WebGIS雏形探讨与实践----疯狂老鼠原作

hugos 2001-12-21 12:10:17
这里无法显示图片。 感兴趣的同志到我的主页看看吧。 下面是无图片的内容:
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WebGIS雏形探讨和实践

by疯狂老鼠

http://go1.163.com/crazimouse

hugos@21cn.com



概要: 本论文针对如何在Internet上实现GIS电子地图浏览进行了有益的探讨,提出了设计思路和方法,并且最终完成了一个简易的WebGIS的雏形框架。

关键字:WebGIS GIS 电子地图 Java Applet CGI


1. 概述

WebGIS是一门新兴的技术。它的主要目的就是面向Internet用户,在用户无需安装专用客户端软件的情况下,为用户提供地图的浏览、查询等常规GIS功能。国际互联网已经在全世界范围内获得了迅猛的发展。通过浏览器和HTTP服务器,我们可以获取各种各样的信息。但是迄今为止,尚无一种流行的浏览器(包括Internet Explorer和Netscape Navigator)能够直接支持地图的显示和查询功能。然而通过WebGIS就可以在现有的情况下,让我们利用浏览器实现网上的地图浏览和查询。

本论文采用地图服务组件、CGI(公共网关界面)和JavaApplet技术实现了一个WebGIS的雏形框架。

该框架的开发和运行环境是:

操作系统: Microsoft Windows2000 Server

HTTP服务器:Apache1.3.14 Win32版

CGI开发工具:Visual C++

地图服务组件开发工具:Visual C++

浏览器: Internet Explorer,Java2 Runtime Environment

Applet开发工具:JDK1.3.1


2. WebGIS工作原理

WebGIS的系统结构框图如下:








系统工作流程和原理如下:

Internet用户启动浏览器,打开HTTP服务器上的网页。该网页包含Java applet。 Applet为用户提供地图操作功能和地图显示功能。用户每操作一次地图(包括放大、缩小、拖动),applet将向服务器上的CGI提交一次请求。CGI在收到请求后,自动调用地图组件。地图组件根据该请求的参数,自动生成一个JPG图片文件。然后CGI把该图片文件的URL地址发送到用户端的Applet。 Applet则把新的地图在浏览器中显示出来。这样用户就可以看到相应的地图视图。

综上所述,本系统运行的三个核心部件是地图服务组件、CGI程序和Applet。下面的章节将对这三个关键部件做更详细的说明。


3. 地图服务组件设计

地图服务组件包括两个dll(动态连接库)文件:MapEngine.dll和PicEngine.dll。它们分别提供以下功能:


PicEngine.dll (输出类:JpegEngine)
JpegEngine接口
描述

JpegEngine(int W, int H)
JpegEngine构造函数;

用于指定输出jpg文件的尺寸

BOOL ExportJpegFile(HBITMAP hBitmap, LPSTR lpFileName)
输入位图句柄和指定的jpg文件名;

本函数把位图句柄的内容转换成jpg文件并且按照指定的文件名保存



MapEngine.dll(输出类:CHugoMapXCtrl)
CHugoMapXCtrl接口
描述

BOOL AddLayer(LPCTSTR filename)
添加一个图层文件到当前的地图工程

BOOL LoadMapWorkSpace(LPCTSTR filename)
调入指定的地图工程

void UnloadMapProject()
关闭当前打开的地图工程

HBITMAP Draw()
在内存中显示地图工程,返回位图句柄

void ConvertProjection(double &lat,double &lon)
地图坐标转换

double GetDistance(long x1, long y1, long x2, long y2)
输入经纬度,计算两点之间的距离

void ZoomIn()
放大地图(以屏幕中心为基准)

void ZoomOut()
缩小地图(以屏幕中心为基准)

void ZoomInFromPoint(long xc, long yc)
放大地图(以指定点为基准)

void ZoomOutFromPoint(long xc, long yc)
缩小地图(以指定点为基准)

