李廣羽　鄭舒予　賈　未

[摘要]本文通過(guò)空間信息服務(wù)管理實(shí)現(xiàn)了城市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、企業(yè)信息化數(shù)據(jù)和電子政務(wù)數(shù)據(jù)的整合，利用中間件技術(shù)和XML技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)引擎和數(shù)據(jù)庫(kù)接口設(shè)計(jì)，通過(guò)工作流技術(shù)實(shí)現(xiàn)整個(gè)或部分業(yè)務(wù)過(guò)程的自動(dòng)化描述和運(yùn)行，從而構(gòu)建了基于WebGIS的數(shù)字城市應(yīng)用平臺(tái)。該平臺(tái)為各類與城市空間信息相關(guān)的資源信息網(wǎng)絡(luò)提供了開(kāi)放的信息空間，為城市的信息化建設(shè)提供了參考，為政府和專門(mén)機(jī)構(gòu)提供了決策支持和信息服務(wù)平臺(tái)。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字城市；WebGIS；XML；工作流技術(shù)；中間件技術(shù)

[中圖分類號(hào)]F270.7；F12[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1673—0194(2009)19—0080—03

1引言

“數(shù)字城市”是指綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)、多媒體及虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)等現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市自然資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和城市設(shè)施、城市規(guī)劃、建設(shè)、管理等信息的采集、更新和集成，并且具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、地學(xué)仿真、優(yōu)化決策支持等強(qiáng)大功能的信息平臺(tái)。隨著我國(guó)數(shù)字城市建設(shè)的逐步開(kāi)展，絕大多數(shù)城市的三級(jí)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已基本完成；各種已建地理信息系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到各行各業(yè)中，這些都為城市的數(shù)字化建設(shè)打下了良好的基礎(chǔ)。而WebGIS一方面具有基于HTTP協(xié)議的請(qǐng)求／應(yīng)答機(jī)制，用戶可以在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)交互地理信息，同時(shí)WebGIS可用圖形方式顯示空間數(shù)據(jù)，并進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)的傳播與處理；另一方面WebGtS可將高精度數(shù)據(jù)處理與一般應(yīng)用緊密結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)專門(mén)機(jī)構(gòu)的專業(yè)應(yīng)用與一般用戶普通瀏覽查詢的有效統(tǒng)一，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。因此，采用WebGIS構(gòu)建數(shù)字城市應(yīng)用平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)城市數(shù)字化的一條高效途徑。

2平臺(tái)總體框架

2.1主要功能

應(yīng)用平臺(tái)主要功能包括地理空間基礎(chǔ)框架的建設(shè)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)、城市管理、規(guī)劃、建設(shè)與服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的整合與集成、軟件系統(tǒng)的集成和城市應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)等。其中城市應(yīng)用系統(tǒng)主要功能包括無(wú)線數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、地理編碼子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源管理子系統(tǒng)、城市部件在線更新子系統(tǒng)、呼叫中心受理子系統(tǒng)、協(xié)同工作子系統(tǒng)、大屏幕監(jiān)督指揮子系統(tǒng)、市民服務(wù)子系統(tǒng)等。

2.2平臺(tái)總體框架結(jié)構(gòu)

一般而言，數(shù)字城市框架體系由數(shù)據(jù)層、技術(shù)層和應(yīng)用層構(gòu)成。其中數(shù)據(jù)層是數(shù)字城市的關(guān)鍵，集中各種影像數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、地名數(shù)據(jù)、電子文件和元數(shù)據(jù)文件等；技術(shù)層則包括了數(shù)字城市公用信息網(wǎng)、中心骨干網(wǎng)、區(qū)域骨干網(wǎng)、通訊線路等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和各種GIs技術(shù)、GPS技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件集成技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)和分析決策技術(shù)等，用以滿足城市規(guī)劃、管理、監(jiān)控和決策分析功能的需求；應(yīng)用層則滿足政務(wù)信息化、企業(yè)信息化和和城市社會(huì)服務(wù)。根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，本平臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)采用5個(gè)層次的框架體系，其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。主要包括硬件與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)層、基礎(chǔ)軟件平臺(tái)層、應(yīng)用支撐平臺(tái)層、信息采集與業(yè)務(wù)處理層和信息展現(xiàn)層5個(gè)層次。

