基于MapServer的家庭牧場網絡地理信息系統

鄭逢令，任玉平，阿斯婭·曼力克，易 華，贠 靜,冰德艷，奧 云

（1.新疆畜牧科學院草業研究所,新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆和靜縣草原監理所，新疆 和靜縣 841300）

基于MapServer的家庭牧場網絡地理信息系統

鄭逢令1，任玉平1，阿斯婭·曼力克1，易 華1，贠 靜1,冰德艷2，奧 云2

（1.新疆畜牧科學院草業研究所,新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆和靜縣草原監理所，新疆 和靜縣 841300）

本次研究選用MapServer開源網絡地理信息系統，使用windows系統下的套件MS4W，通過建立新疆和靜縣家庭牧場網絡地理信息系統，實現B/S架構下對季節草場草地類型、產草量、草地可利用面積、可利用鮮草量、載畜量等基本情況的瀏覽和查詢，為開源地理信息系統在草業領域的深入應用做一個探索性的工作。

MapServer；開源網絡地理信息系統；家庭牧場

開源軟件有源碼公開,技術發展快、便于修改和開發適應自身需求等特點，越來越受到各應用領域的歡迎。在開源空間信息領域，可使用的軟件或系統也很多，但成熟度比較高的并不多，不過開源網絡地理信息系統卻得到了廣泛應用[1]。Mapserver、Geoserver以及Mapguide的開源版[2,3,4,5]，因其技術成熟，符合OGC（Open Geospatial Consortium-開放地理信息聯盟）的標準，系統易于搭建而且成本低廉而大受歡迎。這三個系統的優缺點在不同的文獻中都有深入的比較，在此不再贅述[6,7,8,9]。近年來，國內利用開源WebGIS建立各種網絡地理信息系統的實踐也開始多了起來[10,11,12]，尤其是建立在Mapserver+Apache平臺之上的數量最多[13,6,14]，但在草業領域的研究和應用還不多。本次研究選用Mapserver，使用Windows系統下的套件MS4W，通過建立新疆和靜縣家庭牧場天然草地信息共享系統，為開源地理信息系統在草業領域的深入應用做一個探索性的工作。

1 MapServer系統結構與功能

1.1 MapServer的基本情況介紹

MapServer是美國明尼蘇達大學(University of Minnesota，簡稱UMN)在20世紀90年代利用C語言開發的開源WebGIS項目，是一個跨平臺的可進行空間信息網絡應用的開源地圖發布服務器[2,15]。MapServer是由C語言編寫的，它本身許多功能的實現也建立在一些開源或免費庫之上，如：實現常用GIF、PNG、JPEG格式圖像的正確顯示、壓縮、放大、縮小的等功能，使用的是在開源圖像處理領域應用廣泛的GD庫；用于投影設置和投影變換的PROJ．4則是幾乎所有開源空間信息軟件中都會用到的；而開源空間信息領域大名鼎鼎的GDAL／OGR基礎庫則用于對空間柵格和矢量數據進行輸入、輸出、格式變換等各種基本操作。另外可根據系統建設要求選擇SDE Client Libraries、PostgreSQL Client Libraries、Oracle Spatial Client Libraries、MING、PDFLIB等庫。MapServer應用符合許多OGC規范，包括Web Map Service(WMS), Web Feature Service(WFS)，Styled Layer Descriptor(SLD),Geography Markup Language(GML)等.

MapServer支持多種數據源，包括ESRIshapefiles、PostGIS、Oracle Spatial、ArcSDE，符合OGC規范的opengis標準，支持FastCGI，FastCGI是可伸縮架構的CGI開放擴展，其主要作用是將CGI進程保持在內存中，避免反復加載，因此具有較高的性能。

1.2 MapServer的工作方式和流程

MapServer可以工作在CGI（Common Gateway Interface-通用網關接口）腳本的WEB環境中，也可通過提供API接口結合PHP、Perl、Python、Java,Tcl,Ruby、C#等多種編程語言，擴展MapServer的應用，方便用戶基于MapServer作進一步的開發。例如加拿大的 DM Solutions公司就開發了基于PHP的MapScript模塊，應用非常廣泛。

