城市地理信息應(yīng)用服務(wù)

周莉莎 葛 亮

城市地理信息應(yīng)用服務(wù)

周莉莎 葛 亮

本文主要介紹了基于RIA技術(shù)的客戶端地圖的可視化實現(xiàn)。詳細介紹了客戶端的請求流程以及目錄的結(jié)構(gòu)、作用和生成，以及客戶端地圖組件的結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)以及一些重要的技術(shù)。

地理信息技術(shù)的快速發(fā)展，以及Internet技術(shù)的不斷更新，使得Web成為了分布式應(yīng)用的載體。近年來，開放地理信息系統(tǒng)聯(lián)盟（OGC）作為地理空間信息技術(shù)領(lǐng)域中的一個大的標準化組織，一直在在致力于尋求更加高效的方式，將地理信息技術(shù)、OOP、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)以及分布式技術(shù)進行有效的結(jié)合。

隨著大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的程序架構(gòu)已經(jīng)難以滿足海量數(shù)據(jù)和信息的處理與分析。如何高效的實現(xiàn)GIS在分布式異構(gòu)平臺上的互操作已經(jīng)成為了當(dāng)下一個重要的研究課題。Web Service技術(shù)的發(fā)展，逐漸克服了傳統(tǒng)分布式技術(shù)的缺陷，為基于Internet/Intranet的地理空間信息互操作帶來了新的契機。OGC web服務(wù)啟動項目制定了基于WebService空間信息服務(wù)的框架。論文將研究基于開源軟件利用Web Service技術(shù)實現(xiàn)OGC地圖服務(wù)。

客戶端請求流程

本文的客戶端是基于FLEX的客戶端，給用戶提供了絢麗了界面體驗和快捷的交互體驗效果?？蛻舳苏埱笸咂牧鞒?，如圖1。

由上圖可以看出Flex客戶端并不可以直接去請求存儲地圖瓦片的數(shù)據(jù)服務(wù)器，而是先請求目錄服務(wù)器。目錄服務(wù)器端存放了有關(guān)瓦片數(shù)據(jù)源的信息，包括：數(shù)據(jù)服務(wù)器的地址，瓦片的請求路徑，瓦片的BBox，瓦片的元素類型等。Flex客戶端得到目錄服務(wù)的XML文檔以后，需要解析XMl文檔，然后根據(jù)解析的結(jié)果去請求數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器再返回瓦片給客戶端顯示。

本文是使用目錄服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，并且使用2個不同的服務(wù)器，更有利于地圖瓦片數(shù)據(jù)的安全性，同時也可以減輕服務(wù)器的壓力，減少客戶端的響應(yīng)時間。

在上述圖中的客戶服務(wù)器的響應(yīng)和請求，本文都是基于WebService進行交互的。WebService是兩個電子設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)之間通信的方法。它設(shè)置在一個網(wǎng)絡(luò)地址上，通過網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)作為軟件進行計算。 W3C將Web服務(wù)定義為：一個設(shè)計為提供計算機與計算機之間通過網(wǎng)絡(luò)進行交互式計算的軟件系統(tǒng)。W3C的Web服務(wù)架構(gòu)工作組定義的Web服務(wù)架構(gòu)，需要的特定實現(xiàn)“Web服務(wù)”。

目錄服務(wù)的實現(xiàn)

目錄服務(wù)的結(jié)構(gòu)

目錄服務(wù)在切片服務(wù)中的作用有點類似于，Capbility文檔在WMS服務(wù)中的作用。它存儲了所有在數(shù)據(jù)服務(wù)器端可以對外服務(wù)的瓦片數(shù)據(jù)集的信息，用戶獲得了目錄服務(wù)以后，就可以知道數(shù)據(jù)服務(wù)端的服務(wù)內(nèi)容，可以更加準備的請求數(shù)據(jù)，不容易出現(xiàn)請求不存在的情況。

另外目錄服務(wù)的作用還可以是面對程序的，這在上面客戶端請求流程中已經(jīng)提及到?；诜?wù)端數(shù)據(jù)的WebGIS應(yīng)用，必須首先要訪問目錄服務(wù)，才知道數(shù)據(jù)服務(wù)器的地址，以及一些詳細信息，這對于客戶端的地圖可視化是非常重要的，也是必須的。

