網絡地理信息系統設計與推廣范文

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1WebGIS概述及構建

網絡地理信息系統（WebGIS）是將互聯網技術應用于地理信息系統的一個新領域。在WebGIS中,地理信息系統整體運行在Internet平臺上,用戶客戶端通過Web瀏覽器中的Web頁面作為GIS軟件的用戶界面,用戶客戶端通過互聯網來實現地理信息數據、空間屬性數據查詢瀏覽等地理信息系統的基本功能。網絡地理信息系統的核心就是在傳統的地理信息系統中嵌入互聯網的相關網絡協議,系統開發時嚴格遵循這些協議,并以互聯網作為傳輸媒介,對傳統GIS系統的功能進行了擴展。由于Web技術是眾多互聯網技術的一種,所以WebGIS也可以說是網絡地理信息系統中的一種具體體現形式。MapXtremeforJava是MapInfo公司開發推出的一款基于互聯網技術、符合SunJ2EE規范的純Java地圖管理、平臺軟件。用戶可通過Web瀏覽器訪問服務器,就可以非常方便地使用MapXtreme所支持的地理信息系統的基本功能,如地圖的顯示、瀏覽、縮放、查詢地圖信息點信息、功能地圖生成、信息數據分析等。在開發WebGIS應用過程中,開發人員使用MapXtreme能便捷地、更新和維護地圖數據和空間屬性數據,較好地實現地圖應用程序基本功能,比較適合信息量大、訪問用戶多的地理信息系統。

2系統的分析與設計

基于WebGIS的部隊庫站地理信息系統是以地理信息系統（GIS）的理論和方法為支持,充分利用計算機網絡、Java網絡編程的技術優勢,實現庫站管理的網絡化、數字化和可視化,提高庫站的管理工作質量、效率和水平。

2.1用戶需求分析部隊庫站網絡地理信息系統的建立是為了加快部隊信息化建設步伐,提高工作效率,強化信息管理。經過認真地與庫站管理部門溝通,系統主要功能除了對地圖的基本操作外,還能夠對數據庫進行操作,必須有效地實現對空間數據（圖形數據）和非空間數據（屬性數據）這兩種不同性質數據的操作、管理和查詢。只有兩者有效地結合才能使地理信息系統統計與分析的優勢得以發揮。所以,系統具體功能需求應包括以下幾個方面：（1）電子地圖操作功能：包括地圖的顯示、縮放、漫游、清除、打印和圖層控制等功能。同時還要實現地圖兩點之間（或多點折線）距離的測量功能和鷹眼模式下地圖的隨動顯示。（2）庫站信息查詢功能：包括對庫站位置、數量、類型、庫容信息的查詢,以及庫站中存放油料種類、數量情況的查詢,以及庫站周邊興趣點的查詢,包括：地方加油站、醫院等。（3）路徑查詢功能：車輛到達滿足條件庫站最優路徑的查詢,包括繞行和不繞行兩種方案。（4）系統幫助功能：為使用者提供相關幫助文件,便于使用者正確使用系統并能進行初步系統維護。

2.2數據庫需求分析對數據庫的設計要充分滿足系統自身結構特點以及庫站信息數據的特點。系統中需要維護管理的庫站基礎數據具有數據量大、數據類型多、數據層次多的特點,所以設計系統數據庫必須從數據庫的訪問效率、靈活性、可擴充性等角度出發。因此,系統數據庫設計需要滿足以下幾方面的要求：（1）數據庫的存儲應按照系統結構進行分層,為確保數據訪問的安全性和高效率性,涉及庫站信息到與其他部分的數據共享,應通過遠程數據庫進行數據交換來實現。（2）由于本系統的庫站基礎數據量大而且數據類型多,考慮以關系型數據庫來管理系統屬性數據。（3）按照庫站管理基礎信息的技術特征,將本系統中使用的平面電子地圖分為若干個圖層。在對屬性數據的組織上,對每一圖層設計一張與之對應的數據表,存儲與該圖層相關的空間屬性信息。

2.3系統總體設計系統建設一切從實戰角度出發,利用先進的互聯網和GIS技術,開發出友好的人機交互界面,便于用戶在互聯網上隨時隨地瀏覽使用。系統功能的操作盡可能簡單,簡化操作步驟,避免人為錯誤的發生。數據庫要便于使用、管理,各種數據能夠實時更新,能夠實現遠程維護,同時充分考慮各種數據維護的過程,盡量簡化維護過程,確保數據安全可靠。2.3.1表示層設計這里主要對應MVC中的模型（View）層設計,主要運用Ajax技術和JSP動態網頁技術,把用戶的輸入操作,形成命令字符串,以用戶Servlet的URL構造URL類向WEB服務器Servlet發出請求,傳遞用戶客戶端的地圖信息應用請求（如：地圖的縮放、漫游、打印等）。2.3.2業務邏輯層設計這里主要對應MVC中的模型（Model）層設計,主要是查詢功能的實現,主要有以下幾個部分：庫站基本信息查詢,庫站周邊信息查詢的實現。2.3.3業務控制層設計系統中,控制（Controller）層是視圖層與模型層之間進行信息交互的重要媒介,是實現J2EE與WebGIS協調工作的關鍵部分。系統通過協調不同的中間件來控制處理頁面請求,并根據不同請求來觸發模型層的不同狀態,繼而將這種狀態傳遞給視圖層以使其同步更新。這種實現方式主要以通過對各種配置文件的設置來自動實現維護。

