基于Flex與ArcGIS Server的泉州灣濕地自然保護(hù)區(qū)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)＊

樂通潮,江 澤

（1福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建省森林培育和林產(chǎn)品加工利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建福州350012；2福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院福建福州350007）

基于Flex與ArcGIS Server的泉州灣濕地自然保護(hù)區(qū)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)＊

樂通潮1,江 澤2

（1福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建省森林培育和林產(chǎn)品加工利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建福州350012；2福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院福建福州350007）

泉州灣濕地是中國亞熱帶河口濕地的典型代表，具有重要的自然環(huán)境價值和生態(tài)旅游價值?；贔lex與ArcGIS Server的WebGIS的通用框架，展示了泉州灣河口濕地信息管理系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)理念與功能實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)登錄、地圖基本操作、查詢檢索、用戶權(quán)限管理、地圖編輯、空間分析、統(tǒng)計(jì)分析、濕地規(guī)劃等功能，為有效的保護(hù)及利用濕地提供實(shí)用工具。

WebGIS；泉州灣；濕地；FlexViewer

泉州灣河口濕地自然保護(hù)區(qū)位于福建泉州境內(nèi)，保護(hù)區(qū)面積7008.84 hm2。具有典型的沖海積平原，風(fēng)成沙地等陸地地貌，水下淺灘、深槽等海底地貌。保護(hù)區(qū)內(nèi)灣濕地面積占98.98%，具有豐富的自然資源，已成為中國亞熱帶河口濕地的典型代表，并被多家組織列入“亞洲重要濕地”、“中國優(yōu)先保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)”和“中國重要濕地”名錄。

網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）是建立在Web技術(shù)上的分布式環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下存儲、處理、顯示、分析和應(yīng)用空間信息的功能[1]。隨著WebGIS技術(shù)的發(fā)展，它具有大部分傳統(tǒng)GIS技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn)。富聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（RIA）在WebGIS領(lǐng)域發(fā)展迅猛，它具有豐富能力的客服端技術(shù)，并以其反應(yīng)快、交互性強(qiáng)及良好的用戶體驗(yàn)備受青睞[2]。Flex是當(dāng)前流行的RIA技術(shù)之一，ESRI公司自9.3版本的ArcGIS Server推出REST API，借助REST API與Flex API的WebGIS應(yīng)用系統(tǒng)效率大大提高。隨著API的不斷升級和完善，WebGIS是GIS與Internet技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生和發(fā)展的技術(shù)[3,4]，其應(yīng)用也越來越廣泛，其效果具有日益接近桌面客服端的趨勢。WebGIS技術(shù)在濕地自然保護(hù)區(qū)管理方面，可通過IE瀏覽器訪問資源，數(shù)據(jù)管理，查詢與分析，規(guī)劃決策等。利用WebGIS技術(shù)建立濕地自然保護(hù)區(qū)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行濕地生態(tài)環(huán)境恢復(fù)及濕地保護(hù)等研究工作，具有客觀、準(zhǔn)確、高效等特點(diǎn)，可以提高自然保護(hù)區(qū)管理工作的效率和科技含量，極大地促進(jìn)了濕地研究的進(jìn)程[5]。

1 基于Flex的WebGIS開發(fā)框架

ArcGIS以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)操作能力及空間分析能力成為地理信息管理及分析的主流軟件之一。本文系統(tǒng)開發(fā)的數(shù)據(jù)處理、地圖文檔的建立等采用的是桌面端的ArcGIS 10.0，數(shù)據(jù)庫使用的是當(dāng)前流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQL Server 2008。數(shù)據(jù)庫的連接使用的是ArcGIS的空間數(shù)據(jù)庫引擎ArcSDE 10.0，它是關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS）中存儲和管理多用戶空間數(shù)據(jù)庫的通路，在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中融入空間數(shù)據(jù)庫后，ArcSDE可以提供控件和非空間數(shù)據(jù)進(jìn)行高效率操作的數(shù)據(jù)庫服務(wù)[6]。地圖相關(guān)的服務(wù)采用ArcGIS Server10.0，本文所采用的服務(wù)包括 Map service、Geometry service、Geoprocessing service、Image service、Feature service。

Flex是Adobe公司的一套RIA應(yīng)用程序框架，用于構(gòu)建強(qiáng)表現(xiàn)力的Web應(yīng)用程序。一般的Flex程序包含MXML文件，ActionScript代碼，CSS等，開發(fā)人員使用MXML構(gòu)建豐富的用戶界面，利用ActionScript語言為應(yīng)用程序添加動態(tài)行為、事件處理能力。Flex構(gòu)建的應(yīng)用程序利用Flash Player和Adobe AIR運(yùn)行[3]。

