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基于SuperMap的瑞典政务地理信息系统的设计与应用

【赛迪网讯】随着数字城市技术的发展和应用的深入,政务用户对GIS的需求已不仅仅是简单的地图浏览和查询,而是需要整合不同来源的空间数据和不同领域的业务数据,并提供一体化的GIS查询和分析功能。在瑞典数据格式相对规范的前提下,开发一款通用的政务
发布时间:2011-09-01 17:00        来源:        作者:赛迪网
【赛迪网讯】随着数字城市技术的发展和应用的深入,政务用户对GIS的需求已不仅仅是简单的地图浏览和查询,而是需要整合不同来源的空间数据和不同领域的业务数据,并提供一体化的GIS查询和分析功能。在瑞典数据格式相对规范的前提下,开发一款通用的政务地理信息(Municipality GIS)平台产品,是很有意义的。为此,我们基于SuperMap GIS平台开发了一款适用于瑞典市级政府部门管理的政务地理信息平台,产品名称叫Phoenix。 1项目背景 Phoenix的核心设计思路是设计一款完全基于Web的、能方便快速地应用到不同的市政府的政务GIS平台。因此我们在产品立项时就同时设计了前端系统与后台管理系统两个部分,其中前端系统为B/S结构,后台管理系统为C/S结构;前后台系统同时共用一个统一的管理数据库,从而方便让用户通过后台管理系统对前端系统的功能模块和数据链接进行简单的配置,从而在保证快速实现客户通用的功能的基础上,能快速响应客户的个性化需求,极大地提升了平台产品的可扩展性和可重用性。 1.1总体设计 根据客户不同的环境,空间数据与业务数据可以存储于SQL Sever数据库中,也可以存储于Oracle数据库中。前端系统通过微软的IIS中间件发布Web站点。地图引擎及服务发布使用SuperMap IS .NET平台。GIS服务器遵循OGC标准规范发布地图服务,并采用当前主流地图缓存技术实现地图数据的预处理。系统主体结构如图1所示:

图1.系统主体结构图

1.2网络设计 在网络设计方面,充分考虑到不同的客户群体的需求,设计了针对内网和外网的不同方案。内网用户直接在局域网内部访问内网系统,外网用户通过域名访问外网系统,如图2所示。

图2.网络访问示意图

1.3数据库设计 系统的数据库设计按照功能划分成四个数据库,分别是管理数据库、业务数据库、矢量空间数据库和影像空间数据库。其中管理数据库主要存储系统用户、角色、地图分组信息、热点数据等配置信息和元数据信息;业务数据库主要存储从外部业务系统中导入的业务数据库,包括房产、人口、企业、税收、环保、教育等专业数据库;矢量空间数据库存储地图矢量数据;影像空间数据库存储地图影像。 2系统功能 系统采用Microsoft Visual Studio 2008集成开发环境,分为前端系统与后台管理系统两个部分。其中前端系统为B/S结构,以SuperMap IS .NET地图服务与脚本库为基础,页面布局使用JavaScript脚本即时动态生成;后台编码使用C#语言,通过优化数据访问层,使得系统可以将多种数据库的信息无缝连接。前后台采用基于 Ajax 技术的 XML 异步通信技术,脚本控制原对象,使发送请求的原对象不需要重构便可以实现数据更新,进一步提升终端浏览器的用户体验。 后台管理系统为C/S结构,通过调用SuperMap Objects类库读取地图工作空间,使管理员可以轻松管理页面上显示的地图信息。后台管理系统丰富的权限管理功能和配置功能更是提升了整个系统的安全性和可扩展性。值得一提的是前端的热点保存模块与后台的热点链接生成模块共同增强了政府对外信息披露的展现形式。 2.1前端系统 由于面向的用户不同,前端系统分为内网系统与外网系统。内网系统的用户为政府内部工作人员,而外网系统的用户为普通公众。两者的不同之处在于内网用户拥有较高的权限,他们可以访问更多的数据,而外网的用户只可以访问公开的数据。 2.1.1 地图浏览功能 前端系统除了拥有基本的地图漫游,放大、缩小等功能外,分别在地图展现设计、图层控制器、鹰眼控件3个地方有所创新,下面一一介绍: (1)地图展现设计 根据不同的行业对地图信息需求不同,我们通过后台管理系统把所有地图分为若干组,比如房地产、教育、医疗、环境等。分组之后我们又根据SuperMap IS .NET的MapControl控件及用户对某些数据要经常维护更新的特点,将地图分为固定不变使用缓存的底图与经常更新数据并使用新生成缓存的TileLayer图层。整个视图通过多个地图叠加展现,既保证了浏览地图的速度,又提供了最新的实时数据。同时我们还提供基本的矢量地图与影像地图的切换功能,如图3右上角所示。

