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一、WebGIS簡(jiǎn)介

WebGIS是建立在Internet上具有瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)GIS（地程信息系統(tǒng)），它是一個(gè)交互式的動(dòng)態(tài)地理信息系統(tǒng)，也可以簡(jiǎn)單地定義為基于Internet平臺(tái)的GIS，它利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和WWW技術(shù)，訪問位于不同地區(qū)的空間信息資源。WebGIS與一般基于因特網(wǎng)的信息系統(tǒng)相比，可以實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)鏈接，并提供了網(wǎng)上可視化查詢功能和空間分析功能。與傳統(tǒng)GIS相比，它具有運(yùn)行成本低、全球化、可擴(kuò)展性強(qiáng)、跨平臺(tái)、系統(tǒng)開放性優(yōu)點(diǎn)，使原來基于單機(jī)或局域網(wǎng)的GIS擴(kuò)展到整個(gè)因特網(wǎng)，使地理數(shù)據(jù)和地理模型在全球范圍內(nèi)共享成為可能，也給更多用戶提供了使用GIS的機(jī)會(huì)。WebGIS由客戶端、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成，客戶端由通用的Web瀏覽器（如IE、Navigator等）以及安裝的Plug_In插件、下載的Active控件和JavaApplet構(gòu)成。應(yīng)用服務(wù)器由WWW服務(wù)器、GIS服務(wù)器和一些GIS服務(wù)器構(gòu)成。數(shù)據(jù)服務(wù)器由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫和GIS數(shù)據(jù)庫構(gòu)成。WebGIS的基本原理比較簡(jiǎn)單，即客戶端向服務(wù)器端發(fā)送請(qǐng)求，在服務(wù)器端接收到請(qǐng)求后進(jìn)行處理，在WebGIS處理完成后將結(jié)果返回到客戶端。用戶首先通過Internet訪問WebGIS頁面，在WebGIS頁面的地圖窗口進(jìn)行相應(yīng)的地圖操作，客戶端將相應(yīng)的地圖操作請(qǐng)求發(fā)送給Web服務(wù)器，Web服務(wù)器通過GIS服務(wù)對(duì)命令進(jìn)行解析并與GIS服務(wù)器通訊，GIS服務(wù)器接到命令后進(jìn)行處理，如果處理過程中需要訪問數(shù)據(jù)庫，則通過空間數(shù)據(jù)庫引擎訪問關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，或通過ADO（活動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)象）訪問屬性數(shù)據(jù)庫，在查詢到數(shù)據(jù)后，將結(jié)果轉(zhuǎn)換為HTML頁面把GIS數(shù)據(jù)通過Web服務(wù)器返還給客戶端，GIS服務(wù)器還可以直接同客戶端的GISPlug_in插件、ActiveX控件和JavaApplet進(jìn)行通信，完成GIS服務(wù)1次請(qǐng)求與響應(yīng)的循環(huán)。WebGIS的基本原理如圖1所示。

二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.硬件環(huán)境。鐵路工務(wù)地理信息系統(tǒng)需要處理許多圖形數(shù)據(jù)，因此，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量大、結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。為了使系統(tǒng)有較好的運(yùn)行性能，系統(tǒng)硬件環(huán)境的配置如下：配置較高的服務(wù)器1～2臺(tái)、掃描儀和數(shù)字化儀若干臺(tái)。

