电力项目规划与建设辅助决策系统研究-曹雷

　重庆大学本科学生毕业设计（论文）

　 电力项目规划与建设辅助决策系统研究

　学

　生：

　学

　号：

　指导教师：

　专

　业：电气工程

　重庆大学自动化学院 二 OO 九年六月

　 Graduation Design(Thesis) of Chongqing University

　Planning and construction of power projects Decision Support System Research

　 Undergraduate: Cao Lei Supervisor: Prof. Duan Qichang Major: Automation

　 College of Automation Chongqing University June 2009

　.. ..

　摘

　 要

　随着数字地球概念的提出和数字建设的发展，作为其核心技术的 WebGIS 的开发也在急速发展，其应用也是迅速遍及到各个行业。电力系统是一个庞大复杂的系统, 信息的覆盖面、深度、广度是一般系统无法比拟的。电力系统每天都要产生大量的与地理位置有关的信息, 要充分发挥现有设备的能力, 必须及时、准确地掌握这些信息, 并进行快速处理与分析。本文就是研究基于 GIS 的电力系统的规划，其主要是基于Microsoft .NET平台所提供的ASP.NET部件，充分利用Visual Studio 2005 所提供的功能模块，将电力系统常用的电力弹性系数法在系统中加以实现，以达到对该地区负荷预测的目的。

　电力地理信息系统的建立和应用，可从根本上改变无序的人工管理状态，节省大量的人力、物力，为管理、设计、决策快速准确地提供各种所需的图、文、声、像并茂的资料。可视化的信息是 WebGIS 的一大特点，利用由 MapXtreme 生成的地图，我们可以实现快速查询、定位等功能，并且可以在此基础上进行变电站的预测，以达到计算机辅助决策的目的。

　 关键词：电力系统规划,WebGIS ,ASP.NET,负荷预测,计算机辅助决策

　.. ..

　ABSTRACT

　 With the emerging of the concept of Digital Earth and the developing of Digital Technology, as its core technology, WebGIS is developing rapidly, and the application is rapidly across all areas. Power System is a pretty complicated huge system to which normal system can’t complicated in the coverage, depth and range of information. Power System produces lots of information which reference to location. To bring exiting facilities’ function into play, we have to get these information in time and exactly, and deal with them rapidly. This paper is studying the planning of Power System based on GIS, exactly the ASP.NET component provided by Microsoft.NET platform. With the function model of Visual Studio 2005, the Power flexibility coefficient used widely in Power System will be achieved in the system on the purpose of forecasting the load of the area.

　 The building and application of Power Geographic Information System can change the disorder state of artificial management fundamentally,

　 save lots of labor and resources and also can provide all the necessary information with radio, annotation and image on the purpose of management, designing and decision-making. Visual information is a significantly feature of WebGIS. Using the map producing by MapXtreme, we can achieve some functions such as quick query and location. We also can forecast the information of the substation on the bases above. We call it Computer-aided decision-making.

　 Key word:

　The planning of Power System, WebGIS, ASP.NET ,Load forecasting, Computer-aided decision-making

　.. ..

　目

　录

　摘

　要

　....................................................................................................................................... Ⅰ ABSTRACT

　................................................................................................................................ Ⅱ 1

　绪论

　........................................................................................................................................... 1 1.1 课题背景 .............................................................................................................................. 1 1.2 课题研究的目的和意义 ...................................................................................................... 1 1.3 决策支持在电网规划中的应用前景 .................................................................................. 2 2

　WebGIS 相关技术

　................................................................................................................ 4 2.1 WebGIS 的发展 ..................................................................................................................... 4 2.1.1 简介 ............................................................................................................................ 4 2.1.2 开发软件 .................................................................................................................... 4 2.1.3 GIS 的几种形式 .......................................................................................................... 5 2.1.4 当前 GIS 发展存在的主要问题 ................................................................................ 6 2.1.5 GIS 的发展方向 .......................................................................................................... 6 2.2 GIS 组件技术 ....................................................................................................................... 6 2.2.1 组件技术的概念 ......................................................................................................... 6 2.2.2 COM 组件 ................................................................................................................... 7 2.2.3 ComGIS ....................................................................................................................... 8 2.3

　数据库 ................................................................................................................................ 9 2.4 Microsoft.NET 平台 ......................................................................................................... 10 2.4.1.NET 的核心技术 ...................................................................................................... 10 2.4.2 ASP.NET ................................................................................................................... 11 2.4.3 ADO.NET .................................................................................................................. 13 2.4.4 C#编程语言............................................................................................................... 14 3

