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摘要:WebGIS技术的成熟发展及广泛应用为交通旅游信息化提供了很好的技术支持。通过论述如何运用ARCIMS作为网络地图发布平台,结合JavaScript脚本语言,建立一个基于WebGIS的安阳市交通旅游系统,以实现交通旅游信息资源的共享,为城市交通和旅游发展提供强有力的信息支持。
关键词:WebGIS;ArcIMS;HTML;Viewer;JavaScript
中图分类号:F592文献标志码:A文章编号:1673-291X(2009)23-0066-03
1引言
地理信息系统(Geographic Information System,即GIS)是介于信息科学、计算机科学、现代地理、测绘学、遥感学、空间科学、环境科学和管理科学之间的一门新兴的边缘科学。WebGIS是基于Internet平台,客户端应用软件采用WWW协议运行在万维网上的地理信息系统,是GIS与国际互联网的有机结合,是GIS在广域网环境下的一种应用,最终目标是实现空间信息的网络化[1]。
随着人们生活水平的提高,旅游业相应地得到迅速的发展,已成为世界上最大的产业,旅游业在我国也已成为第三产业的支柱。而与旅游产业相关的交通信息也在旅游产业火爆发展的过程中扮演着及其重要的角色,普通的交通旅游地图已远不能满足游客多层次的信息服务需要,所以,建立交通旅游WEB信息系统的必要性日趋明显。本系统采用了ArcIMS作为WebGIS系统的开发平台,用户只需使用浏览器即可浏览安阳市电子地图、查看各旅游景点的详细介绍、对旅游电子地图进行商场、酒店、旅游景点、银行网点等实用信息的查询等。
2WebGIS实现原理
WebGIS的实现要靠服务器端和客户端的共同协助来完成,目前服务器端和客户端都有多种实现模式,如图1,每种实现模式都有或多或少某些问题,在实际应用中要根据实际需要选择相应的实现模式。
1.实现地理信息在网上浏览的主要问题在于,目前浏览器本身不支持矢量图形,而GIS离不开图形,故要实现WebGIS 就需要提供一种方法,使浏览器能支持矢量图形。WebGIS的实现策略包括服务器端策略、客户端策略两个方面[2]。
服务器端策略,网络用户端只是发出请求和浏览结果,所有的GIS 操作都交由GIS服务器一端处理,并由服务器一端将计算结果以 WWW 可以识别的格式传送到客户端。实现技术包括CGI、Server API、 Servlet等,当前瘦客户模式的WebGIS应用主要就是采用这些技术。客户端策略,部分简单的 GIS 操作也在网络用户端完成。实现技术主要有Java Applet、ActiveX和Plug-in,当前这些技术主要用于实现客户模式的WebGIS应用。
本次系统使用的ArcIMS平台软件,实现模式可以使用服务器端和客户端两种策略,服务器端属于Servler实现技术,客户端属于Java Applet实现技术。安阳市交通旅游系统使用的是基于服务器端策略的Servlet技术。
3开发软件ArcIMS
ArcIMS是美国ESRI 公司推出的基于互联网进行空间信息展示、分析处理、分发共享的支持跨平台应用的GIS 产品。它被广泛地用于向大量的网络用户发布网络GIS地图、数据和元数据。ArcIMS支持多种模式开发,客户端策略需要自动下载Java Applet控件,网络传输的是矢量数据流。服务器端策略网络传输的图形格式为JPEG/GIF(栅格图)、png等。
ArcIMS是一个多层的体系结构,它是运行在一个分布式的环境中,由许多软硬件组合而成的复杂体系。各个不同层之间通过ArcXML进行通信[3]。ESRI公司把它按照MVC模型划分为3层,如图2:
表现层主要是指ArcIMS浏览器。事务逻辑层由Web服务器、ArcIMS应用服务器和ArcIMS应用服务器连接器组成。数据存储层是指ArcIMS空间服务器和数据源。
ArcIMS 支持HTML Viewer 和Java Viewer。在ArcIMS 软件包中包含三种Viewers:HTML Viewer、可定制的Java Viewer和标准的Java Viewer。其中HTML Viewer主要用于瘦客户模式,是本次开发使用的客户端方式。