void ZoomToRect(long x1, long y1, long x2, long y2)
放大或缩小指定的地图区域(框选)

void ZoomToAll()
显示地图工程的全景

void MoveMap(long dx, long dy)
平移地图

void CenterAt(double x, double y)
把地图的中心定位到指定的点

void SetDimension(int width, int height)
设置地图显示的尺寸

void ControlMap(double ZoomFactor, double ZoomAmount, double OffsetX, double OffsetY)
通过视图参数,控制地图工程的显示

void GetControlMap(double &factor,double &amount,double &x, double &y)
返回地图工程当前的视图参数

void ExportBitmapFile(LPSTR lpFileName)
把地图工程的显示内容转换成bmp文件并且按照指定的文件名保存

void ExportJpegFile(LPSTR lpFileName)
把地图工程的显示内容转换成jpg文件并且按照指定的文件名保存



4. CGI设计

CGI(Common Gateway Inferface)程序的主要作用是在服务器端运行,收集用户端发来的数据,然后根据这些数据产生相应的html页面发送给用户端的浏览器。CGI是用来为网站实现动态页面的方法之一。

在本系统中,CGI主程序是MyCGI.cgi . 该程序的工作原理流程图如下:











5. Applet设计

本系统有两个applets小程序组成:JAppToolsBar.class和JAppMapArea.class.下面是它们的结构描述表格。限于篇幅,applets各个方法的实现细节这里就不介绍了。




JAppToolsBar
成员或者方法
描述

javax.swing.ButtonGroup RadioGroup1

javax.swing.JRadioButton jRadioDrag

javax.swing.JRadioButton jRadioZoomIn

javax.swing.JRadioButton jRadioZoomOut

javax.swing.JRadioButton jRadioViewAll
单选按钮用于用户选择不同的地图操作方式:放大、缩小、拖动和察看全图

Cursor cursorZoomIn

Cursor cursorZoomOut

Cursor cursorDrag
用于设置JAppMapArea的光标:放大光标,缩小光标,拖动光标

JApplet mapJApplet
JAppMapArea的引用

Init
作必要的初始化工作,调入光标

InitComponent
设置布局layout,添加事件处理映射函数

jRadioViewAllMouseClicked
使JAppMapArea显示全图

jRadioZoomInStateChanged
设置地图的操作方式是“放大”

jRadioZoomOutStateChanged
设置地图的操作方式是“缩小”

jRadioDragStateChanged
设置地图的操作方式是“拖动”




JAppMapArea
成员或者方法
描述

double Factor, Amount, X, Y
视图参数

String strJPG
存储MyCGI.cgi传回的jpg文件的URL

Image imageMap
指向jpg文件

String strHTML
存储MyCGI.cgi输出的html文件

Int W, H
地图的尺寸

int SelectedTools
地图操作方式

JApplet toolsbarJApplet
JAppToolsBar的引用

boolean MouseDown
标志鼠标是否按下

boolean MouseDrag
标志鼠标是否正在拖动

Point oldPoint
鼠标按下的第一点

Point oldPointDrag
鼠标拖动的第一点

Rectangle oldRect
鼠标拖动矩形

Init
作必要的初始化工作

InitComponent
设置布局layout,添加事件处理映射函数

paint
小程序绘制函数

formMouseDragged
鼠标拖动消息处理函数

formMouseReleased
鼠标按键释放消息处理函数

formMousePressed
鼠标按键按下消息处理函数

zoomFromRect
矩形放大和缩小

zoomFromPoint
单点放大缩小

zoomToViewAll
察看全图

DPtoLP_X

DPtoLP_Y
屏幕坐标转换到地图坐标

LPtoDP_X

LPtoDP_Y
地图坐标转换到屏幕坐标

connectToServer
连接到服务器,提交4视图参数, 请求传回HTML数据流

getServerOutput
从服务器传回的HTML数据流中解析JPG文件路径和名字,解析4个视图参数





6. 系统配置及运行效果

系统运行前需要做好如下工作:

