网络地理信息系统设计与推广范文

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1WebGIS概述及构建

网络地理信息系统（WebGIS）是将互联网技术应用于地理信息系统的一个新领域。在WebGIS中,地理信息系统整体运行在Internet平台上,用户客户端通过Web浏览器中的Web页面作为GIS软件的用户界面,用户客户端通过互联网来实现地理信息数据、空间属性数据查询浏览等地理信息系统的基本功能。网络地理信息系统的核心就是在传统的地理信息系统中嵌入互联网的相关网络协议,系统开发时严格遵循这些协议,并以互联网作为传输媒介,对传统GIS系统的功能进行了扩展。由于Web技术是众多互联网技术的一种,所以WebGIS也可以说是网络地理信息系统中的一种具体体现形式。MapXtremeforJava是MapInfo公司开发推出的一款基于互联网技术、符合SunJ2EE规范的纯Java地图管理、平台软件。用户可通过Web浏览器访问服务器,就可以非常方便地使用MapXtreme所支持的地理信息系统的基本功能,如地图的显示、浏览、缩放、查询地图信息点信息、功能地图生成、信息数据分析等。在开发WebGIS应用过程中,开发人员使用MapXtreme能便捷地、更新和维护地图数据和空间属性数据,较好地实现地图应用程序基本功能,比较适合信息量大、访问用户多的地理信息系统。

2系统的分析与设计

基于WebGIS的部队库站地理信息系统是以地理信息系统（GIS）的理论和方法为支持,充分利用计算机网络、Java网络编程的技术优势,实现库站管理的网络化、数字化和可视化,提高库站的管理工作质量、效率和水平。

2.1用户需求分析部队库站网络地理信息系统的建立是为了加快部队信息化建设步伐,提高工作效率,强化信息管理。经过认真地与库站管理部门沟通,系统主要功能除了对地图的基本操作外,还能够对数据库进行操作,必须有效地实现对空间数据（图形数据）和非空间数据（属性数据）这两种不同性质数据的操作、管理和查询。只有两者有效地结合才能使地理信息系统统计与分析的优势得以发挥。所以,系统具体功能需求应包括以下几个方面：（1）电子地图操作功能：包括地图的显示、缩放、漫游、清除、打印和图层控制等功能。同时还要实现地图两点之间（或多点折线）距离的测量功能和鹰眼模式下地图的随动显示。（2）库站信息查询功能：包括对库站位置、数量、类型、库容信息的查询,以及库站中存放油料种类、数量情况的查询,以及库站周边兴趣点的查询,包括：地方加油站、医院等。（3）路径查询功能：车辆到达满足条件库站最优路径的查询,包括绕行和不绕行两种方案。（4）系统帮助功能：为使用者提供相关帮助文件,便于使用者正确使用系统并能进行初步系统维护。

2.2数据库需求分析对数据库的设计要充分满足系统自身结构特点以及库站信息数据的特点。系统中需要维护管理的库站基础数据具有数据量大、数据类型多、数据层次多的特点,所以设计系统数据库必须从数据库的访问效率、灵活性、可扩充性等角度出发。因此,系统数据库设计需要满足以下几方面的要求：（1）数据库的存储应按照系统结构进行分层,为确保数据访问的安全性和高效率性,涉及库站信息到与其他部分的数据共享,应通过远程数据库进行数据交换来实现。（2）由于本系统的库站基础数据量大而且数据类型多,考虑以关系型数据库来管理系统属性数据。（3）按照库站管理基础信息的技术特征,将本系统中使用的平面电子地图分为若干个图层。在对属性数据的组织上,对每一图层设计一张与之对应的数据表,存储与该图层相关的空间属性信息。

2.3系统总体设计系统建设一切从实战角度出发,利用先进的互联网和GIS技术,开发出友好的人机交互界面,便于用户在互联网上随时随地浏览使用。系统功能的操作尽可能简单,简化操作步骤,避免人为错误的发生。数据库要便于使用、管理,各种数据能够实时更新,能够实现远程维护,同时充分考虑各种数据维护的过程,尽量简化维护过程,确保数据安全可靠。2.3.1表示层设计这里主要对应MVC中的模型（View）层设计,主要运用Ajax技术和JSP动态网页技术,把用户的输入操作,形成命令字符串,以用户Servlet的URL构造URL类向WEB服务器Servlet发出请求,传递用户客户端的地图信息应用请求（如：地图的缩放、漫游、打印等）。2.3.2业务逻辑层设计这里主要对应MVC中的模型（Model）层设计,主要是查询功能的实现,主要有以下几个部分：库站基本信息查询,库站周边信息查询的实现。2.3.3业务控制层设计系统中,控制（Controller）层是视图层与模型层之间进行信息交互的重要媒介,是实现J2EE与WebGIS协调工作的关键部分。系统通过协调不同的中间件来控制处理页面请求,并根据不同请求来触发模型层的不同状态,继而将这种状态传递给视图层以使其同步更新。这种实现方式主要以通过对各种配置文件的设置来自动实现维护。

