基于 ArcGIS Server for Silverlight的公共信息呈現系統的設計

費 龍，項晏琳

(1.長春師范大學城市與環境科學學院，吉林長春130032;2.中科宇圖天下科技有限公司，北京100000)

我國快速的城鎮化進程和互聯網的高速發展帶動了人們對于互聯網的關注，作為傳統的地理學與現代新興的計算機科學相互影響而成的地理信息系統其功能日益增強，并迅速在各行各業中應用起來。伴隨著互聯網技術的發展，GIS與Web的結合對人們的生活產生了重大影響。WebGIS是在Internet或Intranet網絡環境下的一種兼容、存儲、處理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統［1］。WebGIS出現的歷史相對較短，但它的便捷應用優于軟件系統，使WebGIS得到快速的推廣和普及，同時成為GIS界的研究熱點。但是，隨著Web-GIS功能的增加，應用的復雜度也有了相應的提高，除了基礎的空間數據操作功能以外，人們有了更多的應用和分析功能的要求。為了滿足數據共享和信息化高效管理的需要，本文針對已有數據進行充分利用和整合，構建一個便捷、高效、信息豐富、查詢方式直觀的公共信息呈現平臺，以解決以往GIS系統平臺專業性過強、操作不直接的問題，我們利用ArcGIS Server提供的技術基礎，搭建高效、內容豐富、用戶界面美觀的公共信息呈現系統。

1 需求分析

近年來，互聯網行業發生了巨大變化［2］，人們不再滿足于系統與軟件大版本不更新而頻繁打補丁的狀況。隨著移動智能設備的普及，操作習慣上的改變也影響到了PC端用戶的習慣用法，微軟自2009年推出win7后至今又接連推出win8、win8.1、win10，為了實現微軟現階段統一平臺的愿望，微軟系統的底層架構也在進行更新。隨之而來的是，GIS行業的領頭企業ESRI將ArcGIS平臺也進行了大系統的更新，由原來主流應用的 ArcGIS9.3，推進至10.0、10.1、10.2、10.3。現根據多數開發者的使用情況，筆者在 win8.1x64 系統下使用目前穩定性更高的ArcGIS10.1平臺，選擇微軟的RIA技術Silverlight進行公共信息系統的開發。

公共信息呈現系統的設計立足于Web端，呈現長春市的地理信息，將公眾最想要獲取的政府、教育、公眾休閑等信息進行專業加工，以長春市小區圖層為操作源數據實現顯示、查詢、添加、圖形操作等功能。在實現系統的同時滿足公眾對于需求信息的獲取。

2 系統設計

2.1 系統的總體設計

系統總體上設計了電子地圖操作最基本、最常用的GIS功能，包括縮放、漫游、全圖顯示、鷹眼等。基本實現了地圖信息瀏覽、圖形分析等功能。其功能設計如圖1所示。

圖1 系統功能模塊圖

在操作過程中，利用了基于ArcGIS API For SilverLight的定位工具，使得無論是放大、縮小還是移動地圖，頁面圖形的更新只是對顯示的圖形進行刷新操作，并不是刷新全部圖形，已經加載過的圖形部分會保留在本地的緩存中，可以被直接調用，從而加快了地圖的瀏覽顯示速度，提高了地圖的顯示效率。

鷹眼工具功能可以從宏觀角度查看興趣點位置，將鷹眼顯示框和地圖顯示的比例尺進行適時關聯，實現對地圖的關聯操作，通過鷹眼移動當前位置到感興趣位置。

針對地圖圖層的專題數據，我們通過圖形化選擇工具提供的點選、線選、多邊形等選項來選取數據。體現了GIS的本質特征，通過建立不同事務的空間模型來解釋自然和社會現象，實現了為興趣區域的目標數據的展示。

2.2 系統的數據庫設計

數據層:包括地理數據集和服務數據集。地理數據集使用ArcGIS進行地理數據的整理、分類、發布。在地圖數據的處理中著重調整了各圖層的符號呈現及呈現比例，以獲得良好的地理信息呈現效果。關于各圖層的說明及呈現比例尺設定如表1所示。

表1 圖層數據說明及呈現比例尺設定

RoadLine2 次干路 1∶600000000無RoadLine3 支路 1∶550000000無Railway 輕軌線 1∶2750000000無BusLine 公交線路 1∶400000000無面狀要素ResidentialArea 區劃 無 無WaterPoly 水域 無 無Vegetable 植被 無 無AreaPoly 地塊 無 無Frame_R 數據框 無 無

服務數據集建立在對小區有無租房信息的更新上，通過關鍵字段的關聯將地理數據與服務數據連接起來，查詢結果既體現地理位置信息，又體現相關服務屬性信息，在擴展使用其他關鍵主題數據時可以通過簡單的修改來實現。

