吳 迪，趙之年，李 冰

(1.國(guó)家測(cè)繪地理信息局 黑龍江基礎(chǔ)地理信息中心,黑龍江 哈爾濱 150081；2. 雪城大學(xué)，美國(guó) 紐約 13244-1170)

引用著錄：吳迪，趙之年，李冰.基于ArcGIS Server的GIS Web服務(wù)自動(dòng)發(fā)布關(guān)鍵技術(shù)研究[J].測(cè)繪工程，2017，26(12)：45-49.

DOI:10.19349/j.cnki.issn1006-7949.2017.12.009

基于ArcGIS Server的GIS Web服務(wù)自動(dòng)發(fā)布關(guān)鍵技術(shù)研究

吳 迪1，趙之年2，李 冰1

(1.國(guó)家測(cè)繪地理信息局 黑龍江基礎(chǔ)地理信息中心,黑龍江 哈爾濱 150081；2. 雪城大學(xué)，美國(guó) 紐約 13244-1170)

Web GIS技術(shù)主要采用GIS Web服務(wù)方式對(duì)外提供資源訪問(wèn)和空間分析能力。GIS Web服務(wù)提高系統(tǒng)資源利用率，擴(kuò)大信息使用范圍，但GIS Web服務(wù)主要依賴于服務(wù)器端GIS平臺(tái)提供的可視化工具進(jìn)行后臺(tái)發(fā)布，前臺(tái)用戶無(wú)法根據(jù)自己業(yè)務(wù)需要自動(dòng)發(fā)布GIS Web服務(wù)。文中基于ArcGIS Server平臺(tái)研究一種GIS Web服務(wù)自動(dòng)發(fā)布方案，以雙豐林業(yè)局林政資源服務(wù)系統(tǒng)的在線采編模塊為例，闡述該案例的應(yīng)用。

ArcGIS Server；Web GIS技術(shù)；服務(wù)自動(dòng)發(fā)布；在線采編

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)悄然改變了的人們的生活方式，互聯(lián)網(wǎng)為信息的傳輸、共享甚至訂閱、分析提供了通道與載體，同樣為地理信息的使用和分享提供了平臺(tái)和基礎(chǔ)[1]。WebGIS是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的一種兼具存儲(chǔ)、處理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[2-3]。基于REST服務(wù)的Web GIS是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)GIS的主流開發(fā)方式，網(wǎng)絡(luò)用戶可以通過(guò)GIS服務(wù)器發(fā)布GIS Server服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)的任意位置訪問(wèn)地理信息資源，瀏覽空間數(shù)據(jù)，制作專題圖，進(jìn)行空間檢索和查詢，并對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的空間分析并返回結(jié)果[4,6]。當(dāng)前主流的GIS服務(wù)器主要有ESRI的ArcGIS Server、超圖的SuperMap iServer以及開源的GeoServer等[7]。以上產(chǎn)品的GIS Web服務(wù)主要依賴于服務(wù)器端GIS平臺(tái)提供的可視化工具，經(jīng)過(guò)一定步驟的手動(dòng)操作配置進(jìn)行人工發(fā)布。當(dāng)前臺(tái)用戶動(dòng)態(tài)發(fā)布自定義專題地圖服務(wù)時(shí)，現(xiàn)有的服務(wù)發(fā)布方式無(wú)法滿足需求，本文基于ArcGIS Server研究GIS Web服務(wù)自動(dòng)發(fā)布的關(guān)鍵技術(shù)并將該技術(shù)方案應(yīng)用到雙豐林業(yè)局林政資源服務(wù)系統(tǒng)的在線采編模塊的開發(fā)中。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 ArcPy

ArcPy是一個(gè)以成功的Arcscripting模塊為基礎(chǔ)并繼承了Arcscripting功能進(jìn)而構(gòu)建成的站點(diǎn)包。目的是為以實(shí)用高效的方式通過(guò)Python指定地理數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理和地圖自動(dòng)化創(chuàng)建基礎(chǔ)。ArcPy包括地圖制圖模塊、空間分析模塊、數(shù)據(jù)訪問(wèn)模塊、網(wǎng)絡(luò)分析模塊、時(shí)間模塊、地統(tǒng)計(jì)分析模塊等[8-11]。