图3.地图分组显示

(2)图层控制器 根据客户的需求,我们参考了SuperMap IS .NET LayerControl控件与LegendControl控件,以Ext JS树形控件为基础开发出了新的图层控制器,如图4所示

图4.图层控制器

图4中最上面的文件夹即根节点代表当前整个视图,一级节点为当前视图可包含的所有地图,二级节点为某地图包含的所有图层,若该图层为专题图,则该二级节点下还有三级节点。在右侧的复选框可以设定该地图/图层的可见性与可查性,当复选框发生改变后,下面两个按钮中左边的按钮(更新按钮)会以高亮显示来提示用户更新当前视图。右边的按钮为复位按钮,点击后视图回复为初始默认视图。 (3)可缩放鹰眼控件 SuperMap IS .NET的鹰眼控件是随着地图的缩放而改变当前视图区域在整个地图范围内的大小,这是比较传统的做法。我们根据客户的需求设计出了可缩放的鹰眼控件。效果如图5所示。

(a) 1:5万的视图和鹰眼效果

(b) 1:2.5万的视图和鹰眼效果

图5.不同比例尺下的视图与鹰眼效果

2.1.2图查属性功能 前端系统的图查属性功能主要包括点查询、矩形查询、多边形查询、圆形查询等功能。其中点查询、矩形查询、多边形查询与圆形查询所要查询的图层需要在图层控制器里面进行勾选,查询成功后会自动转向左侧面板的查询标签,如图6所示。

图6.矩形查询结果显示效果

图6为矩形查询后的结果,蓝色边框的矩形为查询区域,红色边框的多边形为结果对象的高亮显示。左侧Results下的标签为有结果图层,橙色高亮标签为当前结果所在图层,用户可以通过切换标签展示该次矩形查询在不同图层的结果。每条结果前都有复选框,可以使用结果框下面的两个按钮进行全选与全取消。勾选后的结果可以通过下面橙色的链接转到缓冲区分析,可以将结果导出到Excel。 如果使用点查询、矩形查询、多边形查询与圆形查询所查询的图层为用户自定义图层,则可以在后台管理系统中设定,通过该图层数据集与关联数据库之间的“外键”在业务数据库中查询出用户自定义显示的内容,并呈现出来,这是系统的一大特色亮点功能。 2.1.3属性查图功能 属性查图功能包括带自动模糊匹配关键字的属性查询的功能。在左侧面板选择Search标签后,首先有一个默认的常用图层(一般为用户自定义图层)供用户搜索,用户也可以在高级搜索里面的图层列表里选择所要搜索的图层。选择单个图层时,搜索栏具有自动模糊匹配关键字,使用户不必记住过长的关键字即可使用。 选择单个图层后在搜索栏中输入所要查询的内容,系统会根据用户的输入从数据集或该数据集的关联数据库中选出最接近的10个完整关键字,并按字段划分展示在搜索框的下面供用户选择,如图7所示。

图7.AutoComplete功能

用户可以选择查找地址为ABBORRTORP 1的对象,或者选择查找纳税人为AARNIO,PERNILLA TITTI-LO的对象等。选择完成后点击搜索就会得到在该图层下所有符合条件的对象,并在地图中高亮显示。 用户可以点击每个自定义图层的查询结果中的show more info链接来展示之前自定义好的报表,如图8所示。

图8.房产信息窗口

2.1.4分析功能 系统提供的分析功能主要包括量算功能、路径分析功能和缓冲区分析功能。 (1)距离测量与面积测量 距离测量模块提供了从起点到终点各段的距离与总距离,并且在鼠标移动的过程中可以动态计算当前鼠标位置与前一节点的距离,如图9所示。