　GIS 系统中的计算机辅助决策

　................................................................................ 15 3.1 辅助决策基本知识 ............................................................................................................ 15 3.2 辅助决策的思想 ................................................................................................................ 16 3.3 GIS 系统辅助决策的特色 ................................................................................................. 16 3.4 负荷预测简介 .................................................................................................................... 17 3.5 可靠性分析 ........................................................................................................................ 19 4

　系统实现的关键技术

　.................................................................................................... 21 4.1 系统实现的难点 ................................................................................................................ 21 4.2 地图分层绘制技术 ............................................................................................................ 21 4.2.1 电子地图的矢量化生成 ........................................................................................... 21 4.2.2 电子地图图层的设计 ............................................................................................... 22

　.. .. 4.3 数据库的设计与调用 ........................................................................................................ 25 4.4 数据库与地图的结合 ........................................................................................................ 25 4.4.1 数据绑定的定义 ...................................................................................................... 25 4.4.2.数据绑定的作用 ....................................................................................................... 25 4.4.3 数据绑定的方法 ...................................................................................................... 26 4.5 信息的处理 ........................................................................................................................ 29 5

　系统的总体设计

　............................................................................................................... 29 5.1 系统总体设计思想 ............................................................................................................ 29 5.2 系统达成的目标 ................................................................................................................ 29 5.3 系统的结构模式 ................................................................................................................ 30 5.4 系统的功能模块 ................................................................................................................ 31 5.5 系统运行的安全性 ............................................................................................................ 33 5.5.1 ASP.NET 的安全模式 .............................................................................................. 33 5.5.2 ASP.NET 与 IIS 协同实现 WebGIS 的安全性 ....................................................... 33 5.6 系统运行环境的配置 ........................................................................................................ 35 5.6.1 WindowsXP 设置 ...................................................................................................... 35 5.6.2 VisualStudio2005 ...................................................................................................... 36 5.6.3 SQL Server2000 ........................................................................................................ 36 5.6.4 Mapxtreme 2008.6.0 .................................................................................................. 37 6

　系统的具体实现

　............................................................................................................... 38 6.1 系统的界面设计 ................................................................................................................ 38 6.1.1 登陆界面 .................................................................................................................. 38 6.1.2 用户管理界面 .......................................................................................................... 39 6.1.3 地图管理界面 .......................................................................................................... 40 6.1.4 数据处理界面 .......................................................................................................... 42 6.2 负荷预测算法的实现 ........................................................................................................ 43 6.2.1 负荷预测的流程 ...................................................................................................... 44 6.2.2 算法分析 .................................................................................................................. 45 6.2.3 算法数学描述 .......................................................................................................... 45 6.2.4 实例分析 .................................................................................................................. 48 6.3 变电站选址的实现 ............................................................................................................ 48 6.3.1 变电站数量的确定 .................................................................................................. 48 6.3.2 变电站的选址 ........................................................................................................... 50 7

　结论

　......................................................................................................................................... 52 致

　谢

　....................................................................................................................................... 54 参 考 文 献

　............................................................................................................................... 55

　.. ..

　1

　绪论

　1.1 课题背景 电力系统是一个庞大复杂的系统, 信息的覆盖面、深度、广度是一般系统无法比拟的[1] 。电力系统每天都要产生大量的与地理位置有关的信息, 要充分发挥现有设备的能力, 必须及时、准确地掌握这些信息, 并进行快速处理与分析。这些信息既具有一定的独立性, 又有相关性。但目前对这些信息的管理仍是分散的、孤立的, 在很大程度上影响了工作的高效性和科学性。在电力系统正在走向市场竞争, 面临挑战的今天, 如何组织和管理电力系统信息越来越受到人们的重视, 国内、外经验证明, 没有一个有效的面向电力系统的管理系统是无法想象的。

　随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学理论的日渐完善，GIS（Geographic Information System）技术也日趋成熟，并且逐渐被人们所认识和接受。地理信息系统(GIS) 是利用计算机建立地理数据库, 并运用系统工程和信息科学的理论, 科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据, 以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的技术系统[2][3] 。

　GIS 在电力系统中的应用日趋广泛, 特别是随城网改造的深入进行, 变电设备和线路设备高速增长而日趋复杂。电力GIS 的应用可以实现供电设施查询、显示和动态管理功能, GIS 的分析和辅助决策等功能, 可以使电力系统各个部门之间高速连网和实现数据共享, 在一定范围内(领导、调度、设计、服务中心、变电线路) 了解配电网全貌和每一局部的设备具体情况。GIS作为一种先进的信息技术，可以为电力企业生产和经营管理提供一种高效的、先进的辅助手段，GIS在电力信息系统中的应用为电力系统的现代化管理提供了一种全新的视野，其解决方案有相当高的推广价值[4][5][6][7] 。

