基于WebGIS的公路料场信息管理系统的设计与实现

2013-07-09 21:37:37　来源: 测绘论坛　作者：

1 前言
作为公路管理部门重要生产施工基地的料场，是公路养护建设的重要组成部分。公路工程施工中，需要大量的材料供应。而目前集料的供应往往由施工单位就近从一些小的料场供应，这些小料场设备大多落后，质量控制不严格，人为因素影响较大，使得集料管理比较混乱，占用不少耕地面积，增加了环境的污染。
在以往公路料场管理的工作中，湖南省公路部门积累了大量的公路料场数据，但通常是以电子文档、图形数据的形式分散的存储。这种管理方式存在检索效率低、无法实施各部门之间的信息共享、数据更新繁琐等缺点。因此，如何及时、精确、可靠、实时地从大量数据中提取信息，为决策部门提供高水平的决策支持服务，并实现料场网络信息的共享与发布，成为现阶段料场信息管理方面最为迫切的问题。目前国外在水资源保护、规划、土地信息管理、交通系统、防洪减灾等工程领域广泛采用了先进的地理信息系统技术，而如何将目前湖南省公路部门的大量料场数据与国外先进的GIS软件系统相结合，构建适合公路料场管理的信息平台，是当前公路部门一项重要的研究内容。
2公路料场WebGIS信息系统功能需求
本系统应用WebGIS技术，将湖南省各地公路料场信息实现网络发布，为公众和交通机构及时了解各公路料场的材料提供服务，并在一定的权限范围内实现各级交通机构的数据网络上报、管理等功能，同时将上报数据实时更新和入库。其功能总体框架如图2所示。

2.1 系统用户管理设计
根据初级用户、中级用户、高级用户和系统管理员进行相应的权限设置，不同权限的用户对数据有不同的操作权限，通过用户权限设置保障系统安全。
2.2 数据输入输出
系统的输入与输出的主要图形数据包括普通图层、市界区域图层、道路图层和料场分布图层等。此外，系统也可以处理有关地图的下载以及图形数据的导出等。
2.3 料场管理功能设计
具有料场新建子功能，在地图上增加一个点图元表示料场的位置，然后输入相应的其他属性信息保存。当料场废弃不用时，在数据库中设置相应的标记表示料场废弃。具有料场信息查询子功能，实现属性数据和图形数据的互查。根据查询方式的不同，可以分为两种不同的方式： ①基于空间关系特征的查询，可以通过点选或选取某区域，在查询情况列表中会列出该区域内查询到的具体料场点的属性信息，另外可以通过空间距离查询料场，点选某一条道路，查询到离这条道路某一距离内的料场，并可修改料场相应的属性信息；②基于属性特征的查询，可以通过输入查询列表中的料场属性信息，查询到相应料场分布图上的料场点并高亮显示。
2.4 道路管理功能设计
具有新增道路子功能，在地图上绘出道路的位置，并设置相应的属性。当道路废弃时作一标记表示图元删除。具有道路信息查询子功能，点选道路图元，可以查询到它的相应属性信息；输入道路的名字，可以查询得到图元空间位置并高亮显示；输入道路的一些属性信息，查询得到符合条件的道路。修改道路的属性信息。
2.5 数据统计与专题图统计
数据库管理人员可以实现料场数据统计分析功能，可对评价区域内的公路分布和料场的规模、材质、价格、分布、数量等进行统计分析，并实现统计数据的动态更新。另外可以根据选取一定区域内的料场属性数据，对其时间序列的料场变化进行表格或柱图(或饼图)等专题形式表达。
2.6 基本GIS功能
具有地图基本操作的功能，如地图编辑、地图缩放、地图漫游、点选、框选、圆选、多边形选择、全图显示、地图刷新、地图量算等；具有地图管理及图层管理功能，如地图的比例尺设置、地图图层设置、地图风格设置、地图输出图形设置等。
2.7 空间分析功能
路径分析，料场到指定公路站点最短、最佳距离。在最短路径分析时，在数据库中保存料场的地理坐标，道路和道路之间的交叉路口作为点实体也读取坐标，读取用户的地理坐标。将这些点坐标进行距离量算，输出结果，通过界面程序的筛选找出最短路径。
3基于SuperMap IS.NET的公路料场WebGIS信息系统设计
3.1 技术平台分析
本系统选用SuperMap为GIS开发平台，SuperMap IS.NET是一个Web GIS开发平台软件，它基于Web Services和.NET技术构建，设计了全新的面向服务的技术体系结构，提供可伸缩、多种层次的Web GIS解决方案，全面满足网络GIS应用系统建设的需要。
本系统研究以C#语言为开发工具，C#是一种现代的面向对象语言。它可以快速便捷地创建基于Microsoft .NET平台的解决方案。结合AJAX组件开发，用户可以创建接近本地桌面应用的直接、高可用、更丰富、更动态的Web用户界面。
以SQL Server 2000管理数据库，考虑本系统数据量的问题，采用SQL Server 2000为数据库平台。
3.2 系统结构设计
SuperMap IS.NET采用三层体系架构，即在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”。结构模式为：客户端+WebGIS服务器/应用服务器+数据库。按照公路料场数据的特点及功能需求，整个WebGIS信息系统的体系结构见图1。系统构建在分布式B/S计算环境中，用户通过浏览器获取服务器端的地图服务，在Web Server、GIS Application Server及Database Server之间通过TCP/IP、XML进行通信，实现分布式环境中的地图服务和数据共享

