兼容多GIS系統的資源管理平臺的研究

楊 君

（遼陽技師學院，遼寧 遼陽111000）

地理信息系統（Geographic Information System 或Geo -information System,GIS）有時又可 稱為“地學 信息系統” 或“資源 與環境信息 系統”。 他是一 個特殊定位的非常重要的 立體信息系 統。 它要在計算機軟件系統、硬件 系統的支持 下，對整 個或是部分地 球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。 GIS 處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等，用于分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題

1 當前主流的GIS 系統

1.1 ARCGIS

ArcGIS Desktop 是一個集成了眾多高級GIS 應用的軟件套件，它包含了一套帶有用戶界面組件的Windows 桌面應用。 ArcGIS 服務器的產品規格符合信息技術的規范標準，可以與其它企業所生產的軟件進行完美合作，例如Web 服務器，數據庫管理系統（DBMS）以及在企業級別的應用開發框架中包括.NET 和JAVA2 企業級平臺（J2EE）。 這能夠使GIS 與其它海量的信息系統整理技術進行整合。

1.2 Supermap

SuperMap GIS 2008 包括組件式開發平臺，開放式桌面平臺，空間數據庫引擎，嵌入式開發平臺，服務式GIS 開發平臺，導航應用開發平臺和數據處理平臺七個主要的產品線。SuperMap GIS 開放式桌面平臺包括SuperMap Viewer、SuperMap Express 和SuperMap Deskpro 三個不同的產品。

1.3 Mapinfo

由于MapInfo 容易學習掌握，功能強大，擴展能力強，又能與工作生活中的數據庫直接建立連接，因此發展迅速。 隨著計算機技術的發展，MapInfo 又相繼推出了DOC 版本的2.0 和Windows 版本的3.0 版。直到1995 年底，MapInfo 又推出了他的最新版本mapInfo Professional。這個版本是首個可以在Windows 95 和Windows NT 上運行的桌面地圖信息軟件。 每一次的版本升級，MapInfo 都會做出很大改進，使其功能越來越強大，界面越來越簡單易掌握。MapInfo 可對已有數據進行動態更新與維護，確保用戶數據的一致性。

2 系統兼容性研究

2.1 系統兼容性設計

GIS 系統在計算機和信息技術的快速發展下，正發展系統和數據規模的“大型化”、 面向整個社會，滿足社會各界對有關地理信息的需求的“社會化”，概括起來就是“簡化操作”，“開放數據”，“面向服務”，通過網絡實現從數據乃至系統之間的完全共享和互動。 因此，GIS 發展的必然趨勢是WebGIS。根據對系統總體功能需求的分析，將本文的GIS 系統按照功能劃分為定制地圖和瀏覽地圖兩大部分，其中定制地圖和瀏覽地圖還有其他子模塊。 系統的整體結構如圖1 所示。

圖1 GIS 系統總體結構圖

本GIS 系統主要包括以下幾個功能模塊， 即：GIS Map Service、GIS REST Service、Meta Data Management、WebGIS 客戶端。 本文根據需求從GIS 空間數據庫中提取數據作為該Web GIS 系統的背景地理圖片信息；GIS Map Service 實現對特定GIS 系統的圖層信息標準化處理，轉化為REST 服務中的文件資源；GIS REST Service 以資源服務方式對外提供基礎地理信息圖片服務，同時也提高了二次開發所需的其他資源服務；Meta Data Management 模塊以HTTP/SOAP 方式訪問GIS Map Service 為前端客戶按需獲取地圖提供支持， 同時為用戶提供管理GIS 信息的界面；WebGIS 客戶端將使用Flex 技術提供各類GIS 服務， 同時預留出一部分接口供用戶二次開發使用。 本系統是在SuperMap 平臺上二次開發的地理信息系統。

本文運用從整體到局部的設計方法將面向有線電視網絡管理的GIS 系統的各個部分劃分為各個小的功能模塊， 分別對其進行設計。本系統采用模塊化設計，這樣有利于開發和維護，提高模塊復用率，減少開發周期，降低開發成本，易于擴展新的功能。

2.2 客戶端服務器

本系統采用B/S 結構，因此客戶端實際上就是各種Web 瀏覽器。從功能上說，客戶端是用戶的交互界面，主要完成地圖的顯示、響應用戶的操作、向服務器發送查詢請求并將請求結果進行顯現。 本文選擇Flex 作為WebGIS 客戶端的實現技術。

傳統的Web 應用程序是基于HTML 頁面靜態的數據傳遞模式，隨著Web 應用復雜程度越來越高， 這種模式已經不能滿足用戶更高的要求，這就促進了豐富互聯網應用程序（RIA）的出現，RIA 具有高度的互動性、豐富的用戶體驗及功能強大的客戶端[25]。RIA 將桌面應用程序響應性和豐富性與Web 應用程序廣度結合在一起， 以滿足用戶更為直觀和極具交互性的在線體驗。基于RIA 技術構建WebGIS 已成為一個趨勢。