　1.2 课题研究的目的和意义

　本文就是研究基于GIS的电力系统的规划，同时利用该系统进行地区电网电力市场分析与决策。这是是电力工业发展、电力体制改革以及电力优质服务的需要, 是地区电网经营利益最大化的需要。通过引入竞争, 地区电网有权利选择合理的发电厂或电源点及其运行方式, 以服务于电网安全经济运行, 并按市场机制合理分配下级电网及大中客户的电力电量。同时, 在电网中切实开展经济调度, 努力降低网损, 实施有效的维修计划和电网规划方案, 进一步促进经营管理, 提高工作效率, 不断降低生产成本比例, 以谋求企业整体效益最大化。进行电力市场分析与决策的尝试。将为最终实现发电、输电、配电和用户各方平等积累丰富的实

　.. .. 验[5][7] 。

　电力地理信息系统的建立和应用，可从根本上改变无序的人工管理状态，节省大量的人力、物力，为管理、设计、决策快速准确地提供各种所需的图、文、声、像并茂的资料[7] 。它给电力系统的建设提供理想环境，使人们充分利用项目的网络资源和知识资源等获得全新的学习、工作、服务等感受。

　该课题主要达到的目的有：

　① 利用该系统使电力系统的规划完全数字化，全面反映规划过程中所需要的各类信息。例如现有的发电站、变电站的数量与位置，输电线路的布局，当前的负荷 的分布，以及现有的电网的满足程度，人口分布，工业区的分布等。

　② 利用该系统可以达到在电力系统的建设过程中达到资源的有效调度，以及各种施工信息的快速更新，从而达到对资源的有效利用。

　③ 利用该系统可以初步利用计算机对电网做出规划。根据当前负荷的分布，某一地区的现状以及发展规划，未来人口的发展，工业的发展等能够对负荷的影响，以及电荷的重新分布等情况利用一些先进的算法，可以有效的对电力负荷的分布做出预测，然后通过可视化的电子地图等工具和信息对某一地点进行电力系统的规划。同时还可以利用在系统中的规划结果，可以对电力系统的可靠性做一个分析，以达到辅助决策的目的。

　④ 利用该系统可以很直观的对当地的电力系统的分布等情况进行分析，可以进行故障的迅速定位和快速排故。

　⑤ 采用浏览器作为系统运行的平台，客户只需浏览Web页面，提高访问的方便性；系统的扩充和修改仅在服务器端进行，使开发人员方便地进行系统的维护和升级。

　1.3 决策支持在电网规划中的应用前景 电力系统的负荷预测、城市电网规划工作越来越倚重计算机。虽然,规划方面的专家知识很难通过计算机实现,但是计算机的快速反应、海量存储的特点对提高规划效率,增强规划计算的准确性以及对最终方案的科学论证等多方面因素具有很强的优势[4] 。

　电力企业要获得生存和发展，需要提高其核心竞争力，在经营过程中，电力营销系统、大客户、电力生产等系统中存放了大量的数据。这是辅助决策的数据来源，必须对这些数据进行分析和预测，从而为企业的决策层的经营提高必要的依据。现代化的企业必须要实现现代化的管理必须依靠应用先进计算机技术的大型辅助决策系统的支持。完善的辅助决策系统能够为企业最大程度地降低决策成

　.. .. 本，提高生产效率，帮助企业深入发掘自身潜力，更加集中精力于增加企业的收益，还能够根据企业发展的实际需要，不断调整决策的模式，以促进决策的施行。

　 辅助决策系统可对分布在不同业务系统的当前及历史数据进行统计分析，并将其统一显示。系统在展示时以指标体系（包括电量、线损、电费等关键指标，输、配、变电设备装备水平和人力资源）为中心，支持深度分析和挖掘（包括历史趋势分析、增长率分析、极值分析、平均值分析等分析功能，以及柱状图、折线图、雷达图等图形展示功能），可为各级管理人员提供强有力的支持。电网规划时地区供电企业规划活动的基本环节，在规划过程中，需要处理大量的信息，可用聚类、分类、关联、总结等挖掘工具挖掘模型和数据间的关系，为辅助决策增加约束条件，从而更合理地规划电网[4][6][8][14][15] 。

　.. ..

