古代文化遺址地理信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

吳 濤

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 北京 100083)

地理信息系統(tǒng)具有遺址信息收集、處理、分析、決策、輸出等功能，因此有必要建立古代文化遺址地理信息系統(tǒng)[1-3]。本文主要目的是對古文化遺址進行信息收集，利用GIS特性并結(jié)合GIS二次開發(fā)，搭建開發(fā)環(huán)境建立WebGIS，方便大眾用戶和科學(xué)人員對不同國家古文化遺址的查詢了解和研究利用。

一、系統(tǒng)開發(fā)理論與技術(shù)

(一)GIS二次開發(fā)模式。獨立二次開發(fā)：指直接在操作平臺上運用編程語言進行設(shè)計開發(fā)，開發(fā)過程中所需對象數(shù)據(jù)的采集、編輯、處理分析及開發(fā)系統(tǒng)所需的GIS算法均由開發(fā)者設(shè)計，最后呈現(xiàn)完整系統(tǒng)。宿主型二次開發(fā)：指開發(fā)者利用第三方GIS開發(fā)軟件，編程語言為網(wǎng)頁腳本語言及第三方軟件提供的語言和功能控件進行GIS的二次開發(fā)。基于組件的二次開發(fā)：指開發(fā)者利用第三方商業(yè)化GIS組件如ArcGIS、MapObject、Mapx、SuperMap等，以通用軟件開發(fā)工具尤其是可視化開發(fā)工具如VC、VB、VC#、Delphi等進行二次開發(fā)。

(二)B/S結(jié)構(gòu)。即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)利用互聯(lián)網(wǎng)，綜合多種網(wǎng)頁腳本語言和ActiveX技術(shù)，不用安裝各種軟件和插件即可在任何計算機上進行服務(wù)訪問[4]。B/S可在計算機上定期的進行升級，能實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的服務(wù)。用戶可以自己查找和顯示信息，也可進行自己動態(tài)添加數(shù)據(jù)的能力；用戶如果想對頁面進行更新，只需在瀏覽器上進行刷新即可。基于以上優(yōu)點，B/S現(xiàn)在已經(jīng)成為開發(fā)WebGIS的首選[6,7]。

(三)SuperMap。SuperMap是超圖軟件推出的一款多終端GIS程序開發(fā)工具[5]。SuperMap iServer是一個開放式的GIS服務(wù)器，支持多種開放的標(biāo)準(zhǔn)，遵循多種規(guī)范獲取、聚合和發(fā)布服務(wù)。提供高性能、高穩(wěn)定性、高可靠性以滿足用戶對于服務(wù)器能力的要求。同時采用面向服務(wù)的架構(gòu)進行設(shè)計和實現(xiàn)，還提供整套的SDK，對于體系架構(gòu)中的每一個模塊都提供了擴展的能力，方便二次開發(fā)用戶的擴展開發(fā)，以及與自身業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成等。

二、系統(tǒng)分析和設(shè)計

(一)系統(tǒng)分析。第一盡量收集世界上各個國家有代表性的不同類型的文化遺址；第二對部分遺址添加適量的文字、圖片、網(wǎng)站鏈接，豐富系統(tǒng)內(nèi)容；第三建立一個可以通過查詢顯示古代文化遺址信息的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，可以進行相應(yīng)的地圖功能操作；第四考慮系統(tǒng)界面設(shè)計、運行效率、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、系統(tǒng)接口等性能需求。

(二)數(shù)據(jù)來源與處理。本系統(tǒng)使用的地圖底圖為超圖公司提供的SuperMap iDeskTop解壓安裝后的World數(shù)據(jù)，地理坐標(biāo)系為:GCS_WGS_1984。遺址數(shù)據(jù)為聯(lián)合國教育科學(xué)文化組織公布的《世界文化遺產(chǎn)名錄》和中國國家文物局公布的中國入選世界文化遺產(chǎn)的文化遺址名單，遺址的屬性信息和圖片由網(wǎng)上查找得出。將這些遺址點寫入事先建好的excel表格，建立表格時設(shè)立“中文名”，“英文名”，“所在國家”，“類型”，“入選標(biāo)準(zhǔn)”，“入選時間”，“瀕危程度”，“備注”，“經(jīng)度”，“緯度”，“簡介”，“圖片”等12個菜單名稱。將遺址點坐標(biāo)以度分秒形式寫入到excel表格中，利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)化軟件將這些坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為十進制坐標(biāo)。在World下新建數(shù)據(jù)源“wenhua”，在“wenhua”下新建數(shù)據(jù)集，把建立的excel表格導(dǎo)入到“wenhua”數(shù)據(jù)源中，其中經(jīng)、緯度字段為NewField和Y，外加系統(tǒng)自動生成7個字段。導(dǎo)入數(shù)據(jù)源后再利用“工具”進行類型轉(zhuǎn)換為點數(shù)據(jù)集，轉(zhuǎn)化后將數(shù)據(jù)集與地圖投影及坐標(biāo)系進行一致性匹配。在地圖上加載遺址點數(shù)據(jù)利用SuperMap iServer發(fā)布服務(wù)并選擇發(fā)布類型可以將自定義數(shù)據(jù)發(fā)布到網(wǎng)上并進行二次開發(fā)工作。

