web专题地图发布的研究与实现

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web专题地图发布的研究与实现



2011-05-11 | 作者： 薛原 | 来源： 国土资源信息化 |  

    摘要：本文从网络专题地图的发布框架体系入手，研究了基于XML封装客户端专题地图请求和基于OGC定义的WMS规范构建网络专题地图发布服务等网络专题地图发布的关键技术，并利用ASP.NET从底层实现了网络专题地图发布。


    关键字：网络发布    专题地图    WMS


    中图分类号，P23 文献标识码：A 文童编号：1674-3695-（2009) 03-20-03   


    1 引言


    专题地图是突出而完备地表示其中一种或自然或社会经济现象，而使地图内容专门化的地图[1]。在地图学迅速发展的过程中，专题地图以其在信息传输、存储、转换和显示等方面表现了巨大的优势，已成为调查研究、分析评价、预测预报、规划设计和指挥管理的重要工具和手段[2]。目前，专题地图已经科学研究、国民经济和国防建设的规划部署等方面发挥了重要的作用。


   随着互联网和地理信息网络服务技术的发展，各种网络专题地图产品纷纷走进人们的视野，国外著名有如ESRI公司的ArcIMS产品，Maplnfo公司的产品，AutoDesk公司的MapGuide平台，Intergraph公司的Geomedi。WebMap平台，国内著名如：吉奥公司的Geosurf平台，超图公司的suPermapIS平台[3]。等都提供了网络专题地图的服务，但是这些产品多基于ActiveX或APPletS插件方式进行开发，客户端浏览器不仅需要下载相关的应用系统模块支持，才能完成专题地图的制作及显示，同时这些公司的专题地图制作与发布模块的核心技术都是不公开的。因此，本文主要从网络专题地图发布框架体系人手，研究利用XML封装客户端的专题地图请求和基于OGC定义的WMS规范构建网络专题地图发布服务等关键技术人手，并利用ASP.NET从底层实现了网络专题地图发布，从而使GIS能够更加深人地应用于国民经济建设等各领域。   


    2  网络专题地图发布框架体系   


    在网络技术环境下，实现网络专题地图发布主要有以下两种模式：C/S模式和B/S模式。C/S模式是一种分布式系统结构，它基于简单的请求／应答协议，也就是所谓的胖客户端模式，服务器负责管理数据，而计算任务分散在客户端上，客户端和服务器之间通过网络协议来进行通讯。B/S模式则恰好相反，它极大地简化了客户端的工作，而把对数据库的访问和应用程序的执行放在服务器上完成。


   网络专题地图的发布，就是要实现专题地图信息在网络上发布，具有可扩展性且进行真正的信息共享，同时为达到更广泛的访问范围，因此本文根据OGC的WMS地理信息服务规范，采用B/S三层架构模式进行网络专题地图的发布实现，即客户端、数据服务器和应用服务器三层架构模型。网络专题地图的发布具体流程主要分为以下六个步骤（具体见图2.1所示）:


   (l）创建客户端与专题地图应用服务器之间的HTTP的连接，同时从客户端中向服务器传输用户ID、口令、联接超时等信息，建立联接请求、数据源名称和请求的专题数据标识。


   (2）专题地图服务器解析客户端请求，查询客户端用户的权限，并根据相应的用户权限判断是否打开专题数据源，建立与数据服务器之间的连接。


   (3）专题地图应用服务器根据客户端请求的专题数据标识，提取出数据服务器中对应的矢量数据和专题统计数据，并调度到专题地图应用服务器中。


   (4）专题地图应用服务器进行矢量数据的可视化，并根据专题属性数据生成专题地图。


   (5）专题地图应用服务器把生成的专题地图采用JPG或PNG的形式响应给客户端。


   (6）客户端接收响应的专题地图，进行浏览分析。








    3 web专题地图发布的关键技术与实现


    如流程框架图1所示，要实现基于Web的专题地图发布，主要是实现客户端请求及其解析，矢量数据与专题属性数据的查询与调度，基于wMs的专题地图服务的实现三个功能模块，因此，基于Web的专题地图发布的关键技术的实现主要涉及以下三个关键技术：