　2

　WebGIS相关技术

　2.1 WebGIS的发展 2.1.1 简介 随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学理论的日渐完善，GIS技术也日趋成熟，并且逐渐被人们所认识和接受。近年来，GIS被世界各国普遍重视，尤其是“数字地球”概念的提出，使其核心技术GIS更为各国政府所关注。目前，以管理空间数据见长的CIS已经在全球变化与监测、军事、资源管理、城市规划、土地管理、环境研究、农作物估产、灾害预测、交通管理、矿产资源评价、文物保护、湿地制图以及政府部门等许多领域发挥着越来越重要的作用[1][2] 。

　当前GIS正处于急剧发展和变化之中，并在全球得到了迅速的发展。在海量数据存储、处理、表达、显示及数据共享技术等方面都取得了显著的成效，其概括起来有以下几个方面: ① 硬件系统采用服务器/客户机结构，初步形成了网络化、分布式、多媒体GIS; ② 在以S的设计中，提出了采用“开放的GIS环境”的概念，最终以实现资源共享、数据共享为目标; ③ 高度重视数据标准化与数据质量的问题，并已形成一些较为可行的数据标准; ④ 面向对象的数据库管理系统已经问世，正在发展称之为“对象一关系DBMS(数据库管理系统)”; ⑤ 以GIS为核心的“3S”技术的逐渐成熟，为资源与环境工作提供了空间数据新的工具和方法;[1][2][3][7]

　2.1.2 开发软件

　在GIS技术不断发展下，目前GIS的应用已从基础信息管理与规划转向更复杂的区域开发、预测预报，与卫星遥感技术相结合用于全球监测，成为重要的辅助决策工具。在GIS技术不断发展下，目前GIS的应用已从基础信息管理与规划转向更复杂的区域开发、预测预报，与卫星遥感技术相结合用于全球监测，成为重要的辅助决策工具。据有关部门估计，目前世界上常用的GIS软件己达400多种。国外较著名的GIS软件产品有:Auotodesk系列产品、ArcInfo、Maolnfo及其构件产品、Intergraph、Microstaion等，我国GIS软件研制起步较晚，比较成熟的测绘软件主要有南方CASS，MapGIS，Geostar，SuperMap等。尽管现存的GIS软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况:一是利用GIS系统处理用户的数据;二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发用

　.. .. 户专用的GIS软件。目前已成功应用包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家，GIS的应用遍及环境保护、灾害预测、城市规划建设、政府管理等众多领域。近年来，随着我国经济建设的迅速发展，加速了GIS应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益[10][11] 。

　2.1.3 GIS的几种形式 WebGIS:即通常所说的万维网GIS，是以网络为中心的GIS，它使用Internet 环境,为各种GIS 应用提供GIS 功能和空间数据获取能力。主要特点有：

　① 分布式体系结构。空间数据本身在空间上是分布的,该种GIS具有访问分布式数据库和执行分布式处理的功能。

　② 集成的客户/ 服务器系统。整个WebGIS 系统划分为：客户端、服务器、网络服务3个部分。

　③ 平台独立性。客户端仅仅需要安装通用浏览器即可访问和使用WebGIS ，对客户端的软硬件没有特殊要求。

　④ 动态交互性。GIS 数据库和应用程序时常更新，更新后它们对于Internet 上的用户都将是最新的可用数据和应用程序。

　移动GIS:主要由无线通讯网络、移动终端设备、地理应用服务器及空间数据库组成。其中,地理应用服务器是整个系统的关键部分,也是系统的GIS引擎。移动GIS具有如下特点：

　① 运行平台延伸。运行平台延伸到了无线网络、无线通信技术、无线定位技术与GIS 技术的结合形成了全新的GIS 应用模式。

　② 分布式数据源。Internet提供了丰富的分布式多源空间数据信息,以满足移动用户由于位置的不断变换造成的信息需求的多样性。

　③ 多种多样的终端设备。除传统的桌面PC 以外, 还有移动电话、PDA、Pocket、PC以及专用的GIS 嵌入式设备。

　④ 多样化的信息载体。用户可以采用位置服务、视频、音频、语音、文本、图像、图形等手段与服务器及其他用户进行交互。

　⑤ 频繁断接和弱可靠性。数据在远程传输过程中容易被盗用和侵害,数据的安全性较差,稳定性较低。

　⑥ 对空间位置的依赖性。受到网络覆盖范围的制约,只有位于相应空间范围用户才能享受它所提供的服务。

　VRGIS(Virtual Reality Geographic Information System)是地理信息系统与虚拟现实技术相结合的产物,是目前地理信息系统和虚拟现实技术研究的热点

