基于ＡＲＣＩＭＳ９．０的導航系統設計與開發

摘 要：運用WebGIS發布系統ARCIMS和網絡技術，設計長江大學東校區網絡電子地圖，提出了在建立校園空間信息數據庫的基礎上，通過ARCIMS9.0實現對校園公共設施的電子地圖的實時查詢等基本的空間分析能力。

關鍵詞：ARCIMS9.0；長江大學東校區導航系統；WEBGIS；電子地圖

中圖分類號：TP文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）10-0382-03

隨著計算機技術的飛速發展，Internet帶寬和網絡通訊能力大大提高，萬維網地理信息系統軟件技術取得了長足發展，這一技術正成為高效的全球性信息發布渠道快速進入千家萬戶。WebGIS 是 Internet 技術應用于 GIS 開發的產物，它是利用www方式向用戶提供地理空間信息服務的地理信息系統。與傳統的GIS相比，WebGIS訪問范圍更加廣泛，實時性強，數據可分布管理，操作也更簡單，適用于不同的軟硬件平臺，降低了系統成本。

WebGIS是當今的熱點，作為在GIS方面的一個特殊應用領域，它使全球范圍內實現數據共享，它可應用于農業、林業、水利、交通、通訊、城市規劃、國土防治、軍事、環境、教育等等幾十個領域，建立WebGIS已經成了大到大型國家級的應用小至小型企業內部應用的重要任務。但是，由于計算機網絡等各方面的限制，目前WebGIS構建的大多是局域網或城域網，并且只能完成地理數據的網上發布，以及簡單的空間和屬性的雙向查詢等功能，并不能完成GIS的空間分析功能，并且還伴有網絡安全問題。

近年來，各種電子導航系統慢慢發展起來，充分利用WWW帶來的便利。WEBGIS采用普通的WEB瀏覽器，簡單易用，用戶不需進行專業培訓，更實現了全球訪問范圍，是GIS走向平民化和大眾化的最佳途徑。本系統正是從WWW的大眾化特點出發，設計建成長江大學東校區網絡電子地圖，為長江大學提供更多的宣傳手段。本系統面向全校廣大師生以及社會提供長江大學東校區導航服務，提供基礎教學設施、運動場所、后勤服務、綠化場所等等校園設施的查詢功能，為更多師生提供便利的生活條件，并不斷完善系統，直至能提供西校區乃至全校的導航功能，并實現最佳路線分析等空間分析能力，將其打造成長江大學服務大眾和對外宣傳的重要手段。

1 系統實現環境與開發工具

本系統軟件開發環境是基于Windows NT平臺，使用IIS5.0（InternetInformation Server）服務，以及Servlet Connectors的標準連接器，它使用ArcXML語言在WEB服務器與ArcIMS應用服務器之間進行通訊，客戶端采用ArcIMS Java Standard瀏覽器。在ArcIMS體系中，使用管理工具實現將要發布的地圖的數據整理、網站設計以及網絡服務的管理，它包括以下三部分：

ArcIMS Author：用戶通過它定義地圖內容，包括添加數據圖層，設置地圖屬性（包括圖層顯示方式，顯示比例尺，建立查詢和地理編碼功能及增加描述地理要素的標注等），產生一個在線地圖作為地圖服務。ArcIMS Author最終輸出一個.axl格式的地圖配置文件，它可以獨立于ArcIMS平臺用文本編輯器進行編輯，里面用HTML語言描述了輸出地圖的大體框架和基本圖層元素及其布局。

ArcIMS Administrator：使用Author組織的數據建立地圖服務，設置地圖服務的屬性以及地圖服務的啟動、停止等，用于管理IMS 的Server、VirtualServer和 MapService，以及管理 IMS站點的配置信息，監視客戶端等。

ArcIMS Designer：使用Administrator建好的服務，生成一個網站，通過一系列對話框幫助用戶選擇瀏覽器使用的地圖服務、模板和功能，其輸出結果為一系列HTML頁面。

本系統開發過程中主要使用HTML語言來建立頁面顯示框架，使用VB Script或Java Script腳本語言實現數據庫的操作，其中數據庫的操作大量使用了ASP.NET網頁變成語言中的對象，他們共同實現了導航系統的查詢等功能。

2 系統設計

2.1 系統總體設計

長江大學東校區導航系統以校園公共設施為基礎圖層，調用服務器數據庫的基礎信息數據，能詳盡、直觀的查詢東校區內的校園信息，包括教學樓、教工樓、學生宿舍、運動場所、后勤管理、綠化設施、道路等基本設施，查詢可包括圖查屬性和屬性查圖。利用ARCIMS發布的地圖，其工具欄里有一個添加標記的按鈕，用戶可以根據自己的需要添加一些注記，非常適用。其總體框架圖如圖1所示：

2.2 系統數據組織方案設計

（1）空間數據的組織主要就是根據實際地物建立點、線、面三種類型的圖層，然后再建立各圖層。本系統均有點、線、面的圖層，根據學校實際主要建立的以下圖層：

點類型：樹木2、點學生宿舍、點教工樓。

線類型：線道路。

面類型：公共設施、教學樓、教工樓、宿舍樓、綠化、后勤、其他、圖書館、運動場所、面道路。

（2）屬性數據的組織：ArcGIS自帶了數據庫——Geodatabase，由于在后續的屬性查詢中要用到屬性數據，故需建立屬性數據庫。屬性數據庫中有id，shape，name等字段，需要手工輸入。由于Geodatabase中對字段的值的文本長度有限制，對要素的詳細屬性不能在Geodatabase中存儲，只能通過SQL Server建表來存儲。SQL Server表中有以下字段：ID、類型、建筑時間、所屬院系、名稱、所屬圖層等字段。其中以ID號為主鍵。

