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基于ArcIMS的城市小区信息发布系统的设计与实现

2010-03-06      来源:国土资源信息化     作者:马明 杨永国 邓彩群
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1引言

Internet是自印刷术发明以来最伟大的通信革命,随着其技术的不断发展和广泛应用,以及GIS日益强烈的社会化需求,使得WebGISInternet上得到了广泛的应用,其简单的框架、高质量的地图符号显示、支持强大的客户端、以及不同数据的集成等特点,使其在地震信息查询、灾害发生的时空分布分析、地震预测预报、地震速报、震灾评估、资源规划、环境保护、矿产勘探等行业取得了广泛的应用。

目前城市小区基础设施方面的资料不够齐全,有的资料以图纸、图表等形式记录,采用人工方式管理,效率较低。随着基地现代化步伐的加快,建设、管理、发展的矛盾日益突出,采用高新技术和方法来高效管理各类基础资料,满足决策、管理、施工等方面的需要已成为当务之急。实施WebGIS在城市小区信息发布系统的研究与开发应用,是为了满足城市小区物业管理公司对高效管理城市小区的需要,解决可能因突发事件造成停气、停水、停暖、通信中断、污水肆意等严重事故,促进城市小区向信息型、网络型、和谐型城市小区发展,推动城市小区物业管理的可持续发展。本文以ArcIMS为平台,为物业管理公司设计实现了一个城市小区信息发布系统。

2 ArcIMS的特点及体系结构

ArcIMS(Internet Map Server)是ESRI公司最新推出的第二代因特网地理信息系统平台,用于创作、设计、发布和管理Internet/Intranet环境中的WebGIS服务。作为新一代的Internet软件,ArcIMS集成了ArcViewIMSMapObjectIMSRouteMapIMSGIS数据服务器等IMS产品的长处于一身,简单易用而且功能强大。

ArcIMS的一些重要特点包括:支持要素数据流方式,支持不同来源的数据整合以及使用一些辅助工具。辅助工具包括客户端的要素编辑工具——Edit和共享某些特殊地理信息的工具—MapNotes。另外,与ESRI其它IMS产品不同的是,ArcIMS作为NT服务运行,这一特点使得许多现有用户可以有效地访问网站。

ArcIMS具备成熟的客户/服务器体系构架,允许对各层进行直接定制,每个部分在客户/服务器结构中都扮演了重要的角色。具体表现为:

第一层是广域或局域网内的客户端或用户终端,它是直接或间接与服务器相连的计算机或应用程序,通过HTTPTCP/IP协议与服务器建立通讯。

第二层称为中间件。管理客户端和服务器端之间的数据,以达到最佳效率与传输速度。

第二层是服务器端。在这一层中,ArcIMS提供了投影和要素专题化等功能。

3城市小区信息发布系统的设计

城市小区信息发布系统采用ArcIMS的三层客户端/服务器结构,即在客户端与基础数据库之间加人了一个中间层,结构模式为:客户端+网络服务器/应用服务器+基础数据库。

结合城市小区资料的特点和系统的功能要求,系统的体系结构设计如图1。系统采用的是Browse/ServerClient/Server相互结合的网络结构模式。一方面,为了减轻客户端在安装、维护等方面的压力,系统提供了分布式B/S模式。另一方面,为了使用户与系统有更好的交互性,系统同时提供了C/S模式,与B/S模式相比,其可以提高空间数据的存储效率,加强对图形数据的管理能力。这种设计充分结合了C/S模式和B/S模式各自的优点,较好的实现了系统的各个功能。

在基于Arc IMS开发的城市小区信息发布系统中,三个单元的作用及工作流程设计简述如下:

1基础数据库服务器:基础数据库服务器是系统设计的基础部分,包括SHAPE类数据文件和SQL Server基础数据两部分。

2空间服务器:空间服务器是系统的核心部分,担负着信息、数据的传输和交流。本系统选择Windows 2000 server,空间服务器选择IIS 6.0(Microsoft Internet Information Server),同选用ArcIMS中自带的ServletExec技术作为应用程序服务引擎。

3客户端:Arc IMS提供了四种客户端浏览器或模板,本系统采用的客户端浏览器为HTML Viewer主要考虑到HTML Viewer不需要要素数据流和数据集成,即其对网络传输性能要求不高,但可以通过HTMLJavaScript语言或修改JavaScript代码等对HTML Viewer进行定制。

