吳利青

（山西省測(cè)繪地理信息院第三測(cè)繪院，山西 太原 030002）

0.引言

領(lǐng)導(dǎo)工作用圖是近些年來(lái)測(cè)繪地理信息部門(mén)為各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)量身定制的專(zhuān)題地圖，是服務(wù)于政府領(lǐng)導(dǎo)快速了解?。ㄊ?、縣）情和進(jìn)行輔助決策的地圖產(chǎn)品[1-3]。伴隨著通訊技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)成幾何級(jí)數(shù)發(fā)展，各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)對(duì)信息服務(wù)的需求越來(lái)越旺盛[4]。地圖作為人類(lèi)對(duì)空間認(rèn)知的重要工具，無(wú)論在產(chǎn)品形態(tài)、表現(xiàn)形式、服務(wù)方式、生產(chǎn)技術(shù)，還是在用戶(hù)的閱讀方式和閱讀習(xí)慣上都發(fā)生著迅速而顯著的變化[5-7]。顯而易見(jiàn)，傳統(tǒng)的地圖形式已經(jīng)無(wú)法完全滿(mǎn)足當(dāng)今以及未來(lái)社會(huì)發(fā)展對(duì)地圖的需求，迫切需要進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)。WebGIS 突破了傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖時(shí)間和空間上的局限性，以信息量大、更新快、使用方便已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。

本系統(tǒng)以朔州市為例，建設(shè)了滿(mǎn)足朔州市各級(jí)政府決策應(yīng)用的基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)字影像數(shù)據(jù)庫(kù)、專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)；基于SOA（面向服務(wù)的架構(gòu)），通過(guò)GIS Web Service 與其他子系統(tǒng)的集成；客戶(hù)端采用大尺寸觸摸互動(dòng)一體機(jī)，實(shí)現(xiàn)了在windows 平臺(tái)下網(wǎng)絡(luò)地圖與觸控技術(shù)的有效結(jié)合，只要輕輕用手指點(diǎn)擊或手勢(shì)劃過(guò)屏幕就可以實(shí)現(xiàn)所有操作，使用更加輕松。

朔州市在線(xiàn)觸控式領(lǐng)導(dǎo)工作用圖信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，是WebGIS 技術(shù)的主要應(yīng)用，是提升地圖服務(wù)水平的具體體現(xiàn)，本著地圖信息量大、觸控操作、便于查詢(xún)和更新、無(wú)級(jí)縮放、快速顯示等基本功能，將成為滿(mǎn)足各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)日常工作的地理信息需求和決策的不可或缺的輔助工具。

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.1.1 堅(jiān)持先進(jìn)性、實(shí)用性原則

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通過(guò)人性化界面提供業(yè)務(wù)處理。在保證系統(tǒng)實(shí)用性的前提下，確保系統(tǒng)有一定的先進(jìn)性、前瞻性、擴(kuò)充性，符合技術(shù)發(fā)展方向，以延長(zhǎng)系統(tǒng)的生命周期。

1.1.2 堅(jiān)持可靠性原則

系統(tǒng)應(yīng)保證長(zhǎng)期安全運(yùn)行，系統(tǒng)中的硬、軟件及信息資源要滿(mǎn)足可靠性設(shè)計(jì)要求。

1.1.3 堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放性原則

在系統(tǒng)架構(gòu)、應(yīng)用技術(shù)、平臺(tái)選用等方面都必須遵守IT 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)的建設(shè)和軟件的開(kāi)發(fā)必須按照部、省、市制定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。系統(tǒng)具備良好的開(kāi)放性，應(yīng)用系統(tǒng)的各個(gè)模塊之間應(yīng)保持相對(duì)獨(dú)立。在科學(xué)規(guī)范的管理制度的保障下，數(shù)據(jù)資源能夠得以順暢流動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)具有統(tǒng)一軟件平臺(tái)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)的開(kāi)放系統(tǒng)，具有易擴(kuò)充的、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)與應(yīng)用體系。