HTML Viewer 由HTML、DHTML 和javascript 实现。在HTMLViewer 里同时只能支持一个影像服务地图。当客户端使用图形工具后,HTML Viewer 生成一个请求并通过Servlet Connector将请求发送到ArcIMS 的空间服务器端。当响应返回时,客户端解析响应结果并完成显示操作。与HTML Viewer 相比,Java Viewer 属于胖客户端,可以同时支Image 和Feature MapService。它支持矢量数据流和更丰富的客户端的功能,并且多个地图服务的数据可以与本地数据一起显示在一个Java Viewer 里。
4ArcIMS内部通讯语言ArcXML简介
ArcXML是ArcIMS 版本的扩展标记语言(XML)。ArcXML 文件的结构与HTML页面类似,但HTML 主要用于描述页面整体布局和显示结构,而ArcXML 更注重结构化的描述内容。它的主要功能是设置地图服务内容,并且在客户、中间层和服务器之间处理请求和应答。实际上,ArcIMS 站点各部分之间的通讯都是通过ArcXML 格式进行的[4]。
ArcXML的标记和属性用于描述下列结构:
(1)地图服务(MapService)的配置文件。这些文件描述地图如何显示,包括图层清单及图层的显示符号等内容。
(2)请求。请求可以在一个已经存在的地图服务配置文件上设置一个过滤器,指定地图上的哪一部分及相关的数据将会被处理。
(3)应答。应答向客户端返回信息。
(4)ArcXML 设置地图服务内容,并且在客户、中间层和服务器之间处理请求和应答。
5安阳市交通旅游WebGIS系统实现
5.1系统功能
安阳市交通旅游WebGIS系统的主要功能如图3:
普通地图工具主要提供了放大、缩小、全图、上一视图、漫游、距离量算、清除等工具。普通查询工具主要包括点图查询、矩形查询、多边形查询、SQL查询和属性查询。空间分析工具主要是缓冲区分析和周边查询。旅游交通专题查询主要涉及安阳市旅游等方面的相关信息的查询显示,包括市区餐饮店、宾馆、商场、银行、医院、旅游景点、市政机关、加油站、以及市区的招聘信息、房产信息等。系统的界面如图4所示,缓冲区分析如图5所示,专题信息显示如下页图6所示。
5.2创建WebGIS站点及开发
ArcIMS 管理器包括三个独立的功能部件:Author、Administrator和Designer[5]。Author允许用户定义地图应用的内容,包括添加数据、设置地图属性,产生一个在线地图作为地图服务。地图服务允许地图配置文件的内容在Internet 上发布,并且设置Web 站点的功能框架。Author 输出一个地图配置文件,选择安阳市各个图层创建AXL文件。Administrator 根据Author创建的AXL文件建立地图服务,同时控制台控制Web 地图站点的操作。管理工具允许用户管理地图服务、服务器和文件夹。在ArcIMS中,站点管理的目的是管理IMS 系统的所有部件,支持在Internet 上进行地图发布和实现GIS 功能。根据Author 定义的数据和Administrator创建的地图服务,Designer 生成用户可以浏览的Web 服务,最后创建一个自己命名的WebGIS站点。
上述只是建立了系统的雏形,还需要对界面和功能进行定制和开发,主要使用JavaScript脚本语言进行开发,修改网站文件中的ArcIMSparam.js文件中的JavaScript函数和一系列html网页文件是主要方法,而要想添加功能需要编写相应的JavaScript函数。
六、结语
本文讲述了WebGIS的实现方式和ArcIMS的体系结构,说明了安阳市交通旅游WEBGIS系统功能和实现工作,该系统将为安阳市的市民和广大的游客带来一定的方便,为相关部门的数字化、信息化管理和建设提供了支持。
参考文献:
[1]张正兰,刘耀东,张明.基ArcIMS的WebGIS系统开发[J].河海大学学报:自然科学版,2004,(1):113-116.
[2]马林兵,张新长,伍少坤.WebGIS原理与方法教程[M].北京:科学出版社,2006.
[3]刘南,刘仁义.Web GIS原理及其应用地理信息系统教学丛书[M].北京:科学出版社,2002.
