地理信息系统(GIS，Geographical Information System)是对现实世界中的各种对象的空间特征和属性信息进行存储，将空间特征和属性信息结合进行分析，查询并以直观的形式(图形)将结果显示出来的一门新兴学科。由美国环境系统研究所(ESRI)开发的ARCVIEW3.2地理信息系统软件，具有空间分析能力强、支持多种数据格式和投影变换、显示速度快、与其它程序的接口丰富和对地图对象的控制方便等特点。这些特点使ARCVIEW比较适合开发动态目标跟踪系统。本文将介绍ARCVIEW在动态目标跟踪中的具体应用。
　　自动相关监视(ADS，Automatic Dependent Surveillance)系统作为空中交通管制系统中的一种新的监视手段，它从机载导航设备获得信息(至少包括飞机识别和4维位置信息)，通过甚高频(VHF)地空数据链，自动且实时地发送到地面接收和处理系统，为空中交通管制部门和航空公司提供飞机在空中的信息。ADS系统可以为飞行在雷达覆盖区以外，特别是海洋和荒漠空域的飞机，提供监视手段；将这些信息以直观、易于分析的方式显示出来是ADS系统的关键。通过地理信息系统，可以将ADS系统的上述功能以图形的方式在地图上显示出来，使信息的表达直接、方便，能大大提高空管部门和航空公司的决策分析能力，提高飞行的安全性。
1 ADS显示系统设计
　　从信息流程来看，ADS显示系统首先从ADS地面信息处理系统获得ADS数据。然后在ADS显示系统中进行数据校正、滤波后在以基础地理信息为底图的地图上显示出来。在用户需要进行统计分析时，可结合基础地理信息对ADS动态信息进行统计分析。
　　从系统的信息流程可以将系统划分为三个部分：
　　(1)ADS信息接收： 负责从ADS地面信息处理系统中获得实时ADS数据，并维护与ADS地面信息分发系统的连接。
　　(2)ADS信息显示： 将ADS信息转化为地图要素在地图上显示出来，并提供偏航、近进、进入危险区报警和冲突检测等功能。
　　(3)ADS信息统计分析： 根据地理要素(航线、管制区、机场)，统计出该要素在某个时间段(点)的航班的数量，进行初步的流量分析。
　　系统的程序结构如图1所示。

2 ADS显示系统的实现
　　ADS显示系统的操作系统采用Windows NT Workstation 4.0，开发工具采用MS VC6.0、MS VB6.0和ESRI的ARCVIEW3.2。
2.1 ADS信息接收
　　通过共享文件和数据库可实现不同进程间的信息交换。但是，这需要数据获得者定期查询文件服务器或数据库服务器。这对实时性要求高的系统来说是难以满足要求的。在Windows 中，Windows Socket(套接字)提供了网络上不同进程的数据通信的理想方法。它能通过消息驱动来实时进行数据通信。我们采用Windows Socket API实现ADS信息接收模块与ADS信息分发系统的通信。
　　在ADS系统中可能有多个ADS显示系统在运行，为了建设分布式的网络应用系统和提高代码的复用性，我们将ADS信息接收模块设计成ActiveX控件。
　　我们为该控件设计了以下事件和方法：InitSocket()，负责建立到数据分发模块的连接；DataReady()，当有数据分发到此控件时，自动触发该事件；SendData()，向外发送数据；Disconnect()，断开连接。另外，控件在连接过程中会自动维护此连接，它定期测试链路状态，如发现异常，则启动重新连接线程，重新建立连接。ADS信息接收的流程如图2所示。

2.2 ADS信息的显示
　　ADS信息显示是在ARCVIEW3.2中处理的，而ARCVIEW3.2无法使用ActiveX控件。但是ARCVIEW3.2能通过DDE技术与其它应用程序通信。我们通过VB开发一个数据传输模块。该模块通过ActiveX控件从ADS信息分发系统得到ADS数据，由DDE传输到ARCVIEW3.2中。ARCVIEW3.2得到ADS数据后，再进行显示处理。下面分别就VB与ARCVIEW的数据通讯和信息显示进行论述。
2.2.1 数据通讯
　　ARCVIEW与VB建立DDE会话的源代码如下：
　　Label1.LinkTopic＝″ArcView｜System″
　　Label1.LinkMode＝vbLinkManual。
　　建立DDE会话后，将要从VB到ARCVIEW的数据赋给VB中的变量就可进行传输。对数字和字符串其传送格式不同：
　　对于字符串，在VB中的形式为AirNum＝””B－2447””，即带引号的字符串。
　　对于数字，只要将其转化为普通字符串，如latstr ＝”45.45”。
　　在实际应用过程中，我们发现数字如果按数字形式传输容易出错。如果将其转化为字符，再按字符串传输则可解决此问题。从VB到ARCVIEW的数据传输源代码如下：
　　cmd ＝ ″av.run(″ + ″″″function.move″″″ + ″,{″ + redrawstr + ″,″ + Airnum + ″,″ + Flightnum + ″,″ + latstr + ″,″ + longstr + ″,″ + acarsstr + ″,″ + lastxstr + ″,″ + lastystr + ″}
　　Label1.LinkExecute (cmd)
2.2.2 信息显示
　　在ARCVIEW3.2中，能显示在地图上的地图对象有两种:Theme(图层)和Label(标注)。
　　·Theme是ARCVIEW的基础显示对象。对每个对应图层，在ARCVIEW中都有一个属性表与之相对应。图层保存在文件中，对它的属性进行查询和进行空间分析都极其方便。但是，当对图层的一个元素进行更新时，整个图层和位于其上的地图对象(如Label)都要随着刷新，这样既浪费时间又使得图面闪烁比较厉害。
　　·Label是浮动在图层之上的地理对象，它没有属性与之对应，它是动态停留在内存中的。对它的操作非常灵活。可对每个Label对象单独进行移动、改变形状和删除而不影响图面上其它的地图对象。因此，Label的刷新速度快，不影响图面。由于Label没有属性数据，所以对它的属性查询和空间分析就特别困难。
　　在ADS系统中，被监控的飞机的数量多，飞机的位置信息变化快，如果将这些飞机以Theme来显示是无法办到的，只能采用Label。由于Label没有属性表。为了能象对图层那样方便地查询飞机不在图面上的信息，我们构造了一个辅助属性表。这个表保存在ACCESS数据库中，ARCVIEW通过ODBC读取表中的内容。在实际使用过程中，发现这种效果比较理想，既能满足显示速度和图面质量的要求，又能象查询图层那样方便地查询航班的信息。
2.3 ADS信息统计分析
　　对各种空域特征的ADS信息统计的处理方式是类似的。其中统计某段航线在某段时间内的航班数量最具典型性，下面就此问题进行论述。
　　对航线的ADS信息统计是建立在航线数据和ADS动态数据的基础上的。因此获取航线的地理数据和ADS动态数据是非常重要的。
　　在民用航空中，航线是由航段组成的，而航段是由两个导航点组成的一条线段。不同的航线可能包含同一航段。为了处理问题方便和节省存储空间，我们将航线库设计为三个表：AirRoute，存储组成航线的航段代号；RouteSeg，存储组成航段的导航点的代号；WayPoint，存储导航台的位置数据。这三个表的关系如图3所示。它们存储在基础地理信息数据库中。