(三)功能設(shè)計。主要功能如下：1.系統(tǒng)界面：人性化的界面設(shè)計；2.地圖基本功能：地圖放大、縮小、漫游、鷹眼圖、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等；3.地圖量算功能：對地圖上兩點之間進行量算；4.地圖查詢功能：幾何查詢、年代查詢、名稱查詢等。

三、古代文化遺址地理信息系統(tǒng)功能實現(xiàn)

(一)系統(tǒng)主頁。主頁是進入地圖的向?qū)В渲杏嘘P(guān)于世界文化遺產(chǎn)簡介，圖片展示，新聞動態(tài)等框選，用戶可以根據(jù)需要進行相關(guān)的點擊查看。

(二)基本功能。地圖游覽功能：用戶可以利用鼠標(biāo)或者電腦鍵盤快捷鍵進行地圖瀏覽操作，滿足用戶個性化需求。地圖瀏覽操作包括地圖縮放，漫游等小功能。點擊事件功能：用戶在進行縮放和漫游的時候如果沒有進行查詢操作、量算操作直接在地圖上進行點擊，或是在查詢、量算操作之后沒有對上一操作進行清除，此時再點擊鼠標(biāo)則會出現(xiàn)點擊事件框，以此來提醒用戶進行正確的操作。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能：用戶在進行漫游操作時鼠標(biāo)是在隨意移動的，此時地圖的左下角會顯示兩行字體，上一行是鼠標(biāo)位置信息，通過x、y來表示，下一行是位置經(jīng)緯度坐標(biāo)。方便用戶對位置的定位，不用再進行多余的操作。

(三)服務(wù)功能。量算功能：用戶可對遺址點之間的距離、自己所在地與多個遺址點的距離進行量算，也可記錄相近遺址點的空間上的可能分布特征；政府部門可以此進行大致的距離量算，對一些大范圍的遺址來說，可對遺址的保護規(guī)劃、旅游經(jīng)濟開發(fā)做出決策。鷹眼功能：鷹眼圖就是地圖右下角一小塊全幅地圖的縮影，縮影上方有一個可以移動的鷹眼，用戶在這個鷹眼中可以進行和全幅地圖一樣的功能操作不會受任何影響。鷹眼會隨著對地圖的縮放比例大小而改變。查詢功能：本系統(tǒng)設(shè)計的查詢方式有按遺址名稱查詢(可利用模糊查詢)、幾何查詢、按年代查詢等。按名稱查詢設(shè)計了模糊查詢，用戶輸入漢字即可進行模糊匹配。幾何查詢通過畫線得到相應(yīng)的面，如果遺址在所畫的面的范圍內(nèi)，那么遺址通過marker的形式顯示在地圖上。年代查詢包括1978—2004，凡是收錄到的遺址在此年代范圍內(nèi)均可查詢顯示。

四、結(jié)論

本文主要論述建立古代文化遺址地理信息系統(tǒng)過程。首先介紹GIS技術(shù)在古遺址中的作用。其次介紹了構(gòu)建古代文化遺址GIS的相關(guān)理論和技術(shù)，分析了Web端的工作模式，開發(fā)系統(tǒng)的平臺。三是論述根據(jù)需求分析設(shè)計系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的處理，設(shè)計出合理的功能框架。四是論述實現(xiàn)系統(tǒng)的各種簡單功能，包括鷹眼圖、地圖瀏覽功能、查詢功能、遺址點量算功能等，方便用戶操作。