图2 公路料场WebGIS信息系统体系结构
该系统的工作流程如下：
（1）当客户端程序发送请求时，Web服务器响应该请求；
（2）如果该请求涉及GIS服务，Web服务器转而请求SuperMap IS应用服务器，再由SuperMap IS应用服务器响应该请求，转换成SQL语句形式送到数据库服务器；
（3）数据库服务器接受查询请求执行相应操作，产生相应的地理信息结果集返回给服务器；
（4）最后服务器以矢量数据流的方式回传给请求客户端程序。
3.3 系统数据库设计
公路料场数据库设计成图形数据库和属性数据库。它既要存储、管理属性数据，又要存储、管理图形数据。
3.3.1 图形数据库设计
系统的图形数据主要以湖南省1：25万电子地图为基础地图，图层主要有公路料场分布图、国道图、水系图、村庄图、乡镇机关图、铁路图、高速公路图、路名、大车路、植被、地名等图层(见表1)。
表1  空间数据库内容描述
名称
具体内容

普通图层
反映水系、村庄、大车路、机关、地物名称、注记等辅助信息

市界区域图层
反映不同县市区域的空间分布情况

道路图层
反映国道、铁路、高速公路等交通空间分布情况

料场分布图层
反映公路料场空间分布情况

对于图形数据，系统采用SuperMap来管理，各个图层以图形文件的形式进行存储。
3.3.2 属性数据库设计
系统的属性数据主要有：各县市公路料场表的属性信息(料场名称，位置、生产规模、产品供应价格、地理坐标、开采方式和运输方式等)，用户权限表(见表2). 属性数据采用与空间数据库高度关联的关系式数据库结构设计，与应用图层紧密相连，方便与地理信息相关的查询。
表2  属性数据库内容描述
名称
具体内容

用户表
用户表中包括用户权限，用户籍贯等基本信息

各县市公路料场表
料场名称，位置、生产规模、产品供应价格、地理坐标、开采方式和运输方式等等

地材表
各地的地材统计表

3.3.3图形数据库属性数据库关联
系统采用B/S模式，对地图使用文件形式存储，属性数据访问使用大型数据库形式存储，两者之间对应ID关联：在SuperMap软件中编辑并存储文件，本系统中存储文件名为gllc.sdb，gllc.sdb文件中的SMID字段和数据库中有ID字段，两个字段作为唯一值关联字段。如下关联：

private void SyncDataBaseAndShape() //此函数同步关联数据库与图形文件
{
layer.ReturnFields[0] = "SmID";
layer.ReturnFields[1] = "id";
  ResultSet rs = MapControl1.QueryBySQL(queryparam);
ids += rs.Recordsets[0].Records[i].FieldValues[1];
…
}//查找到图形文件中所有料场ID
string sql = "select id,x,y,name  from gllc_liaochang where isvalid=1 ";//查找在数据库中gllc_liaochang表的料场属性信息
4、系统实现
4.1系统实现主要技术
(1) ASP.NET开发技术；
(2) AJAX异步通信技术，使用C#和AJAX结合设计本系统；
(3) 基于SuperMap IS组件式GIS开发技术；
(4) 面向对象关系型数据库设计技术；
（5）Web页面编写JS技术。
4.2 系统成果展示
有了地图服务，利用SuperMap IS提供的向导，可以通过选择使用地图服务，使用的模板类型以及在客户浏览器上提供的功能，很容易形成HTML页，用户可以直接通过客户端浏览操作已经发布的地图。本系统以湖南省公路料场管理信息系统开发与实现为背景，其主要界面下图所示：

图3系统主界面
5 结束语
本系统基于SuperMapIS.NET软件系统，并结合ASP.NET、C#、AJAX等编程技术实现的公路料场WebGIS信息系统。该系统具有界面友好，功能强大和实用性、专业性强的特点，为湖南省的公路料场信息Web发布提供了应用平台，也为湖南省的公路管理部门的料场信息化管理工作提供了便利，并且在相应的权限授予情况下，具有料场数据的网络上报功能，为公众及时了解湖南省的料场信息提供了有利条件。该系统的开发实现了对湖南省公路料场数据的综合管理，切实改善了省交通厅在全省公路料场信息管理、网络发布工作中的工作效率，提高了为国家决策部门和公众服务的质量和成效。

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