　.. .. 和前沿方向之一。具有以下几个方面的特征: ① 空间数据的真实表现； ② 用户可从任意角度进行观察、浸入、实时交互,可在所选择的地理带(地理范围)内外自由移动； ③ 具有基于三维空间数据库的基本GIS功能( 如查询、空间分析等)； ④ 可视化部分应作为用户接口一个自然而完整的部分[1][7] 。

　2.1.4 当前GIS发展存在的主要问题 当前，GIS正处在一个大变革时期，GIS的进一步发展还面临不少问题，主要表现在以下几个方面 ① GIS设计与实现的方法学问题。在GIS设计与实现过程中缺乏面向对象的认知方法学和面向对象的程序设计方法学的指导，导致GIS软件系统的可靠性和可维护性差； ② GIS的功能问题。当前以数据采集、存储、管理和查询检索功能为主的GIS，不能满足社会和区域可持续发展在空间分析、预测预报、决策支持等方面的要求，直接影响到GIS的应用效益和生命力； ③ 三维以S模型及可视化问题。目前大多数GIS软件的图形显示是基于二维平面的，即使是三维效果显示也是采用DEM的方法来处理表达地形的起伏，涉及到地底下真三维的自然和人工现象显得无能为力[5] 。

　2.1.5 GIS的发展方向 现在的GIS系统，大多以WebGIS为主，应用最为广泛，但是随着技术的日益发展与成熟，将会逐渐向移动GIS和VRGIS发展。它具有统一的海量存储、查询和分析处理能力、一定的三维和时序处理能力、强大的应用集成能力和灵活的操纵能力，且具有一定的虚拟现实表达能力[5] 。

　2.2 GIS组件技术 2.2.1 组件技术的概念 组件（component）也称“控件”（controller），是具有某种特定功能、能独立于应用程序而独立存在，具有与外部程序或其他组件相链接的标准接口，因而可以用来组装或构建复杂程序功能单元的二进制程序模块[16][17] 。

　组件技术具备“面向对象”程序设计所要求的封装性、多态性、继承性和动态链接等功能，是对面向对象技术的一个重大发展。标准组件可以独立于编程语言，因而可以为各种程序设计语言所共用，是软件开发技术上的一次革命，也是当前软件技术的主要的潮流之一。在.NET平台下，将GIS组件作为COM对象引用到项目中。

　.. .. 当今流行的组件模型主要有三类——微软的COM(Component Object Model),OMG(Object Management Group)的CORBA以及Sun公司的JavaBeans。CORBA是OMG提出的一个分布式组件标准。OMG是一个由IBM、Sun、Oracle、Netscape等700多家公司组成的国际性组织，其目的是在分布及异构计算机环境下为应用软件的开发提供一个公共的框架，使开发的软件既面向对象又具有可重用性、可移植性及可互操作性等特点。OMG提出的CORBA是一个平台无关的组件标准规范，CORBA用接口定义语言IDL(Interface Definition Language)和应用编程接口(API，Application Programming Interface)来实现对象请求代理(Object Request Broker)，从而用它来激活客户/服务器的交互。Java Beans是Sun公司提出的一种组件模型，Java Beans由两类元件(组件和容器)组合，其中容器也可以是组件。Java Beans是从Java Server演化而来，原来是由Server来接受请求，并且生成网页发送给浏览器。现在将业务逻辑从Server中提取出来由Java Beans组件实现而由JSP文件提供网页的请求求处理功能[10][11] 。

　2.2.2 COM组件 COM是组件对象模型（component object model）的英文缩写，它是种允许对象之间跨进程、跨计算机进行交互的技术[16] 。COM定义了一种基础性接口，这种接口为所有以COM为基础的技术提供了公共函数，允许组件之间互为对方开放其功能调用；且由于COM技术是一种二进制标准，所以这种功能的互相调用是可以跨语言的、有到跨计算机的。微软用COM模型重新改写了很多已有的技术，而新的技术也尽量采用COM组件结构。微软在Windows系统中使用COM接口提供了很多系统服务，在分布式计算、Internet领域和客户端/中间件/数据层三层开发体系中更是以COM作为重要的技术核心。