1. 配置Apache 服务器,设置CGI目录,允许CGI程序在该目录下可以执行。在本系统中该目录是主页所在目录下的cgi-bin子目录。

2. 把MapEngine.dll 和PicEngine.dll以及MyCGI.cgi程序拷贝到cgi-bin子目录下。

3. 在主页目录下新建一目录map, 把所有地图工程文件拷贝到该目录。

4.新建一html文件,把两个applets插入到该文件。用jdk1.3.1附带的HtmlConverter工具,转换一下。把该html文件拷贝到主页目录下。在本系统中该文件名字是JAppHtml.html.

5. 把JAppToolsBar和JAppMapArea这两个Applets拷贝到主页目录下。

6. 到现在为止,已经大功告成了。需要提的一点是:用户端需要安装JRE,如果没有安装的话用户无法正确的察看该网页。JRE可以从Sun公司的网站上下载。

本系统的运行效果图如下:





用户第一次看到的效果图









经过几次放大后看到的效果图


7. 总结

当然,WebGIS本身的概念,范畴和功能是相当复杂的。实际上本论文实现的系统用“Web下的简易电子地图显示系统”来称呼它非常合适。因为它是WebGIS最原始的雏形,仅具备最基本的功能。但是,本系统毕竟为开发功能强大的WebGIS提供了一个可行的设计思想和设计方法。只要掌握了这种思路,要实现其他的功能和需求,都应该是触类旁通的。

另外,需要特别声明的是本系统目前还存在很多缺陷,没有任何实用价值。我设计这套系统是出于学习和实践的目的。其实就是想搞明白诸如此类的问题:WebGIS到底是怎么实现的?它需要哪些方面的技术支持?它的整个运行流程是怎样的?如果有可能,能否把它的技术应用到工程项目中去?当然了,它的优点是不容置疑的,这我就不多讲了。

最后,我要指出本系统最严重的缺陷是什么。最严重的缺陷就在服务器端那个CGI程序。用户每提交一次请求,那个CGI程序都要执行一次调入地图工程和关闭地图工程操作。这是非常耗时的。由于时间有限,没来得及改善。不过,解决方法已经有了。那就是伟大的COM技术。设计一个基于Windows NT服务(Service)的进程外COM服务器可以彻底解决这个缺陷。希望我能抽时间尽快解决这个问题。

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xpwang 2002-01-29
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支持
hugos 2002-01-12
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i hate gis
Jady 2002-01-11
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如果在客户端设计个ActiveX控件,服务器与客户端传递数据流而不是图片,是不是可以提高效率?而且可以实现客户端的图形编辑,而不是不可变的图片。而且如果是图片,如果定位图形中的地图元素?而且它的刷新效率是否良好?

--Jady
gjd111686 2002-01-11
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是否尝试用MapX控件,好象不用如此费劲吧,用JavaScript控制属性与方法就可以了.
hugos 2001-12-25
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hugos 2001-12-25
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haogui0 2001-12-24
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强烈支持开gis斑。up。
haogui0 2001-12-24
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我也是做gis的。现在正准备做webgis,正无从下手。请多指教。haogui0@263.net
halfdream 2001-12-24
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我不是同行.来捧场可以否?
我倒有两个同事是做GIS的..