從圖1可以清晰的看出MapServer的工作流程，在服務器端,除了MapServer用來處理地理信息相關的業務需求以外，還需要WEB服務器處理客戶端通過表單變量發送的請求，并將MapServer處理結果傳輸回客戶端，數據層的數據要在Mapfile文件中配置相關屬性，Mapfile文件中要定義字體、投影、數據表現形式、模板、空間數據層等參數。由于不能直接在客戶端表現矢量數據，所以要通過CGI應用程序把矢量圖轉換成WEB瀏覽器支持的JPG，GIF或PNG等格式的文件，同柵格層數據一起以WFS、WFS、Html、Gml的形式傳輸到客戶端[2,15]。

圖1 基于MapServer的WebGIS工作方式

2 MS4W介紹

MS4W是MapServer for Windows的簡稱。是加拿大DM Solutions公司開發的一套以MapServer為中心，集成了Apache服務器和PHP引擎，MapScript API程序、開源地理信息基礎庫如 GDAL/OGR、PROJ.4、Shapelib等的Windows系統下的開發環境[16]。

本次系統搭建使用的是MS4W2.2.4，下載地址為http://www.maptools.org/ms4w/，本機安裝非常簡單，把下載的程序包解壓至C盤根目錄，雙擊C盤MS4W目錄下的apache-install.bat，在瀏覽器中輸入http:// localhost/，如看到起始頁面表示安裝成功。

3 建立家庭牧場草地網絡地理信息系統

本次家庭牧場信息共享系統，使用的數據是在和靜縣GEF（全球環境基金）天山南坡和靜縣家庭牧場草畜平衡優化模式示范研究項目中調查的12戶牧民家庭牧場季節利用天然草場調查資料,數據以常用柵格和矢量形式存儲和表示。系統使用MS4W套件，建立在Windows XP+Apache+MapServer平臺之上。

3.1 主要數據及預處理

柵格數據，包括覆蓋調查牧戶的天然草場的1∶5萬地形圖數據和遙感數據，其中地形圖數據已經在空間信息軟件中配準，遙感數據為ETM柵格數據,均為北京54坐標系，GEOTIFF格式。根據基層草原部門提供的數據和現地調查繪制出家庭牧場牧戶天然草場的圖斑，存儲為名為hejing的Shape矢量文件，屬性數據存儲于DBF文件中，字段包括：草場名稱，戶名，牧戶類型，利用季節，草場類型，畝產（kg/畝），草地凈面積（畝），可利用鮮草產量（kg/畝），載畜量（羊單位）。

3.2 Mapfile文件的設置

Mapfile可利用文本編輯工具手工配置，MS4W中的Maplab是制作Mapfile的專用工具，由DM公司開發，另外Qgis有專門的插件，可輸出Mapfile文件。以下為地形圖柵格和草場矢量圖層設置，使用的數據分別為hj.tif和hejing.shp。

LAYER NAME hj METADATA "DESCRIPTION""地形圖"END TYPE RASTER STATUSON

DATA hj.tif END LAYER NAME hejing METADATA

“DESCRIPTION” “天然草場基本情況”

“RESULT_FIELDS”“草場名稱戶名牧戶類型利用季節草地類型畝產草地凈面積可用鮮草量載畜量”

END TYPE POLYGON STATUSON DATA hejing LabelItem “草場名稱” CLASS NAME“草場名稱” LABEL COLOR 0 0 0 FONT simhei encoding gb2312 TYPE truetype SIZE 8