1.2 ArcToolbox工具

ArcToolbox工具相當(dāng)于ESRI將ArcGIS桌面軟件的組合功能模塊化、具體化，用戶可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求，通過(guò)ArcPy實(shí)現(xiàn)相應(yīng)邏輯自定義ArcToolbox工具[12]。

1.3 GP服務(wù)

GP服務(wù)是Geoprocessing服務(wù)的簡(jiǎn)稱，Geoprocessing包含了一系列地理數(shù)據(jù)處理功能，例如緩沖區(qū)分析、疊加分析等。用戶可以將在桌面端使用的ArcToolbox工具發(fā)布成GP服務(wù)供客戶端調(diào)用，完成特定的功能[13]。

2 研究方法

基于ArcGIS Server 的GIS Server服務(wù)自動(dòng)發(fā)布的主要技術(shù)內(nèi)容主要包括3個(gè)過(guò)程：地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布工具制作、后臺(tái)GP服務(wù)發(fā)布、GP服務(wù)前端調(diào)用。流程如圖1所示。

圖1 GIS Server服務(wù)自動(dòng)發(fā)布技術(shù)流程

2.1 地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布工具制作

利用ArcPy編寫地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布的Python腳本，基于Python腳本制作ArcToolbox工具。Python腳本實(shí)現(xiàn)的功能包括圖層添加、服務(wù)發(fā)布兩個(gè)過(guò)程。

2.1.1 圖層添加

前端用戶將空間數(shù)據(jù)及地圖文檔上傳至服務(wù)器的存儲(chǔ)空間內(nèi)，把空間數(shù)據(jù)的相應(yīng)圖層添加到地圖文檔中。該功能基于ArcPy制圖模塊的AddLayer函數(shù)實(shí)現(xiàn)，AddLayer函數(shù)可以根據(jù)通用位置參數(shù)向地圖文檔中的數(shù)據(jù)框加載圖層。核心代碼如下：

def AddLayerToMxd(SourceMxd,InFeatures,OutMxd):

mapDoc=arcpy.mapping.MapDocument(SourceMxd)

df=arcpy.mapping.ListDataFrames(mapDoc)[0]

theShape=InFeatures

addLayer=arcpy.mapping.Layer(theShape)

arcpy.mapping.AddLayer(df,addLayer,"AUTO_ARRANGE")

arcpy.RefreshActiveView()

arcpy.RefreshTOC()

mapDoc.saveACopy(OutMxd)

2.1.2 服務(wù)發(fā)布

添加圖層的地圖文檔進(jìn)行服務(wù)發(fā)布。利用ArcPy進(jìn)行服務(wù)發(fā)布主要包括創(chuàng)建連接文件、服務(wù)定義草稿、服務(wù)定義草稿分析、過(guò)渡服務(wù)定義、過(guò)渡定義文件上傳5個(gè)過(guò)程。

創(chuàng)建連接文件。創(chuàng)建連接到ArcGIS Server的連接文件用于發(fā)布GIS服務(wù)。該過(guò)程通過(guò)ArcPy制圖模塊的CreateGISServerConnectionFile函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

服務(wù)定義草稿。服務(wù)定義草稿文件生成是將地圖文檔自動(dòng)發(fā)布到GIS Server的第一步。服務(wù)定義草稿由地圖文檔、有關(guān)服務(wù)器的信息和一組服務(wù)屬性組合而成，有關(guān)服務(wù)器信息包括服務(wù)器連接或發(fā)布到的服務(wù)器類型，正在發(fā)布的服務(wù)類型，服務(wù)的元數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)參考；服務(wù)屬性包括服務(wù)是否支持緩存(緩存設(shè)置)及服務(wù)的其他附加功能。服務(wù)定義草稿主要通過(guò)ArcPy制圖模塊的CreateMapSDDfraft函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

服務(wù)定義草稿分析。分析服務(wù)定義草稿文件以識(shí)別可能需要解決的錯(cuò)誤和其他潛在問(wèn)題生成服務(wù)定義草稿文件。服務(wù)定義草稿分析通過(guò)ArcPy制圖模塊的AnalyzeForSD函數(shù)實(shí)現(xiàn)，函數(shù)返回錯(cuò)誤、警告和消息等信息。

