天地圖·廣西應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架研究與設(shè)計(jì)

張俊雄 朱明

摘 要：在分析天地圖·廣西應(yīng)用開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從電子政務(wù)與公眾應(yīng)用需求出發(fā)，根據(jù)天地圖·廣西平臺(tái)的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了天地圖·廣西的應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架，并探討了框架體系結(jié)構(gòu)與主要功能，闡述了設(shè)計(jì)原則，為下一步天地圖·廣西的應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架的具體實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：開(kāi)發(fā)框架 天地圖 API 功能集 服務(wù)

中圖分類(lèi)號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）04（a）-0086-02

天地圖·廣西是面向公眾與政務(wù)用戶(hù)，提供廣西權(quán)威基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的在線(xiàn)服務(wù)與共享平臺(tái)，該平臺(tái)能夠促進(jìn)地理信息資源共享和高效利用，提高測(cè)繪地理信息公共服務(wù)能力和水平，改進(jìn)測(cè)繪地理信息成果的服務(wù)方式，更好地滿(mǎn)足區(qū)內(nèi)信息化建設(shè)的需要，為廣大公眾用戶(hù)提供了權(quán)威、準(zhǔn)確、免費(fèi)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展以及電子政務(wù)應(yīng)用的不斷深入，公眾及政務(wù)用戶(hù)對(duì)地圖應(yīng)用提出了更高需求，越來(lái)越多的用戶(hù)開(kāi)發(fā)了各種基于天地圖·廣西的應(yīng)用系統(tǒng)，在行業(yè)應(yīng)用中取得了很好成效。但用戶(hù)在應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，特別是非GIS行業(yè)的開(kāi)發(fā)用戶(hù)，普遍面臨地理信息基礎(chǔ)知識(shí)匱乏，缺乏GIS通用服務(wù)接口的開(kāi)發(fā)與使用經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)功能及界面設(shè)計(jì)不夠友好以及行業(yè)數(shù)據(jù)與地圖結(jié)合困難等諸多問(wèn)題。因此，有必要設(shè)計(jì)一套天地圖·廣西應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架，為基于天地圖·廣西的應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供便利。

1 應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架簡(jiǎn)述

軟件工程學(xué)認(rèn)為框架就是一組可重用系統(tǒng)功能的集合，表現(xiàn)為一組抽象構(gòu)件及構(gòu)件實(shí)例間交互的方法，這些抽象構(gòu)件來(lái)源于軟件開(kāi)發(fā)中的各種需求，這些需求經(jīng)過(guò)抽象與提煉后形成了抽象構(gòu)件。以框架為核心的開(kāi)發(fā)方式，規(guī)定了應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)，闡明了各個(gè)構(gòu)件之間的依賴(lài)與協(xié)同關(guān)系、數(shù)據(jù)的接入與處理方法，形成在特定領(lǐng)域基于體系結(jié)構(gòu)的可重用設(shè)計(jì)[1，2]。

基于上述定義，天地圖·廣西應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架是一組可重用地理信息系統(tǒng)構(gòu)件的集合，該構(gòu)件集合包含GIS常用功能，提供不同構(gòu)件間的通信方法，可以快速地接入符合天地圖及OGC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)與接口，這些構(gòu)件經(jīng)過(guò)封裝后以API、數(shù)據(jù)接口及功能集的方式提供給開(kāi)發(fā)用戶(hù)，形成能夠用于快速構(gòu)建表現(xiàn)力好、應(yīng)用功能強(qiáng)與使用便捷應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)體系，并確保開(kāi)發(fā)完成的應(yīng)用具備良好的交互性與可擴(kuò)展性，能夠?qū)崿F(xiàn)跨平臺(tái)與瀏覽器運(yùn)行，從而滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)用戶(hù)的常用開(kāi)發(fā)需要。

2 應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架設(shè)計(jì)原則

應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架應(yīng)當(dāng)遵循如下設(shè)計(jì)原則。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)性原則

應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架采用的地理信息分類(lèi)編碼、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用主流技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具有良好的互操作性。

2.2 通用性原則

開(kāi)發(fā)框架設(shè)計(jì)應(yīng)面向全區(qū)政務(wù)信息化建設(shè)與公眾應(yīng)用中各群體對(duì)地理空間信息的共性需求，滿(mǎn)足大部分政府及其部門(mén)信息化、企事業(yè)單位信息化和基于位置社會(huì)化服務(wù)的一般性GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)需要。

2.3 安全性原則

框架在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須注重信息傳輸和平臺(tái)系統(tǒng)的安全和保密問(wèn)題，保障利用框架開(kāi)發(fā)的應(yīng)用的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)安全。

2.4 復(fù)用性原則

框架提供構(gòu)件可由開(kāi)發(fā)人員改寫(xiě)，并用于開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用程序，框架的復(fù)用能大幅度地提高后繼開(kāi)發(fā)人員的效率，同時(shí)還能夠改善軟件的質(zhì)量、性能和可靠性。

3 應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架主要模塊

應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架主要模塊由API庫(kù)、功能集與數(shù)據(jù)接口構(gòu)成，可用于開(kāi)發(fā)功能復(fù)雜的Web應(yīng)用，其體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

3.1 天地圖·廣西API庫(kù)

天地圖·廣西API是一套由JavaScript語(yǔ)言編寫(xiě)的應(yīng)用程序接口，它能夠幫助開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)各種類(lèi)型、行業(yè)的地圖Web GIS應(yīng)用。