表2 地理數據庫同服務數據庫的映射表

2.3 系統的地圖服務設計

在ArcGIS Server的先前版本中，GIS Server由兩個不同的部分組成:server object containers(SOCs)和server object manager(SOM)。SOCs托管了GIS services，而SOM管理著這些服務并且把它們提供給客戶端使用［7］。在ArcGIS Server 10.1中，SOM－SOC模型已經被ArcGIS Server site代替。一個ArcGIS Server site是一個或多個安裝了ArcGIS Server的機器(GIS servers)的一個部署。地圖、地理編碼、地理處理等Web服務請求被一個個分配到site中一個已有的GIS server中。那個機器負責繪制地圖、查找地址、執行地理處理等操作，并且將結果返回給客戶端(圖2)。

圖2 Arcgis server manage地圖服務管理頁面

2.4 地圖的前端設計

從目前的技術發展速度看，客戶端的硬件性能不斷提高，各類信息出現兩種趨向的呈現，即簡約向和全面向。往往在GIS的信息表現上是傳統形式，筆者認為對于公共的信息呈現，類別宜精簡不宜繁雜，簡化使用用戶界面來展示系統風格的關鍵因素，系統采用Silverlight等富客戶端表現技術，其微軟系統提供的圖形界面最大程度上地接近傳統的微軟應用程序的美工風格，將界面的表達形象化、直觀化，同時降低服務器的壓力，減少客戶端與服務器端的交互次數，優化瀏覽體驗［3］。

系統的主窗口設計為五個區域:圖層控制區域、地圖操作區域、查詢區域、鷹眼設置區域、查詢狀態區域。

圖層控制區域:為用戶提供地圖的各類圖層的加載控制操作。

地圖操作區域:利用GIS常用的工具條實現基本的放大、縮小、移動、全屏、前屏、后屏的顯示模式，以及操作元圖層與全圖層顯示等功能。

鷹眼設置區域:提供了當前顯示位置在全圖中的縮略圖，幫助用戶宏觀把握整體情況。具體的功能是:鷹眼區地圖會以比主顯示窗口更小比例來展示地圖，不論主顯示窗口地圖范圍如何，都可以顯示用戶所操作的地圖部分在整個圖中的基本情況，實現用戶對細節和全局的綜合信息提取(圖3)。

圖3 系統頁面設計

查詢輸入、輸出區域:分別用于提供服務的數據更新、數據查詢、數據顯示等功能(圖4)。

圖4 空間分析示例

3 結語

作為各種基于ArcGIS提供的API實現地圖信息操作的諸多嘗試之一，在GIS的二次開發研究過程中，出現過因為數據結構的不理想而推翻開發布局的情況，出現過因為三層架構在對地圖數據庫的調用中頻繁報錯的情況，也出現過因為地圖數據的圖形化展示導致瀏覽效果不被接受的情況。在系統的需求分析、總體設計、數據庫設計、功能模塊設計和系統功能的設計上都出現過一些問題，這些問題有些可以得到徹底解決，有些只是針對癥狀解決了一部分，需要大量的實踐經驗來完善開發的缺陷。針對數據結構和數據處理的設計影響WebGIS的呈現，瘦客戶端的WebGIS面對不嚴謹的模式確實有諸多隱患。

地理信息系統以數據為根源，處理龐大的數據的能力隨著計算機軟硬件技術的不斷更新將會更加強悍，與此同時，地理信息作為國家的保密數據，給人們的學習研究過程造成了不少問題，能夠獲取到的實時有效數據不足，概念中的物聯網聯系地理信息系統在實際應用中并沒有顯著突破，但實時數據呈現、高緯呈現，這些更加炫酷的地理信息系統未來模式有待進一步發展。

［1］張賀，孫德軍，朱虹.基于 SuperMap IS的 WebGIS開發［J］.測繪工程，2007，16(3):56 －58.

［2］陳詩禮，齊亞斌，唐彬，等.互聯網金融在攪局傳統金融業［J］.互聯網天地，2014(1):67－73.

［3］朱琳.基于ArcGIS Server的省級基礎地理信息公共服務平臺應用系統的設計與實現［D］.合肥:合肥工業大學，2012.

［4］楊開林.基于ArcGIS構建地理信息公共服務平臺［J］.計算機光盤軟件與應用，2011(6):149－150.

［5］張康壽，馮兵，孫燕剛，等.基于 RIA和Web Services的 WebGIS系統的開發［J］.地理空間信息，2009，17(2):109－111.

［6］張桂榮，殷坤龍，劉禮領，等.基于WEBGIS和實時降雨信息的區域地質災害預警預報系統［J］.巖土力學，2005，26(8):1312－1317.

［7］王佳佳，殷坤龍.基于WEBGIS和四庫一體技術的三峽庫區滑坡災害預測預報系統研究［J］.巖石力學與工程學報，2014，33(5):1004－1013.

［8］程國雄，胡世清.基于Silveriight的RIA系統架構與設計模式研究［J］.計算機工程與設計，2010，31(8):1706－1709.