1.1.4 堅(jiān)持可擴(kuò)充性原則

信息化建設(shè)是一個(gè)循序漸進(jìn)、不斷擴(kuò)充的過(guò)程，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)應(yīng)具有可擴(kuò)充性和可維護(hù)性，能夠和其他系統(tǒng)以及基于本平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)順利對(duì)接，為今后系統(tǒng)擴(kuò)展和進(jìn)一步集成留有擴(kuò)充余量。

1.1.5 堅(jiān)持可維護(hù)性原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、分層化的方法設(shè)計(jì)，軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)盡量采用構(gòu)件化。

1.1.6 堅(jiān)持安全性原則

系統(tǒng)應(yīng)具有切實(shí)可行的安全保護(hù)措施。對(duì)計(jì)算機(jī)病毒具有強(qiáng)有力的防范能力，保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸安全可靠，防止數(shù)據(jù)丟失和被破壞，確保數(shù)據(jù)安全，這主要依靠服務(wù)器的配置管理實(shí)現(xiàn)。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

1.2.1 基于SOA 體系設(shè)計(jì)平臺(tái)系統(tǒng)框架

SOA 使用REST 風(fēng)格的Web Service，旨在建立一種在多個(gè)應(yīng)用程序中都能重用的通用服務(wù)。這些服務(wù)是自包含的，具有定義良好的接口，允許這些服務(wù)的使用者知道怎樣與其進(jìn)行交互。SOA 帶來(lái)了“松散禍合”的應(yīng)用程序組件，在此類(lèi)組件中，代碼不一定綁定到某個(gè)特定的數(shù)據(jù)庫(kù)，甚至不一定綁定到特定的基礎(chǔ)設(shè)施。正是得益于這個(gè)松散藕合特性，才使得能夠?qū)⒎?wù)組合為各種應(yīng)用程序。這樣大幅度提高了代碼重用率，可以在增加功能的同時(shí)減少工作量。

1.2.2 采用B/S 模式進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

為了提供客戶(hù)端的響應(yīng)速度和用戶(hù)體驗(yàn)水平，應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)將采用胖客戶(hù)端和瘦客戶(hù)端相結(jié)合的混合Web GIS 模式，綜合考慮客戶(hù)端和服務(wù)器端的計(jì)算能力和網(wǎng)絡(luò)通信量，適當(dāng)?shù)卦诜?wù)器端和客戶(hù)端分布GIS 的任務(wù)，以充分使用客戶(hù)端和服務(wù)器端的計(jì)算功能，提高互操作性和系統(tǒng)性能。

這種混合模式既不是把全部的空間處理功能模塊和數(shù)據(jù)下載到本地，再在客戶(hù)端進(jìn)行所有操作，也不是把全部的空間處理功能放置在服務(wù)器端，在服務(wù)器進(jìn)行所有的操作，而是在客戶(hù)端和服務(wù)器端進(jìn)行空間處理功能的分配。例如，用戶(hù)對(duì)地圖的交互操作和控制、專(zhuān)題疊加分析等放在客戶(hù)端上進(jìn)行，而復(fù)雜的空間分析功能則由服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)。這樣，客戶(hù)端和服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)了協(xié)同，從而提高了系統(tǒng)性能。

1.2.3 采用OGC 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

本系統(tǒng)建設(shè)遵循OGC 標(biāo)準(zhǔn)的WMS（Web Map Service，Web 地圖服務(wù)）和WFS（Web Feature Service，Web 要素服務(wù)）服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。WMS 和WFS 是該組織制定的、符合國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的系列地圖服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)之一。

1.2.4 完整的系統(tǒng)安全技術(shù)支撐體系

（1）網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全，針對(duì)本系統(tǒng)面向特定內(nèi)部用戶(hù)群特點(diǎn)，采用了內(nèi)外網(wǎng)物理隔離設(shè)計(jì)策略，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)不會(huì)受到毀滅性攻擊與破壞。

（2）應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)安全設(shè)計(jì)

其他應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)本平臺(tái)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)，都是基于Web Service 的方法，避免了對(duì)數(shù)據(jù)的直接訪(fǎng)問(wèn)，使得數(shù)據(jù)遭受侵入或破壞的機(jī)率大大降低。此外，通過(guò)選擇防火墻等軟件產(chǎn)品，可以大大加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低安全隱患。

