面向Web服務(wù)的“江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺”設(shè)計

摘 要：太湖流域是我國最大的綜合工業(yè)基地之一，社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化速度的加快加劇了環(huán)境污染。“江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺”旨在充分利用先進(jìn)的GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、分布式計算等技術(shù)，建設(shè)一個科學(xué)、高效的環(huán)境地理信息系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境保護(hù)； GIS； 平臺設(shè)計； Web服務(wù)； RIA

中圖分類號：X321 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-3315（2014）04-174-001

一、引言

太湖流域自然條件優(yōu)越，水陸交通便利，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件好，工業(yè)發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)雄厚，人口稠密，勞動力素質(zhì)高，科技力量強(qiáng)，市場信息靈通，基礎(chǔ)設(shè)施和投資環(huán)境較好，有蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江等大中城市及迅速發(fā)展的城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村。然而，社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化速度的加快加劇了環(huán)境污染。“江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺”建設(shè)的總體目標(biāo)是充分利用先進(jìn)的GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、分布式計算等技術(shù)，建設(shè)一個科學(xué)、高效的環(huán)境地理信息系統(tǒng)。在充分整合與利用環(huán)境空間數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對環(huán)境空間信息的科學(xué)組織和有效管理，使環(huán)境管理人員能夠方便地對各種環(huán)境空間信息進(jìn)行可視化管理，并實現(xiàn)環(huán)境空間信息的查詢、維護(hù)以及專題分析、專題制圖、信息服務(wù)等功能，并能結(jié)合環(huán)境管理業(yè)務(wù)和技術(shù)應(yīng)用需要，為環(huán)境管理決策分析提供科學(xué)依據(jù)。

二、平臺設(shè)計

1.平臺設(shè)計的主要內(nèi)容

“江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺”的建設(shè)成果主要包括數(shù)據(jù)平臺建設(shè)和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)兩個方面。

1.1數(shù)據(jù)平臺建設(shè)。平臺中的數(shù)據(jù)主要分為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和環(huán)境專題數(shù)據(jù)兩大類。

基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)影像數(shù)據(jù)和地名數(shù)據(jù)三類。基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)影像數(shù)據(jù)采用地圖緩存技術(shù)存儲，從1：50萬到1：2千的比例尺分成了七個比例尺級別。地名數(shù)據(jù)建立了數(shù)據(jù)服務(wù)層，供用戶查詢。

在環(huán)境專題數(shù)據(jù)中，與地理坐標(biāo)有關(guān)的數(shù)據(jù)，例如工業(yè)污染源、國家考核斷面、太湖湖體測點、污水處理廠、水質(zhì)監(jiān)測站等與地理信息直接相關(guān)的信息，我們稱之為環(huán)境基礎(chǔ)信息，其他與地理信息無直接關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，例如各監(jiān)測點歷年監(jiān)測結(jié)果、普查結(jié)果以及環(huán)保行業(yè)的政策法規(guī)，我們稱之為環(huán)境屬性信息。

1.2應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。“江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺”在充分整合與利用環(huán)境空間數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對環(huán)境空間信息的科學(xué)組織和有效管理，使環(huán)境管理人員能夠方便地對各種環(huán)境空間信息進(jìn)行可視化管理，并實現(xiàn)地圖操作、綜合查詢、專題信息查詢統(tǒng)計、系統(tǒng)維護(hù)等功能。

2.平臺的整體框架

平臺從功能處理和數(shù)據(jù)庫兩方面進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，在構(gòu)造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫時，既要考慮結(jié)構(gòu)的完備性、格式和編碼的規(guī)范化，又要盡可能地避免數(shù)據(jù)的冗余。在構(gòu)造擬建系統(tǒng)的功能模型時，為使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，層次清晰，并具有較強(qiáng)的開放性和可伸縮性，將系統(tǒng)劃分為若干既相對獨(dú)立又相互協(xié)調(diào)、可共享信息的模塊。這些模塊在依據(jù)一定的通訊規(guī)則和集成模式完成各自獨(dú)立的功能以外，又能夠有機(jī)的集成在一起，服務(wù)于整個系統(tǒng)的信息處理目標(biāo)，同時應(yīng)用模塊通過對數(shù)據(jù)庫的合理調(diào)度、組織，形成數(shù)據(jù)的合理流向，完成系統(tǒng)的整體功能，維持系統(tǒng)旺盛的生命力。

