跨平台开源桌面 GIS 软件的设计与实现

自 1997 年 Eric Ｒaymond 提出发展开源软件的集市模型以来［1］，开源软件迅速发展，并逐渐进入 GIS领域。开源 GIS 软件以源码共享和合作发展为理念，在特定的版权许可下，软件的版权所有人允许任何人以任何目的下载、学习、更改或分发软件的源代码。

开源 GIS 软件除开源 GIS 桌面软件之外，还涉及许多与地理空间数据处理有关的软件技术，包括:①软件开发框架，如采用 Python 脚本语言开发的GIScript，是用于时空大数据处理的框架［2］; ②空间数据库，如 SpatiaLite，它是开源数据库 SQLite 的空间扩展，支持地理空间查询［3］; ③GIS 功能库 ( Libraries) ，如已广泛应用于不同操作系统、不同平台、不同终端的栅格空间数据转换库 GDAL［4］; ④空间参考( 地图投影) 工具，如 Proj．4［5］等。这些软件技术可归结为桌面 GIS 软件功能的一部分。因此，发展开源桌面 GIS 软件技术难度较大。

开源 GIS 桌面软件依据采用的开发语言的不同，大体可以分为 3 类: ①以 C 语言为实现语言，C 语言开发的 GIS 软件具有计算效率高的特点，如 GＲASS、 QGIS［6-7］等，后者支持创建、编辑、可视化和分析地理空间信息，可运行于 Windows、Mac、Linux 操作系统; ②以 Java 为开发语言，如 uDig［8］等，它支持数据的获取、编辑和可视化，能够实现复杂的空间操作功能; ③利用．NET 语言开发，如 MapWindow GIS［9］等。

GIS 软件代码的开源，既降低了使用者的开发成本，又可使其借助源码深入研究软件算法机理，扩展软件功能，满足个性化的应用需求。因此，开源GIS 软件具有强大的生命力，GIS 软件代码开源成为适应与促进 GIS 技术发展趋势的选择。但目前国际上主流的开源桌面 GIS 软件［6-9］没有一个是我国自主研发的，不利于我国 GIS 软件技术的发展。

此外，当前 GIS 软件技术向着满足应用与需求的多样性、设备与操作系统的多样性、开放性、云特性等几个方面发展。这就要求 GIS 软件需要具备跨平台特征。

因此，本文将设计和实现国内第一个专业的开源桌面 GIS 软件 SuperMap iDesktop Cross，即采用C++语言开发统一 GIS 功能内核，在保证软件高性能的同时，使其具备跨平台特征; 采用适合 Linux 操作系统的 Java 语言开发软件用户界面，大大降低Linux 上软件界面的开发难度，同时遵循 OSGi 动态模型框架标准; 采用 Java 本地接口( java native inter-face，JNI) 技术，为 GIS 功能内核封装应用程序编程接口( application programming interface，API) 。使用者可以借助 API 进行定制开发，帮助完善目前国内唯一的跨平台开源桌面 GIS 软件。

1 跨平台桌面 GIS 软件系统架构

本文设计和实现的跨平台开源桌面 GIS 软件不仅支持跨平台的桌面 GIS 应用与开发，还支持各类地理空间数据和多种空间数据库，并且提供地理空间数据处理与管理、二三维一体化、空间分析、制图与可视化等 GIS 功能，支持定制开发 ( 如图 1 所示) 。其源码已于 2015 年 9 月开源( https://gitee.com/supermap/SuperMap-iDesktop-Cross) ，借助Git 进行分布式版本管理。

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