基于WebGIS架構下的地理信息系統構建探究

摘 要：WebGIS架構下建立起來的地理信息系統，在定位地理位置的過程中精確度較高，同時還能將各種信息實時展示出來，本文就此進行了簡單的研究，文章首先介紹了系統結構設計，隨后介紹了系統模塊建構，包括WebGIS架構下的網絡組網設計、硬件平臺設計和軟件平臺設計等內容，希望能給相關人士提供一些參考。

關鍵詞：WebGIS架構;地理信息;系統構建

0 引言

地理信息系統能夠對各種地理位置信息進行綜合管理，自動測量地理位置坐標，并根據測量結果繪制地圖，屬于一種綜合性的管理系統，隨著地理信息技術的不斷發展，在結合百度地圖和谷歌地圖等信息軟件，其信息集成功能和定位精確度也逐漸提高，在融合物聯網等技術，就形成了網絡組網設計，也就是WebGIS架構。在WebGIS架構下，能夠創建集地理信息收集和共享的綜合管理系統，本文就此進行了簡單的研究。

1 系統結構設計

WebGIS架構下設計地理信息系統，主要包括下面幾個部分，分別是地理信息檢索環節、Web網絡服務器環節、地理信息數據庫、信息收集環節等部分組成的，各個環節在一起構成了一種多模式依賴互聯狀態，同時能夠實現信息的共享與傳輸，通過WebGIS編輯器、WebGIS服務器和WebGIS瀏覽器還能實現層次化異構模式的地理信息系統結。[1]系統的軟件平臺體系和中間件結構主要包括四種層次，分別是應用開發層次、通信模塊CC2420、基礎軟件層次和數據傳輸層次GPRS等，同時在信息輸出的終端位置配置了業務適配層，從而能夠有效查詢相關地理信息，并促進信息的輸出。網絡適配層的建構主要是通過物聯網來進行的，并在基礎軟件環節中設置網絡節點，網絡適配器的主要功能就是能夠為WebGIS架構進行接入工作，同時還能提供網絡生成服務，網絡的中間件的設計模式主要是模塊化和層次化結構的，在經過整合后，中間件能夠使WebGIS架構下地理信息資源進行分布式計算，這一過程主要是以云計算模塊為基礎的，在分析總體結構設計的基礎上，能夠得出下面的地理信息系統圖。

參考圖1中整體結構設計對地理信息系統進行模塊分組設計，在開發系統流程的過程中主要是通過從上到下的模式進行設計的，以嵌入式環境Linux為基礎，設計構件地理信息數據庫，開發驅動程序。通過局部總線快速控制措施對軟件接口進行科學設計，從而促進數據信息的實時檢索，以及信息記錄等工作，利用異構模式的云計算系統對信息的分布形式進行迅速計算，促進WebGIS的處理能力和信息加工能力。在設計地理信息系統組成的云計算平臺時，可以借助OpenStack來設計云控制器，并通過云平臺系統終端進入信息管理系統，利用Nova代號的控制器將互聯網和地理信息數據庫連接起來，促進資源的共享。

2 系統模塊建構

2.1 WebGIS架構下的網絡組網設計

參考上文所描述的系統整體結構設計，對地理信息系統進行全面的優化設計，第一項內容就是組網設計，WebGIS架構下的網絡組網設計主要可以分成四種現實對象，分別是感知視場、中間件、觀測節點和本地信息處理等。將網絡適配層設計在地理信息任務遠程管理環境當中，在利用Internet或是衛星通信系統將信息連接起來，構建基礎的軟件層，義務應用適配層和應用開發層等。網絡中間件的主要作用就是能夠實現地理位置的無線感知，而應用開發層能夠進行網絡自愈合，并提供網絡生成服務。將感知環節操作系統和地理信息收集系統設置到Web服務平臺當中，通過PXI將地理信息和各種含有一定聯系的數據信息及時儲存到地理信息數據庫當中。[2]將VPP儀器設置在最頂層，促進程序驅動，進行信息的調用，在采集地理空間參數的過程中可以使用傳感器DHT11，會定時發送采樣脈沖，間隔時間為4MS左右，利用終端節點ZigBee進行信息采樣工作，能夠及時收集各種時刻的信息，利用串口還能將測量信息傳送到協調器當中，將無線射頻模塊設置到ZigBee協調器當中，在無線射頻裝置的基礎上，能夠促進地理位置信息及時傳送到上位機中，隨后再由上位機對各種信息進行處理分析。從上述內容中我們可以了解到WebGIS架構下的網絡建立流程。