2.4系統功能設計庫站網絡地理信息系統是將庫站部署分布圖與庫站相關信息結合在一起,加以空間分析功能,在可視環境下解決與庫站分布等有關信息的查詢功能等。根據需求分析中各工作層的具體需求,將系統功能結構劃分。2.4.1圖層操作功能模塊包括①圖層顯示：包括地圖的顯示、縮放、瀏覽、復位、測距、打印控制、地物對象的操作和查詢相關信息等；②圖層控制：包括地圖圖層的分層顯示、疊加和關閉,便于用戶根據對目標信息快速查詢。例如,當部隊需要查尋駐防區域內的所有的庫站的部署情況和地理位置時,可以通過關閉其他駐防地區和與庫站部署無關的各個圖層的顯示,使查詢的結果更加清晰明了。2.4.2信息查詢功能模塊包括①庫站信息查詢：可以通過選擇地圖上某一庫站,來查詢相關屬性信息（空間信息查找屬性信息）,也可以利用庫站屬性表中的相關屬性信息對地圖上的庫站進行篩選查詢（屬性信息查找空間信息）；②興趣點查詢：根據需要對地圖上的興趣點（如：醫院、學校、廠礦等）進行查詢；③最短路徑查詢：根據車輛目前所在位置,查詢目的庫站所在位置點,并根據不同路面情況計算出最短路徑以供指揮員決策使用；④自定義查詢：通過在預設的數據庫查詢字段,使用SQL條件表達式的形式輸入相關查詢條件的查詢出相關的數據。2.4.3空間分析功能模塊利用VML技術實現在該圖層上畫線,同時還利用DOM技術來實現將多余的線刷新掉,然后再將得到的各個線段累加,并得到其總的像素點數,然后運用Ajax技術將像素點的長度傳到服務器端,經過服務器端的處理后,再將處理后得到的實際距離返回到用戶客戶端瀏覽器上。

3主要系統功能實現

3.1地圖基本操作由于系統結構采用的是B/S結構,用戶在瀏覽器端獲取的是系統生成的JPG（或GIF）格式的圖片,所以用戶在實現顯示、瀏覽、縮放等地圖基本操作時,所產生的鼠標點擊、拖拽等動作,必須通過從瀏覽器端鼠標坐標到服務器端地理信息系統中矢量地圖體系坐標的等一系列坐標映射過程。

3.2地圖測距本系統所實現的測距,是運用Ajax技術和VML技術來實現的。首先在瀏覽器上顯示地圖的上建立一個透明圖層,利用VML技術實現在該層上畫線,同時還利用DOM技術來實現將多余的線段刷新掉,然后再將得到的各個線段累加,并得到其總的像素點,然后運用Ajax技術將像素點的長度傳到服務器端,經過服務器端的處理后,再將處理后得到的實際距離返回到客戶端瀏覽器上,這樣就可以實現測距功能,實現效果。

3.3鷹眼功能鷹眼功能便于用戶快速確定當前地圖位置在整個地圖中的位置,從而實現地圖的快速瀏覽和定位。實現鷹眼功能的關鍵在于當用戶通過瀏覽器在地圖上進行瀏覽、縮放等操作時,能及時地反映在彈出的鷹眼地圖窗口中,而用戶在鷹眼地圖上進行的相應操作也能夠反映在地圖上。功能實現過程：在瀏覽器中設置一個Applet容器來一同存放鷹眼地圖窗口和主地圖窗口的MapJ地圖對象,通過對這兩個地圖對象的控制實現鷹眼地圖和主地圖的聯動功能。由于在鷹眼模式下,地圖中沒有使用固定視野的方式,所以需要重新初始化一個MapJ對象myMap來獲取對視野的控制。

4小結

本文通過對WebGIS原理和特點的分析,結合庫站地理信息系統的功能需求,利用Java編程語言的網絡技術優勢進行了基于WebGIS的系統設計和開發,實現了對空間地理信息數據的組織與管理,解決了地圖數據、存取、查詢和可視化等技術問題。系統整體構架、結構清晰,數據傳輸方案合理,用戶交互操作便捷,數據處理高效,總體方案對此類系統的研發具有一定的實用性和推廣價值。（本文來自于《河南科技學院學報》雜志。《河南科技學院學報》雜志簡介詳見.）

作者：孔德川單位：河南科技學院