3 系統實現

3.1 系統實現步驟

開發平臺的搭建：主要是安裝配置ARCIMS。在配置完成之后，可以測試配置是否成功，通過啟動ArcIMS的Diagnostics程序在頁面的Select component to test下面點擊1和2按鈕，分別彈出的窗口顯示“Test successful”，則說明ArcIMS Servlet連接器、ArcIMS應用服務器沒問題。此時ArcIMS9.0便安裝成功了。

地圖數據網絡發布：通過ArcIMS發布地圖數據涉及地圖服務的創建、web站點的生成。

對ArcIMS生成的站點進行開發：當站點生成后，需要對系統進行必要的二次開發，使系統更易于用戶的使用。ArcIMS二次開發的幾種主要的方法如下：

（1）HTML Viewer方式下的開發；

（2）工具條的開發；

（3）系統的漢化；

（4）其他頁面的設計。

頁面作為系統與用戶交互的入口，如何設計的更為易用，簡潔，是非常重要的。頁面的圖片筆者使用Adobe公司的Photoshop 7.0.1軟件來進行編輯。框架使用Macromedia公司的Dreamweaver MX 2004軟件來進行設計。網站的用戶登陸頁面、屬性查詢頁面、校園簡介、三維漫游頁面采用Javascript連接Access和SQL數據庫進行設計。

3.2 系統功能的結果

用戶可以通過登錄進入主頁面，然后再主頁面中進行簡單的地圖操作，比如說放大、縮小、全屏、通過輸入ID號查找所要找的要素的位置等；除此之外，還可以通過控件“屬性查詢”實現條件查詢，獲得要素的詳細屬性；同時點擊“三維漫游”，鏈接到校園整體的三維效果音頻文件；點擊“校園簡介”將鏈接到校園簡介網頁。

另外，用戶可以進行簡單的緩沖查詢(即查詢在某特定地物周圍一定距離的地物)，距離量測(對兩點間的距離進行測量)，面積測量等。

各功能頁面顯示結果如圖2所示。

當選中了當前的活動圖層，通過輸入查詢的ID號，將顯示出該圖層中ID號所對應的要素的位置，并在TextFrame中顯示該要素的其他屬性。比如選中當前的活動圖層為“后勤”，在查詢條件中輸入條件：“#ID#=2”，可以顯示出后勤圖層中ID為2的要素，并顯示出它在地圖中的位置。結果見圖2

點擊“屬性查詢”控件，將顯示出要素的詳細屬性信息，其結果圖見圖3。圖4是查詢表中字段“類型”為“polygon”的所有要素的信息

3.3 系統特點

本系統的特點之處在于：

（１）實現了數據的共享。目前大部分導航系統多為單機板的，不能實現及時的數據共享和更新，本系統通過WWW發布，任何一臺計算機均能訪問，真正實現了信息的共享。

（２）友好的用戶界面和操作方式。系統對前端的用戶技術沒有限制，并且客戶端采用普通瀏覽器，不需專業知識即可隨意操作，簡單易用，不需用戶維護。

（３）實現了圖形數據和屬性數據的連接，滿足了用戶查詢和統計大量屬性數據的要求。

（４）采用VB Script、Java Script和ASP.NET語言，將數據庫的操作封裝起來，數據操作對用戶不透明，增加了系統的安全性。

（５）利用ArcIMS來開發系統，整個開發過程周期短，系統運行速度也較快。

（６）通過工具欄用戶可以增加自己想要的標注信息，實現了系統與用戶的交互。

4 結語

本系統經過測試，基本上能夠達到預先設計的功能目標，能夠準確的顯示校園內的各地理要素并能提供相應的地理定位，系統速度要較快。

由于時間和能力的限制，本系統也有許多不足之處，如能顯示的面積太少，僅僅局限于長江大學東校區，圖形界面不太美觀，圖形的屬性數據設計不夠全面，并且不能實現較高級一點的空間路徑分析功能，在下階段的發展中，通過網絡編程語言的學習改進頁面設計，使用戶界面趨于美觀，完善基礎圖層的屬性數據，使用戶能查詢到更多有用信息，通過采集各校區的地理數據，實現導航系統的全?；崿F一定的空間分析能力。

隨著各種WEB技術在GIS中的推廣和應用，WEBGIS技術正在不斷的發展和走向成熟，在各個行業中的應用也將越來越廣泛，本系統若能完善，它在實際生活中將有著重要的應用價值和作用。由于系統的開放性和可擴展性，它還可以結合數字攝影測量技術，通過衛星照片或航空照片生成數字地面模型DEM，做出真實三維立體模型。

參考文獻

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［2］謝建華，陶紅，李培錚.開發WEBGIS的一種新技術——ArcIMS技術［Ｊ］.地球信息科學，2003，（３）.

［3］陳蓓青，利用ARCIMS和網絡技術開發長江中下游防汛調度信息系統［N］，《長江科學院院報》，2003，(3).［4］張正蘭，劉耀東，張明，基于ArcIMS的WebGIS系統開發［N］.《河南大學學報（自然科學版）》，2004.