2.軟件環(huán)境。在WebGIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要采用合適的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、前端開發(fā)工具以及WebGIS開發(fā)平臺(tái)。當(dāng)前，市場(chǎng)上已出現(xiàn)了幾十種基于Internet的WebGIS平臺(tái)產(chǎn)品（如Mapinfo公司的MapXtreme、ESRI公司的MapObjectIMS、武漢中地的MapGISIMS和北京超圖的SupermapIS等），在綜合考慮產(chǎn)品性能和價(jià)格等因素，選用了MapInfo公司開發(fā)的基于Internet的應(yīng)用服務(wù)器—MapXtreme。利用MapXtreme可將信息和資源在地圖上以多種可視化的方式展現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)信息的對(duì)外，其優(yōu)勢(shì)在于開發(fā)人員能集中地控制和維護(hù)地圖和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并集中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的功能，避免了以往系統(tǒng)維護(hù)困難的問題。系統(tǒng)的具體軟件環(huán)境為：中心服務(wù)器采用Microsoft的IIS軟件，它將要的網(wǎng)頁存放在服務(wù)器上，根據(jù)用戶的地圖操作請(qǐng)求對(duì)地圖服務(wù)器進(jìn)行訪問。數(shù)據(jù)庫采用Oracle9i。地圖服務(wù)器采用MapXtreme，利用它就可以調(diào)用MapXGIS的組件來處理用戶的地圖操作，客戶端用戶無需安裝其他軟件，只需使用瀏覽器瀏覽即可。開發(fā)工具采用MicrosoftInterDev6.0。

3.系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）模式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)無論在設(shè)計(jì)開發(fā)方面還是在應(yīng)用方面都存在一定的局限性。采用客戶機(jī)/瀏覽器結(jié)構(gòu)，用戶的數(shù)量可以任意擴(kuò)充，也不需要再追加投資，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看，可以大大節(jié)省成本。根據(jù)鐵路工務(wù)地理信息的特點(diǎn)，本文，筆者經(jīng)過綜合的考慮和分析，采用了客戶機(jī)/瀏覽器結(jié)構(gòu)?？蛻魴C(jī)只需通過瀏覽器，就可以進(jìn)行更廣泛的范圍訪問，符合了可持續(xù)發(fā)展的原則，使系統(tǒng)具有良好的開放性和易擴(kuò)展性。根據(jù)鐵路工務(wù)信息的特征，鐵路工務(wù)地理信息系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，即瀏覽器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)由鐵路工務(wù)WebGIS、病害信息管理、維修工程管理、工務(wù)信息管理、多媒體信息管理、數(shù)據(jù)管理和系統(tǒng)維護(hù)等管理模塊組成。使用管理模塊實(shí)現(xiàn)線路、路基、橋梁、涵洞、隧道、車站、道口等的圖形和屬性數(shù)據(jù)的輸入、分析和處理，從而實(shí)現(xiàn)按圖、屬性或線路里程等多種方式進(jìn)行查詢。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

5.系統(tǒng)管理功能。地圖的輸入、編輯、修改以及系統(tǒng)的維護(hù)由系統(tǒng)管理員在服務(wù)器端完成，外地的系統(tǒng)用戶也可以通過Internet登錄系統(tǒng)頁面進(jìn)行鐵路工務(wù)屬性數(shù)據(jù)的修改和更新，一般的用戶可通過連接Internet實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路工務(wù)信息系統(tǒng)的瀏覽。

三、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

在鐵路工務(wù)空間數(shù)據(jù)庫中除了空間數(shù)據(jù)，還包含一些屬性數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，需要對(duì)它們進(jìn)行集成，因此，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類編碼，數(shù)據(jù)的分類編碼是對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行有效管理的重要依據(jù)。編碼的主要目的是節(jié)省計(jì)算機(jī)內(nèi)部空間、便于用戶理解使用。只有進(jìn)行了正確的編碼，空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫才能實(shí)現(xiàn)正確的連接。由于目前國(guó)內(nèi)尚沒有統(tǒng)一的地理數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)，因此依據(jù)《國(guó)土基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)分類與代碼》（GB/T13923-92）、縣以下行政代碼編制規(guī)則（GB10114-88）等標(biāo)準(zhǔn)，參照實(shí)際工作需求，采用英文字母層次型分類編碼體系。該編碼體系盡量與相關(guān)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，并且具有一定的通用性。

四、系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)