圖1　客戶端請求示意圖

圖2　目錄服務(wù)文檔的組織結(jié)構(gòu)圖

圖3　數(shù)據(jù)集節(jié)點的組織結(jié)構(gòu)圖

目錄服務(wù)的組織結(jié)構(gòu)，如圖2。最外層是基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，包括：影像地理數(shù)據(jù)、地形地理數(shù)據(jù)，矢量地理數(shù)據(jù)等。這里只涉及到矢量地理數(shù)據(jù)，其他的幾類都已經(jīng)注釋了。矢量地理數(shù)據(jù)又是以圖層組（VectorGroup）的形式進行組織的，這樣使得同組的數(shù)據(jù)可以存放在一起，用戶獲得文檔以后也更加容易讀懂。其中文檔的屬性ExternalName表示數(shù)據(jù)集的對外服務(wù)名稱，Visible表示數(shù)據(jù)集的是否可見。

圖層組（VectorGroup）的下一級是數(shù)據(jù)集（VectorDataSet），這是存儲瓦片數(shù)據(jù)集信息的節(jié)點，存儲的詳細信息如圖3。

ExternalName：客戶端請求數(shù)據(jù)服務(wù)使用的名稱。

InternalName：在數(shù)據(jù)服務(wù)器端的真正訪問的名稱。

ServerUrl：q請求瓦片數(shù)據(jù)的基本路徑，包含數(shù)據(jù)服務(wù)器的地址和服務(wù)的名稱。

StartNumber：地圖數(shù)據(jù)對應(yīng)瓦片數(shù)據(jù)的起始層號。

EndNumber：地圖數(shù)據(jù)對應(yīng)瓦片數(shù)據(jù)的終止層號。

ZeroLevelTileSpan：瓦片數(shù)據(jù)第零層的經(jīng)緯度跨度。

Bound：瓦片數(shù)據(jù)源的地理坐標范圍，包含：North、South、East、West。

TransparentColor：瓦片數(shù)據(jù)的透明度，包含：Red、Green、Blue。

TerrainMapped：對應(yīng)的地形數(shù)據(jù)，這里暫未使用。

WmsInfo：此數(shù)據(jù)源對應(yīng)的WMS請求的信息，包括請求字符串（Url）、請求的圖層名（LayerName）、地理元素的類型（ShapeType）等。

目錄服務(wù)的生成

目錄服務(wù)是在服務(wù)端生成瓦片以后，服務(wù)器端動態(tài)把新增加的瓦片的數(shù)據(jù)集注冊到目錄服務(wù)器，它是一個動態(tài)創(chuàng)建的過程。

第一步：由于目錄服務(wù)可能同時被多個線程訪問，所以必須加入互斥鎖。

Monitor.Enter（同步對象（通常為Object類型））；

第二步：載入目錄服務(wù)器端的XML文檔，為注冊數(shù)據(jù)集準備。

doc.Load（目錄服務(wù)XMl文檔的URL）；

第三步：創(chuàng)建XMl節(jié)點，并賦予其正確的值。

XmlElement 新節(jié)點對象= doc.CreateElement（“新節(jié)點的名字”）；

新節(jié)點對象.InnerText = 新節(jié)點的內(nèi)容；

第四步：將所有創(chuàng)建的新節(jié)點，按照前面的目錄服務(wù)的結(jié)構(gòu)組織起來，最后添加到XML文檔中。

第五步：按原路徑保存XMl文檔，并且釋放排它鎖，以方便其他的線程使用目錄服務(wù)的XML文檔。

在以后對瓦片數(shù)據(jù)源的修改、刪除、添加過程中，都會對目錄服務(wù)進行更新，這樣的注冊動態(tài)更新機制有效保證了目錄服務(wù)的可靠性和完整性，用戶始終得到的是準備的、最新的目錄服務(wù)數(shù)據(jù)，這樣才可以發(fā)揮目錄服務(wù)存在的價值和意義。

總結(jié)與展望

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，面對用戶更高的、全方面、更豐富的體驗要求，作為GIS行業(yè)非常重要的一個方向——WebGIS也在不斷的發(fā)展。但是遺憾的是傳統(tǒng)的Web技術(shù)的表現(xiàn)能力和交互能力始終制約著WebGIS的進一步發(fā)展，無法滿足用戶的需求。以流行的RIA技術(shù)Flex作為客戶端展現(xiàn)方式，創(chuàng)建一個以自己開發(fā)的地圖服務(wù)器和切片地圖服務(wù)為數(shù)據(jù)提供源，開發(fā)獨立的Flex為展現(xiàn)端的WebGIS應(yīng)用模型將成為WebGIS的一個發(fā)展方向。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.17.034