　基于COM/DCOM，微软推出了ActiveX技术，这是一套基于COM的可以使软件组件在网络环境中进行互操作而不管该组件是用何种程序设计语言创建的技术，其中ActiveX控件是当今可视化程序设计中应用最为广泛的标准组件。将COM技术扩展到分布式环境中即为DCO（distribute COM），DCOM使用了一种基于标准的远程过程调用，提供了网络透明及通讯自动化，可以使运行于不同机器上的对象之间实现无缝互操作（seamless interaction）。从COM的物理实现角度来看，COM接口就是一个包含一个函数指针数组的内存结构。每个数组元素包含的是一个由组件所实现的函数的地址。对于COM接口，我们可以给出如下形式化的定义: COM接口＝C++虚拟函数表 现在需要说明的是，任意一个接口并不能称得上COM接口，只有继承了IUnknown接口的C++对象所包含的接口才能称得上COM接口。因此，我们必须指出，上面等式的C++虚拟函数表必须包含IUnknown接口的三个函数(QueryInterface()、

　.. .. AddRef()、Release())地址。一个COM接口指针实质上是一个指向一个函数指针数组的指针。图2.1给出了COM接口的内存结构示意图。

　图2.1 COM接口的内存结构示意图

　2.2.3 ComGIS ComGIS 的基本思想是把 GIS 的各功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个 GIS 控件之间，以及 GIS 控件与其他非 GIS 控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的 GIS 应用。ComGIS 是 WebGIS的一种解决方案，它具有以下几个方面的技术特点[11] ：

　① 高效无缝的系统集成[10]

　一个系统的建立往往需要对 GIS 数据、基本空间处理功能与各种应模型进行集成。ComGIS 不依赖于某一种开发语言，可以嵌入通用的开发环境中实现 GIS功能，专业模型则可以使用这些通用开发环境来实现，也可以插入其他的专业性模型分析控件。因此使用 ComGIS 可以实现高效、无缝的系统集成。如图 2.2所示：

　指向虚拟子函数表的指针 （ （COM 接口指针）

　QueryInterface()

　AddRef()

　Release()

　其他子函数表 HRESULT QueryInterface() ULONG AddRef() ULONG Release() … … 虚拟子函数表

　.. .. 图 2.2 ComGIS 与应用程序之间的无缝集成

　② 传统 GIS 往往具有独立的二次开发语言，如 Arc/Info 的 AML、MGE 的 MDL、MapInfo 的 MapBasic 等。对 GIS 基础软件开发都而言，设计一套二次开发语言是不小的负担。而 ComGIS 则不需要额外的 GIS 二次开发语言，只需实现 GIS的基本功能函数，按照 Microsoft 的 ActiveX 控件标准开发接口。这有利于减轻 GIS 软件开发者的负担，而且增强了 GIS 软件的可扩展性。

　③ 大众化的 GIS ComGIS 的出现使 GIS 不仅是专家们的专业分析工具，同时也成为普通用户对地理相关数进行管理的可视化工具。

　④ 成本低 ComGIS 提供实现空间数据的采集、存储、管理、分析和模拟等功能，至于其他非 GIS 功能（如关系数据库管理、统计图表制作等），则可以使用专业厂商提供的专门组件，有利于降低 GIS 软件开发成本。

　2.3 数据库 2.3.1 分布式数据库的特点 ① 数据分布性和结点透明性，分布式数据库系统中的数据不是存储在一个站点上，而是分散存储在由计算机网络联结起来的多个站点上。所以分布式数据库系统的数据具有物理分布性。不同结点上的各个用户所面对的是逻辑上统一的同一个分布式数据库。数据分布和事务（transaction）的分布加工对全局用户透明。

　② 两种体系结构，存在两大类的 DDBS 体系结构，一个是同构的（homogeneous）一个是异构的（heterogeneous）。同构的是指各结点系统的数据模型（层次型、网状型、关系型、函数型、面向对象型等）是相同的，否则为异构的。

　③ 全局的一致性和可串行性，分布式数据库中各数据库应保证数据库的全局一致专业模型 ComGIS 控件 其它控件 GIS 应用集成系统 Visual Studio.NET 等可视集成开发环境

　.. .. 性、并发操作的可串行性。

　④ 数据的可恢复性，数据的可用性恢复的原理很简单，即是冗余，也就是将数据存储在与崩溃(crash)无关的存储设备上。恢复通常分为两级:局部恢复和全局恢复，恢复与事务处理(transaction processing)包括并发控制有密切的联系，不同的事务处理协议其恢复策略也不同。所以在分布式数据库系统中需要一定的数据冗余度，在不同场地存储同一个数据的多个副本。

