基于ArcIMS的深圳市測繪公眾服務(wù)地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

晏曉紅

(1.武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430079； 2.深圳市勘察測繪院有限公司，廣東深圳 518000)

基于ArcIMS的深圳市測繪公眾服務(wù)地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

晏曉紅1，2?

(1.武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430079； 2.深圳市勘察測繪院有限公司，廣東深圳 518000)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長，深圳市積累了大量測繪基礎(chǔ)地理信息，通過互聯(lián)網(wǎng)讓公眾共享這些測繪信息產(chǎn)品和服務(wù)，成為城市空間地理數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)展的一大趨勢。深圳市測繪公眾服務(wù)地理信息系統(tǒng)是一個(gè)基于Internet的WebGIS信息發(fā)布系統(tǒng)，采用Esri公司的ArcIMS為網(wǎng)絡(luò)發(fā)布平臺進(jìn)行深度定制和開發(fā)，本文主要介紹了該系統(tǒng)的總體架構(gòu)、系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)部分功能的具體實(shí)現(xiàn)。

ArcIMS；WEBGIS；公眾服務(wù)

1 引 言

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GIS技術(shù)的飛速發(fā)展，各個(gè)城市都在建設(shè)城市空間地理信息共享平臺，實(shí)現(xiàn)廣泛的城市空間地理信息共享，為各類用戶提供地理空間數(shù)據(jù)服務(wù)以及基于Internet的空間地理數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，已成為城市空間地理數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)展的一大趨勢。各級測繪部門都在轉(zhuǎn)變應(yīng)用服務(wù)觀念，在繼續(xù)向用戶提供原始數(shù)據(jù)資料的同時(shí)，積極地發(fā)展面向政府的專題型空間決策支持系統(tǒng)和面向公眾的增值產(chǎn)品與應(yīng)用系統(tǒng)。深圳市隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長，每年進(jìn)行全市1∶1 000基本圖動(dòng)態(tài)修補(bǔ)測，積累了大量測繪基礎(chǔ)地理信息，為更好地發(fā)揮這些測繪基礎(chǔ)地理信息的作用，建設(shè)深圳市測繪公眾服務(wù)地理信息系統(tǒng)，在法規(guī)和政策許可的范圍內(nèi)及時(shí)通過互聯(lián)網(wǎng)讓公眾共享這些測繪信息產(chǎn)品，為公眾的日常工作和生活提供方便，對進(jìn)一步促進(jìn)地理信息資源的廣泛應(yīng)用和社會(huì)化服務(wù)具有重要意義。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

(1)運(yùn)行環(huán)境

服務(wù)器端:Windows 2003 Server企業(yè)版

客戶端:Windows NT 4.0 Workstation/Microsoft Windows XP/Microsoft Windows 2000簡體中文版

客戶端瀏覽器:IE瀏覽器

(2)開發(fā)軟件

DreamWeaver MX2004:網(wǎng)頁設(shè)計(jì)和制作

ArcGIS 9.0:數(shù)據(jù)庫的基本維護(hù)、數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量檢查以及后臺管理

ArcIMS 9.0:網(wǎng)上信息發(fā)布平臺

ArcSDE 9.0＋Oracle 10g:數(shù)據(jù)庫管理平臺

2.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

深圳市測繪公眾服務(wù)地理信息系統(tǒng)是一個(gè)基于Internet的WebGIS信息發(fā)布系統(tǒng)，采用Esri公司的ArcIMS9.0為基礎(chǔ)發(fā)布平臺，其架構(gòu)優(yōu)秀，邏輯清晰，開發(fā)方便。使用 JSP、HTML，DHTML及 JavaScript、ArcXML等開發(fā)語言，基于HTML Viewer瀏覽器進(jìn)行客戶端的深度定制和開發(fā)，充分利用GIS技術(shù)和多媒體技術(shù)，將地圖負(fù)載的空間基礎(chǔ)地理信息向深層次開發(fā)、分析和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)地圖信息的發(fā)布、地圖的瀏覽與查詢等。HTML Viewer地理信息發(fā)布功能的實(shí)現(xiàn)方式是基于服務(wù)器的模式，其主要功能在服務(wù)器端完成，客戶端主要為信息顯示平臺，為目前網(wǎng)絡(luò)地圖中典型的“胖服務(wù)器端/瘦客戶端”模式，系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)——表現(xiàn)層、邏輯事務(wù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層，如圖1所示。

(1)表現(xiàn)層是指 ArcIMS Viewers，主要為 HTML Viewer及其他客戶端，用于系統(tǒng)將用戶所需的信息或請求處理結(jié)果返回給用戶，方式主要為以網(wǎng)頁形式組織起來的圖片、文字。

(2)邏輯事務(wù)層是由Web服務(wù)器、ArcIMS應(yīng)用服務(wù)器、ArclMS應(yīng)用服務(wù)器連接器及ArcIMS空間服務(wù)器組成，主要是響應(yīng)用戶的各種請求和查詢操作，通過ArcIMS及JSP、JavaScript程序來實(shí)現(xiàn)。