（3）數(shù)據(jù)災(zāi)難備份與恢復(fù)設(shè)計(jì)

GIS 系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的重要性不言而喻。如何安全可靠，萬(wàn)無(wú)一失地保護(hù)所有數(shù)據(jù)，尤其是涉密數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)安全建設(shè)的重要問(wèn)題。系統(tǒng)建設(shè)還必須考慮當(dāng)各種災(zāi)難發(fā)生時(shí)，如何有效地快速、準(zhǔn)確地恢復(fù)相應(yīng)數(shù)據(jù)。

1.3 系統(tǒng)總體架構(gòu)

本文設(shè)計(jì)研發(fā)的基于WebGIS 技術(shù)的在線(xiàn)觸控式領(lǐng)導(dǎo)工作用圖信息系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)工作用圖在線(xiàn)觸控式互動(dòng)為目標(biāo)，整體架構(gòu)采用B/S 結(jié)構(gòu)（如圖1 所示），分為網(wǎng)絡(luò)與硬件層、平臺(tái)軟件層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用支撐平臺(tái)層、應(yīng)用層、用戶(hù)層6 個(gè)部分。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)與硬件層：包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、交換機(jī)、防火墻。

平臺(tái)軟件層：包括基礎(chǔ)GIS 平臺(tái)軟件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件、殺毒軟件。

數(shù)據(jù)層：包括基礎(chǔ)電子數(shù)據(jù)庫(kù)、專(zhuān)題電子地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

應(yīng)用支撐平臺(tái)層：主要是WebGIS 服務(wù)組件。

應(yīng)用層：包括網(wǎng)頁(yè)和工具模塊。網(wǎng)頁(yè)主要由四大部分構(gòu)成：朔州概況、資源環(huán)境、影像地貌、社會(huì)管理。工具模塊主要是標(biāo)注、測(cè)量工具、新聞鏈接、天氣預(yù)報(bào)等功能。

用戶(hù)層：由普通用戶(hù)和管理員構(gòu)成。

2.系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)日常工作需求，本文將在線(xiàn)觸控式領(lǐng)導(dǎo)工作用圖信息系統(tǒng)功能分為系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)編輯、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)和其他輔助功能（如圖2 所示）：

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

3.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本文參考基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和行業(yè)專(zhuān)題數(shù)據(jù)已有的行業(yè)規(guī)范和技術(shù)規(guī)定，建立數(shù)據(jù)字典，對(duì)所需基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和行業(yè)專(zhuān)題數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式、圖層、分類(lèi)、代碼、屬性項(xiàng)及對(duì)應(yīng)關(guān)系等信息進(jìn)行描述。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)遵循可靠性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性等原則，分為基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)字影像數(shù)據(jù)庫(kù)、專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)3 個(gè)部分，組成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)體系（如圖3 所示）：

基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)主要涵蓋水系、街區(qū)、建筑物、鐵路、道路、行政區(qū)域、行政區(qū)界線(xiàn)、綠地、地名等圖層，城區(qū)信息點(diǎn)位基本滿(mǎn)足1∶2000 比例尺地形圖精度，其他至少滿(mǎn)足1∶50000 比例尺地形圖精度。

數(shù)字影像數(shù)據(jù)庫(kù)包含朔州市30 米分辨率的DEM數(shù)據(jù)和六縣區(qū)城區(qū)分辨率為0.5 米的影像數(shù)據(jù)。

專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)包括居民點(diǎn)基本信息、資源環(huán)境和社會(huì)管理等專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)。

以上所有空間數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在Oracle 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)ArcMap 中地圖服務(wù)發(fā)布工具條發(fā)布地圖數(shù)據(jù)服務(wù)得以訪(fǎng)問(wèn)；文檔數(shù)據(jù)以網(wǎng)頁(yè)的形式存儲(chǔ)在服務(wù)器中；其他屬性數(shù)據(jù)以表的形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

4.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)是基于A(yíng)rcGIS Server 10 for.Net Framework 平臺(tái)研發(fā)，運(yùn)行于Window7 及以上環(huán)境。系統(tǒng)主要包含的模塊有朔州概覽、資源環(huán)境、影像地貌和社會(huì)管理模塊。