(a)距离测量

(b)面积测量

图9.测量结果显示

(2)最短路径查询 基本的最短路径查询,标出起点、终点、中间节点,高亮路径并显示总路程,如图10所示。

图10.最短路径显示效果

(3)缓冲区分析功能 缓冲区分析功能是在点、线和多边形实体周围按照缓冲的距离条件自动建立缓冲区域,并且将该缓冲区域与待查询的图层按照一定空间关系和属性条件进行叠置分析,得到符合条件的几何对象。通过缓冲区分析,工作人员可以在日常工作中获得某事件发生或将要发生地一定范围内受影响的对象有多少,以及这些对象的详细信息。目前属性查图及图查属性后的结果均可进行缓冲区分析。 首先从之前的查询结果中勾选出想要建立缓冲区域的对象,然后点击跳转至缓冲区分析的链接,在缓冲区查询面板中输入缓冲半径,可以通过勾选来决定是否高亮缓冲区域,之后在下面的图层列表里选出想要进行查询的图层,然后点击下面的搜索按钮即可。搜索旁边的清除按钮可以清除掉之前的查询结果及高亮,如图11所示。

图11.缓冲区查询面板和查询结果显示

2.1.5其他辅助功能 前端系统除了地图浏览、图查属性、属性查图和缓冲区分析等功能外还有一些其他的辅助功能,包括创建与浏览热点区域,坐标转换,生成共享链接,打印地图及保存地图五个模块。 (1)创建与浏览热点区域 创建热点区域为系统管理员特有的功能,管理员可以通过系统右上角的登录按钮来验证自己的管理员身份。登录成功后,管理员就可以使用添加热点按钮将当前浏览的视图信息保存到数据库中,随时可以调出来浏览,如图12所示。

图12.创建热点区域

(2)坐标转换 坐标转换功能提供SWEREF 99 16:30、RT90 2.5Gon V与WGS84三种坐标系之间的自由转换,并可根据输入坐标定位到地图上,如图13所示。 (3)生成共享链接 前端系统可以根据当前视图动态生成一条链接,该链接包含了当前地图的图层及可视范围等信息,用户可以将该链接共享给其他用户。链接信息不会保存在数据库中,并具有一定有效期,如图14所示。

图 13.坐标转换

图14.地图链接

(4)打印地图 将当前视图打印到A4纸上。可以选择横版或者竖版,并设定标题,如图15所示。 (5)保存地图 保存当前视图为图片,支持PNG,JPG,GIF三种格式,如图16所示。

图15.打印功能设置

图16.保存图片设置

2.2后台管理系统 后台管理系统主要包含三大部分:地图与图层管理、用户权限管理及其他设定。 2.2.1 地图与图层管理 在后台管理系统中,管理员可以将当前使用的工作空间信息同步到管理系统数据库中,然后根据实际需要将地图分组搭配,如图17所示。

图17.创建好的地图分组信息

在图层信息的数据集标签里,用户可以选择该图层的可查询字段,属性查图中在搜索框中输入字符后会模糊匹配关键字的字段、返回信息字段(查询结果中要显示的字段)、搜索主键及是否以链接形式展示结果,如图18所示。

图18.设置图层信息

2.2.2 用户权限管理 在用户权限管理模块中,管理员可以根据当前的网络管理结构,选择去添加域或用户。添加完域或者用户后,可以设置该域或用户对每一组地图的可见性以及每张地图下图层的可见性,如图19所示。

图19.用户权限设置

2.2.3 其他设定 其他设定主要是对管理员之前创建的热点记录进行操作,如图20所示。可以设置该条记录是否在前端系统显示,也可以生成一条链接,嵌入到新闻页面供外网用户浏览。

图20.设置HotSpot

3结语 本平台目前已经在瑞典的尼雪平市与埃斯基尔斯蒂纳市成功进行了试运行,初步得到了用户的肯定和积极的评价。实践证明,Phoenix平台是一款灵活多变的适用于市政当局需求的地理信息系统,它以SuperMap IS .NET平台为基础,除了提供基本的地图操作和分析功能外,还将多种数据库中的结果无缝对接,注重扩展性,在通用性的基础上为不同的客户群体定制不同的功能,极大的提升了政府工作人员的工作效率。
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