設(shè)計構(gòu)建基于ArcGIS Server的測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)

隋顯毅

在國土資源開發(fā)與社會經(jīng)濟發(fā)展中，測繪地理所發(fā)揮的積極作用是十分關(guān)鍵的，對地理信息資源展開利用與保護，是現(xiàn)代測繪地理信息資源管理的重要內(nèi)容[1-2]。在地理信息資源管理環(huán)節(jié)中構(gòu)建測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)測繪成果系統(tǒng)化管理和數(shù)字化應(yīng)用，豐富管理內(nèi)容的形式[3]。測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)是有機結(jié)合實際社會需求和設(shè)計人員的有效表現(xiàn)形式，設(shè)計并構(gòu)建地理信息資源共享平臺，是當(dāng)前地理技術(shù)發(fā)展和地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)用的關(guān)鍵。

1 測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)思路與流程

1.1 基本思路

測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)主要目標(biāo)是基于數(shù)字化技術(shù)，綜合運用各項數(shù)據(jù)信息、數(shù)據(jù)服務(wù)體系以及數(shù)據(jù)管理體系，在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系之上設(shè)計完成計算機管理系統(tǒng)。通過測繪地理信息系統(tǒng)，在展開數(shù)據(jù)信息管理的時候，可以綜合運用獲取的信息數(shù)據(jù)為城市發(fā)展規(guī)劃、資源管理等提供技術(shù)支撐。系統(tǒng)的總體功能可以劃分成為五大模塊，分別為城市布局視圖瀏覽模塊、數(shù)據(jù)信息和查詢單元的選擇查詢模塊、拍攝完成的圖形編輯模塊、地理空間分析模塊以及數(shù)據(jù)分析結(jié)果打印輸出模塊。

在進(jìn)行測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)設(shè)計的時候，要始終堅持實用性原則、先進(jìn)性原則和安全性原則。任何一個系統(tǒng)的構(gòu)建，均應(yīng)該基于其所面向的對象，綜合運用各種技術(shù)完成系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，實用性原則是最為基礎(chǔ)的原則，是系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。先進(jìn)性原則是需要保證設(shè)計完成的系統(tǒng)在實際應(yīng)用中具有應(yīng)用優(yōu)勢，能夠與現(xiàn)代行業(yè)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展相匹配，提升系統(tǒng)科學(xué)性和時代性。在本次系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)，選擇使用的設(shè)計軟件為ArcGIS Server，與主流技術(shù)發(fā)展的趨勢相吻合。實現(xiàn)系統(tǒng)的安全性，對保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)，防止病毒干擾等具有積極意義。在系統(tǒng)運行中，數(shù)據(jù)是關(guān)鍵，只有保護好數(shù)據(jù)信息，才可以提升測繪地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的效果。

1.2 基本流程

測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)構(gòu)建的技術(shù)路線圖如圖1所示。

2 測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 多線程并行方式批量加載元數(shù)據(jù)信息

圖1 測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)技術(shù)路線圖

在地理信息元數(shù)據(jù)獲取與分析中，傳統(tǒng)的模式上所選擇使用的方法是紙質(zhì)材料和臺賬文件，在地理信息數(shù)據(jù)處理的過程中，因為牽扯到較多的數(shù)據(jù)和資料，在手工操作的時候，工作效率低，工作質(zhì)量上升緩慢，甚至?xí)霈F(xiàn)很多問題。所以在數(shù)據(jù)處理的時候應(yīng)用管理系統(tǒng)，需要實現(xiàn)多線程并行方式批量加載，顯著提升元數(shù)據(jù)入庫的效率。

2.2 資料分類問題

在地理信息資源一站式管理系統(tǒng)中展開資料分類，其最為主要的依據(jù)是整個項目對于資料的需求和長期累積的經(jīng)驗。

2.3 數(shù)據(jù)資源來源、檢索與發(fā)布展示技術(shù)

測繪地理信息數(shù)據(jù)資源的來源非常廣泛，其一可通過搭載GLAS的ICESat衛(wèi)星獲取各項地形數(shù)據(jù)。測量的原理為通過運用星載激光雷達(dá)向地面位置發(fā)送激光脈沖，當(dāng)激光脈沖穿越地球的大氣層到達(dá)地面，進(jìn)而形成后向散射波，該散射波回射到激光器接收機，傳送到光電倍增管中完成接收。利用激光脈沖的往返時間完成距離的計算，其計算公式如上所示:

在公式2.1中，Z代表地面到衛(wèi)星的距離，Δt代表脈沖傳播時間間隔，tr代表激光脈沖發(fā)射的時間，tR代表激光脈沖接收的時間，c代表光速。

檢索展示海量數(shù)據(jù)時，如果不采取措施，會使B/S版系統(tǒng)承受巨額壓力乃至宕機。故通過利用動態(tài)緩存技術(shù)，將查詢獲得的結(jié)果分批反饋，縮短客戶端耗時。同時系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)對檢索數(shù)據(jù)進(jìn)行抽稀，強化復(fù)雜對象檢索效率。對于點云數(shù)據(jù)壓縮，利用基于ArcGIS的工具進(jìn)行:當(dāng)瀏覽低精度底圖時選用Maplex標(biāo)注工具；處理海量POI，要協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)精度、運行效率與展示發(fā)布效果，綜合SubPoints插件與Subset Features工具優(yōu)勢，Subset初次抽稀來減少數(shù)據(jù)體量，SubPoints二次抽稀優(yōu)化展示效果與精度。對于曲線矢量數(shù)據(jù)壓縮，選用Douglas-Peuker算法。

2.4 算法設(shè)計

在數(shù)據(jù)處理時，使用DP抽稀算法處理曲線數(shù)據(jù)，運用JavaScript語言完成處理，算法核心代碼如上:

function douglasPeucker（points，epsilon）{

if（epsilon===0）{

//如果為0則不進(jìn)行抽稀

return points;

}

var dmax=0;

var index=0;

for（var i=1，l=points.length-1;i＜l;i++）{

var d=getDistance（points[i]，points[0]，points[points.length-1]）;

if（d＞dmax）{

index=i;

dmax=d;

}

}

var ResultList=[];

if（dmax＞=epsilon）{

var points1=points.slice（0，index）;

var points2=points.slice（index，points.length）;

var recResults1=douglasPeucker（points1，epsilon）;

var recResults2=douglasPeucker（points2，epsilon）;

for（var i=0，l=recResults1.length;i＜l;i++）{

ResultList.push（recResults1[i]）;

}

for（var i=0，l=recResults2.length;i＜l;i++）{

圖2 DP算法實例圖（紅線為抽稀前、藍(lán)線為抽稀后）

ResultList.push（recResults2[i]）;

}

}else{

//連續(xù)的兩個點，放入結(jié)果

ResultList.push（points[0]）;

ResultList.push（points[points.length-1]）;

}

return ResultList;}

function getDistance（point，startPoint，endPoint）{

var disX=startPoint[0]-endPoint[1];

var disY=startPoint[0]-endPoint[1];

if（disX===0）{

return Math.abs（point[0]-startPoint[0]）;

}

if（disY===0）{

return Math.abs（point[1]-startPoint[1]）;

}

var k=disY/disX;

var b=startPoint[1]-k*startPoint[0];

return Math.abs（k*point[0]-point[1]+b）/Math.sqrt（k*k+1）;

}

3 測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)功能設(shè)計與構(gòu)建

測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)，其基礎(chǔ)是地理國情數(shù)據(jù)庫、資料檔案數(shù)據(jù)庫、框架庫以及基礎(chǔ)庫。通過調(diào)用ArcGIS Server應(yīng)用程序接口（API）開發(fā)庫實現(xiàn)二次集成，使實體與元數(shù)據(jù)分離。實際應(yīng)用時選用具有統(tǒng)一性的信息管理視圖，以實現(xiàn)資源信息的快速定位以及信息查詢。

視圖瀏覽功能實現(xiàn)所使用的是Toolbar控件，這部分功能所實現(xiàn)的是放大或者是縮小地圖，全景查看地圖與移動地圖等等。數(shù)據(jù)信息和查詢單元的選擇查詢模塊所實現(xiàn)的功能是查詢地圖上的坐標(biāo)、地物名稱等等，這項功能允許系統(tǒng)使用人員完成圖形繪制任務(wù)，通過運用圓、點、線等完成圖形查詢。數(shù)據(jù)庫查詢則是需要系統(tǒng)使用人員對圖層完成查詢與選擇，并且對數(shù)據(jù)值、運算符和字段等完成查詢。將需要查詢的字段字符串輸入，選擇查詢字段或者是查詢圖層，完成查詢?nèi)蝿?wù)。圖形編輯模塊所實現(xiàn)的功能指針對于管理員，普通的系統(tǒng)使用人員是沒有權(quán)限查看的。這部分功能是用來修改、刪除或者是添加地圖當(dāng)中的地物，并且完成保存。利用地圖打印功能將查詢結(jié)果輸出。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)代大數(shù)據(jù)時代背景上，地理信息數(shù)據(jù)和資源的利用成為社會發(fā)展的重要因素。部署測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)時，因為內(nèi)容的分布差異和網(wǎng)絡(luò)差異，使得其所提供的內(nèi)容具有針對性。本文分析的測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)能夠為用戶提供一個具有可視化特征的地理信息資源平臺，通過分析系統(tǒng)的基本思路與流程形成初步認(rèn)知，探究關(guān)鍵技術(shù)以深入了解系統(tǒng)構(gòu)建的重點與難點，闡述系統(tǒng)功能形成較為全面的認(rèn)知，強化測繪地理信息資源一站式管理系統(tǒng)利用，提升資源利用效率。