FlexViewer是ESRI公司設(shè)計(jì)的一套WebGIS應(yīng)用程序開發(fā)框架，它搭建了基礎(chǔ)的應(yīng)用框架，開發(fā)人員只要針對基礎(chǔ)應(yīng)用框架進(jìn)行配置以及致力于自己的業(yè)務(wù)就可以完成一個界面友好、美觀的應(yīng)用系統(tǒng)。

本文基于Flex開發(fā)的泉州灣濕地自然保護(hù)區(qū)信息管理系統(tǒng)，使用的是Flex Viewer3.3，其主要步驟如圖1所示。

圖1 基于Flex的WebGIS流程圖

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

泉州灣濕地自然保護(hù)區(qū)信息管理系統(tǒng)，以Flex Bulider4.7和Arcgis Flex Viewer為基礎(chǔ)平臺，采用ASP.NET和ActionScript語言進(jìn)行開發(fā)。主要模塊有用戶權(quán)限、顯示控制、查詢分析、統(tǒng)計(jì)分析、空間分析、數(shù)據(jù)管理、打印輸出。系統(tǒng)整體功

圖2 泉州灣濕地自然保護(hù)區(qū)信息管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)圖

1）分級權(quán)限：對于不同的用戶配置不同的使用權(quán)限，根據(jù)用戶級別劃分不同的功能權(quán)限，普通用戶只能瀏覽，而管理員可以對數(shù)據(jù)管理和編輯。

2）顯示控制：主要包括地圖漫游，放大、縮小，鷹眼圖，圖層控制，屬性表操作。

3）查詢分析：包括屬性查詢，空間查詢。查詢主要利用Geometry Service的QueryTask和IdentifyTask。

4）統(tǒng)計(jì)分析：各個字段的信息及查詢到的相關(guān)信息的統(tǒng)計(jì)。

5）空間分析：空間分析模塊包括距離量測，緩沖區(qū)分析。主要利用Geometry服務(wù)的緩沖區(qū)及統(tǒng)計(jì)面積和周長、距離方法。

6）濕地規(guī)劃：針對可能的濕地占用情況，該模塊提供工程項(xiàng)目占用濕地的位置和面積的查詢。對于預(yù)占地情況，可以手動繪制相應(yīng)的區(qū)域也可由客戶端上傳ShapeFile文件進(jìn)行查詢。對于客戶端上傳ShapeFile文件實(shí)現(xiàn)步驟如下：

利用Hymn包上傳客戶端ShapeFile文件。

對上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換，使用的是Geometry服務(wù)的Project方法。

遍歷map的圖層，找到相應(yīng)的圖層。獲取圖層的所有要素。

對上傳的ShapeFile與map圖層要素利用Geometry服務(wù)的Intersect方法進(jìn)行相交集合體疊加分析。

對相交集合結(jié)果進(jìn)行面積計(jì)算，或長度計(jì)算。

7）數(shù)據(jù)管理模塊：數(shù)據(jù)管理模塊針對的是管理員，管理員可以對操作圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，利用的是Feature服務(wù)的在線編輯功能實(shí)現(xiàn)對矢量數(shù)據(jù)的管理及更新。

8）打印輸出模塊：打印輸出模塊主要是對當(dāng)前地圖的打印，這個功能FlexViewer已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，只需調(diào)用就可以實(shí)現(xiàn)對地圖的打印。對于表格，通過客服端直接下載表格文件實(shí)現(xiàn)打印輸出。

4 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

泉州灣濕地自然保護(hù)區(qū)的空間數(shù)據(jù)主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、生物多樣性數(shù)據(jù)和巡護(hù)監(jiān)測數(shù)據(jù)。其中，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)主要包括行政區(qū)劃、道路、水系、居民點(diǎn)、高程點(diǎn)等；生物多樣性數(shù)據(jù)包括植被空間分布、生物群落空間分布、珍稀瀕危物種分布、標(biāo)本采集地分布、土壤分布等空間信息；巡護(hù)監(jiān)測數(shù)據(jù)包括巡護(hù)線路、監(jiān)測點(diǎn)、監(jiān)測樣地和項(xiàng)目實(shí)施點(diǎn)等空間數(shù)據(jù)。