2.4系统功能设计库站网络地理信息系统是将库站部署分布图与库站相关信息结合在一起,加以空间分析功能,在可视环境下解决与库站分布等有关信息的查询功能等。根据需求分析中各工作层的具体需求,将系统功能结构划分。2.4.1图层操作功能模块包括①图层显示：包括地图的显示、缩放、浏览、复位、测距、打印控制、地物对象的操作和查询相关信息等；②图层控制：包括地图图层的分层显示、叠加和关闭,便于用户根据对目标信息快速查询。例如,当部队需要查寻驻防区域内的所有的库站的部署情况和地理位置时,可以通过关闭其他驻防地区和与库站部署无关的各个图层的显示,使查询的结果更加清晰明了。2.4.2信息查询功能模块包括①库站信息查询：可以通过选择地图上某一库站,来查询相关属性信息（空间信息查找属性信息）,也可以利用库站属性表中的相关属性信息对地图上的库站进行筛选查询（属性信息查找空间信息）；②兴趣点查询：根据需要对地图上的兴趣点（如：医院、学校、厂矿等）进行查询；③最短路径查询：根据车辆目前所在位置,查询目的库站所在位置点,并根据不同路面情况计算出最短路径以供指挥员决策使用；④自定义查询：通过在预设的数据库查询字段,使用SQL条件表达式的形式输入相关查询条件的查询出相关的数据。2.4.3空间分析功能模块利用VML技术实现在该图层上画线,同时还利用DOM技术来实现将多余的线刷新掉,然后再将得到的各个线段累加,并得到其总的像素点数,然后运用Ajax技术将像素点的长度传到服务器端,经过服务器端的处理后,再将处理后得到的实际距离返回到用户客户端浏览器上。

3主要系统功能实现

3.1地图基本操作由于系统结构采用的是B/S结构,用户在浏览器端获取的是系统生成的JPG（或GIF）格式的图片,所以用户在实现显示、浏览、缩放等地图基本操作时,所产生的鼠标点击、拖拽等动作,必须通过从浏览器端鼠标坐标到服务器端地理信息系统中矢量地图体系坐标的等一系列坐标映射过程。

3.2地图测距本系统所实现的测距,是运用Ajax技术和VML技术来实现的。首先在浏览器上显示地图的上建立一个透明图层,利用VML技术实现在该层上画线,同时还利用DOM技术来实现将多余的线段刷新掉,然后再将得到的各个线段累加,并得到其总的像素点,然后运用Ajax技术将像素点的长度传到服务器端,经过服务器端的处理后,再将处理后得到的实际距离返回到客户端浏览器上,这样就可以实现测距功能,实现效果。

3.3鹰眼功能鹰眼功能便于用户快速确定当前地图位置在整个地图中的位置,从而实现地图的快速浏览和定位。实现鹰眼功能的关键在于当用户通过浏览器在地图上进行浏览、缩放等操作时,能及时地反映在弹出的鹰眼地图窗口中,而用户在鹰眼地图上进行的相应操作也能够反映在地图上。功能实现过程：在浏览器中设置一个Applet容器来一同存放鹰眼地图窗口和主地图窗口的MapJ地图对象,通过对这两个地图对象的控制实现鹰眼地图和主地图的联动功能。由于在鹰眼模式下,地图中没有使用固定视野的方式,所以需要重新初始化一个MapJ对象myMap来获取对视野的控制。

4小结

本文通过对WebGIS原理和特点的分析,结合库站地理信息系统的功能需求,利用Java编程语言的网络技术优势进行了基于WebGIS的系统设计和开发,实现了对空间地理信息数据的组织与管理,解决了地图数据、存取、查询和可视化等技术问题。系统整体构架、结构清晰,数据传输方案合理,用户交互操作便捷,数据处理高效,总体方案对此类系统的研发具有一定的实用性和推广价值。（本文来自于《河南科技学院学报》杂志。《河南科技学院学报》杂志简介详见.）

作者：孔德川单位：河南科技学院