4城市小区信息发布系统的实现

基于以设计模型,城市小区信息发布系统实施方案如下。

4.1城市小区信息数据库的建立

首先对城市小区的相关信息,按照系统要求分成八个子系统进行矢量化,每一个子系统又分为若干个部分,主要包括房屋道路、给排水、供电、天然气供气、有线通信、物业管理、供热和安全消防等系统。利用ArcMAP将资料按点、线、面分类矢量化整理到不同的子系统中去。同时建立城市小区信息数据库,从而对海量的基础数据进行有效组织、管理,使之符合统一的规范和标准,便于空间数据的查询、发布及应用。

4.2空间数据管理

Arc SDE(Spatial Database Engine)是美国ESRI公司创建的先进的空间数据库管理器,Arc SDE利用客户/服务器计算模式和关系数据库管理等优点来管理海量的地理数据。

在本系统中,利用Arc SDE为空间数据管理和应用建立桥梁。一方面,Arc SDE通过灵活、高效的空间分析查询,在网络向客户端传送数据,并把查询分析功能嵌入到各种实际的应用程序中,可以同时满足成百上千的应用需求;另一方面,从空间数据管理的角度看,ARC SDE可看成一个连续的空间数据模型,借助这一模型,可将空间数据加入到关系数据库管理系统(RDBMS)中去(如图2),从而实现了空间数据的存储、查询与管理。

4.3基于Arc IMS的城市小区信息系统的建立

城市小区信息系统空间服务器的建立和管理主要在以上两个部分的配置基础上,利用Arc IMS的管理工具来完成的,具体步骤为:

1制作AXL文件,利用地图数据组织工具——Author提供对矢量数据(Shape格式)和栅格数据进行数据组织,最后生成AXL文件。

2创建和启动地图服务,AXL文件制作完成后,需要利用Administrator(地图服务管理工具)对其进行读取、使用和管理。

3地图Web站点设计,利用Arc IMSDesigner工具快速定制客户端看到的界面,生成站点,定制网站所包括的功能和制定浏览器。

在系统开发设计中,将客户端、WebGIS服务器、GIS数据库服务器进行分离。通过平衡客户端/服务器间的数据通讯,利用服务器的高性能处理复杂的关键性的应用,清晰地划分了各个部分的功能,简化了客户端的应用运行环境,降低了软件的维护费用,系统总体构造如图3所示,系统分为3级:系统前端是Client/Browser,中间是WebGIS Server,后端是GIS DataBase Server,末端是原始地理数据库,各部分充当了不同的角色,完成不同的任务,同时各部分又通过网络进行通讯,相互响应,保持联系。

Client/Browser位于系统的最前端,是系统与网络用户打交道的门户,具有提交命令、接收结果的功能;WebGIS服务器位于系统的中间,是原型系统的枢纽与核心部分,具有发布HTMLASP网页、调用ASP引擎、执行ASP网页和组件、与 GIS数据库服务器通讯的功能;GIS数据库服务器位于原型系统的后端,它是系统原始地理信息的储备基地,具有管理GIS原始数据、响应用ASP引擎发送的请求、将生成的HTML页面发送到WebGIS服务器的功能。

ASP技术实现的WebGISASP通过后缀名为的文件来实现。一个ASP文件相当于一个可执行文件,因此必须放在WebGIS服务器上有可执行权限的目录下,当浏览器向WebGIS服务器请求调用ASP文件时,就启动了ASPWebGIS服务器响应该HTTP请求,调ASP引擎,解释被申请的文件,当遇到与Active X Script兼容的脚本(VBScriptJavaScript)时,ASP引擎调用相应的脚本引擎进行解释处理。若脚本指令中涉及到对数据库的访问,WebGIS服务器就向GIS数据库服务器发送HTTP请求,这时GIS数据库服务器响应该HTTP请求,通过HTTP与后台地理数据库进行连接,由数据库访问组件ADO(或RDO)实现对数据库的操作,并将执行结果动态生成一个HTML页面返回GIS数据库服务器端,GIS数据库服务器端再将该HTML页面返回到WebGIS服务器端,然后与页面中非脚本的HTML合成一个完整的HTML页面送到客户端浏览器。因而客户端浏览器接收到的是经WebGIS服务器执行以后生成的一个纯粹的HTML文件,可被运行在任何平台上的浏览器所执行。同时由于ASP的脚本程序是在服务器端执行的,通常脚本代码不会被别人窥视,保证了程序代码的安全和知识产权。另外程序执行完毕后,服务器仅仅是将执行的结果返回给客户端浏览器,减轻了网络传输的负担,大大提高了交互的速度。

5结语

通过本系统的开发,我们使城市小区的信息实现了信息化、网络化、人性化,通过ArcIMS实现了网上地图发布和数据查询等功能,解决了城市小区信息的GIS图形化和WebGIS发布问题,提高了城市小区物业管理的水平,为小区居民的生活及日常工作提供了必要的信息支持。

 

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