[4]ESRI.2004.ArcIMS 9 ArcXML Programmer’s reference Guide.
[5]ESRI Arc/Info 中国技术咨询与培训中心.2000 AecIMS 初级教程.
关键词:WebGIS;ArcIMS;HTML;Viewer;JavaScript
中图分类号:F592文献标志码:A文章编号:1673-291X(2009)23-0066-03
1引言
地理信息系统(Geographic Information System,即GIS)是介于信息科学、计算机科学、现代地理、测绘学、遥感学、空间科学、环境科学和管理科学之间的一门新兴的边缘科学。WebGIS是基于Internet平台,客户端应用软件采用WWW协议运行在万维网上的地理信息系统,是GIS与国际互联网的有机结合,是GIS在广域网环境下的一种应用,最终目标是实现空间信息的网络化[1]。
随着人们生活水平的提高,旅游业相应地得到迅速的发展,已成为世界上最大的产业,旅游业在我国也已成为第三产业的支柱。而与旅游产业相关的交通信息也在旅游产业火爆发展的过程中扮演着及其重要的角色,普通的交通旅游地图已远不能满足游客多层次的信息服务需要,所以,建立交通旅游WEB信息系统的必要性日趋明显。本系统采用了ArcIMS作为WebGIS系统的开发平台,用户只需使用浏览器即可浏览安阳市电子地图、查看各旅游景点的详细介绍、对旅游电子地图进行商场、酒店、旅游景点、银行网点等实用信息的查询等。
2WebGIS实现原理
WebGIS的实现要靠服务器端和客户端的共同协助来完成,目前服务器端和客户端都有多种实现模式,如图1,每种实现模式都有或多或少某些问题,在实际应用中要根据实际需要选择相应的实现模式。
1.实现地理信息在网上浏览的主要问题在于,目前浏览器本身不支持矢量图形,而GIS离不开图形,故要实现WebGIS 就需要提供一种方法,使浏览器能支持矢量图形。WebGIS的实现策略包括服务器端策略、客户端策略两个方面[2]。
服务器端策略,网络用户端只是发出请求和浏览结果,所有的GIS 操作都交由GIS服务器一端处理,并由服务器一端将计算结果以 WWW 可以识别的格式传送到客户端。实现技术包括CGI、Server API、 Servlet等,当前瘦客户模式的WebGIS应用主要就是采用这些技术。客户端策略,部分简单的 GIS 操作也在网络用户端完成。实现技术主要有Java Applet、ActiveX和Plug-in,当前这些技术主要用于实现客户模式的WebGIS应用。
本次系统使用的ArcIMS平台软件,实现模式可以使用服务器端和客户端两种策略,服务器端属于Servler实现技术,客户端属于Java Applet实现技术。安阳市交通旅游系统使用的是基于服务器端策略的Servlet技术。
3开发软件ArcIMS
ArcIMS是美国ESRI 公司推出的基于互联网进行空间信息展示、分析处理、分发共享的支持跨平台应用的GIS 产品。它被广泛地用于向大量的网络用户发布网络GIS地图、数据和元数据。ArcIMS支持多种模式开发,客户端策略需要自动下载Java Applet控件,网络传输的是矢量数据流。服务器端策略网络传输的图形格式为JPEG/GIF(栅格图)、png等。
ArcIMS是一个多层的体系结构,它是运行在一个分布式的环境中,由许多软硬件组合而成的复杂体系。各个不同层之间通过ArcXML进行通信[3]。ESRI公司把它按照MVC模型划分为3层,如图2:
表现层主要是指ArcIMS浏览器。事务逻辑层由Web服务器、ArcIMS应用服务器和ArcIMS应用服务器连接器组成。数据存储层是指ArcIMS空间服务器和数据源。
ArcIMS 支持HTML Viewer 和Java Viewer。在ArcIMS 软件包中包含三种Viewers:HTML Viewer、可定制的Java Viewer和标准的Java Viewer。其中HTML Viewer主要用于瘦客户模式,是本次开发使用的客户端方式。
