古代文化遺址地理信息系統(tǒng)設計與實現

吳 濤

(中國礦業(yè)大學(北京) 北京 100083)

地理信息系統(tǒng)具有遺址信息收集、處理、分析、決策、輸出等功能，因此有必要建立古代文化遺址地理信息系統(tǒng)[1-3]。本文主要目的是對古文化遺址進行信息收集，利用GIS特性并結合GIS二次開發(fā)，搭建開發(fā)環(huán)境建立WebGIS，方便大眾用戶和科學人員對不同國家古文化遺址的查詢了解和研究利用。

一、系統(tǒng)開發(fā)理論與技術

(一)GIS二次開發(fā)模式。獨立二次開發(fā)：指直接在操作平臺上運用編程語言進行設計開發(fā)，開發(fā)過程中所需對象數據的采集、編輯、處理分析及開發(fā)系統(tǒng)所需的GIS算法均由開發(fā)者設計，最后呈現完整系統(tǒng)。宿主型二次開發(fā)：指開發(fā)者利用第三方GIS開發(fā)軟件，編程語言為網頁腳本語言及第三方軟件提供的語言和功能控件進行GIS的二次開發(fā)?；诮M件的二次開發(fā)：指開發(fā)者利用第三方商業(yè)化GIS組件如ArcGIS、MapObject、Mapx、SuperMap等，以通用軟件開發(fā)工具尤其是可視化開發(fā)工具如VC、VB、VC#、Delphi等進行二次開發(fā)。

(二)B/S結構。即瀏覽器/服務器結構。B/S結構利用互聯網，綜合多種網頁腳本語言和ActiveX技術，不用安裝各種軟件和插件即可在任何計算機上進行服務訪問[4]。B/S可在計算機上定期的進行升級，能實現各種數據的服務。用戶可以自己查找和顯示信息，也可進行自己動態(tài)添加數據的能力；用戶如果想對頁面進行更新，只需在瀏覽器上進行刷新即可?；谝陨蟽?yōu)點，B/S現在已經成為開發(fā)WebGIS的首選[6,7]。

(三)SuperMap。SuperMap是超圖軟件推出的一款多終端GIS程序開發(fā)工具[5]。SuperMap iServer是一個開放式的GIS服務器，支持多種開放的標準，遵循多種規(guī)范獲取、聚合和發(fā)布服務。提供高性能、高穩(wěn)定性、高可靠性以滿足用戶對于服務器能力的要求。同時采用面向服務的架構進行設計和實現，還提供整套的SDK，對于體系架構中的每一個模塊都提供了擴展的能力，方便二次開發(fā)用戶的擴展開發(fā)，以及與自身業(yè)務系統(tǒng)的集成等。

二、系統(tǒng)分析和設計

(一)系統(tǒng)分析。第一盡量收集世界上各個國家有代表性的不同類型的文化遺址；第二對部分遺址添加適量的文字、圖片、網站鏈接，豐富系統(tǒng)內容；第三建立一個可以通過查詢顯示古代文化遺址信息的網絡地理信息系統(tǒng)，可以進行相應的地圖功能操作；第四考慮系統(tǒng)界面設計、運行效率、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、系統(tǒng)接口等性能需求。

(二)數據來源與處理。本系統(tǒng)使用的地圖底圖為超圖公司提供的SuperMap iDeskTop解壓安裝后的World數據，地理坐標系為:GCS_WGS_1984。遺址數據為聯合國教育科學文化組織公布的《世界文化遺產名錄》和中國國家文物局公布的中國入選世界文化遺產的文化遺址名單，遺址的屬性信息和圖片由網上查找得出。將這些遺址點寫入事先建好的excel表格，建立表格時設立“中文名”，“英文名”，“所在國家”，“類型”，“入選標準”，“入選時間”，“瀕危程度”，“備注”，“經度”，“緯度”，“簡介”，“圖片”等12個菜單名稱。將遺址點坐標以度分秒形式寫入到excel表格中，利用坐標轉化軟件將這些坐標轉化為十進制坐標。在World下新建數據源“wenhua”，在“wenhua”下新建數據集，把建立的excel表格導入到“wenhua”數據源中，其中經、緯度字段為NewField和Y，外加系統(tǒng)自動生成7個字段。導入數據源后再利用“工具”進行類型轉換為點數據集，轉化后將數據集與地圖投影及坐標系進行一致性匹配。在地圖上加載遺址點數據利用SuperMap iServer發(fā)布服務并選擇發(fā)布類型可以將自定義數據發(fā)布到網上并進行二次開發(fā)工作。

(三)功能設計。主要功能如下：1.系統(tǒng)界面：人性化的界面設計；2.地圖基本功能：地圖放大、縮小、漫游、鷹眼圖、坐標轉換等；3.地圖量算功能：對地圖上兩點之間進行量算；4.地圖查詢功能：幾何查詢、年代查詢、名稱查詢等。

三、古代文化遺址地理信息系統(tǒng)功能實現

(一)系統(tǒng)主頁。主頁是進入地圖的向導，其中有關于世界文化遺產簡介，圖片展示，新聞動態(tài)等框選，用戶可以根據需要進行相關的點擊查看。

(二)基本功能。地圖游覽功能：用戶可以利用鼠標或者電腦鍵盤快捷鍵進行地圖瀏覽操作，滿足用戶個性化需求。地圖瀏覽操作包括地圖縮放，漫游等小功能。點擊事件功能：用戶在進行縮放和漫游的時候如果沒有進行查詢操作、量算操作直接在地圖上進行點擊，或是在查詢、量算操作之后沒有對上一操作進行清除，此時再點擊鼠標則會出現點擊事件框，以此來提醒用戶進行正確的操作。坐標轉換功能：用戶在進行漫游操作時鼠標是在隨意移動的，此時地圖的左下角會顯示兩行字體，上一行是鼠標位置信息，通過x、y來表示，下一行是位置經緯度坐標。方便用戶對位置的定位，不用再進行多余的操作。

(三)服務功能。量算功能：用戶可對遺址點之間的距離、自己所在地與多個遺址點的距離進行量算，也可記錄相近遺址點的空間上的可能分布特征；政府部門可以此進行大致的距離量算，對一些大范圍的遺址來說，可對遺址的保護規(guī)劃、旅游經濟開發(fā)做出決策。鷹眼功能：鷹眼圖就是地圖右下角一小塊全幅地圖的縮影，縮影上方有一個可以移動的鷹眼，用戶在這個鷹眼中可以進行和全幅地圖一樣的功能操作不會受任何影響。鷹眼會隨著對地圖的縮放比例大小而改變。查詢功能：本系統(tǒng)設計的查詢方式有按遺址名稱查詢(可利用模糊查詢)、幾何查詢、按年代查詢等。按名稱查詢設計了模糊查詢，用戶輸入漢字即可進行模糊匹配。幾何查詢通過畫線得到相應的面，如果遺址在所畫的面的范圍內，那么遺址通過marker的形式顯示在地圖上。年代查詢包括1978—2004，凡是收錄到的遺址在此年代范圍內均可查詢顯示。

四、結論

本文主要論述建立古代文化遺址地理信息系統(tǒng)過程。首先介紹GIS技術在古遺址中的作用。其次介紹了構建古代文化遺址GIS的相關理論和技術，分析了Web端的工作模式，開發(fā)系統(tǒng)的平臺。三是論述根據需求分析設計系統(tǒng)和數據的處理，設計出合理的功能框架。四是論述實現系統(tǒng)的各種簡單功能，包括鷹眼圖、地圖瀏覽功能、查詢功能、遺址點量算功能等，方便用戶操作。