(3)數(shù)據(jù)服務(wù)層包括ArcSDE及空間數(shù)據(jù)庫，主要負(fù)責(zé)空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)(Metadata)的存儲(chǔ)管理，包括各類柵格和矢量數(shù)據(jù)、GIS平臺、數(shù)據(jù)庫平臺。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

各個(gè)不同層之間通過ArcXML進(jìn)行通訊。這種體系結(jié)構(gòu)可以很方便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理、應(yīng)用和發(fā)布。

HTML Viewer中的地圖操作都是由Image Service根據(jù)地圖配置文件和客戶端的請求創(chuàng)建的位圖圖形，客戶端每發(fā)一次地圖操作請求，Image Service就會(huì)根據(jù)請求產(chǎn)生一個(gè)新的位圖圖形文件，然后將該文件的URL通過ArcXML返還給客戶端，客戶端再根據(jù)這個(gè)URL下載這個(gè)位圖文件。在發(fā)送請求時(shí)，根據(jù)所選定的功能，就會(huì)有相應(yīng)的函數(shù)來寫對應(yīng)的ArcXML請求[1]。

2.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)上，可以分為以下幾個(gè)模塊，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

圖3 系統(tǒng)主界面

3 基于ArcIMS的深圳市測繪公眾服務(wù)地理信息系統(tǒng)開發(fā)

系統(tǒng)的開發(fā)流程主要包括以下幾個(gè)步驟:數(shù)據(jù)組織、創(chuàng)建地圖配置文件、創(chuàng)建地圖服務(wù)、設(shè)計(jì)Web站點(diǎn)、地圖服務(wù)與管理，在該流程的基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)和系統(tǒng)具體功能的開發(fā)。

整個(gè)系統(tǒng)采用編輯環(huán)境為DreamWeaver 2004，其動(dòng)畫設(shè)計(jì)采用Flash。該系統(tǒng)主頁為整個(gè)系統(tǒng)的Home Page，采用DHTML和HTML編寫，開發(fā)的主界面如圖3所示。

3.1 圖形基本瀏覽

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)深圳市地貌暈渲圖疊加矢量圖形表達(dá)地理要素，并在網(wǎng)絡(luò)電子地圖上發(fā)布。系統(tǒng)基本地理要素包括境界、道路網(wǎng)、水系、公共綠地、居民區(qū)和專題興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)地圖的縮放、漫游、鷹眼、全圖、距離量測等基本圖形功能。

系統(tǒng)采用多尺度組織地圖數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地圖分層表達(dá)與控制。根據(jù)深圳市 1∶1 000等高線數(shù)據(jù)，生成DEM，做成分塊地貌暈渲，拼接后生成了全市的兩級地貌渲染圖。根據(jù)1∶1 000和1∶10 000 Coverage地形圖數(shù)據(jù)，分類整理形成了道路、水系、行政區(qū)劃界線、居民區(qū)、公共綠地等矢量數(shù)據(jù)，并為表示在不同比例尺情況下地圖的顯示效果，對水系、道路做了分級綜合處理，共分為兩級，如圖4所示。

圖4 地圖瀏覽

3.2 專題圖顯示

系統(tǒng)開發(fā)時(shí)采用ArcIMS Author實(shí)現(xiàn)地圖顏色、線型、符號等配置，根據(jù)專題信息共12個(gè)專題圖，生成政府機(jī)構(gòu)、旅游景點(diǎn)等12個(gè).axl配置文件，并應(yīng)用ArcIMS Manager管理器采用image server方式發(fā)布各種專題地圖。本系統(tǒng)專題要素信息主要分為政府機(jī)構(gòu)、旅游景點(diǎn)、教育文化、醫(yī)療衛(wèi)生、購物休閑、餐飲美食、賓館酒樓、城市交通、金融房產(chǎn)、企業(yè)單位、道路查詢等11大類51個(gè)子類(道路除外)。同時(shí)系統(tǒng)收集多個(gè)旅游景點(diǎn)的多媒體信息，供用戶查看。

通過圖層控制可設(shè)置顯示全市各類專題要素信息，用戶可以通過設(shè)置圖層的顯示與否，來打開相應(yīng)的專題要素，顯示其地理位置分布，整體布局等基本信息，同時(shí)也可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)該專題信息的查詢，如圖5所示。

圖5 專題圖顯示

3.3 空間信息查詢

通過修改站點(diǎn)里ArcIMS自帶的JavaScript庫以及編制JavaScript程序，可以實(shí)現(xiàn)對地圖空間信息的查詢。

如對全市政府機(jī)構(gòu)等專題要素基本信息的模糊檢索，同時(shí)在圖形中定位，也可通過圖形中點(diǎn)擊或拉框選擇顯示相關(guān)各類興趣點(diǎn)目標(biāo)的詳細(xì)信息。同時(shí)實(shí)現(xiàn)選中要素閃爍顯示，并可清除選擇，如圖6顯示。