　⑤ 目录结构，大多数 DDBS 都支持全局目录，这是一种面向数据对象的目录结构，它对 DDB 进行全局控制。另一种是分布式目录结构，各结点将它愿意提供给DDB 公享的数据通知其它结点，然后其它结点上的各用户将要用的数据记入他自己的目录中，这是一种面向用户的目录结构。[16][17]

　 图 2.3 分布式应用模式

　2.4 Microsoft.NET 平台 2.4.1.NET 的核心技术 .NET 平台主要包括两个核心内容，即通用语言运行时（CLR）和.NET 框架类库，它们为.NET 平台的实现提供了底层技术支持。通能语言运行时是建立在操作系统最底层的服务，为.NET 平台的执行引擎。.NET 框架包括一套可被用于任何编程语言的类库。

　通用语言运行时是整个.NET 平台的核心，它为.NET 应用程序提供了一个托管的代码执行环境。它实际上是驻留在内存里的一段代理代码，负责应用程序在整个执行期间的代码管理工作，如内存管理、线程管理、安全管理、远程管理、即时编译、代码强制安全类型检查等。CLR 代理了一部分传统操作系统的管理功能。在 CLR 下的代码称之为托管代码，否则称为非托管代码。我们也可将 CLR 看作一个技术规范，无论程序使用什么语言编写，只要能编译成微软中间语言（MSIL），

　.. .. 就可以在它的支持下运行，这使得应用程序得以独立于语言。

　.NET 基类库是 Microsoft 已经编写好的一个内容丰富的托管代码类集合，它可以完成以前要通过 Windows API 来完成的绝大多数任务。这些类派生于与中间语言相同的对象模型，也基于单一继承性。无论.NET 基类是否合适，都可以实例化对象，也可以从它们中派生自已的类。

　在.NET 平台上，既可以建立单个的桌面应用程序，也可以建立基于 Web 的应用程序和服务。基于此平台的主要开发工具是 Visual Studio.net,Visual Studio.net 除了为分布式应用程序的开发提供了最新的面向对象的框架外，它还提供了几种专门的应用程序框架(Framework):为局域网客户准备的 Windows Forms 框架，便于开发动态站点应用程序的 ASP.NET 框架，ADO.NET 框架以及 Web Services 框架。

　2.4.2 ASP.NET

　ASP.NET 是微软新一代的 Web 应用程序开发技术，采用了全新的观念与服务器技术来开发动态网页，.NET 框架内置了许多优化特性，这在一定程度上提高了程序运行的效率，并且还可以通过运用 ASP.NET 的多级缓存技术与其它一些性能优化措施，降低 WebGIS 服务器的负载，使设计和实现的 WebGIS 性能更优，效率更高。

　ASP.NET 对 Active Server Page(ASP)进行了很大的改变。ASP.NET 的页面是结构化的。这就是说，每个页面都是一个继承了.NET 类 System.Web.UI.Page 的类，可以重写一系列方法，在 Page 对象的生存期中调用。ASP.NET 页面或以在Visual Studio.net 中创建，也可以在编辑器中调试 ASP 页面。ASP.NET 中采用了“事件——驱动”编程模型，在此模型中开发者向一表单中填加控件，然后编写代码处理与这些空间相关的事件(例如，数据进入文本框或者单击鼠标)。由于允许开发者在由.NET Frame 类库显示的 XML 支持上开发，这也使他们更易于创建以XML 格式交换数据的 Service。

　通常采用代码分离的方式来存储 ASP.NET 页面。因此，一个 ASP.NET 的 WEB页面实际上由两部分组成，一部分为以 aspx 为后缀名的文件，该文件由 HTML 标签构成，用于控制页面的显示形式；另一部分以.CS(或者.vb，其中.CS 表示该文件是用 C#语言编写的，而.vb 表示该文件是由 VB.NET 语言编写的)为后缀名，用于后台处理，比如数据库操作等。

　电力 WebGIS 的各级界面作为 ASP.NET 页面在局域网或是 INTERNET 上发布。整个系统作为WEB应用程序部署到 WEB服务器上时，客户端的用户就可以向该 WEB服务器请求某一服务。客户端用户向 WEB 服务器提交访问某一 ASP.NET 页面的请

　.. .. 求，WEB 服务器(IIS)在接收到该请求后，将识别出这是一个 aspx 文件请求，并调用 ASP.NET 模块(aspnet_isapi.dll)来处理之。Aspnet_isapi.dll 把请求的aspx 文件放在一个新类定义中，接着，在 CLR 上把新的 ASP 类实例化为一个对象。在新对象上调用一个现实方法，通过 aspnet_isapi.dll 给 IIS 返回合适的HTML,IIS 再把 HTML 发送给客户端的请求者。