hugos 2001-12-24
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做GIS的同行们,来捧捧场啊
lazecat 2001-12-24
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不错。。。
hugos 2001-12-22
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人起步网
ariso 2001-12-21
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很高兴见到你
TigerHu 2001-12-21
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果真有两把刷子,不知道我什么时候可以达到这个境界......???????
zxiaoer 2001-12-21
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佩服
hugos 2001-12-21
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to  whiskers(胡子) :
能说一下你的思路吗?地图平台用什么?
hugos 2001-12-21
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说实在的,我早就烦gis了。没有意思,没有钱图。
赚钱的买卖又找不到。唉!真是苦命人啊
whiskers 2001-12-21
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hugos(疯狂老鼠):
我也搞GIS,正准备做WebGIS,请多指教、交流
hujf@sina.com
hugos 2001-12-21
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谁知道哪里能够提供免费的cgi权限?
hugos 2001-12-21
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谢谢网友的鼓励。
一个牛人提供的GIS源码(很好 下面文字非本人所写,文件提到的下载的东西我全部放包里了。 最后的礼物:校园多媒体系统和校园WEBGIS系统 为什么说是最后的礼物,大概是因为我突然想这个blog不更新了。为什么呢?可能是今天晚上喝多了酒,呵呵,原因等下一篇中也许会阐述,同时我会对这个blog的文章等做个总结。其实,这两个东西至少我暂时是不大想放出来的,只是觉得反正这里也不更新了,仅仅将这些东西作为礼物吧,再说毕竟这些东西太过于菜菜了。还是先来介绍下最后的两个礼物吧: 校园多媒体系统: 这个大概是今年过年后做的东西了,是给师弟做毕业设计用的。应该讲这也仅仅是电子地图查询系统的更新而已,没有太大的特色,只是做了些比较花的功能而已。 特色一:系统采用了双重数据库,对于如果无法连接SQL Server数据库的情况将提供备用的ACCESS数据库支持。 特色二:系统采用了实时在线更新的方法对软件进行升级,升级仅仅需要设置好服务端以及更新文件列表等即可。 特色三:界面上有所创新,吸取Google的WEB地图的界面,对部分控制条进行显示和隐藏。可以看我以前的截图,做了个界面,请大家PP http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/03/16/351640.html 特色四:简单的加密方式也可以学习下。这个加密方式可以对移植性进行控制。 特色五:移植性强,许多东西没有写死,只需要改变设置文件、启动画面文件、地图文件和数据库文件即可成为一套全新的系统。 开发环境:Visual Basic 6.0,MAPX5.02中文版,ACCESS,SQL SERVER 2000,AutodeskExpressViewe3.1、Windows Media Player 9.0等。 下载地址:http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/Campus_Multimedia_Infomation_System_Source.rar 压缩包中为源代码和生成的程序,同时还赠送了一个基于SF6的MAPX打包文件以及整个校园的地图文件,提供了开放环境中需要的插件支持文件(System目录下),同时由于文件大小原因,删除了许多Img目录下的图片并且在数据库中删除了部分Img记录(不然会出错),仅保留了1号楼的图片供参考。 相关或参考文章: 电子地图查询系统_v1.0_源代码(VB6+MAPX5) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/02/15/331375.htmlGoogle ┕电子地图查询系统源代码:http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/MapSearch_Source.rar 用SetupFactory打包MapX(带打好的包和打包文档以及录像) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/02/05/325842.html ┕打包以及文档和录像:http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/Mapx_Pack.rar 再谈MAPX打包以及MAPX的安装 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/05/31/414361.html 校园WEBGIS: 这个应该是05年的时候做的毕业设计,用超图的Supermap IS 2003+SQL Server 2000建立的一个比较的简单的系统,只是玄乎了下就变的有点意思了,甚至也有点学习或者创新的意思。 加上上次发布的论文部分,这样整个系统也算是补全了。原来论文部分请见:校园WebGIS开发与实践(论文部分) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/01/13/316918.html 特色一:提出了地图接口的概念(其实当时的想法是将网络上的所谓企业标注移植到了这个系统上,只是这个功能免费提供给了学校的部门使用)。 