基于Internet 的水利工程地理信息系统开发

2013-07-09 14:16:32　来源: 测绘论坛　作者：刘鹏，冯学兵，杨小立

摘　要:通过对地图矢量化后得到的水利工程空间数据分析,提出了基于组件MapXtreme 用VBScript 和JavaApplet 实现水利工程地理信息的网上发布技术. 该技术对智能化水利工程信息系统的研究与开发有参考价值.
关键词:地理信息系统; Internet ;水利工程

　　地理信息系统GIS ( Geographic Information Sys2tem) 是20 世纪60 年代中期兴起的一门交叉边缘学科. 它利用计算机建立地理数据库,将空间地理分布状况及所具有的属性进行数字存储,建立数据管理系统,同时开发各种分析和处理功能,以便快速获取信息,并将处理结果以地图、图形及数据的形式表示出来. 随着Internet 技术的不断发展和对地理信息系统的需求,把GIS 与网络技术相融合,利用Internet技术在Web 上发布空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能,建立网络化的地理空间集成平台,成为GIS 的一个发展方向.
将地理信息系统应用到水利工程管理中,则可加速水利工程数据管理的科学化、信息化进程,有效化解落后的管理手段和水利工程数据海量增长之间的矛盾. 与传统的基于桌面或局域网的GIS 相比,WebGIS 具有访问范围更广泛,平台独立,系统成本低,操作简单,计算负载平衡高效等优点. 本文对互联网水利工程地理信息系统的开发进行探讨.
1 　水利工程WebGIS 的总体设计
1. 1 　WebGIS 实现方法
WebGIS 实现的主要实用技术方法有通用网关接口法CGI(Common Gateway Interface ) 、浏览器插件法(Plug in) 、Java 编程语言、ActiveX和部件对象模型COM(Component Object Model) 等.
CGI 是Web 服务器调用外部程序的接口,通过CGI ,Web 服务器能完成一些本身力所不可及的工作. 外部应用程序通过CGI 与Web 服务器建立关联,对客户端的操作做出响应. 由于GIS 软件最初设计时,数据结构和模型均未考虑到应用Internet ,所以这种连接有缺陷,如客户端图形的放大、缩小等均很难实现.
浏览器插件是指能够同浏览器交换信息的软件. 第三方软件开发商开发插件以使浏览器支持其特定格式的数据文件. 利用浏览器插件,将一部分服务器的功能转移到客户端,而对于WebGIS 而言,插件处理和传输的是矢量格式空间数据,其数据量较小,这样加快了用户操作的反应速度,减少了网络流量和服务器负载. 但计算集中于客户端(称为“胖客户端”) .
Java 是一种面向对象的计算机语言,支持对象的封装、多态性和继承. 由于使用虚拟机技术(JVM) ,Java 在目标代码级实现了平台无关性. Java支持互联网模式,并支持互联网的数据分布和操作分布. 对于前者,Java 提供了一个URL (Universal Re2source Locator) 的对象,利用这个对象可以分布式地访问具有URL 的数据对象;对于后者,Java 通过Ap2plet 下载到客户端实现应用,即由全部在服务器上的运行变为部分在其上运行,另一部分在客户端运行.
利用微软公司的构件对象模型COM 及其网络相关技术ActiveX ,将一个巨大的GIS 软件系统分解成相对独立的构件. 这些构件通过构件技术和OLE(对象链接嵌入) 、SDE(空间数据引擎) 等实现We2bGIS. 此技术的优点是执行速度快,此外ActiveX 控件可以用多种语言实现,软件开发效率高,所以系统采用ActiveX控件开发[1 ] .
1. 2 　系统开发平台MapXtreme
　　ActiveX产品的代表有ESRI 的MapObjects Inter2net Server 和MapInfo 的MapXtreme.MapXtreme 是一个典型的基于服务器端的应用系统,它以MapX 为引擎,可利用编程平台所提供的数据库也可利用自身提供的ODBC 接口,进行数据的智能绑定,在客户端安装并可在授权范围内进行分发信息. 工作方式如图1 所示.
1. 3 　开发语言VBScript ,ASP ,Java Applet
MapXtreme 的开发语言为脚本语言VBScript ,开发环境为Microsoft 公司的Visual InterDev ,而脚本语言的编写需要ASP(服务器端脚本编写环境) .ASP 是一种开放式的非编译应用环境,能够组合HTML ,Scripts 和可重用的ActiveX 服务器组件来建立动态的、强大的、基于Web 的商业应用. ASP 支持基于IIS( Internet Information Server) 上的服务器脚本并完全支持VBScript 和Jscript .