過(guò)渡服務(wù)定義。服務(wù)定義草稿分析后，進(jìn)行過(guò)渡服務(wù)定義，將服務(wù)定義草稿文件和服務(wù)定義草稿分析文件轉(zhuǎn)為完全合并的服務(wù)定義文件。過(guò)渡過(guò)程會(huì)編譯能成功發(fā)布GIS資源所需的所有必要信息。過(guò)渡服務(wù)定義通過(guò)ArcPy制圖模塊的StageService_Server函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

過(guò)渡定義文件上傳。將服務(wù)定義文件上傳至作為GIS服務(wù)發(fā)布特定的GIS服務(wù)器上。通過(guò)ArcPy制圖模塊的UploadServiceDefiniton_server函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

服務(wù)發(fā)布的核心代碼如下：

def PublishService(Workspace,OutMxd,Con,ServiceName,Summary,Tags):

wrkspc = Workspace

mapDoc = arcpy.mapping.MapDocument(OutMxd)

service = ServiceName

sddraft = wrkspc + service + '.sddraft'

sd = wrkspc + service + '.sd'

summary = Summary

tags =Tags

analysis = arcpy.mapping.CreateMapSDDraft(mapDoc, sddraft, service, 'ARCGIS_SERVER',con, True, None, summary, tags)

if analysis['errors'] == {}:

arcpy.StageService_server(sddraft, sd)

arcpy.UploadServiceDefinition_server(sd, Con)

else:

print analysis['errors']

2.2 后臺(tái)GP服務(wù)發(fā)布

將制作好的地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布工具，通過(guò)服務(wù)器端ArcGIS Desktop的服務(wù)發(fā)布工具及ArcGIS Sever，以GP服務(wù)形式進(jìn)行發(fā)布。用戶可以在前端調(diào)用GP服務(wù)執(zhí)行后臺(tái)的地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布工具。

2.3 GP服務(wù)前端調(diào)用

基于ArcGIS提供的ArcGIS API for Javascript Web API開發(fā)接口，進(jìn)行前端調(diào)用，執(zhí)行GP服務(wù)。ArcGIS API for Javascript 是根據(jù)JavaScript技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一組腳本，作為將GIS地圖和任務(wù)嵌入到Web應(yīng)用程序的輕量級(jí)方式，它能快速創(chuàng)建有效地融合樣式的Web應(yīng)用程序[14-15]，前端GP服務(wù)采用異步調(diào)用的方式進(jìn)行執(zhí)行。核心代碼如下：

Var gpServiceUrl="";

Var gp = new Geoprocessor(gpServiceUrl);

gp.submitJob(parames, completeCallback, statusCallback);

3 技術(shù)應(yīng)用

雙豐林業(yè)局林政資源服務(wù)系統(tǒng)在線采編模塊的需求是前端用戶基于影像底圖服務(wù)在線采編地物(如耕地、林地、建筑用地)等空間信息及屬性信息，采編地物的類型和屬性信息不固定，采用傳統(tǒng)手動(dòng)后臺(tái)要素服務(wù)的發(fā)布方式不能滿足該模塊需求，服務(wù)自動(dòng)發(fā)布方案可以對(duì)該模塊功能實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支撐。

3.1 在線采編模塊設(shè)計(jì)

在線采編模塊分為兩個(gè)功能：新建圖層和在線編輯兩個(gè)功能。

新建圖層，前端用戶設(shè)定圖層名、圖層類型(如點(diǎn)、線、面)及屬性信息(字段名、字段別名、字段類型)，服務(wù)后臺(tái)根據(jù)前端用戶設(shè)定自動(dòng)發(fā)布可編輯的要素服務(wù)，并將要素服務(wù)名稱加載到圖層列表中。通過(guò)勾選相應(yīng)圖層名稱，加載相應(yīng)要素圖層進(jìn)行編輯。

在線編輯功能，勾選要編輯圖層，點(diǎn)擊編輯按鈕，移動(dòng)鼠標(biāo)在地圖上勾畫出相應(yīng)圖層，進(jìn)行屬性的錄入，完成編輯。在線編輯功能，同時(shí)可以進(jìn)行圖形屬性的修改及刪除。

3.2 在線采編功能實(shí)現(xiàn)