采用Geodatabase數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)和管理系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)都是以圖層的方式來進(jìn)行組織管理的，采用分層技術(shù)不僅可以簡化地圖，也便于用戶對某一圖層中地物進(jìn)行操作。將系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分層處理后，空間實(shí)體分別以點(diǎn)、線、面的形式存儲。根據(jù)泉州灣濕地省級自然保護(hù)區(qū)空間數(shù)據(jù)庫的三個子庫分別存儲在三個要素集中，其分層結(jié)構(gòu)表如表1所示。

表1 空間數(shù)據(jù)要素分層結(jié)構(gòu)表

5 系統(tǒng)功能特色

1）基于Flex和ArcGIS Server技術(shù)，利用瀏覽器即可獲得完備的、可以媲美C/S架構(gòu)的大量控件支持，實(shí)現(xiàn)地圖的放大、縮小、拖動、查詢、動態(tài)圖層管理、圖層層級顯示等基本操作，系統(tǒng)的主界面如圖3所示。

2）專題圖和報表為保護(hù)區(qū)管理人員提供直觀的信息，進(jìn)而更易于挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)部潛在的信息及相互關(guān)系；

3）濕地規(guī)劃功能可以輕松地查詢工程建設(shè)項(xiàng)目占用保護(hù)區(qū)的面積和位置，為保護(hù)區(qū)的科學(xué)管理與保護(hù)提供決策支持；

4）界面簡潔大方、人機(jī)交互性強(qiáng)、用戶體驗(yàn)佳。

圖3 系統(tǒng)主界面

6 結(jié)論

本文構(gòu)建了基于Flex與ArcGIS Server的WebGIS的通用框架，展示了泉州灣河口濕地信息管理系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)理念與功能實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)登錄、地圖基本操作、查詢檢索、用戶權(quán)限管理、地圖編輯、空間分析、統(tǒng)計(jì)分析、濕地規(guī)劃等功能。它相比傳統(tǒng)的WebGIS，具有界面美觀、交互性強(qiáng)、用戶體驗(yàn)良好等特點(diǎn)，并且能充分利用系統(tǒng)資源，實(shí)現(xiàn)資源的最佳配置。為泉州灣濕地自然保護(hù)區(qū)的管理及用戶的訪問，瀏覽提供了高效、方便的方式，能夠有效的用于泉州灣濕地自然保護(hù)區(qū)的的保護(hù)和管理。

[1]段洪濤，張樹清，張柏，等.基于WebGIS的中國濕地信息系統(tǒng)研究[J].濕地科學(xué)，2004，4（2）：279-283.

[2]汪林林，胡德華，王佐成，宋華.基于 Flex的 RIA WebGIS 研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2008，12（28）：3257-3260.

[3]賈慶雷，萬慶，邢超.ArcGIS Server開發(fā)指南—基于Flex和.NET.北京：科學(xué)出版社，2011.

[4]閆繼軍，趙春，陳煜，等.基于WebGIS技術(shù)的大壩安全監(jiān)控系統(tǒng)研究[C].第七屆ArcGIS暨ERDAS中國用戶大會論文集，2006：857-861.

[5]陸守一，唐小明，王國勝.地理信息系統(tǒng)實(shí)用教程(第2版)[M].北京：中國林業(yè)出版社，2000.

[6]胡卓瑋，朱麗英.基于ArcGIS Desktop和ArcSDE的堤防管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[C].第七屆ArcGIS暨ERDAS中國用戶大會論文集，2006：891-898.

責(zé)任編輯/羅美娟

The Design of Management Information System for Quanzhou Bay Estuary Wetland Nature Reserve Based on Flex and ArcGIS Server

Le Tong-chao12Jiang Ze3
(1 Fujian Academy of Forestry,Fuzhou 350012,China;2 Key Laboratory of Forest Culture and Forest Product Processing Utilization of Fujian Province,Fuzhou 350012,China;3 School of Geographical Sciences,Fujian Normal University,Fuzhou 350007,China)

TP311文獻(xiàn)識別碼：A

1003-4382（2015）02-0028-04

2015-01-18

2015-01-31

福建省屬公益類科研院所專項(xiàng)“基于3S技術(shù)的自然保護(hù)區(qū)信息管理系統(tǒng)研發(fā)”（2010R1013-5）。

樂通潮（1981-），男，福建大田人，博士，高級工程師，從事林業(yè)3S技術(shù)、濕地生態(tài)等方面研究工作。