　ASP.NET 是.NET 开发平台的一个部件，用来开发驻留在微软的 Internet Information Server(IIS)上并且使用诸如 HTTP 和 SOAP 等 Internet 协议的 Web应用程序。ASP.NET 使 Web 表单应用程序和 Web Services 的开发和部署更为容易。

　两种 Web 应用程序体现了超出传统应用程序的一个主要的优点:它们使用基于 Internet 的协议使信息可以轻易地穿过组织边界（和防火墙)移动，如同在一个组织内移动一样。通过在.NET 开发平台中嵌入 ASP.NET，微软将 CLR 和类库的益处提供给了开发者。ASP.NET 使用 CLR 来编译代码，管理执行，创造了运行更快、表现更好的 Web 应用程序 。

　ASP.NET 是 MicroSoft.NET 的一部分，它的主要优点如下：

　① 易于写出结构清晰的代码，代码易于重用和共享。

　② ASP.NET 比 Script 语言、编译类语言运行速度快，更适合编写大型应用。

　③ Web Service 为 Web 系统集成和基于 Web 的分布式计算提供了良好的框架。

　④ ASP.NET 提供 Cache API，程序员可以控制 Cache 的使用，可以编写出性能更好的应用。

　⑤ ASP.NET 的模块化支持非常好。提供了常用库，结构化的代码组织方式。

　⑥ ASP.NET 的配置信息放在 XML 文件中，而不是注册表中，实施 ASP.NET 应用，只要把程序拷贝到一个目录，不需要注册任何对象。

　⑦ ASP.NET 支持编译过的程序的运行，可以保护技术秘密。在数据库访问方面，ASP.NET 利用 ADO.NET 实现对数据库的高效访问。

　⑧ ASP.NET 内置了对多级缓存的支持；内置了对 XML 的支持。

　ASP.NET 提供以下几种类型的控件: ① 现有 HTML 控件的服务器端版本，例如代表(input type=submit)的按钮(HTMLButton)控件。现有的用于表单的 HTML 与 ASP.NET HTML 控件之间的主要差 别是“runat=server”属性，它表示代码在服务器上运行，而控件显示在客户端。

　② Web 表单控件，这是服务器端控件，一些是 HTML 控件，另外一些则是新增的更为复杂的控件，例如文本框(<asp:TextBox>)、列表框、日历和数据网格等。这些控件比 HTML 控件更易于使用，因为诸如容量这样的属性在所有控件中均使用一致的方式设置。

　.. .. ③ 验证控件，这是一种链接到 HTML 控件和 Web 表单输入控件(例如文本框)的控件。确认控件能够通过比较、检查输入范围或应用一个定制的确认代码来确认用户的输入。

　2.4.3 ADO.NET 电力WebGIS中的数据操作全部用ADO.NET来实现。ADO.NET是.NET Framework下全新的数据访问编程模型及数据访问技术。它为现在的应用程序对各种类型的数据存储，像各种数据库、文本文件、XML 等提供了统一的一致的单一访问方式[16][17][18] 。ADO.NET 层次结构如图 2.4 所示：

　图 2.4 ADO.NET 层次结构

　ADO.NET 的主要命名空间包括，System.Data，System.Data.OleDb 以及System.Data.SglClient。这些命名空间包含了对数据库以及其他类型的数据源(比如 XML 文件)进行操作的类。System.Data 是 ADO.NET API 的根命名空间。System.Data.OleDb 和 System.Data.SqlClient 命名空间则包含了用于连接和修改数据源的类。System.Data.OleDb 命名空间包含了操作任意数据源的类；System.Data.SqlClient 而命名空间主要包含了针对 Microsoft SQL Server 2000数据库进行优化的类[16] 。

　ADO.NET 对象模型的两个核心组件是：DataSet 和.NET 数据提供程序[16] 。其ADO.NET Web UI

　 WinForms UI

　 移动 UI 其它 Oracle 数据存储 兼容 OLE DB ODBC 数据 存储 SQL Server

　SQL Server 提供者 ODBC 提供OLE DB 提供者ODBC 提 供自定义 提供者 应用层 数据访问层 数据库

　.. .. 中 System.Data.DataSet(数据集)类的实例由一系列数据库及其关系构成，它代表的是一个数据“缓存”，也就是程序临时在本地内存中存储的数据。模仿了关系数据库结构。使用 DataSet 类的一个优点在于它是断开的；也就是说，程序在处理 DataSet 中的数据时，无需建立与数据源的持久连接。只有在最初填...