。

更多內(nèi)容請點擊下方的PDF下載