基于WebGIS的寧德市旅游地理信息系統設計研究

張世良

（寧德師范學院 計算機與信息工程系，福建 寧德 352100）

基于WebGIS的寧德市旅游地理信息系統設計研究

張世良

（寧德師范學院 計算機與信息工程系，福建 寧德 352100）

本文針對現有寧德旅游信息的封閉性，其系統功能的不完整性，提出旅游信息系統的GIS解決方案.根據實際需求，在分析關鍵技術、網絡結構的基礎上，對系統的架構、數據庫設計、地圖文件處理、用戶界面設計和系統功能模塊設計等進行較為詳盡分析和設計，并初步完成系統了開發，驗證了其可行性.系統的開發不僅為寧德旅游注入新的活力，對其可持續發展起著重要的作用.

旅游系統；TGIS；W ebGIS；虛擬現實

由于寧德市旅游信息的不暢通性，滯后性，嚴重阻礙了寧德市旅游業的發展，進而影響了寧德市的旅游經濟的發展.為了促進寧德旅游業的高速發展，作者設計并開發了基于WebGIS寧德市旅游地理信息系統.該系統與其它旅游信息系統相比具有的優越性主要表現在：一般的旅游信息系統沒有與多媒體相結合的實現動態的放映信息，只是一些簡單的靜態圖片加以展覽，更談不上虛擬三維漫游這些特定功能，只能使游客獲得二維的簡單信息，對地圖也只能實現相對簡單的操作，如漫游，放大，縮小，及較弱的信息查詢功能.本系統加入了這兩個新的三維地理信息的動態顯示功能，以及利用ESRT公司的ARCSERVER強大的地圖發布功能，使得游客能夠很容易地通過操作簡潔的界面，利用系統提供的相對強大的功能就能實時準確地獲取豐富的旅游資源信息.

1 系統建設關鍵技術分析

1.1 電子地圖技術

電子地圖技術是建立旅游地理信息系統（TGIS）的核心技術之一.電子地圖不僅具有傳統地圖的那些優點，而且更具有其自身的新特點包括存放大量的旅游數據信息、豐富的查詢功能、多樣的使用方式，而且其它多媒體信息還可以直接定位在電子地圖上，使人們理解和使用更加方便.

1.2 多媒體技術

TGIS利用多媒體技術就是將文本、圖形、圖像、音頻、視頻等多種媒體信息融合在一起，這樣不僅充實了系統的功能和內容，而且增強系統的可視性，同時更有利于游客方便地獲取所需要的旅游信息.

1.3 空間數據庫技術

建立旅游地理信息系統中的一個重要任務就是設計和建立旅游地理信息空間數據庫.TGIS中包含大量的音頻、視頻、圖形、圖像數據，需要一個功能相對強大的數據庫來管理這些數據文件.

1.4 虛擬現實技術

在TGIS中引入虛擬現實技術（Virtual Environment），對景區地形環境進行仿真，能夠真實地展現景區的景觀，使游客產生身臨其境的感覺，旅游管理者和決策者也可以把模擬和仿真技術應用于對各類景區的規劃設計中，得到相應的應用效果圖，以便他們進一步完善設計方案[1,2].

1.5 WEBGIS技術

隨著網絡技術的迅猛發展，更多的旅游地理信息系統的開發設計是基于主流的WEBGIS技術，以MO、AO、ARCIMS、C#、VB 等工具開發出具有 B/S結構的開放式的應用系統.這樣的系統可操作性強，從萬維網上的任意一個節點，用戶就可以隨意瀏覽旅游地理信息系統站點中的各類信息，進行多種查詢、分析.隨著通信技術的飛速發展，在未來的日子里，隨著WebGIS不斷發展，TGIS還可以潛入到手機、掌上電腦以及車載系統中，以滿足消費者全方位、多層次的需要[3].

1.6 三層架構技術

在網絡內部采用星型局域網進行連接，然后通過防火墻再與Internet相連，整個網絡結構如圖1所示.