目前，RIA 領域異常熱鬧， 市場上主要的RIA 客戶端開發技術主要有Adobe Flash、Adobe Flex、Ajax、SilverLight 和JavaFX 等。這些技術各有特點，其中SilverLight 和JavaFX 技術由于推出不久，尚不成熟，因此不作考慮。 Ajax 技術的應用已經非常廣泛， 如GoogleMaps、Mapabc 等都采用了此技術，但是出于性能考慮，采用地圖切圖預生成的方式，雖然性能方面有所提高，但是不能實現復雜的交互計算功能。Ajax 針對不同的瀏覽器通過JavaScript 采用不同的技術處理矢量圖形，這種跨平臺跨瀏覽器的代價就是代碼異常復雜，交互性不強且效率較低。 同時Ajax 技術的其他缺陷比如：不被搜索引擎支持、不支持瀏覽器的后退功能、純粹的JavaScript、不支持智能終端設備等，限制了Ajax 技術的應用推廣。 基于組件的Flex 技術是由FlashPlayer 運行的RIA 應用。Flash 最初是為了在瀏覽器中播放矢量動畫而設計的，因此能很好地處理矢量和柵格數據， 非常適合作為WebGIS 的客戶端，所以本文選擇Flex 技術構建基于RIA 的WebGIS 系統。

2.2.1 Flex 概述

Flex 是目前最新開發富互聯網應用程序的主要平臺，是同時期最完善的RIA 技術。 Flex 技術使得Web 地圖不再是單調的瀏覽和簡單的查詢，它使系統具有豐富的界面操作體驗、良好的視覺體驗。如地圖移動、拖拽、縮放時，會自動向服務器請求需要的圖片，圖片會自動補全新的顯示區域， 這些計算和處理全部都是使用Flex 在瀏覽器端完成的。

Flex 是Adobe 公司推出的一系列產品和技術，是目前最流行的富互聯網應用程序(Rich Internet Application, RIA)開發技術之一。Flex 是高效率的開放源碼框架，可用于構建和維護在所有主流瀏覽器和操作系統部署的極具表現力的Web 應用程序。 Flex 應用程序框架由MXML、ActionScript 文件和Flex 類庫三部分構成，如圖2 所示。 開發人員可以利用MXML 或ActionScript 編寫程序，MXML 負責應用程序核心內容的主要布局 （可視組件），ActionScript 用于以腳本形式編寫驅動應用程序需要的所有邏輯。 順便說一句，MXML 在后臺會被編譯成ActionScript。也就是說，只是用ActionScript 就可以創建完備的Flex應用程序。 同時Flex 框架還提供了豐富的控件， 大大提高了開發效率。

圖2 Flex 程序執行的過程

Flex 可以創建一種能增強用戶體驗的應用程序， 可以實現Web Services、遠程對象、拖放、內建動畫效果和其他簡單互動界面等功能，還可以用Java 做出一個應用，把Flex 的技術融合到J2EE 中。 和傳統的HTML 應用程序的用戶體驗相比，Flex 具有強大的優勢。 總之，Flex解決了Web 應用中最繁瑣的Web 客戶端問題。

2.2.2 Web 服務器

開發網絡應用程序的第一步是安裝一個Web 服務器，在Linux 平臺下使用最廣泛的免費HTTP 服務器是W3C 及Apache 服務器，而Windows 平臺使用IIS 的Web 服務器。 在選擇Web 服務器時應從以下幾個方面來考慮：網站規模和用途、選擇商業的還是免費的、考慮操作系統平臺、是否選用多功能的Web 服務器、考慮對Web 應用程序的支持等，下面簡單介紹幾種主流的Web 服務器產品。

（1）Microsoft IIS

Microsoft 的Web 服務器產品為Internet Information Server（IIS），IIS 是Windows 的一個組件，使用Windows 安裝盤就可以安裝。 IIS 是目前最流行的Web 服務器產品之一。 Internet 服務管理器是IIS 的圖形界面的管理工具，用來控制Internet 服務和監視配置。 IIS 服務器是一個綜合性的Internet 信息服務器， 它除了可用來建立Web 網站之外，還可用來建立FTP 網站、SMTP 服務器和NNTP 新聞服務器。

（2）IBM WebSphere

WebSphere 是一組專門為商務網站設計的套件，它為用戶提供了一個充分利用Internet 的集成解決方案。它能幫助客戶在Web 上創建自己的業務或將自己的業務擴展到Web 上， 提供了一個可擴展的可靠的跨平臺的解決方案。

WebSphere Application Server 是一種功能完善、開放的Web 應用程序服務器，是IBM 電子商務計劃的核心部分，它是基于Java 的應用環境，用于建立、部署和管理Internet 和Intranet Web 應用程序。

（3）Apache

Apache 源自于NCSA 服務器httpd， 該服務器添加了一些功能后就成為了Apache 。 Apache（阿帕奇）是目前最為流行的Web 服務器，其源代碼完全開放， 完全能夠勝任每天有數百萬人次訪問的大型網站，它支持UNIX、Windows 和Mactonish 等操作系統平臺。 它快速、可靠并且可通過簡單API 擴展，Perl/Python 等解釋器可被編譯到服務器中。

由于Microsoft IIS 服務器是作為Microsoft 系統的一部分而一起提供的，而且由于它本身也是一個很好的服務器，因此，絕大部分基于Microsofts 的Web 服務器使用的是IIS。 本文的應用程序是基于Windows 平臺建立的， 所以在這里選擇了比較方便的Microsoft IIS 服務器。