2.3應(yīng)用平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)框架

數(shù)字城市平臺(tái)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、WebGIS服務(wù)器和客戶端組成，采用3層B／S結(jié)構(gòu)體系，如圖2所示。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器選用SQL Server 2000為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件，并采用SuperMap SDX實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎；WebGIS服務(wù)器，采用IIS6.0作為Web服務(wù)器，系統(tǒng)使用，NET集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中c#作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，并要求安裝Microsoft，NET Frame—work；客戶端，用戶在客戶機(jī)上可通過(guò)Intemet Explorer等Web瀏覽器訪問(wèn)WebGIS服務(wù)器進(jìn)行相關(guān)操作，在客戶端不需要安裝任何軟件或插件。

3平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1空間數(shù)據(jù)整合

以對(duì)象關(guān)系型的組織方式來(lái)構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫(kù)，以空間數(shù)據(jù)引擎(spatial Data Engine)結(jié)合商業(yè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)城市信息的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成和一體化存儲(chǔ)管理?？臻g信息服務(wù)管理主要包括矢量地圖的發(fā)布、空間數(shù)據(jù)管理、空

(1)矢量地圖的發(fā)布。完成矢量地圖發(fā)布的自動(dòng)化，應(yīng)對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)的要求，實(shí)現(xiàn)分工的具體化、高效化，支持本地和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)。具體實(shí)現(xiàn)方法如下：在擁有完整數(shù)據(jù)配置信息(.xml)，不存在工程的情形下，根據(jù)配置信息把所需圖層從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取進(jìn)行組合，得到圖集工程，還可以直接發(fā)布圖片；在擁有完整數(shù)據(jù)配置信息(.xml)和對(duì)應(yīng)的工程的情形下，直接打開(kāi)xml和工程文件，進(jìn)行添注記、鋪符號(hào)、平移要素、平移注記。可以更新工程文件以及直接發(fā)布圖片；在僅有局部矢量圖層，不存在完整數(shù)據(jù)配置信息(.xml)，不存在對(duì)應(yīng)的工程的情形下，直接打開(kāi)矢量圖層，創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)配置信息xml、工程文件以及可以直接發(fā)布圖片。

(2)空間數(shù)據(jù)管理、編輯和符號(hào)化?？臻g數(shù)據(jù)管理的主要操作對(duì)象為空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，支持本地?cái)?shù)據(jù)。主要功能包括：數(shù)據(jù)源管理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)瀏覽、空間數(shù)據(jù)的瀏覽、數(shù)據(jù)用戶和權(quán)限管理；空間數(shù)據(jù)編輯主要用來(lái)完成空間數(shù)據(jù)編輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種地物要素如矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、注記和屬性數(shù)據(jù)的編輯、顯示；空間數(shù)據(jù)符號(hào)化是用來(lái)制作地圖符號(hào)的工具，完成符號(hào)庫(kù)的編輯、符號(hào)的設(shè)計(jì)、符號(hào)系統(tǒng)庫(kù)的管理、符號(hào)庫(kù)的輸出等。

3.2數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口界面設(shè)計(jì)

在應(yīng)用平臺(tái)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了方便數(shù)據(jù)庫(kù)的安裝和系統(tǒng)移植，以及提高代碼的利用率，在數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口界面設(shè)計(jì)過(guò)程中采用所有模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)連接均取自Application[“ Conn”]，并將數(shù)據(jù)庫(kù)配置函數(shù)模塊xml文件命名為DataConfig.xml，通過(guò)在DataConfig.xml文件中寫(xiě)入3個(gè)標(biāo)簽對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此模塊需要連接到SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫(kù)，連接信息保存在Global.asax。