從以上的網絡結構設計中體現了三層架構的思想，三層架構就是在客戶與服務之間加入了一個"中間層"，也叫組件層.它與客戶層、服務器共同構成了三層體系.通過引入中間層，將復雜的商業邏輯從傳統的雙層結構應用模型中分離出來，并提供了可伸縮、易于訪問、易于管理的方法.圖1中的Web服務器屬于邏輯層，瀏覽器（客戶端）、工作站以及Internet用戶都屬于用戶層，數字旅游系統及GIS組件一般都分布在Web服務器上，用戶通過數字旅游系統來訪問數據庫，而數據庫就在數據庫服務器上，也就是數據層.這里需要指出的是，有時數據庫也可能放在Web服務器上.為了提高它們的安全性，數據服務器和Web服務器用不同的服務器來承擔.

圖1 數字旅游系統的網絡拓撲圖

2 數據庫設計

一個良好的系統必須以后臺數據庫做為支撐，為系統的各項功能提供所需的數據，因此它是系統的關鍵組成部分.在系統數據庫的管理中，數據庫設計的關鍵是如何將各種數據按照一定的規則、結構組織進行存儲和管理，以便提高系統對信息查詢或處理的效率.基于WebGIS的寧德市旅游地理信息系統數據庫中的數據主要由兩類數據組成，其中圖形數據以二進制文件形式存儲，并按工程、圖層、圖元的順序進行組織.屬性數據以關系數據庫形式存儲，按數據庫、數據表、記錄的順序進行組織.這些要素在地理信息系統內部又被分為矢量數據和屬性數據，矢量數據表達要素的空間幾何坐標位置，而屬性數據表達要素的物理意義.在不同的地理數據之間，系統采用分層存儲管理辦法，圖上所有要素均按點、線、面要素進行分層，每個圖層只是表達整個地圖的某一個方面.各層信息嚴格依照數據分類編碼體系規范化分類編碼[4，5].系統依據寧德市各類旅游資源建立各類屬性實體表，它們分別為旅游景點、政府部門、賓館飯店、醫院、旅游線路五個類別，以旅游景點屬性表為例，屬性表結構如表1所示.

3 系統功能模塊設計

通過研究寧德市的旅游資源以及游客的具體需求,開發了寧德市旅游地理信息系統,主要承擔寧德各區縣景點數據采集管理功能、信息高效檢索查詢、多媒體信息與虛擬信息的表達、氣象服務和交通旅游線路查詢等功能.整個系統主要由三個相對獨立的子系統構成，整個系統結構如圖2所示，它們分別是旅游目的地信息子系統、旅游信息服務子系統和旅游信息管理子系統.

表1 景點屬性表結構

圖2 系統結構圖

3.1 旅游目的地信息子系統

包括歷史文化背景介紹、自然人文景觀特色以及旅游紀念品與土特產三部分組成.為了使旅游者及潛在的游客能夠詳細了解旅游目的地的各種資源和特色，本系統提供視頻音頻信息、旅游電子地圖、多媒體信息等，同時輔以照片，文字等說明，全面介紹寧德市全區及各區的主要風景名勝、娛樂場所、酒店、賓館、地方特色風俗、飲食及音視頻演示等，給他們以最新旅游動態信息數據，從而增加潛在的游客到此旅游的欲望.

3.2 旅游信息服務子系統

主要包括各區縣交通狀況（包括公交車查詢）、主要景點旅游線路選擇、預定系統（包括客房預定、票務預定、導游預定、出租車預定等），氣象報告（包括天氣預報、48小時衛星云圖等）、旅游投訴與論壇.系統提供的交通信息查詢功能可以實現公交線路查詢、公交換乘查詢及站到站查詢.因此用戶只要在地圖上點擊起始點與終止點，從起始位置到目的地所需的相關信息就會以列表方式顯示出，內容涵蓋乘車路線、沿途車站、換乘車次等信息.根據游客需求，圍繞食、住、行、游、娛、購等，提供旅游交通路線信息、主要景點、各大賓館酒店分布圖并向游客提供豐富的信息檢索查詢服務涉及機關、團體、車站碼頭、大型商場、郵電、娛樂場所、醫療等.此外具有豐富的地圖操作功能：圖層放大、縮小、漫游、距離量算、最佳路徑分析、空間信息和屬性信息的準確定位，包括對空間數據和屬性數據進行檢索，空間信息和屬性信息的雙向檢索查詢，還可進行邏輯查詢，模糊查詢等.