圖6 空間信息查詢

選中要素閃爍顯示主要是通過選中要素后增加一個(gè)圖層以一個(gè)閃爍的點(diǎn)gif圖片來實(shí)現(xiàn)。

首先在MapFrame.htm頁面中增加如下語句，Map-Frame頁面中的sendToServer函數(shù)就會(huì)把這個(gè)請求送到PostFrame頁面，在完成表單的輸入值的更新后，PostFrame頁面就會(huì)把請求提交到Web服務(wù)器。Servlet Connector將提交上來的請求展開，把ArcXML語句發(fā)送到Application Server，最后由Application Server把請求遞交給Spatial Server。

其次，修改站點(diǎn)JavaScript庫中的aimsIdentify.js程序，當(dāng)查詢某一個(gè)興趣點(diǎn)時(shí)，增加myLayer層

最后，修改站點(diǎn) JavaScript庫 aimsSelect.js中的function clearSelection()函數(shù)以及aimsNavigation.js中的function panMouse()函數(shù)中增加語句隱藏myLayer圖層。

3.4 系統(tǒng)性能優(yōu)化

系統(tǒng)運(yùn)行是基于Internet的B/S模式，用戶節(jié)點(diǎn)較多。為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，在現(xiàn)用網(wǎng)絡(luò)帶寬的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)性能采取了一些優(yōu)化措施:

(1)調(diào)整地圖配置文件，利用比例因子控制一些地理要素在一定比例尺下可見。

(2)減少地圖渲染，盡量避免在標(biāo)注中使用陰影、光暈、背景等渲染特效。

(3)從本系統(tǒng)實(shí)際出發(fā)，采用影像服務(wù)器imageserver發(fā)布，發(fā)布的地圖數(shù)據(jù)均為柵格圖片形式，峰值事務(wù)速率要比ArcMap server及feature server高。合理確定和配置最佳線程數(shù)，最大利用硬件資源，實(shí)現(xiàn)事物率最大化。

(4)為達(dá)到較高的數(shù)據(jù)處理速度及負(fù)載處理能力，考慮Web服務(wù)器性能和硬件性能，終端用戶的傳輸速率及配置的靈活性等，分布式地配置在多臺ArcIMS空間服務(wù)器和Web服務(wù)器計(jì)算機(jī)上。

實(shí)踐證明，上述優(yōu)化措施的實(shí)施，為系統(tǒng)高效運(yùn)行提供了保證。

4 結(jié) 語

本系統(tǒng)采用ArcIMS 9.0作為網(wǎng)絡(luò)發(fā)布平臺，采用JSP、HTML，DHTML及JavaScript、ArcXML等編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了深圳市測繪公眾服務(wù)地理信息系統(tǒng)的開發(fā)。網(wǎng)頁框架結(jié)構(gòu)科學(xué)統(tǒng)一、風(fēng)格簡潔，網(wǎng)站有較好的視覺效果。該系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)齊全，提供的測繪公眾服務(wù)地理信息類型豐富、實(shí)用，查詢簡單方便，提供人性化的搜索方式，地圖瀏覽速度較快。不僅提供了基于位置的服務(wù)，而且提供地址、電話、視頻、樓棟號等較為全面的應(yīng)用服務(wù)，方便了公眾的日常生活和工作，該項(xiàng)目的實(shí)施為深圳市地理信息面向公眾服務(wù)奠定了基礎(chǔ)。

[1] Environmental System Research，Institute，Inc.customizing ArcIMS HTML viewer[M].Printed in the United States of America，2003

[2] 孟令奎，史文中.網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)原理與技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社，2005

[3] 張勇.基于ArcIMS的規(guī)劃成果查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].城市勘測，2010(5)

[4] 李一波，聶可，王明軍等.臨海基本農(nóng)田保護(hù)網(wǎng)絡(luò)地圖發(fā)布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].地理空間信息，2010，8(6)

[5] 楊國飛，王燕，王兆亮.基于ArcIMS的地理信息查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].地理空間信息，2011，9(2)

[6] 李宇昕，倪岳，傅揚(yáng)等.基于ArcIMS的地質(zhì)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)—以黃金部隊(duì)2006地質(zhì)工作查詢系統(tǒng)為例[J].測繪科學(xué)，2010，35(6)增刊

Design and Implementation of Shenzhen Mapping Public Service Geographic Information System Based on ARCIMS

Yan Xiaohong1，2
(1.School of Resource and Environmental Science，Wuhan University，Wuhan 430079，China；2.Shenzhen Geotechnical Investigation＆Surveying Institute Co.，Ltd.Shenzhen 518000，China)

With the rapid social and economic growth，Shenzhen has accumulated a large number of mapping basic geographic information.through the Internet，the public can share these mapping geographic information products and services，this has become a major development trend of this urban geospatial data services.Shenzhen mapping public service Geographic Information System is an Internet－based WEBGIS information distribution system，using Esri’s ArcIMS web publishing platform for the depth of customization and development，this paper describes the overall architecture of the system，the system features modular design，and system concrete realization of some functions.

ArcIMS；WEBGIS；Public Service

2011—12—01

晏曉紅(1978—)，女，博士研究生，工程師，研究方向主要有地理信息系統(tǒng)、地理空間認(rèn)知、空間數(shù)據(jù)挖掘等。

1672－8262(2012)02－20－04

P208.2

A