韓 寧，李 威

（1.湖南工程學(xué)院 計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，湘潭411104；2.湖南工程學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，湘潭411104）

隨著 “3S”集成技術(shù)的迅猛發(fā)展，GIS作為“3S”集成技術(shù)的核心，其應(yīng)用和開發(fā)必將廣泛增加，有著重要的研究意義.地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是一種具有采集、傳輸、存儲(chǔ)、管理、處理、分析、表達(dá)等相關(guān)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng).由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展與普及使得GIS的技術(shù)也發(fā)生了質(zhì)的變化.基于網(wǎng)絡(luò)的地理信息系統(tǒng)（WebGIS）由此而誕生.互聯(lián)網(wǎng)成為GIS新的操作平臺(tái).

設(shè)計(jì)開發(fā)的湖南工程學(xué)院校園地理信息系統(tǒng)可作為校園數(shù)字化建設(shè)的一部分，不僅為學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活提供方便，還可以與傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，利用GIS提供的空間管理和空間分析功能去解決常規(guī)管理方法難以解決的許多問題.本文是結(jié)合湖南工程學(xué)院的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)校園地理信息系統(tǒng)，并對(duì)WebGIS進(jìn)行相關(guān)研究和探討.

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

目前WebGIS的相關(guān)研究與系統(tǒng)開發(fā)主要表現(xiàn)為三種途徑：一是基于GIS系統(tǒng)平臺(tái)的開發(fā)模式；二是基于GIS組件的集成開發(fā)模式；三是完全自主的開發(fā)模式；這三種方式各有其特點(diǎn)；結(jié)合本系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成要求，我們采用Microsoft Visio Studio平臺(tái)利用C＃語言和ESRI公司的ArcGIS產(chǎn)品進(jìn)行二次開發(fā).

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是建立在學(xué)校地理空間基礎(chǔ)上，集地圖、標(biāo)記等管理一體化的校園管理信息系統(tǒng)，將學(xué)校的各個(gè)組成部分模塊化，把學(xué)校的所有信息集中在統(tǒng)一的信息平臺(tái)上，為整個(gè)學(xué)校的發(fā)展以及資源有效利用等決策性問題提供信息上的支持.同時(shí)也方便廣大師生查詢所需地理位置和導(dǎo)航服務(wù)信息.該系統(tǒng)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)“任意面積、任意距離的計(jì)算”、“最優(yōu)路徑選擇方案”和 “任意地點(diǎn)的查詢”等目標(biāo).

更重要的是其具有很高的實(shí)用價(jià)值，比如，師生和校外人員通過互聯(lián)網(wǎng)即可查詢校園的基本設(shè)施位置情況，學(xué)校教學(xué)資源使用情況等.尤其是讓新生在短時(shí)間里熟悉學(xué)校環(huán)境有突出的優(yōu)勢(shì)，為校園數(shù)字化建設(shè)貢獻(xiàn)力量.

具體設(shè)計(jì)思路如圖1所示.

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

用戶通過Web瀏覽器向Web服務(wù)器發(fā)送空間請(qǐng)求，Web服務(wù)器將請(qǐng)求發(fā)送給Map服務(wù)器，而后Map服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，再將結(jié)果通過Web服務(wù)器以HTML的形式反饋給Web瀏覽器.

（1）通過配置 Web服務(wù)器，利用ASP.NET技術(shù)編寫實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)頁(yè)面，瀏覽器通過發(fā)送空間請(qǐng)求，與Web服務(wù)器進(jìn)行連接.

（2）利用SQL server數(shù)據(jù)庫(kù)軟件建立屬性信息數(shù)據(jù)庫(kù)，用來管理校園信息資料的屬性數(shù)據(jù).

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 AJAX技術(shù)

Ajax（Asynchronous JavaScript and XML），即異步JavaScript和XML技術(shù).

Ajax技術(shù)真正的作用使瀏覽器可以為用戶提供更為自然的瀏覽體驗(yàn).WebGIS往往需要頻繁地與服務(wù)器進(jìn)行交互，不刷新頁(yè)面就能獲得數(shù)據(jù)，可以大大減少響應(yīng)的時(shí)間，Ajax的特點(diǎn)正好符合這種需求.

實(shí)際上，Ajax是由幾種技術(shù)組合而成，并不是一項(xiàng)新的技術(shù).其工作原理相當(dāng)于在用戶和服務(wù)器之間加了－個(gè)中間層，使用戶操作與服務(wù)器響應(yīng)異步化.Ajax包含：基于XHTML和CSS標(biāo)準(zhǔn)的表示，另外其使用Document Object Model進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示和交互，并使用XMLHttpRequest與 Web服務(wù)器進(jìn)行異步通信.它允許用戶和應(yīng)用程序之間的交互異步發(fā)生，用戶在提交相應(yīng)的操作后，無須等待頁(yè)面刷新，可以繼續(xù)做其他操作，由于具有上述特點(diǎn)，Ajax目前應(yīng)用最普遍的領(lǐng)域是 WebGIS方面.