基于HTML 和ASP 的页面主要通过HTML 的表单元素( Form) 与用户交互,界面简单,但交互性较差. 为此,引入Java Applet ,改进用户和页面之间的交互性、动态性,使用户的操作更加方便.
Java Applet 是一种用语言创建的被连入到W
eb页中的用来产生特殊页面效果的程序. 当读者访问某个连入的Web 页时,浏览器将该Java Applet 从网络上下载到本地计算机中,并启动执行. 2 　空间数据处理
获取空间数据是地理信息系统建设首先要进行的工作,而扫描矢量化是当前使用普遍的空间信息录入方式. 采集数据后,对每类地理要素分层进行处理. 常见的地图扫描处理的过程如图2 所示.
3 　水利工程WebGIS 实现[3 ]
3. 1 　系统代码开发
在Windows NT 2000 Server 服务器上安装MapX2treme , 设置IIS 确保正常安全的发布,编写调试VB2
Script ,Java Applet 程序.部分程序如下:
< = VBScript % >
< % Option Explicit % >
< ! - - # INCLUDE FILE =″. . lib miConst . asp″- - >
< %
’Caption above the set of radio buttons :
Const c-ClickOnTheMapTo = ″点击命令:″
% >
. . . . . .
< %
If Request .Querystring(″goto″) . Count > 0 Then
　　If Request . Querystring (″goto″) = ″mapsettings″ Then
　　Response. Redirect ″MapSettings. asp″
　　Else Response. Redirect ″LayerControl . asp″
　　End If
End If
% >
. . . . . .
程序中的< % , % > 符号是标准的定界符,所有的ASP 命令必须包含在< % , % > 之内;“@LAN2GUAGE = VBScript”用于将VBScript 设为本页的主脚本语言;“Option Explicit”用于Script 级强制要求显式声明该Script 中的所有变量; < ! - - # IN2CLUDE FILE =″. . lib miConst . asp″- - > 指将位于”虚拟目录/ lib 下的miConst . asp 文件的内容插入.asp 文件中;“Caption above the set of radio button”用于包含程序中的解释性注释,作用和“Rem”关键字一样;“Const c-ClickOnTheMapTo = ″点击命令″”.“用于给常量“c-ClickOnTheMapTo”赋值为“点击命令”“If Request.Querystring (″goto″) . Count > 0 Then”是典型的判断语句, “Request”是ASP 的5 个内置对象之一,“Querystring”是“Request”对象的方法,″goto″是页面变量,其基本格式为Request . QueryString (variable) [ (in2dex) | . Count ]
3. 2 　系统功能
1. 地理信息查询、浏览、编辑功能. ①录入了1 :500 000水利工程图,数据采集按各专题要求,对每类地理要素分层进行处理,共采集24 个基本图层; ②用户浏览时可任选全部或其中若干图层显示,并可根据需要任意放大、缩小、漫游; ③用户选中图上某地理对象时,系统根据地理编码可自动与该对象有关的数据库连接,提取、显示相关描述信息; ④系统提供了动态地图编辑功能,可更新、增删相关地理要素.
2. 数据库管理功能. 通过树形组合框迅速检索到各专题的各级要素,系统同步从连接的相关数据库中显示相关信息. 显示方式采用模拟手工报表和记录浏览2 种方式.
3. 打印功能. 系统的各功能模块均以菜单、工具条、图标、功能区实体激活该目标,以用户要求的方式显示,所选取的任一目标,均可实现打印输出.
4. 便于维护更新. 用户若要维护子系统,可按照维护向导很方便地登录,选择专题,填表,增加、删除资料等. 更新后的资料在系统中立即生成,供各专题子系统使用.

4 　结　语
建立在基于ActiveX标准的WebGIS 平台的互联网水利工程地理信息管理系统,既能充分发挥地理信息系统的功能,又可大大减低投资成本,充分体现了“胖服务器、瘦客户端”的以人为本的宗旨. 系统具有水利信息实时分析功能,同时能通过Internet 网络为众多的用户服务. 水利工程WebGIS 为GIS 在水利领域中的应用,将获得更进一步的发展

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