基于Google Maps API的高速公路WebGIS設計與應用

蘇曉蓓，楊銘，張高峰，王志

(許昌市規劃設計院，河南 許昌 461000)

1 引言

WebGIS是GIS開發與互聯網結合的產物，它具有面向對象、分布式和互操作等關鍵特征，是實現GIS互操作的一條最佳解決途徑。但由于構建技術的復雜性和開發軟件的高價位，使得開發一個簡單的WebGIS系統也需要付出高昂的人力、物力和財力代價。而近年來快速發展的Map API技術，則讓我們看到了小型化低成本WebGIS快速普及的新希望。

2 Google Maps API的優勢

Google公司公開的Google Maps API(地圖應用程序編程接口)，實際上是一組Java script類庫，用戶運用里面的各個類，可以實現網頁內容和Google Maps的無縫接合。Google Maps數據庫中收納了全球的詳細地圖數據，包括主要覆蓋城市的矢量數據及其他覆蓋城市的柵格數據。其中柵格數據是 LANDSAT－7、Quickbird和WorldView－1衛星的影像與航拍數據的整合。

基于Google Maps API技術構建WebGIS具有以下優點:

(1)Google Maps API對授權用戶是免費開放的，明顯比那些價格從幾萬到幾十萬不等的WebGIS軟件占有優勢。

(2)Google Maps API是屬于基于服務器的應用結構(Server－Side)，GIS處理任務大多集中在Google服務器端，并且支持用戶在Google Maps API的基礎上開發自己的函數，在滿足用戶多樣化需求的同時還降低了用戶很多工作量。

(3)Google Maps提供的地圖數據有0.61 m分辨率，且提供十幾級的縮放，其標注精度完全可以普通地理信息系統對地圖的要求。

(4)Google Maps支持每天50000次的免費地圖訪問次數，能夠滿足小型WebGIS系統使用客戶的正常登錄使用。

3 本文中WebGIS系統結構

本系統以Eclipse 6.0作為界面和功能開發工具，以Java為開發語言，采用瀏覽器/服務器(B/S)結構組織數據和發布信息。在Google Maps上定制的網絡地圖，可實現放大、縮小、平移、格式轉換、電子地圖鷹眼等功能，并以SQL Sever 2000作為后臺數據庫，將信息及時發布到網絡地圖上，使客戶端能夠對其進行快速、實時、無縫的瀏覽與查詢。根據系統功能、業務流程的需求，采用基于J2EE的三層體系結構來實現信息共享。同時，由于系統面對的是多用戶的應用需求，所以采取了基于角色的用戶權限分配方法和用戶訪問控制策略。

圖1 系統結構

4 地圖定制

在獲取地圖 API密鑰之前，必須先注冊使用Google賬戶申請一個與用戶Google賬戶相關聯的API密鑰。

程序正確后上傳到網絡服務器對應目錄，即完成將網絡地圖定制到自己指定的網絡空間。將網絡地圖定制到自己指定的網絡空間之后，根據自己的需求分別創建GMap類的實例、添加控制條、設置顯示模式、設置中心點經緯度和縮放系數等(Google map網站有詳細使用說明)。以添加事件響應為例:

圖2 地圖定制效果圖

圖2即是在Google Map中定制的東經113.28°、北緯24.77°附近12 km×12 km地圖，用于顯示廣東省乳源縣境內京珠高速公路。

5 WebGIS系統功能設計

本系統功能分為地圖瀏覽、信息管理、用戶管理和決策支持四大部分，其中地圖瀏覽部分跟Google地圖功能一樣，包括放大、縮小、平移、格式轉換、電子地圖鷹眼等功能，在此不做詳細介紹。

5.1 信息管理

信息管理包括信息錄入、信息發布、信息查詢、信息維護和信息統計。其中信息統計功能模塊的設計，是在 Java中引用了一個 JFreeChart畫圖控件。(JFreeChart實際上是Java平臺上一個開放的圖表繪制類庫，可生成餅圖、柱狀圖、散點圖、時序圖、甘特圖等多種圖表)。

以某高速公路監測站2005年的風力值信息統計為例，統計結果如圖3所示。

圖3 信息統計演示圖

圖3是將存儲于數據庫中的2005年全部風力值，按照月份進行平均后，做出的一個全年風力走勢圖。此功能可以針對SQL Sever2000中的各種高速公路監測信息，進行分類信息統計。

5.2 用戶管理

系統權限管理模塊是基于角色的用戶權限分配方法和用戶訪問控制策略。用戶授權的項目包括信息管理權限中的可選項(信息錄入、更新、查詢、統計分析和預測)和系統權限管理中的可選項(添加、查詢、注銷用戶)。

權限管理模塊用戶表部分代碼:

圖4 用戶管理演示圖

5.3 決策支持

本系統的決策功能主要是指高速公路濃霧預測。從實時監測的高速公路沿線氣象數據中，選用大氣溫度、大氣濕度、風速、風向、露點、降水和、路面溫度和大地溫度8個要素作為氣象因子，用前6小時的8個要素的觀測值共48個觀測數據作為預報因子，使用BP神經網絡方法預報第7個小時時段是否有霧(篇幅限制，具體方法將另寫論文介紹)。系統采用ODBC技術與數據庫連接并調用預測結果，ODBC連接代碼如下:

圖5 決策支持演示圖

5 結語

本文討論的基于Google Maps API技術的WebGIS系統構建方法，將信息管理和地理場景有機地結合起來，方便了用戶更形象直觀的查詢信息，同時為用戶提供必要的決策支持。需要強調的是，高速公路WebGIS的后端地理數據接口采用Google Maps API技術提供的地理信息，減少了開發小型WebGIS系統所需工作量，大大節省了所需的時間和花費。

［1］楊云源，何禮平.基于Goolge Maps API的WebGIS應用研究［J］.電腦開發與應用，22(1)，12～16

［2］倪凱等.基于J2EE架構的WebGIS協同平臺系統集成［J］.小型微型計算機系統，2007，1(1):133

［3］王紅英，張延園.基于J2EE和Eclipse的自動Web化平臺實現［J］.微處理機，2008(6)，85～88