2.2 ArcGIS Server技術(shù)

ArcGIS Server是一個(gè)分布式系統(tǒng)，由分布在多臺(tái)或一臺(tái)機(jī)器上的各個(gè)角色協(xié)同工作如圖2所示.一般來講GIS Server包含兩個(gè)部分，SOM（Server Object Manager，服務(wù)器對(duì)象管理器）和SOCs（Server Object Containers，服務(wù)器對(duì)象容器）.SOM用于管理運(yùn)行在服務(wù)器上的所有服務(wù).一個(gè)SOM連接一個(gè)或多個(gè)SOC.當(dāng)客戶端發(fā)來請(qǐng)求時(shí)，SOM通過分配以后，由某個(gè)SOC來負(fù)責(zé)完成.

其具有如下特點(diǎn)：①ArcGIS Server具有靈活的編輯和強(qiáng)大的分析能力.② 通過客戶端瀏覽器也可以享受到高級(jí)的GIS服務(wù).③由于ArcGIS Server采用分布式組件技術(shù)，可以將大量用戶的并發(fā)訪問均衡地分配到多個(gè)服務(wù)器上，提高響應(yīng)速度.

圖2 Ajax系統(tǒng)圖

2.3 最短路徑的實(shí)現(xiàn)

由于ArcGIS Server強(qiáng)大的二次開發(fā)功能方式和靈活性，其實(shí)現(xiàn)最短路徑方法有多種 ，這里以輸入最短路徑起止點(diǎn)名稱查找其間最短路徑為例說明使用ArcGIS Server提供的ADF控件及方法實(shí)現(xiàn)最短路徑.其具體流程可分為以下三個(gè)步驟：獲取網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)；取得網(wǎng)絡(luò)分析參數(shù)；設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分析參數(shù).

2.3.1 網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)

通過MapResourceManager控件將已經(jīng)發(fā)布的“ROUTE＿SERVICE＿NAME”服務(wù)加載進(jìn)程序 ，然后通過MapResourceManager控件與Map控件進(jìn)行綁定.程序中獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的方法為：

NAServerProxy naServerProxy＝NAServer－Proxy.Create（SERVER ＿NAME ，“ROUTE＿SERVICE＿NAME”，null）；

其中，NAServerProxy是ArcGIS Server

ADF提供的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析的主要類.

private void ViewMap＿OnMouseDown

（object sender，ESRI.ArcGIS.MapControl.IMapControlEvents2＿OnMouseDownEvent e）

／／獲取地圖上鼠標(biāo)輸入的點(diǎn)

2.3.2 頁(yè)面請(qǐng)求獲取地址參數(shù)

對(duì)于地址參數(shù)的獲取即對(duì)所定義的search（）即為所加按鈕的onclick對(duì)應(yīng)的函數(shù)使用AJAX技術(shù).程序如下：

2.3.3 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分析參數(shù)

最短路徑分析功能主要是通過ADF控件中的NAServerProxy類實(shí)現(xiàn)的.

關(guān)鍵程序如下：

通過以上相關(guān)技術(shù)的探索和研究 ，可以初步實(shí)現(xiàn)WebGIS的相關(guān)功能.

3 結(jié)束語

通過本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)要素查詢、模糊查詢、以及空間查詢，不管是通過這三種查詢方式中的任意一種，系統(tǒng)都會(huì)將查詢的信息顯示給用戶，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)任意面積、任意距離的計(jì)算以及對(duì)所提供的圖層進(jìn)行任意放大和縮小功能、地圖的漫游功能，可以對(duì)地圖中需要重點(diǎn)觀察的區(qū)域，進(jìn)行局部放大，同時(shí)也可以選擇放大的倍數(shù)、圖層管理以及地圖的輸出打印功能，效果圖如圖3所示.

圖3 系統(tǒng)效果圖

隨著WebGIS與3S的發(fā)展，可將無線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、3D技術(shù)等結(jié)合，地理信息系統(tǒng)及數(shù)字校園的發(fā)展必將進(jìn)一步深入與完善.

校園地理信息系統(tǒng)可以結(jié)合學(xué)校教務(wù)處的學(xué)生成績(jī)、選課，后勤處的地下線纜管理，人事處的人事管理以及校團(tuán)委的學(xué)生活動(dòng)，服務(wù)于高校的規(guī)劃和建設(shè)，可為學(xué)校的數(shù)字化發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn).

［1］ 朱振華，趙 剛，馮 強(qiáng)，ARCGIS三維數(shù)字校園系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)［J］.軟件導(dǎo)刊，2007（17）.

［2］ 劉 南，劉仁義，WebGIS原理及其應(yīng)用——主要WebGIS平臺(tái)開發(fā)實(shí)例［M］.科學(xué)出版社，2002.6.

［3］ 烏口倫，劉 瑜，等.地理信息系統(tǒng)——原理、方法和應(yīng)用［M］.科學(xué)出版社，2001.

［4］ 李金亮.基于ArcGISServer與.NET的 WebGIS服務(wù)研究［D］.重慶大學(xué)碩士論文，2012.

［5］ 薛 雷，李 琳，王龍鶴，等.基于ArcGIS Server和Ajax的WebGIS系統(tǒng)開發(fā)［J］.農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2008（7）.

［6］ 陳宏飛，等.基于SVG與Ajax技術(shù)的 WebGIS的研究與設(shè)計(jì)［J］.陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（6）.