2.2 硬件平臺設計

在完成WebGIS架構下地理信息系統的網絡組設計工作后，就需要進行硬件設計工作，通過云計算平臺OpenStack構建信息傳感系統，并將S3C2440當作是地理信息系統中的核心控制部件，系統中的網絡微型控制器可以將其內核選擇為RISCARM920T，促進地理信息系統實現信息擴展和以太網連接的目標，同時還能滿足虛擬計算服務和對象儲存等地理信息需求。系統中的地理收集板塊主要是由四種定位基站共同構成的一套地理位置信息收集基陣，同時對X和Y方向等方位進行定位，主要是通過坐標簽進行標注，最終能夠得出位置信息和地形的測量結果。[3]可以在小型的定位系統當中安裝定位板塊，并將各種收集到的信息傳送到A8處理器當中，這一設備的處理性能較好，能夠對各種信息進行智能化的集成處理，隨后利用TCP/IP協議輸送到WebGIS架構下地理信息系統的終端當中，智能傳輸終端內的硬件平臺主要是使用觸摸式的PC機來充當的，并通過TCP/IP協議和客戶端與服務器之間進行有效的連接，還能通過該終端系統，查詢瀏覽各種地理導航信息和地理信息等，為導航目標與地圖的繪制工作提供準確、可靠的參考信息。

2.3 軟件平臺設計

本文在設計WebGIS架構下系統開發平臺時，主要是通過Linux開放源碼操作系統進行設計的，軟件設計包括主程序編寫、Linux內核編譯、Linux操作系統等內容組成。在結束交叉編譯后，從串口當中讀取相完整的數據包，并通過兩種線程 writer thread和reader thread在地理信息系統的數據庫當中進行讀寫工作。在設計系統終端平面的過程中，可以將QT/EMBEDDED沖淡GUI，并為地理信息系統建立起能夠進行可視化操作的平臺，并結合硬件設備，對Linux系統進行啟動操作，制定init命令，針對各個文件系統設計出相應的圖形中間件，能夠為用于查詢瀏覽WebGIS信息提供更多的便利，簡化查詢瀏覽操作過程。

地理信息系統中的內核管理主要包括網絡設備管理、系統文件管理以及內存管理等三種形式，在設計Linux嵌入式平臺時，可以通過Linux內核源碼將引導程序啟動，在硬件平臺ARM中移植軟件，并通過由上到下的模式逐一進行WebGIS架構下的測試、編碼、設計和信息收集等工作，在結束編譯，并形成一種能夠有效落實的程序代碼之后，將已經完成的編譯程序和開發程序通過USB接口、串口、網口等渠道輸入進虛擬機VIRTUALBOX當中，在WINDOWS中進行代碼編輯工作，并利用C編譯器對GCC運行命令進行準確的編譯工作。最后通過布局總線快速控制方法對地理信息的輸送與儲存工作進行全面控制。

3 結語

隨著信息技術和網絡技術的持續發展，也為WebGIS架構下的信息系統建構提供的新的渠道，能夠從更深的角度挖掘各種信息資源。通過云計算信息處理傳感網，能夠促進地理信息系統Web技術有效融合，從而能夠進行地理信息的遠程監控、調用、計算和儲存等工作。這種處理系統的儲存規模比較大，同時計算速度也比較快，系統運行較為穩定，是地理信息系統管理的重要支撐。

參考文獻：

[1] 任若菡，張淼.基于WebGIS架構下的地理信息系統構建探究[J].民營科技，2018（10）：138.

[2] 劉鋒. WebGIS架構下的地理信息系統構建研究[J].計算機測量與控制，2017，25（06）：264-266+301.

[3] 高覓諦.基于WebGIS的地理信息支撐技術在水質安全預警系統中的應用研究[D].浙江大學，2012.

作者簡介：雪連（1990—），女，內蒙古興安盟人，碩士，助教，研究方向：地理信息系統集成。