特色二:部分搜索功能是通过搜索SQL输出XML来实现。 特色三:系统已经详细到每个楼房楼层的办公室以及办公室内的电话和教师名单、教学楼的班级以及课程表、宿舍的成员组成联系方式等。 特色四:空间数据库和属性数据库通过SQL Server的视图功能实现关联。 开发环境:Supermap Desktop 2003(地图编辑工具),Supermap IS 2003(GIS服务端),ASP+SQL Server 2000(开发语言和数据库环境),IIS 5.0(WEB服务端),AutodeskExpressViewe3.1(Autodesk公司发布的浏览DWF文件的的客户端插件)等。 安装方法请见论文的附录部分,请不要再询问如何安装。 由于当时将每个楼层平面图的CAD数据也同时存入了SQL Server,所以导致数据库文件过于庞大,大概90M多,经过压缩大概21.8M左右。由于文件过大没有地方存放,所以这部分也不提供。所以可能会导致系统功能无法实现。数据库不提供,请不要索取。 下载地址:http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/Campus_WebGIS_Source.rar 压缩包中为WEB主程序,以及答辩用的演讲稿。 相关或参考文章: 校园WebGIS开发与实践(论文部分) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/01/13/316918.html ┕校园WEBGIS的论文下载:http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/Campus_WebGIS.rar 由于各种原因,压缩包中已经删除了无关紧要的楼层平面图的DWF部分。同时由于文件大小原因,AutodeskExpressViewe3.1程序也没有提供,请从网上下载。 特别说明:两个程序中已经提供了比较完整的数据和代码,可以复制、修改、传播,传播情保证文件完整性,并且包含Readme文件同时注明出处,但禁止用于商业用途。谢谢。 但愿我的礼物能够给您带来一些帮助。 ==================================================================== 公告:Rover's Official Blog停止更新 想了几天,终于决定写这么一个公告了。并不是因为写些东西太累或者太占时间而停止了更新,也许就如同前文说是因为今天喝多了酒(呵呵,玩笑),也许如同MSN副标题所言:严重的压力和抑郁,强烈的人格分裂和精神分裂,等待崩溃(呵呵,又一个玩笑)。可能是觉得写的东西没什么水准,并且也不能时常的更新,加上个人感觉自己技术的下降(呵呵,也许本来就没有什么技术),考虑甚多,终于作了这么个决定:Rover's Official Blog停止更新 同时停止更新的是Rover's GIS Blog,是3snews上面的Blog,不过上面的基本上也都是本站的复制。生活类Blog会不定时更新,停靠在了Space和新浪,由于关系自己暴露隐私等问题,所以本文不详细提供连接地址。从元旦开博到现在也已经八个月的时间了,发了40多篇的随笔和0篇的文章,非常开心能够在博客园作为我的主blog的停靠站,能够让我在这里结识这么多的朋友,并同他们交流,让我学到甚多、收益菲浅,非常的感谢博客园感谢大家。 也许我还会回来,说不定有一天我会发公告说本Blog重新开始更新,很有可能的事情。希望这段日子能够安静些,能够思考更多些,能够明确些方向,能够做出些实质性的东西,能够提高些自身的技术能力。非常的希望,不知道能否实现。 也许我也会偶然的更新一下本日志,大概是在有东西发布或者有好东西同大家分享的情况下吧。不过这篇日志就置顶了吧。 正准备经营的东西,希望能够得到大家的帮助,非常的感谢: www.gpsplayer.cn:GPS玩家。GPS资讯类网站。类似一个简单的新闻系统,加上一些简单的留言板等等功能,可能会添加一些Gmap API开发类的内容。 www.wikish.cn:维基上海。有了点想法和思路,但暂时由于技术能力等原因无法实现。 其他:还有两个玉米没有想好(呵呵)。 由于个人比较自私,所以想法上即使有所创意也不大会和大家分享(请见谅),加上自身没有技术,所以个人基本上是宁烂也不实现或者让别人实现(是有点自私了)。请原谅我的自私,Google是有创意的,但他的技术壁垒是他人所无法逾越的,而我即使有创意也没有任何技术壁垒,所以不讲了。加上大陆地区太多的炮制太另人失望了(去年非常红火的百万首页,在大陆地区做的烂的一塌,只会炮制没有几个是有创意或者在人家创意的基础上增加自己创意的,唉)。 非常的希望大家能够给我意见或者建议,对大家提供的帮助非常的感谢。 如果您对这一段有想法或者其他愿意和我交流,那么请给我mail。谢谢。 我的联系方式和需要注意的地方: E-mail:tfljh@163.com(基本上是每天晚上登陆一次) MSN:tfljh@msn.com(基本上是开机登陆,不过状态一般为忙碌,Mail会不定时登陆) Gmail:tangf2004@gmail.com(基本上是两三天登陆一次,Gtalk则不定时登陆了) QQ:65985498(基本上是每天晚上隐身登陆一次,并且一般在十分钟内关闭) 以后的联系通过E-Mail联系,谢绝一切的及时通讯工具,请尽量不要添加我为好友,包括QQ/MSN/Gtalk,如果您发的Mail足够的诚恳并且也足够的值得聊天的理由,那么我会添加你的。不希望通过聊天的方式来解决问题,聊了半天的问题最后做公安局调查户口的事情了(呵呵,说的严重了),或者说是聊了半天后就无聊了然后再也不聊了,多么的没有意思。我倒还是很愿意花上十分钟的时间来阅读您的Mail并将我知道的所答复给您。当然如果有邮件不回复,那么基本上我是不懂而无法回答或者觉得没有任何答复的价值,请多多的包涵。 