3.3基于XML工作流的信息發(fā)布

工作流是一種重要的協(xié)作機(jī)制，目的是實(shí)現(xiàn)整個(gè)或部分業(yè)務(wù)過(guò)程的自動(dòng)化描述和運(yùn)行。服務(wù)工作流是指為完成某一業(yè)務(wù)功能而對(duì)一個(gè)或多個(gè)Web／Grid服務(wù)的調(diào)用序列，服務(wù)是服務(wù)工作流的組成單位。Web服務(wù)與其他服務(wù)構(gòu)成了服務(wù)環(huán)境，即工作流的運(yùn)行環(huán)境。服務(wù)環(huán)境包含了服務(wù)以及服務(wù)所使用的資源。服務(wù)環(huán)境中的所有實(shí)體都是資源，如數(shù)據(jù)文件、處理能力、存儲(chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等。服務(wù)也可以看成一類特殊的資源。本部分針對(duì)信息發(fā)布，提出了一個(gè)基于工作流的從高層業(yè)務(wù)工作流到底層服務(wù)工作流的分層描述模型。按照任務(wù)粒度和抽象層次將工作流從高到低逐層進(jìn)行建模，自上而下分別定義了業(yè)務(wù)工作流、抽象工作流和執(zhí)行工作流等。

XML是W3C組織創(chuàng)建的一組規(guī)范，具有良好的可靠性和互操作性，本文采用XML作為工作流的信息發(fā)布模型描述方法。下面是業(yè)務(wù)工作流的XML任務(wù)描述。業(yè)務(wù)工作流是一個(gè)任務(wù)節(jié)點(diǎn)序列，其中任意一個(gè)任務(wù)節(jié)點(diǎn)可以映射成抽象工作流的抽象服務(wù)和抽象資源序列，任務(wù)層元數(shù)據(jù)主要描述任務(wù)節(jié)點(diǎn)與抽象資源和服務(wù)的映射關(guān)系，基于這樣一種映射關(guān)系，一個(gè)業(yè)務(wù)工作流文檔就可以自動(dòng)映射成使用抽象資源和抽象資源描述的抽象工作流。

3.4平臺(tái)設(shè)計(jì)的改進(jìn)

(1)面向服務(wù)架構(gòu)(Service Oriented Architecture)與服務(wù)式GIS(Service GIS)技術(shù)。Service GJs是一種基于面向服務(wù)軟件工程方法的GIS技術(shù)體系，它支持按照一定規(guī)范把GIS的全部功能以服務(wù)的方式發(fā)布出來(lái)。Service GIS包括3個(gè)要素，即服務(wù)器、服務(wù)規(guī)范和客戶端。Service GLS的服務(wù)器是服務(wù)的提供者，可以遵循某一種或多種規(guī)范發(fā)布服務(wù)。

(2)基于IPv6地址接入與三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)。可將傳感裝置采用IPv6地址接入，實(shí)時(shí)采集各種監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，依據(jù)高帶寬、高性能的特性，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的共享。

4結(jié)論

平臺(tái)以基礎(chǔ)地理空間信息為框架，面向政府、企業(yè)和公眾應(yīng)用，整合專業(yè)空間信息、國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)信息、政務(wù)文檔信息和多媒體信息，建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)功能的緊密集成，為各類用戶構(gòu)建了統(tǒng)一的空間輔助決策平臺(tái)。

該平臺(tái)擁有內(nèi)容豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，能將電子政務(wù)辦公自動(dòng)化(OA)、企業(yè)管理信息系統(tǒng)(MIS)和社會(huì)服務(wù)等功能通過(guò)Web技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)等技術(shù)緊密地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字城市咨詢平臺(tái)的無(wú)縫集成，從而大大節(jié)省咨詢平臺(tái)對(duì)資源的占用，提高了咨詢平臺(tái)的穩(wěn)定性及響應(yīng)速度。在軟件設(shè)計(jì)方面采用類設(shè)計(jì)方法和XML技術(shù)，使平臺(tái)具有良好的移植特性和代碼復(fù)用特性。