1.空間查詢功能的實(shí)現(xiàn)?？臻g查詢以用戶輸入的某一屬性值作為查詢條件。首先，用戶選擇需要查詢的圖層，然后輸入某一屬性值作為查詢的關(guān)鍵字，地圖將高亮顯示該目標(biāo)的地圖位置，并且將查詢的目標(biāo)以一定的放大倍數(shù)重定位于地圖窗口的中央。在系統(tǒng)的應(yīng)用中，當(dāng)某個(gè)橋梁、涵洞、路基等發(fā)生病害時(shí)，應(yīng)用該功能可在最快的時(shí)間內(nèi)對(duì)病害地點(diǎn)進(jìn)行定位，能夠大大地提高搶險(xiǎn)救災(zāi)的效率。實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵代碼如下：

FunctionSearchControlHandler（）

OnErrorResumeNext

IfRequest.Form（cThSearchBtn）.Count<>1Then

SearchControlHandlerr=True

ExitFunction

EndIf

dimk，lay

dimlayer，findds，foundobj，bResult

k=Request.Form（"cThkeyword"）

lay=Request.Form（"cThLayerName"）

setlayer=Session（cMapXObject）.Layers（Lay）

setfindds=Session（cMapXObject）.DataSets.Add（miDataSetLayer，layer）

setlayer.find.finddataset=findds

setlayer.find.findfield=findds.fields（"ID"）

setfoundobj=layer.find.search（k）

if（foundobj.findRCmod10=1）then

bResult=SetMapAutoRedraw（False）

Session（cMapXObject）.zoom=1/8

Session（cMapXObject）.centerX=foundobj.centerX

Session（cMapXObject）.centerY=foundobj.centerY

''''可將foundobj定位在中心

layer.Selection.addfoundobj''''高亮顯示

Session（cMapXObject）.ExportSelection=True

bResult=SetMapAutoRedraw（true）

else

Response.Write"地圖上未找到該目標(biāo)。"

endif

IfErrThen

SearchControlHandler=False

IfNotHaveError（）Then

SetError"SearchControlHandler"，Err.number，Err.Description

EndIf

Else

SearchControlHandler=True

EndIf

Endfunction

2.統(tǒng)計(jì)分析功能的實(shí)現(xiàn)。統(tǒng)計(jì)分析的一個(gè)重要工具就是制作統(tǒng)計(jì)圖，統(tǒng)計(jì)圖是在統(tǒng)計(jì)表的基礎(chǔ)上表現(xiàn)統(tǒng)計(jì)資料的一種形式。統(tǒng)計(jì)圖把統(tǒng)計(jì)表中的數(shù)字形象化，利用幾何圖形反映數(shù)量間的對(duì)比關(guān)系。在系統(tǒng)中加入統(tǒng)計(jì)圖的制作，比單純的用統(tǒng)計(jì)表更明確、更具體、更生動(dòng)有力地說明了各種數(shù)量間的關(guān)系。本系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)圖的制作是利用VML技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。編寫VML要先從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，構(gòu)成一個(gè)數(shù)組（total），并把它傳給預(yù)定義的函數(shù)（ShowLineTableChart、ShowPieTableChart，或ShowTableChar），在函數(shù)中用ASP內(nèi)置對(duì)象Response的Write方法生成包含VML的頁面，通過調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)就可以在瀏覽器端輸出各種不同形式的統(tǒng)計(jì)圖。統(tǒng)計(jì)分析功能如圖4所示。鐵路工務(wù)地理信息的網(wǎng)上系統(tǒng)是鐵路GIS項(xiàng)目的重要內(nèi)容，用戶可通過網(wǎng)絡(luò)快捷地獲取鐵路工務(wù)空間數(shù)據(jù)，并能夠?qū)λ@得的鐵路工務(wù)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，從而最大限度地達(dá)到信息共享，提高了鐵路工務(wù)部門日常工作的信息化程度。