天地圖·廣西Web API的設(shè)計(jì)必須具有良好的交互性，開(kāi)發(fā)過(guò)程簡(jiǎn)單，具有良好的可擴(kuò)展性與兼容性，支持目前各類(lèi)主流瀏覽器；能夠方便可靠地實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端與天地圖服務(wù)器端的異步通信；程序運(yùn)行環(huán)境僅依賴(lài)于瀏覽器，無(wú)需安裝額外的插件或軟件。

天地圖·廣西Web API的構(gòu)成主要包含核心類(lèi)、控件類(lèi)、地圖工具類(lèi)、疊加物類(lèi)、右鍵菜單類(lèi)、實(shí)體類(lèi)、數(shù)據(jù)服務(wù)類(lèi)與事件類(lèi)共8大類(lèi)。通過(guò)以上核心類(lèi)，輔助開(kāi)發(fā)人員將天地圖嵌入Web應(yīng)用系統(tǒng)中，快速搭建Web GIS系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)地圖瀏覽、圖層切換、為地圖添加標(biāo)注、路徑及其他圖層覆蓋物，響應(yīng)用戶(hù)的點(diǎn)擊動(dòng)作，顯示包含內(nèi)容信息在內(nèi)的氣泡提示窗口等GIS功能。

3.2 多源數(shù)據(jù)的接入

數(shù)據(jù)是GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通常在GIS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，數(shù)據(jù)的種類(lèi)與豐富程度決定了GIS系統(tǒng)的功能與表現(xiàn)能力。

在常規(guī)的基于天地圖·廣西的應(yīng)用系統(tǒng)中，其行業(yè)專(zhuān)題數(shù)據(jù)一般來(lái)源于行業(yè)部門(mén)自身的信息系統(tǒng)，地理信息一般來(lái)源于天地圖·廣西平臺(tái)，但也存在部分強(qiáng)GIS部門(mén)自身也擁有大量地理信息數(shù)據(jù)，需要與天地圖·廣西平臺(tái)數(shù)據(jù)融合使用，因此，開(kāi)發(fā)框架中必須支持多源數(shù)據(jù)接入。

天地圖·廣西應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架支持常見(jiàn)符合標(biāo)準(zhǔn)的地理信息服務(wù)接口，如，OGC標(biāo)準(zhǔn)的WMS、WFS、WMTS、WCS等服務(wù)，同時(shí)也支持ArcGIS Server發(fā)布的REST服務(wù)。此外，為了便于完成與行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的專(zhuān)題數(shù)據(jù)交互，還支持Web服務(wù)的接入。

上述數(shù)據(jù)的接入都通過(guò)代碼封裝為若干類(lèi)，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)人員數(shù)據(jù)接入的工作量，通過(guò)天地圖·廣西應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架，開(kāi)發(fā)人員無(wú)需逐一分析各個(gè)數(shù)據(jù)源的調(diào)用方式，可以快速地獲取與使用天地圖·廣西的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，并可以在此基礎(chǔ)上疊加使用自身?yè)碛械臉I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)接入后在使用上沒(méi)有任何流量、瀏覽量的限制，使開(kāi)發(fā)人員擺脫了數(shù)據(jù)管理，地圖編輯，地圖數(shù)據(jù)通信等工作，專(zhuān)注于核心業(yè)務(wù)功能的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)與邏輯上的統(tǒng)一應(yīng)用。

3.3 功能集

開(kāi)發(fā)框架的應(yīng)用功能集包括地圖應(yīng)用功能集、分析統(tǒng)計(jì)功能集，功能集是常用功能的組合，應(yīng)用功能集直接以控件的形式提供，用戶(hù)直接調(diào)取后即可獲得包括在線(xiàn)地圖、數(shù)據(jù)展示、名址查詢(xún)、路徑分析、地圖標(biāo)繪等功能。

統(tǒng)計(jì)分析功能集主要包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊與數(shù)據(jù)分析模塊，其中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊包括了常用的分類(lèi)統(tǒng)計(jì)與分地區(qū)統(tǒng)計(jì)等常用統(tǒng)計(jì)方式。

數(shù)據(jù)分析是從空間數(shù)據(jù)集中提取事先未知卻潛在有用的一般規(guī)則的過(guò)程，從大量原始空間數(shù)據(jù)中，析取人們可信的、事先未知的、潛在有用的和最終可被識(shí)別利用的知識(shí)，揭示蘊(yùn)含在數(shù)據(jù)背后的客觀(guān)世界的本質(zhì)規(guī)律、內(nèi)在聯(lián)系和發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)深層次信息的自動(dòng)獲取[3-5]。

數(shù)據(jù)分析功能主要由天地圖·廣西平臺(tái)提供支撐，開(kāi)發(fā)框架中內(nèi)置了調(diào)用接口，開(kāi)發(fā)完成的應(yīng)用系統(tǒng)將待分析數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)源接口發(fā)送到天地圖·廣西平臺(tái)，平臺(tái)根據(jù)選定的分析模型，綜合平臺(tái)中已有的各類(lèi)數(shù)據(jù)，對(duì)待分析數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何、空間分布規(guī)律、空間關(guān)聯(lián)、空間分類(lèi)與空間演化等分析，提取出其中潛在的信息，最后將分析結(jié)果返回應(yīng)用系統(tǒng)并以可視化的形式提供給用戶(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

該文從實(shí)際應(yīng)用需求出發(fā)，設(shè)計(jì)了天地圖·廣西應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架，力求實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)成本低廉、數(shù)據(jù)加載迅捷、使用簡(jiǎn)便、易于與現(xiàn)有平臺(tái)集成等目標(biāo)。目前天地圖·廣西應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架正處于設(shè)計(jì)完善階段，未來(lái)將進(jìn)一步細(xì)化設(shè)計(jì)并轉(zhuǎn)入系統(tǒng)開(kāi)發(fā)階段。

參考文獻(xiàn)

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