3.3 旅游信息管理子系統

本系統包括數據發布、數據維護、數據分析和地圖管理子系統構成.后臺管理人員包含各旅游景點、旅游相關企業、旅游局.數據發布系統主要實現各部門在成功登錄系統后，可以按照規定數據格式，上傳最新的旅游數據，及時更新數據庫資源.各部門按自己的權限發布相應數據，不能越權使用.如旅游局管理員可以發布最近出臺的旅游法規和優惠政策，旅游景點管理員可以發布最佳旅游路線等信息，服務廣大游客.數據分析子系統完成對最新采集到的旅游數據進行分析，為旅游管理部門提供決策服務，如旅游旺季各景點導游調度、旅游景區規劃、旅游銷售預測等.數據查詢子系統主要實現點擊查詢、矩形查詢、圓形查詢、多邊形查詢等方式.地圖管理子系統實現對圖層的基本操作，緩沖區分析及地圖的編輯維護等[4].

4 系統實現

系統基于組件技術進行深入地二次開發，在Vs2005開發環境下，借助于ArcGIS提供強大功能的組件、ADO控件和第三方控件搭建而成.組件式GIS的基本思想是把GIS按功能劃分為不同的控件，每個控件完成不同的功能，用戶只要通過控件所提供的接口，編制少量特定代碼來實現其相應的功能.然后在可視化開發環境下只要將ARCGIS控件與C#.NET控件集成在一起，用微軟Visual Studio.NET開發環境，并使用ESRI interop程序集，它服務于被放置在.NET窗體上的、位于.NET窗體控件中的ArcGIS控件，這些程序集在托管的.NET代碼和非托管的COM代碼之間起了橋梁作用，每個控件對象及其功能可以與其他ESRI ArcObjects和自定義控件組合使用，創建用戶化的客戶應用程序,形成最終所需的GIS應用系統.本系統數據管理主要采用ADO空間數據引擎對屬性數據和空間數據實行管理，為了實現對空間數據的快速存取與檢索，系統采用屬性數據與空間數據集成統一地管理[6,7].最終生成系統主界面如圖3所示.

為了提高最短路徑的算法性能，更加直觀地表現道路間的拓撲關系，采用封裝對象的方法把地圖中的道路及其節點分別用類進行封裝,可以更有效地存儲和管理地圖中的數據，同時對Dijkstra算法進行改進，在邊的類中增加線段的方向，在搜索中首先用此方向與源點到目的地構成的方向進行比較，使它們的夾角在閾值范圍內才進行搜索，這樣縮小搜索范圍，提高算法效率，若要避開某些節點,在改進的算法中加入判斷語句，不加到紅點集中.

圖3 系統首頁圖

5 結束語

本文利用WebGIS 技術、集成技術以及多媒體技術、三維虛擬技術開發了寧德市旅游地理信息系統,實現了對旅游信息的發布、多種多式的查詢、數據管理、更新以及地理空間分析等功能.為了較好地滿足當前日益增長的旅游的需求，采用基于.Net平臺WebGIS旅游系統其具有易于維護性、部署性、跨語言性等特點.另外更重要的是利用其較強的空間分析和業務處理能力，并能有效節省投資等特點.因此WebGIS作為GIS發展的一個方向，可以預測在旅游業方面有著非常廣闊的應用前景.

〔1〕洪炳镕，蔡則蘇，等.虛擬現實技術及其應用[M].北京：國防工業出版社，2010.06.

〔2〕鄧霞,高德政，等.基于GIS的綿陽市旅游地理信息系統研究和開發[J].資源與產業.2006,8（5）:52-55.

〔3〕劉光，唐大仕.W ebGIS開發—ArcGIS Server與.NET[M].北京：清華大學出版社，2009.

〔4〕何正國，杜娟.ArcGIS Server開發從入門到精通[M].北京：人民郵電出版社，2010.

〔5〕Shiliang Zhang,Xiaobin huang.Development of virtual Campus System Based on ArcGIS 2011 International Conference on computers,Communications,Control and Automation.Hong Kong,China,February,2011 IEEE,volume（2）:39-42.

〔6〕張世良.基于ArcEngine的校園地理信息系統的設計與實現[J].江西理工大學學報,2010,31（3）:28-30.

〔7〕張世良.基于GPS/3G/GIS的多功能海上臺風預警和搜救系統的研究[J].長江大學學報，2009,6（4）:217-219.

TP311；TP393

A

1673-260X（2011）09-0022-03