費 龍，項晏琳

(1.長春師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)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(zhèn)化進程和互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展帶動了人們對于互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)注，作為傳統(tǒng)的地理學(xué)與現(xiàn)代新興的計算機科學(xué)相互影響而成的地理信息系統(tǒng)其功能日益增強，并迅速在各行各業(yè)中應(yīng)用起來。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，GIS與Web的結(jié)合對人們的生活產(chǎn)生了重大影響。WebGIS是在Internet或Intranet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的一種兼容、存儲、處理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計算機系統(tǒng)［1］。WebGIS出現(xiàn)的歷史相對較短，但它的便捷應(yīng)用優(yōu)于軟件系統(tǒng)，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(yīng)用的復(fù)雜度也有了相應(yīng)的提高，除了基礎(chǔ)的空間數(shù)據(jù)操作功能以外，人們有了更多的應(yīng)用和分析功能的要求。為了滿足數(shù)據(jù)共享和信息化高效管理的需要，本文針對已有數(shù)據(jù)進行充分利用和整合，構(gòu)建一個便捷、高效、信息豐富、查詢方式直觀的公共信息呈現(xiàn)平臺，以解決以往GIS系統(tǒng)平臺專業(yè)性過強、操作不直接的問題，我們利用ArcGIS Server提供的技術(shù)基礎(chǔ)，搭建高效、內(nèi)容豐富、用戶界面美觀的公共信息呈現(xiàn)系統(tǒng)。

1 需求分析

近年來，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)生了巨大變化［2］，人們不再滿足于系統(tǒng)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(shè)備的普及，操作習(xí)慣上的改變也影響到了PC端用戶的習(xí)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(xiàn)微軟現(xiàn)階段統(tǒng)一平臺的愿望，微軟系統(tǒng)的底層架構(gòu)也在進行更新。隨之而來的是，GIS行業(yè)的領(lǐng)頭企業(yè)ESRI將ArcGIS平臺也進行了大系統(tǒng)的更新，由原來主流應(yīng)用的 ArcGIS9.3，推進至10.0、10.1、10.2、10.3?，F(xiàn)根據(jù)多數(shù)開發(fā)者的使用情況，筆者在 win8.1x64 系統(tǒng)下使用目前穩(wěn)定性更高的ArcGIS10.1平臺，選擇微軟的RIA技術(shù)Silverlight進行公共信息系統(tǒng)的開發(fā)。

公共信息呈現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計立足于Web端，呈現(xiàn)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(yè)加工，以長春市小區(qū)圖層為操作源數(shù)據(jù)實現(xiàn)顯示、查詢、添加、圖形操作等功能。在實現(xiàn)系統(tǒng)的同時滿足公眾對于需求信息的獲取。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計

系統(tǒng)總體上設(shè)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(xiàn)了地圖信息瀏覽、圖形分析等功能。其功能設(shè)計如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)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(jīng)加載過的圖形部分會保留在本地的緩存中，可以被直接調(diào)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(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對地圖的關(guān)聯(lián)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)。體現(xiàn)了GIS的本質(zhì)特征，通過建立不同事務(wù)的空間模型來解釋自然和社會現(xiàn)象，實現(xiàn)了為興趣區(qū)域的目標數(shù)據(jù)的展示。

2.2 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)層:包括地理數(shù)據(jù)集和服務(wù)數(shù)據(jù)集。地理數(shù)據(jù)集使用ArcGIS進行地理數(shù)據(jù)的整理、分類、發(fā)布。在地圖數(shù)據(jù)的處理中著重調(diào)整了各圖層的符號呈現(xiàn)及呈現(xiàn)比例，以獲得良好的地理信息呈現(xiàn)效果。關(guān)于各圖層的說明及呈現(xiàn)比例尺設(shè)定如表1所示。

表1 圖層數(shù)據(jù)說明及呈現(xiàn)比例尺設(shè)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(qū)劃 無 無WaterPoly 水域 無 無Vegetable 植被 無 無AreaPoly 地塊 無 無Frame_R 數(shù)據(jù)框 無 無

服務(wù)數(shù)據(jù)集建立在對小區(qū)有無租房信息的更新上，通過關(guān)鍵字段的關(guān)聯(lián)將地理數(shù)據(jù)與服務(wù)數(shù)據(jù)連接起來，查詢結(jié)果既體現(xiàn)地理位置信息，又體現(xiàn)相關(guān)服務(wù)屬性信息，在擴展使用其他關(guān)鍵主題數(shù)據(jù)時可以通過簡單的修改來實現(xiàn)。

表2 地理數(shù)據(jù)庫同服務(wù)數(shù)據(jù)庫的映射表

2.3 系統(tǒng)的地圖服務(wù)設(shè)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(wù)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(jīng)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(wù)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(zé)繪制地圖、查找地址、執(zhí)行地理處理等操作，并且將結(jié)果返回給客戶端(圖2)。

圖2 Arcgis server manage地圖服務(wù)管理頁面

2.4 地圖的前端設(shè)計

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

系統(tǒng)的主窗口設(shè)計為五個區(qū)域:圖層控制區(qū)域、地圖操作區(qū)域、查詢區(qū)域、鷹眼設(shè)置區(qū)域、查詢狀態(tài)區(qū)域。

圖層控制區(qū)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(qū)域:利用GIS常用的工具條實現(xiàn)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(shè)置區(qū)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(qū)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(xiàn)用戶對細節(jié)和全局的綜合信息提取(圖3)。

圖3 系統(tǒng)頁面設(shè)計

查詢輸入、輸出區(qū)域:分別用于提供服務(wù)的數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)顯示等功能(圖4)。

圖4 空間分析示例

3 結(jié)語

作為各種基于ArcGIS提供的API實現(xiàn)地圖信息操作的諸多嘗試之一，在GIS的二次開發(fā)研究過程中，出現(xiàn)過因為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不理想而推翻開發(fā)布局的情況，出現(xiàn)過因為三層架構(gòu)在對地圖數(shù)據(jù)庫的調(diào)用中頻繁報錯的情況，也出現(xiàn)過因為地圖數(shù)據(jù)的圖形化展示導(dǎo)致瀏覽效果不被接受的情況。在系統(tǒng)的需求分析、總體設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、功能模塊設(shè)計和系統(tǒng)功能的設(shè)計上都出現(xiàn)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(jīng)驗來完善開發(fā)的缺陷。針對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理的設(shè)計影響WebGIS的呈現(xiàn)，瘦客戶端的WebGIS面對不嚴謹?shù)哪Ｊ酱_實有諸多隱患。

地理信息系統(tǒng)以數(shù)據(jù)為根源，處理龐大的數(shù)據(jù)的能力隨著計算機軟硬件技術(shù)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(shù)據(jù)，給人們的學(xué)習(xí)研究過程造成了不少問題，能夠獲取到的實時有效數(shù)據(jù)不足，概念中的物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系地理信息系統(tǒng)在實際應(yīng)用中并沒有顯著突破，但實時數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、高緯呈現(xiàn)，這些更加炫酷的地理信息系統(tǒng)未來模式有待進一步發(fā)展。

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

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