基于Google Maps API的高速公路WebGIS設(shè)計與應(yīng)用

蘇曉蓓，楊銘，張高峰，王志

(許昌市規(guī)劃設(shè)計院，河南 許昌 461000)

1 引言

WebGIS是GIS開發(fā)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的產(chǎn)物，它具有面向?qū)ο?、分布式和互操作等關(guān)鍵特征，是實現(xiàn)GIS互操作的一條最佳解決途徑。但由于構(gòu)建技術(shù)的復(fù)雜性和開發(fā)軟件的高價位，使得開發(fā)一個簡單的WebGIS系統(tǒng)也需要付出高昂的人力、物力和財力代價。而近年來快速發(fā)展的Map API技術(shù)，則讓我們看到了小型化低成本W(wǎng)ebGIS快速普及的新希望。

2 Google Maps API的優(yōu)勢

Google公司公開的Google Maps API(地圖應(yīng)用程序編程接口)，實際上是一組Java script類庫，用戶運用里面的各個類，可以實現(xiàn)網(wǎng)頁內(nèi)容和Google Maps的無縫接合。Google Maps數(shù)據(jù)庫中收納了全球的詳細地圖數(shù)據(jù)，包括主要覆蓋城市的矢量數(shù)據(jù)及其他覆蓋城市的柵格數(shù)據(jù)。其中柵格數(shù)據(jù)是 LANDSAT－7、Quickbird和WorldView－1衛(wèi)星的影像與航拍數(shù)據(jù)的整合。

基于Google Maps API技術(shù)構(gòu)建WebGIS具有以下優(yōu)點:

(1)Google Maps API對授權(quán)用戶是免費開放的，明顯比那些價格從幾萬到幾十萬不等的WebGIS軟件占有優(yōu)勢。

(2)Google Maps API是屬于基于服務(wù)器的應(yīng)用結(jié)構(gòu)(Server－Side)，GIS處理任務(wù)大多集中在Google服務(wù)器端，并且支持用戶在Google Maps API的基礎(chǔ)上開發(fā)自己的函數(shù)，在滿足用戶多樣化需求的同時還降低了用戶很多工作量。

(3)Google Maps提供的地圖數(shù)據(jù)有0.61 m分辨率，且提供十幾級的縮放，其標注精度完全可以普通地理信息系統(tǒng)對地圖的要求。

(4)Google Maps支持每天50000次的免費地圖訪問次數(shù)，能夠滿足小型WebGIS系統(tǒng)使用客戶的正常登錄使用。

3 本文中WebGIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)以Eclipse 6.0作為界面和功能開發(fā)工具，以Java為開發(fā)語言，采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)和發(fā)布信息。在Google Maps上定制的網(wǎng)絡(luò)地圖，可實現(xiàn)放大、縮小、平移、格式轉(zhuǎn)換、電子地圖鷹眼等功能，并以SQL Sever 2000作為后臺數(shù)據(jù)庫，將信息及時發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)地圖上，使客戶端能夠?qū)ζ溥M行快速、實時、無縫的瀏覽與查詢。根據(jù)系統(tǒng)功能、業(yè)務(wù)流程的需求，采用基于J2EE的三層體系結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)信息共享。同時，由于系統(tǒng)面對的是多用戶的應(yīng)用需求，所以采取了基于角色的用戶權(quán)限分配方法和用戶訪問控制策略。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4 地圖定制

在獲取地圖 API密鑰之前，必須先注冊使用Google賬戶申請一個與用戶Google賬戶相關(guān)聯(lián)的API密鑰。

程序正確后上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對應(yīng)目錄，即完成將網(wǎng)絡(luò)地圖定制到自己指定的網(wǎng)絡(luò)空間。將網(wǎng)絡(luò)地圖定制到自己指定的網(wǎng)絡(luò)空間之后，根據(jù)自己的需求分別創(chuàng)建GMap類的實例、添加控制條、設(shè)置顯示模式、設(shè)置中心點經(jīng)緯度和縮放系數(shù)等(Google map網(wǎng)站有詳細使用說明)。以添加事件響應(yīng)為例:

圖2 地圖定制效果圖

圖2即是在Google Map中定制的東經(jīng)113.28°、北緯24.77°附近12 km×12 km地圖，用于顯示廣東省乳源縣境內(nèi)京珠高速公路。

5 WebGIS系統(tǒng)功能設(shè)計

本系統(tǒng)功能分為地圖瀏覽、信息管理、用戶管理和決策支持四大部分，其中地圖瀏覽部分跟Google地圖功能一樣，包括放大、縮小、平移、格式轉(zhuǎn)換、電子地圖鷹眼等功能，在此不做詳細介紹。

5.1 信息管理

信息管理包括信息錄入、信息發(fā)布、信息查詢、信息維護和信息統(tǒng)計。其中信息統(tǒng)計功能模塊的設(shè)計，是在 Java中引用了一個 JFreeChart畫圖控件。(JFreeChart實際上是Java平臺上一個開放的圖表繪制類庫，可生成餅圖、柱狀圖、散點圖、時序圖、甘特圖等多種圖表)。

以某高速公路監(jiān)測站2005年的風力值信息統(tǒng)計為例，統(tǒng)計結(jié)果如圖3所示。

圖3 信息統(tǒng)計演示圖

圖3是將存儲于數(shù)據(jù)庫中的2005年全部風力值，按照月份進行平均后，做出的一個全年風力走勢圖。此功能可以針對SQL Sever2000中的各種高速公路監(jiān)測信息，進行分類信息統(tǒng)計。

5.2 用戶管理

系統(tǒng)權(quán)限管理模塊是基于角色的用戶權(quán)限分配方法和用戶訪問控制策略。用戶授權(quán)的項目包括信息管理權(quán)限中的可選項(信息錄入、更新、查詢、統(tǒng)計分析和預(yù)測)和系統(tǒng)權(quán)限管理中的可選項(添加、查詢、注銷用戶)。

權(quán)限管理模塊用戶表部分代碼:

圖4 用戶管理演示圖

5.3 決策支持

本系統(tǒng)的決策功能主要是指高速公路濃霧預(yù)測。從實時監(jiān)測的高速公路沿線氣象數(shù)據(jù)中，選用大氣溫度、大氣濕度、風速、風向、露點、降水和、路面溫度和大地溫度8個要素作為氣象因子，用前6小時的8個要素的觀測值共48個觀測數(shù)據(jù)作為預(yù)報因子，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法預(yù)報第7個小時時段是否有霧(篇幅限制，具體方法將另寫論文介紹)。系統(tǒng)采用ODBC技術(shù)與數(shù)據(jù)庫連接并調(diào)用預(yù)測結(jié)果，ODBC連接代碼如下:

圖5 決策支持演示圖

5 結(jié)語

本文討論的基于Google Maps API技術(shù)的WebGIS系統(tǒng)構(gòu)建方法，將信息管理和地理場景有機地結(jié)合起來，方便了用戶更形象直觀的查詢信息，同時為用戶提供必要的決策支持。需要強調(diào)的是，高速公路WebGIS的后端地理數(shù)據(jù)接口采用Google Maps API技術(shù)提供的地理信息，減少了開發(fā)小型WebGIS系統(tǒng)所需工作量，大大節(jié)省了所需的時間和花費。

［1］楊云源，何禮平.基于Goolge Maps API的WebGIS應(yīng)用研究［J］.電腦開發(fā)與應(yīng)用，22(1)，12～16

［2］倪凱等.基于J2EE架構(gòu)的WebGIS協(xié)同平臺系統(tǒng)集成［J］.小型微型計算機系統(tǒng)，2007，1(1):133

［3］王紅英，張延園.基于J2EE和Eclipse的自動Web化平臺實現(xiàn)［J］.微處理機，2008(6)，85～88