    3.1 客户端专题地图请求的XML封装


   客户端浏览器根据用户的生成专题地图的需求，向专题地图应用服务器提出数据服务请求，传输这些请求参数常用的办法有重载uRL和用XML文件来描述请求参数。其中xML是一种平台无关的元数据语言，是不同应用程序之间交换数据的理想格式，具有广泛的适用性；同时由于专题地图获取的请求参数比较复杂，通常要包括：用户ID、口令、联接超时信息、专题地图的矢量数据范围和数据源的名称，请求的专题地图的类型（如饼图、直方图等）、请求的专题属性数据及其创建专题地图的分级方法等，因此，在本文考虑采用XML文件来封装这些请求参数。如图2左图所示，当对应的客户端请求生成饼状人口专题地图时，其请求参数的XML封装语句对应如图2右图所示。


    3.2矢量数据与专题属性数据的查询与调度


   由于专题地图是着重表示地图要素中的某一种或某几处要素，特别在表示社会经济专题地图时，经常用到主要是境界、植被、水系等图层要素。在网络专题地图的发布时，所需要的矢量数据也只是比较简要的一些数据，所以在数据服务器上的数据往往是直接以文件的形式存在的，而涉及的属性数据才按数据库的方式进行管理。

   当专题地图应用服务器解析客户端的数据请求的xML文件时，根据Vector-Data节点下的DBFile子节点的值定位到数据服务器下的对应的数据文件，再根据ThemeMap节点下的DBName和Att五b-Name两个子节点的值，根据数据库的名称和专题属性的字段值，从数据服务器上提取出客户端请求的对应的专题属性数据，并把这些数据调度到专题地图应用服务器的缓存中。


    3.3 基于WMS规范的网络专题地图服务的创建


   WMS(web Map server，网络地图服务）是一种能够将地理数据生成图像的服务。该服务操作的地理数据可以是简单特征数据，也可以是图层数据，所产生的图像可以直接在Web浏览器或图像浏览软件中进行观察，它可以同时获取几个图层的数据，并将生成的几个层的图进行叠置展示l4］。专题地图应用服务器根据用户请求的专题图的类型和专题图的方法，并根据调度的矢量数据和专题统计数据，生成专题地图，并将生成的专题地图以图片的形式发布给客户端浏览器，此时的专题地图发布服务就是一个wMS服务。









   专题地图应用服务器首先提供有专题地图的表几种示法的服务，如定点符号法、质底法、范围法、等值线法、点值法、统计图表法（饼图、直方图等），当客户端发送一个专题地图请求时，查找相对应的服务器提供的专题地图生成方法，对相应的矢量数据和专题统计数据进行可视化，并利用WMS规范所定义的方法将可视化的专题地图发布成图片的形式。因此，即可实现网络专题地图的发布。




  



    4 实验与总结

    基于上述的分析，本文在深入理解OGC所定义的wMS规范的基础上，建立了一个网络专题地图服务的发布原型系统，采用ASP.NET2.0进行开发网络专题地图发布的门户网站，其中数据服务器端，矢量数据用文件进行组织管理，而属性数据则采用sQL ServerZ000进行管理，当客广登录网站时，就可以自己走专题地图了，实验结果如匡所示，左图为直方专题地图图为等值区域图表（由于某数据为空导致了空白）。   

    5 总结与展望


    随着互联网和地理信息服务技术的发展和应用的深利用Intemet在web上发布空间数据，为用户提仲间数据浏览、查询和分析的功能，已经成为GIS发的必然趋势。本文从专题地图的网络发布人手，旖探讨了网络专题地图发布的关键技术，并从底层续了网络专题地图发布的门户服务器。下一步本文袋网络专题地图的多客户端的并发访问控制、空间澎的集成访问等方面着手，努力实现构建大型的网经题地图的发布强大的服务器，以便 GIS能够更好扭用于国民经济建设等各领域。
   
参考文献：
[l]王家耀，孙群等．地图学［M]，郑州：解放军信息工程大学测绘学院，2003.8一54
[2]栗晓岩，孙群等．专题地图制作中的认知表达［J],测绘通报，2007年第4期：69一70
[3]张书亮，间国年等．网络地理信息系统［M]，北京：科学出版社，2005:101一127
[4］周文生，毛锋等．开放式webGIs的理论与实践[M],北京：科学出版社，2007:83一84

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