OpenScales技術(shù)在WebGIS中的應(yīng)用探討

陳 珺

(江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心，江蘇南京210013)

一、引 言

隨著WebGIS技術(shù)的日趨成熟，網(wǎng)絡(luò)地圖的應(yīng)用也越發(fā)廣泛。這些應(yīng)用技術(shù)雖各有不同，但所開發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)地圖的功能卻近乎相似。在地圖展示方面，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)地圖基本都采用了ArcGISServer、MapServer、GeoServer等生成地圖緩存和實(shí)現(xiàn)地圖發(fā)布，對于出版地圖內(nèi)容的展示則效率不高。

在簡要分析OpenScales技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文提出以O(shè)penScales框架實(shí)現(xiàn)出版地圖的展示，為出版地圖在WebGIS環(huán)境中的展示提供了新的思路。本文首先探討了OpenScales開發(fā)框架所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而探討了在OpenScales開發(fā)框架下出版地圖數(shù)據(jù)的組織及技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并以江蘇地圖網(wǎng)為例進(jìn)行分析。

二、OpenScales技術(shù)

OpenScales是一個(gè)基于LGPL協(xié)議的開源前臺地圖框架，支持多種標(biāo)準(zhǔn)的地圖服務(wù)，如 WMS、WFS、WMTS等。由于 OpenScales是基于 Action Script 3和Flex開發(fā)的，通常在 Flex框架中嵌入OpenScales框架，以實(shí)現(xiàn)地圖展示功能。

OpenScales具有以下特點(diǎn)：

(1)支持多種圖層

OpenScales可以集成多種基于OGC標(biāo)準(zhǔn)的地圖服務(wù)。由于OpenScales對國際標(biāo)準(zhǔn)的高度支持，從而使OpenScales可以與各種地圖服務(wù)軟件協(xié)同使用，如 ArcGISServer、MapServer、GeoServer等。

(2)強(qiáng)大的矢量數(shù)據(jù)描繪功能

利用FlashPlayer已有的功能，使得OpenScales具有強(qiáng)大的矢量數(shù)據(jù)描繪功能。OpenScales可以實(shí)現(xiàn)對矢量數(shù)據(jù)的編輯、描繪等功能。OpenScales支持的矢量數(shù)據(jù)包括點(diǎn)、線、面、多點(diǎn)、多線、多面等。

(3)內(nèi)置的地圖控件

OpenScales提供了豐富的地圖控件，實(shí)現(xiàn)縮放、漫游、測量、標(biāo)注等功能。OpenScales將這些功能進(jìn)行了封裝。

(4)支持跨平臺

由于 OpenScales是基于 FlashPlayer的，因此OpenScales可以支持多種平臺，包括 Windows、Linux等。

三、OpenScales開發(fā)框架

1.關(guān)鍵技術(shù)

(1)Flex

Flex是一個(gè)免費(fèi)的開源框架，用于構(gòu)建交互性較高、具有較強(qiáng)表現(xiàn)力的Web應(yīng)用程序。Flex提供了現(xiàn)代的、基于標(biāo)準(zhǔn)的語言和編程模型，支持公共設(shè)計(jì)模式;使用基于XML的MXML語言描述用戶界面布局和行為，使用面向?qū)ο蟮腁ctionScript 3語言創(chuàng)建客戶端邏輯。Flex還包含了一個(gè)豐富的組件庫，用于創(chuàng)建RIA(Rich Internet Application)應(yīng)用程序。本文需在Flex中嵌入OpenScales開發(fā)框架。

(2)Python

Python是面向?qū)ο蟮慕忉屝猿绦蛘Z言，具有豐富和強(qiáng)大的類庫。在本文中，出版地圖的原始格式是經(jīng)掃描形成的JPG圖片，圖片的尺寸較大?？紤]到顯示效率，采用基于Python開發(fā)的切圖程序?qū)Τ霭娴貓D進(jìn)行分級裁切處理，按照地圖的尺寸將出版地圖分別裁切成4級或5級，生成PNG格式的切片。代碼如下：

(3)XML

XML主要用于存儲數(shù)據(jù)，更注重?cái)?shù)據(jù)本身。易用性使其可在任何應(yīng)用程序中方便地讀寫數(shù)據(jù)。

本文采用XML文件組織所有出版地圖，以目錄樹的形式展現(xiàn)在頁面中。目錄樹按圖冊、圖集、單張地圖和專題地圖的形式組織。圖冊、圖集中需包含二級節(jié)點(diǎn)，展開后為其中包含的所有單張圖幅。XML文件組織如圖1所示。

圖1 XML文件的組織

通過對圖幅的組織，并在OpenScales框架中調(diào)用該XML文件，就可以實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)圖幅的調(diào)用。