PARTIALSFALSE OUTLINECOLOR 255 255 255 END STYLE COLOR 200 255 0

OUTLINECOLOR 120 120 120 END END TOLERANCE 5 END#Layer

3.3 家庭牧場信息共享WebGIS系統的建立

本次研究使用的是MS4W套件，系統運行環境為Windows xp專業版,瀏覽器為IE6.0。MS4W安裝后Apache、MapServer服務器端已經配置好了，其中應用模塊apps下已經有GMAP應用實例，我們可以使用其中的已有程序和目錄結構，在apps目錄下建立一個hejing文件夾，并在MS4W的httpd.d目錄下生成httpd_hejing.conf文件，告訴服務器其位置。矢量文件和柵格文件放置在其目錄下的data文件夾下，字體文件放置在etc文件夾下，添加中文字體simhei，在設置Mapfile的LABEL項目時，標明字體為simhei。應用程序放置在htdocs文件夾下，這里有兩個分別是以.inc.php和phtml為后綴名的重要文件，前者包括對網絡地圖操作的主要函數，后者為php和html腳本的混合體，對前端表現進行布局，當然還有以".map"為擴展名的Mapfile文件。圖2、圖3為瀏覽器端系統運行的畫面。

圖2 以地形圖為背景圖層的和靜家庭牧場天然草地分布圖

圖3 以衛片為背景圖層的和靜家庭牧場天然草地分布圖

通過以上系統的建立，實現用戶通過瀏覽器對系統進行各種操作，如圖形的放大、縮小、查詢和移動等，通過對圖斑的查詢可以獲得調查牧戶的天然草場的基本情況，地理位置、屬性數據。

4 討 論

本系統借助Windows系統下開源的MS4W套件，建立了新疆和靜縣調查牧戶天然草地網絡地理信息系統，基于Browser／Server架構，用戶不需要專業的GIS培訓，使用瀏覽器可方便查詢草地地理位置、草地類型、載畜量等，有利于管理人員和牧戶直觀了解草地的基本情況。

作為輕量級的網絡地理信息系統，在目前技術條件下還無法與桌面型的GIS相比，此次建立的草地WebGIS系統只能說是一次開源空間信息系統應用于草業領域的初次探索。由于一些客觀原因，沒有使用開源的空間數據引擎和數據庫系統如POSTGIS，POSTGRESQL、MyGIS、MYSQL等，沒有實現由屬性查詢相關圖形的功能，還不具備一些常用的空間分析如緩沖區分析、疊加等功能，這都是以后需要更加努力探索研究的地方。隨著WebGIS技術一日千里的發展趨勢，其功能會更加強大，在數字草業方面發揮巨大的作用。

參考文獻：

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分析比較兩組患者的護理質量考評結果、護理缺陷發生次數及總滿意度，護理質量由質控小組采取百分考核制進行考評，護理缺陷由責任組長登記并匯總，滿意度調查借助我院自制的護理滿意度調查表，實施問卷調查，共設置3個選項（不滿意、滿意、非常滿意）10項問題，患者入院時由責任護士發放調查表，填寫結束后，科室統一收回，總結問卷調查結果，錄入計算公式，進行相關的計算。總的護理滿意度為滿意和非常滿意率之和[2]。

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[16]http://www.dmsolutions.ca.DM Solutions公司主頁.

The Household PastureW eb GISBase on M ap Server

ZHENG Feng-ling,REN Yu-ping,ASIYA·Manlik,YIHua,YUN Jing,BING De-yan,AO Yun
(1.Grassland Research Institute of Xinjiang Academy of Animal Science,Urumqi830000,China；2.Grassland Supervision Department of Hejing County，Hejing Xinjiang 841300,China)

The study employed the MapServer Open SourceWebGIS,utilized the MS4W suite to construct the grassland WebGIS system of household pasture in hejing county of Xinjiang.The grassland type,yield per acre,net area,the yield of esculent grass,livestock carrying capacity of season pasture could be explored and queried under the B/S structure of WebGIS.This study attempted to in-depth apply open source WebGIS in Prataculture in future.

MapServer;open sourceWebGIS;household pasture

S818.9

A

1003－6377（2012）04－0019-04

2012-08-09

GEF項目“天山南坡和靜縣家庭牧場草畜平衡優化模式示范研究”；新疆GEF草地項目應用研究09課題“溫性草原波譜草原波譜數據交集與特殊性征分析”項目（2010018）

鄭逢令（1974-），男，碩士，助理研究員,從事草地遙感工作研究。