3.環(huán)境GIS軟件平臺的選擇

目前可作為環(huán)境GIS開發(fā)技術(shù)平臺的GIS軟件種類很多，例如，中國地質(zhì)大學(xué)的MapGIS、武漢大學(xué)的GeoStar、北京超圖公司的SuperMap等；國外產(chǎn)品有美國環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）的ArcGIS系統(tǒng)軟件、Integraph公司的GeoMedia以及MapInfo的GIS系列軟件等。

4.概述

Web服務(wù)是互聯(lián)網(wǎng)上基于標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（超文本傳輸協(xié)議，HTTP）使用的軟件組件，可以實現(xiàn)組件最新的和改進(jìn)的請求過程。Web服務(wù)可獨(dú)立于平臺和語言實現(xiàn)分布在Internet/Intranet上的應(yīng)用程序或組件的無縫互操作。

5.Web服務(wù)在平臺中的應(yīng)用

“江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺”中，我們利用面向Web服務(wù)體系的資源聚合技術(shù)，開發(fā)了多種類型的GIS服務(wù)，通過各級端點訪問系統(tǒng)中的各類資源。具體地說，主要開發(fā)了下列幾種服務(wù)方式。

5.1地圖服務(wù)。地圖服務(wù)提供訪問地圖和圖層的功能。地圖服務(wù)可以分為緩存地圖服務(wù)或動態(tài)地圖服務(wù)。通過高速緩存預(yù)先創(chuàng)建金字塔的地圖服務(wù)，被稱為緩存地圖服務(wù)。緩存地圖服務(wù)可以顯著提高地圖傳輸?shù)乃俣龋饕糜诤Ａ康貓D數(shù)據(jù)的快速瀏覽。在“江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺”中，各級比例尺的數(shù)字正射影像地圖、數(shù)字高程模型地圖都建立了緩存地圖服務(wù)用于快速查詢；動態(tài)地圖服務(wù)則是在每一次請求提供地圖時都需要服務(wù)器渲染一次地圖，具有更高的靈活性。

5.2地理處理服務(wù)。地理處理是“江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺”的一個最基本組成部分。地理處理提供系統(tǒng)用戶所必需的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具。地理處理服務(wù)表現(xiàn)為一系列已發(fā)布的操作和分析地理信息的工具集。工具接受輸入（如要素集，表和屬性值），執(zhí)行輸入數(shù)據(jù)操作，并生成輸出到地圖或進(jìn)一步加工的軟件客戶端。工具可以同步或異步執(zhí)行。

6.技術(shù)進(jìn)步點

綜上所述，應(yīng)用面向Web服務(wù)體系的資源聚合技術(shù)有以下的技術(shù)進(jìn)步點：

6.1簡單地通過一個網(wǎng)址可以訪問所有數(shù)據(jù)。包括地圖服務(wù)，單個地圖層，以至所有地理數(shù)據(jù)和地理處理服務(wù)。

6.2基于Web服務(wù)可以使用緩存服務(wù)，來更快地獲取結(jié)果，更加容易和更加快速地獲取地圖。

6.3Web服務(wù)把各類先進(jìn)的分析功能封裝為一個簡單的網(wǎng)址，可以很容易地被多種開發(fā)語言所訪問，甚至可以不通過任何編程，直接調(diào)用。這就大大提高了模塊的重用性，加快了項目開發(fā)的進(jìn)程。

三、結(jié)束語

本文設(shè)計的“江蘇省太湖流域水環(huán)境信息共享平臺”充分利用了GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Web服務(wù)聚合技術(shù)、RIA（富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序）等技術(shù)，建設(shè)一個科學(xué)、高效的環(huán)境地理信息系統(tǒng)。在充分整合與利用環(huán)境空間數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對環(huán)境空間信息的科學(xué)組織和有效管理，使環(huán)境管理人員能夠方便地對各種環(huán)境空間信息進(jìn)行可視化管理，實現(xiàn)環(huán)境空間信息的查詢、維護(hù)以及專題分析、專題制圖、信息服務(wù)等功能，并能結(jié)合環(huán)境管理業(yè)務(wù)和技術(shù)應(yīng)用需要，為環(huán)境管理決策分析提供科學(xué)依據(jù)。