2.技術(shù)實(shí)現(xiàn)

(1)數(shù)據(jù)組織

由于涉及大量的出版地圖、經(jīng)切片生成的瓦片數(shù)據(jù)以及點(diǎn)位信息數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)組織是非常重要的。從以下3個(gè)方面分別探討數(shù)據(jù)組織。

1)出版地圖。通過對出版圖冊排序建立XML格式的索引樹，從而實(shí)現(xiàn)索引樹和地圖瓦片數(shù)據(jù)之間的一一對應(yīng)關(guān)系。

2)瓦片數(shù)據(jù)。所有瓦片數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放在一個(gè)固定的目錄下。在該目錄下，所有切片以其所在圖冊中的頁碼按順序存儲。為了實(shí)現(xiàn)出版地圖與目錄樹之間的對應(yīng)關(guān)系，需要為出版地圖單獨(dú)建立虛擬目錄，通過URL訪問出版地圖。

3)點(diǎn)位信息。點(diǎn)位信息主要是針對疊加在出版地圖上的專題興趣點(diǎn)。這些興趣點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)主要包括點(diǎn)位坐標(biāo)、點(diǎn)位圖片、圖片尺寸、相關(guān)文字介紹等，以TEXT文本的形式存儲。

由于原始點(diǎn)位坐標(biāo)是在ArcGISDesktop環(huán)境中JPG格式的地圖上采集的，為了使點(diǎn)位數(shù)據(jù)能夠在WebGIS環(huán)境中準(zhǔn)確疊加到出版地圖上，還需要進(jìn)行坐標(biāo)變換，計(jì)算點(diǎn)位數(shù)據(jù)在屏幕坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。采用以下公式轉(zhuǎn)換

(2)Python、OpenScales、XML 相結(jié)合

本文采用Python與XML相結(jié)合的技術(shù)，并在客戶端基于開源的OpenScales引擎實(shí)現(xiàn)出版地圖的切片和展示。

通過對地圖集和地圖冊的分圖幅掃描，將每幅圖都保存為JPG格式，并根據(jù)該圖幅名稱和頁碼之間的對應(yīng)關(guān)系建立每一幅圖的索引表(Excel格式)。用Python切片程序?qū)⒊霭娴貓D裁切成瓦片形式，目錄組織按照XML的格式，以樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織。通過將索引表轉(zhuǎn)換成XML格式，進(jìn)而在Open-Scales程序中通過訪問該索引表，實(shí)現(xiàn)對出版地圖的訪問。流程如圖2所示。

圖2 Python、OpenScales和XML相結(jié)合

3.OpenScales框架的特點(diǎn)

OpenScales開發(fā)框架具有以下特點(diǎn)：

1)OpenScales框架內(nèi)置了豐富的地圖控件，可以實(shí)現(xiàn)地圖展示、編輯、標(biāo)注功能。

2)OpenScales框架易于實(shí)現(xiàn)與其他相關(guān)技術(shù)的集成，如XML、.NET框架等，從而豐富地圖網(wǎng)站的功能。

3)出版地圖的展示性能主要取決于切片的數(shù)據(jù)量及單幅地圖的大小。在本文中，出版地圖采用的切片尺寸為256像素×256像素，可以滿足一般網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中對地圖瀏覽速度的基本要求。

四、應(yīng)用實(shí)例

以江蘇地圖網(wǎng)中的出版地圖子系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)是基于OpenScales框架開發(fā)的地圖展示系統(tǒng)，提供了縮放、平移、標(biāo)注等功能。本文中，對江蘇省鄉(xiāng)村旅游圖經(jīng)Python切片生成瓦片，進(jìn)而在江蘇省鄉(xiāng)村旅游圖上以圖標(biāo)的形式疊加了全省的鄉(xiāng)村旅游景點(diǎn)。點(diǎn)擊任一景點(diǎn)，都將以彈出框的形式顯示該景點(diǎn)的基本信息。圖3為鄉(xiāng)村旅游圖的界面。

圖3 出版地圖子系統(tǒng)

五、結(jié)束語

在一般的WebGIS環(huán)境中，出版地圖的顯示效率不高，應(yīng)用也較單一。針對該問題，本文提出在OpenScales框架下實(shí)現(xiàn)出版地圖展示。在分析Open-Scales開發(fā)框架特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，探討了OpenScales開發(fā)框架所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，并進(jìn)一步探討了在Open-Scales框架下出版地圖數(shù)據(jù)的組織，以及所采用的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法。本文為出版地圖在WebGIS環(huán)境中的展示提出了新的思路，但也存在一定的不足。

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