以前写的部分日志以及提供的下载文件整理: 最后的礼物:校园多媒体系统和校园WEBGIS系统 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/08/05/468257.html ┕校园多媒体系统源代码下载:http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/Campus_Multimedia_Infomation_System_Source.rar ┕校园WEBGIS系统源代码下载:http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/Campus_WebGIS_Source.rar Google卫星地图的URL计算 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/07/23/457902.html 两点坐标间距离的算法以及验证 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/07/23/457884.html 极索(Gsuo)推出新版地图采用Gmap设计思路 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/07/23/457521.html 浅谈LBS(基于位置的服务) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/07/17/452498.html MapBar地图更新啦 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/07/13/450215.html 推荐一款软件:Global Mapper http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/07/11/448411.html 51ditu、清华地图以及Google地图 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/07/02/440953.html 计算最近点和最近线段 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/07/01/440311.html ┕最近点和最近线段算法示例代码(脱离MAPX5,VB6实现):http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/neardis_new.rar Garmin Nuvi 350试用手记 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/06/17/428045.html ┕全文下载(供转载专用):http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/Nuvi350.rar MapBar中坐标的加密和解密(JS实现) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/06/06/419124.html 发现一个SVG做的地图网站:ChinaQuest http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/06/04/417110.html boot.ini文件的修复 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/06/04/416915.html 再谈MAPX打包以及MAPX的安装 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/05/31/414361.html 寻找MapBar的地图切割方法 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/05/28/411397.html ┕我自己切割的Mapbar地图,并且可以在本地运行:http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/MapBar_My.rar 已知一点求最近点(问题请教) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/05/28/411182.html ┕求最近点示例代码(基于MAPX5,VB6实现):http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/neardis.rar 基于数据库的公交换乘算法(一点思路一点问题) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/05/28/411065.html MapInfo/ArcInfo交流(提问解答,不定时更新) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/05/09/395489.html (收集)Shape转KML工具(更新:Google正式收购SketchUp) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/04/26/386092.html ┕两个SHape转KML工具:http://www.cnblogs.com/Files/Tangf/shape2kml.rar 地图投影 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/04/17/377638.html 容器透明(如PictureBox) http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/04/05/367885.html Google地图切割以及类似Google的开源API http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/03/29/362110.html 获取字符串中的指定位置的子字符串 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/03/25/358311.html 做了个界面,请大家PP http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/03/16/351640.html [存点资料]车载导航电子地图走向标准化 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/03/04/342733.html [ZT]谈谈 wiki 的缺点 http://www.cnblogs.com/Tangf/archive/2006/03/01/340725.html [转贴]Web地图服务:GIS走近你我 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