HTML Viewer 由HTML、DHTML 和javascript 实现。在HTMLViewer 里同时只能支持一个影像服务地图。当客户端使用图形工具后,HTML Viewer 生成一个请求并通过Servlet Connector将请求发送到ArcIMS 的空间服务器端。当响应返回时,客户端解析响应结果并完成显示操作。与HTML Viewer 相比,Java Viewer 属于胖客户端,可以同时支Image 和Feature MapService。它支持矢量数据流和更丰富的客户端的功能,并且多个地图服务的数据可以与本地数据一起显示在一个Java Viewer 里。
4ArcIMS内部通讯语言ArcXML简介
ArcXML是ArcIMS 版本的扩展标记语言(XML)。ArcXML 文件的结构与HTML页面类似,但HTML 主要用于描述页面整体布局和显示结构,而ArcXML 更注重结构化的描述内容。它的主要功能是设置地图服务内容,并且在客户、中间层和服务器之间处理请求和应答。实际上,ArcIMS 站点各部分之间的通讯都是通过ArcXML 格式进行的[4]。
ArcXML的标记和属性用于描述下列结构:
(1)地图服务(MapService)的配置文件。这些文件描述地图如何显示,包括图层清单及图层的显示符号等内容。
(2)请求。请求可以在一个已经存在的地图服务配置文件上设置一个过滤器,指定地图上的哪一部分及相关的数据将会被处理。
(3)应答。应答向客户端返回信息。
(4)ArcXML 设置地图服务内容,并且在客户、中间层和服务器之间处理请求和应答。
5安阳市交通旅游WebGIS系统实现
5.1系统功能
安阳市交通旅游WebGIS系统的主要功能如图3:
普通地图工具主要提供了放大、缩小、全图、上一视图、漫游、距离量算、清除等工具。普通查询工具主要包括点图查询、矩形查询、多边形查询、SQL查询和属性查询。空间分析工具主要是缓冲区分析和周边查询。旅游交通专题查询主要涉及安阳市旅游等方面的相关信息的查询显示,包括市区餐饮店、宾馆、商场、银行、医院、旅游景点、市政机关、加油站、以及市区的招聘信息、房产信息等。系统的界面如图4所示,缓冲区分析如图5所示,专题信息显示如下页图6所示。
5.2创建WebGIS站点及开发
ArcIMS 管理器包括三个独立的功能部件:Author、Administrator和Designer[5]。Author允许用户定义地图应用的内容,包括添加数据、设置地图属性,产生一个在线地图作为地图服务。地图服务允许地图配置文件的内容在Internet 上发布,并且设置Web 站点的功能框架。Author 输出一个地图配置文件,选择安阳市各个图层创建AXL文件。Administrator 根据Author创建的AXL文件建立地图服务,同时控制台控制Web 地图站点的操作。管理工具允许用户管理地图服务、服务器和文件夹。在ArcIMS中,站点管理的目的是管理IMS 系统的所有部件,支持在Internet 上进行地图发布和实现GIS 功能。根据Author 定义的数据和Administrator创建的地图服务,Designer 生成用户可以浏览的Web 服务,最后创建一个自己命名的WebGIS站点。
上述只是建立了系统的雏形,还需要对界面和功能进行定制和开发,主要使用JavaScript脚本语言进行开发,修改网站文件中的ArcIMSparam.js文件中的JavaScript函数和一系列html网页文件是主要方法,而要想添加功能需要编写相应的JavaScript函数。
六、结语
本文讲述了WebGIS的实现方式和ArcIMS的体系结构,说明了安阳市交通旅游WEBGIS系统功能和实现工作,该系统将为安阳市的市民和广大的游客带来一定的方便,为相关部门的数字化、信息化管理和建设提供了支持。
参考文献:
[1]张正兰,刘耀东,张明.基ArcIMS的WebGIS系统开发[J].河海大学学报:自然科学版,2004,(1):113-116.
[2]马林兵,张新长,伍少坤.WebGIS原理与方法教程[M].北京:科学出版社,2006.
[3]刘南,刘仁义.Web GIS原理及其应用地理信息系统教学丛书[M].北京:科学出版社,2002.
[4]ESRI.2004.ArcIMS 9 ArcXML Programmer’s reference Guide.
[5]ESRI Arc/Info 中国技术咨询与培训中心.2000 AecIMS 初级教程.