4.1.1 朔州概覽

朔州概覽模塊主要體現(xiàn)朔州市的行政區(qū)劃信息。分為市，縣，鄉(xiāng)鎮(zhèn)三個(gè)級(jí)別，提供導(dǎo)航欄。點(diǎn)擊相應(yīng)條目，系統(tǒng)可定位到該區(qū)域，并展示出該行政區(qū)域人口、面積、負(fù)責(zé)人、聯(lián)系電話(huà)、詳情等信息?！霸斍椤睘槌溄樱c(diǎn)擊后會(huì)彈出詳細(xì)介紹該行政區(qū)域歷史文化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的網(wǎng)頁(yè)。

4.1.2 資源環(huán)境

圖3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)體系

資源環(huán)境模塊主要包括氣候資源、土地資源、旅游資源、農(nóng)業(yè)資源、工業(yè)資源、人口資源、電力配置、森林資源、煤炭資源、水利工程、地質(zhì)災(zāi)害共11 個(gè)子模塊，其中每個(gè)子模塊包含不同顯示類(lèi)型的專(zhuān)題信息。

4.1.3 影像地貌

影像地貌模塊主要包括朔州市地勢(shì)地貌暈渲圖，以及朔城區(qū)、平魯區(qū)、右玉縣、山陰縣、懷仁縣、應(yīng)縣六個(gè)影像地圖。

地勢(shì)地貌圖由30 米分辨率的DEM影像及其山體陰影文件暈渲而成。圖中標(biāo)出了朔州境內(nèi)山川河流的名稱(chēng)。

4.1.4 社會(huì)管理

社會(huì)管理模塊主要提供各類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)專(zhuān)題信息點(diǎn)。主要分為公共管理和社會(huì)組織、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、金融銀行、商業(yè)零售、餐飲住宿、休閑娛樂(lè)、房產(chǎn)小區(qū)、汽車(chē)服務(wù)、郵政通訊共10 個(gè)專(zhuān)題。點(diǎn)擊相應(yīng)欄目后，結(jié)果出現(xiàn)在結(jié)果列表中，在列表中點(diǎn)擊相應(yīng)條目，地圖可定位到該點(diǎn)位置，并顯示該點(diǎn)數(shù)據(jù)的屬性信息。還可以通過(guò)搜索工具在不同的行政區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行搜索。

4.2 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境 具體要求服務(wù)器端硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境服務(wù)器：DELL PowerEdge R910處理器：Intel Xeon CPU E7 -4820 2.00GHz 2內(nèi)存：32GB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)：Windows2008 R2 Server Web 服務(wù)器：IIS 7.5 GIS 平臺(tái)：ArcGIS Server 10 For .Net Framework Platform數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境：Oracle 11g R2空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎：ArcSDE客戶(hù)端軟件環(huán)境服務(wù)器端軟件環(huán)境只要可以安裝IE 10 以上版本的瀏覽器的系統(tǒng)均可以

5.結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)基于REST 架構(gòu)風(fēng)格開(kāi)發(fā)的GeoWeb 2.0應(yīng)用系統(tǒng)，遵循SOA 體系平臺(tái)框架設(shè)計(jì)思路和完整的系統(tǒng)安全技術(shù)支撐體系，采用OGC 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，數(shù)據(jù)內(nèi)容全面，用直觀(guān)、形象、簡(jiǎn)潔的地圖語(yǔ)言表達(dá)了多尺度、多時(shí)段、多類(lèi)型的專(zhuān)題信息，信息量大、觸控操作、便于查詢(xún)和更新、無(wú)級(jí)縮放，方便了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、政府部門(mén)、規(guī)劃管理等部門(mén)形象直觀(guān)地了解所轄區(qū)域自然、地理、人文、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展等基本情況，為宏觀(guān)管理、科學(xué)決策、規(guī)劃管理等提供清晰、可靠、科學(xué)的基礎(chǔ)地理信息依據(jù)，輔助各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)日常工作和決策，為政府提供了更好地服務(wù)，并提升了地理信息數(shù)據(jù)的服務(wù)水平，具備較好的推廣空間。