3.2.1 新建圖層

在線編輯功能調(diào)用的服務(wù)須為要素服務(wù)。首先在服務(wù)器端的ArcGIS SDE數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建要素?cái)?shù)據(jù)集并對(duì)該數(shù)據(jù)集進(jìn)行版本注冊(cè)和添加GolbalID操作。地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布工具中添加新建要素層和添加屬性字段兩個(gè)功能并設(shè)置圖層名、圖層類型及屬性字段的輸入?yún)?shù)見圖2。

新建要素層通過(guò)ArcPy的CreateFeatureClass_management函數(shù)實(shí)現(xiàn)，添加數(shù)據(jù)通過(guò)ArcPy的AddField_management函數(shù)實(shí)現(xiàn)。輸入?yún)?shù)的接受通過(guò)ArcPy的GetParameter函數(shù)實(shí)現(xiàn)。屬性字段參數(shù)的定義規(guī)則為：

“{FeatureName:字段名,Geometry:要素類型,Fields:[FiledName:字段名稱,FieldType:字段類型,FieldAlias:字段別名]}”。

添加新建要素層和添加屬性字段兩個(gè)功能后重新生成地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布工具，按照地圖服務(wù)自動(dòng)發(fā)布方案經(jīng)后臺(tái)GP服務(wù)發(fā)布及前端GP服務(wù)調(diào)用兩個(gè)過(guò)程，發(fā)布完成用戶自定義的要素服務(wù)。同時(shí)將生成的服務(wù)名添加到采編圖層列表中，見圖3。

圖2 新建圖層

圖3 采編圖層列表

3.2.2 在線編輯

前臺(tái)在線編輯功能使用ArcGIS API for Javascript的TemplatePicker和Editor兩個(gè)部件實(shí)現(xiàn)，見圖4。核心代碼如下：

圖4 在線編輯界面

Var templatePicker = new TemplatePicker({

featureLayers: templateLayers,

grouping: true,

rows: "auto",

columns: 3

}, "templateDiv");

templatePicker.startup();

var params = {settings: settings };

myEditor = new Editor(params, 'editorDiv');

myEditor.startup();

4 結(jié)束語(yǔ)

本研究基于ArcGIS Server平臺(tái)、ArcPy、Python語(yǔ)言形成一種GIS Web服務(wù)自動(dòng)發(fā)布方案，并應(yīng)用在雙豐林業(yè)局林政資源服務(wù)系統(tǒng)在線采編模塊的開發(fā)中，該方案滿足項(xiàng)目開發(fā)的功能需求，提高了系統(tǒng)的靈活性與交互性，取得了良好的應(yīng)用效果。本研究結(jié)果在在線制圖、在線采編、在線數(shù)據(jù)交互等應(yīng)用中具有較好的前景。

[1] 陳於立.ArcGIS開發(fā)權(quán)威指南[M].北京：電子工業(yè)出版社,2015.

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[3] 劉南.WebGIS原理及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社,2002.

[4] 劉光,曾敬文,曾慶豐.WebGIS從基礎(chǔ)到開發(fā)實(shí)踐:基于ArcGIS API for JavaScript[M].北京：清華大學(xué)出版社,2015.

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[責(zé)任編輯：王文福]

ResearchontheTechnologieofGISWebserviceautomaticpublishingbasedonArcGISServer

WU Di1, ZHAO Zhinian2, LI Bing1

(1.Heilongjiang Geomatics Center of NASMG, Haerbin 150081, China;2.Syracuse University,NY,13244-1170，LIS)

With the continuous development of Internet technology, the current Web GIS technology mainly uses GIS Web services to provide resources access and spatial analysis capabilities. The GIS Web service can improve the utilization of system resources, and expand the scope of the use of information, but the release of GIS Web services mainly relies on the server provides GIS platform visualization tool release background, the users, according to their own business, need the dynamic release of GIS Web service. The ArcGIS Server platform is studied based on the automatic release scheme of a GIS Web service. The online cataloging module resource service system taking Shuangfeng Forestry Bureau as an example, this paper introduces the application of the program which has a good effect.

ArcGIS Server;Web GIS;service publishing;online editing

TP393.2

A

1006-7949(2018)01-0045-05

2017-03-18

吳 迪(1987-)，女，工程師，博士.