1、系統網絡結構

隨著我國(guo)經濟建設(she)迅速發展，城市(shi)規模日益擴大(da)，建立(li)基于地理信息系統(tong)（GIS）技術(shu)的供(gong)水(shui)管(guan)網信息系統(tong)已成(cheng)為國(guo)內各大(da)中(zhong)城市(shi)自來水(shui)公司追逐(zhu)的熱點。目(mu)前，我國(guo)在城市(shi)供(gong)水(shui)管(guan)理信息系統(tong)中(zhong)采用(yong)的較(jiao)為先進的技術(shu)有[1]：

（1）基于(yu)C/S（Client/Server）結構的(de)(de)GIS技術(shu)。其優(you)點在于(yu)采用(yong)(yong)(yong)了網(wang)絡數(shu)據庫與GIS技術(shu)，用(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)能利用(yong)(yong)(yong)基于(yu)GIS的(de)(de)人機交互界面查詢供水管網(wang)的(de)(de)空間或屬性信(xin)息。但在C/S體系結構中，客戶(hu)(hu)端并(bing)發用(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)數(shu)量有(you)限制，且每個客戶(hu)(hu)端都要配(pei)置昂貴專業的(de)(de)GIS軟件，而用(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)經常只是(shi)一些最基本的(de)(de)功(gong)能，實際(ji)上造(zao)成了極大的(de)(de)浪(lang)費(fei)。此外，當客戶(hu)(hu)端用(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)數(shu)較多時(shi)(shi)，軟件的(de)(de)安裝和維護不僅(jin)費(fei)時(shi)(shi)費(fei)力(li)，更容易產(chan)生軟件運(yun)行中的(de)(de)安全(quan)隱(yin)患(huan)。

（2）基(ji)于(yu)Internet的WebGIS技術。其(qi)優點(dian)在(zai)于(yu)使(shi)用B/S（ Browser/ Server）網絡(luo)結構，GIS與Web的結合使(shi)得(de)空間(jian)信(xin)息(xi)的發布(bu)與共享更加簡單(dan)。GIS通過Internet成為公眾服(fu)務的手(shou)段(duan)和(he)社會最基(ji)本的信(xin)息(xi)服(fu)務之(zhi)一，WebGIS成為今后GIS發展的主要趨勢(shi)[2].

ArcIMS[3]是由ESRI公司開發(fa)的WebGIS產品，允許用(yong)戶在Internet和Intranet環(huan)境下為瀏覽器端的客戶提供GIS應用(yong)和地圖數據。筆者(zhe)基于ArcIMS開發(fa)了城市(shi)供水(shui)管網信息發(fa)布系統。

2 、ArcIMS的體系(xi)結構

ArcIMS的結構(gou)如圖(tu)1所示(shi)，主要由兩大(da)部分組(zu)成(cheng)：客(ke)戶端（瀏覽(lan)器(qi)）和(he)服務(wu)器(qi)端。客(ke)戶經過Internet或Intranet服務(wu)器(qi)向ArcIMS發出請(qing)求信息，ArcIMS服務(wu)器(qi)處(chu)理該請(qing)求，并將(jiang)結果返回到客(ke)戶瀏覽(lan)器(qi)。

圖(tu)(tu)1 ArcIMS結(jie)構示(shi)意圖(tu)(tu)

客戶端瀏覽器(qi)(qi)(qi)主要有(you)兩種：Html viewer和(he)Java viewer.服(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)端的(de)最(zui)前端是網絡服(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)，客戶端使(shi)用(yong)普通(tong)的(de)IE或Netscape瀏覽器(qi)(qi)(qi)與之直接交互；網絡服(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)通(tong)過ArcIMS連接器(qi)(qi)(qi)與應用(yong)服(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)連接，應用(yong)服(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)請(qing)求的(de)數據(ju)從空(kong)間數據(ju)服(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)中(zhong)獲得(de)；空(kong)間數據(ju)服(fu)務(wu)器(qi)(qi)(qi)是整個ArcIMS的(de)核心，它處(chu)理請(qing)求的(de)地(di)圖數據(ju)和(he)相關信息。各組成部(bu)(bu)分依賴TCP/IP協議(yi)通(tong)訊，不僅(jin)僅(jin)是當它們運行在(zai)(zai)不同的(de)計算(suan)機(ji)上時是這樣，即使(shi)其中(zhong)的(de)多個部(bu)(bu)分運行在(zai)(zai)同一(yi)臺計算(suan)機(ji)上時依然如(ru)此(ci)(ci)，彼此(ci)(ci)之間的(de)通(tong)訊是通(tong)過ArcXML[4]格(ge)式(shi)傳遞(di)的(de)。ArcXML是對XML的(de)一(yi)個GIS擴(kuo)展，ArcXML也提供易(yi)于使(shi)用(yong)、強大的(de)方式(shi)去定制(zhi)ArcIMS應用(yong)。

根據城(cheng)市供水(shui)管網(wang)自身的特點，本系統選用HTML viewer作(zuo)為(wei)客戶端瀏覽器進行數據訪問和顯示。

3、GIS環境(jing)下供(gong)水管網(wang)數(shu)據的(de)存儲管理

GIS技術為(wei)供(gong)水(shui)管(guan)(guan)網(wang)(wang)提(ti)供(gong)了(le)有效的數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)管(guan)(guan)理與(yu)組(zu)(zu)織手段。在供(gong)水(shui)管(guan)(guan)網(wang)(wang)這(zhe)種(zhong)空間型系統(tong)中，系統(tong)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)庫(ku)(ku)包(bao)括(kuo)空間數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)庫(ku)(ku)和屬性數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)庫(ku)(ku)兩大部分。空間數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)庫(ku)(ku)由供(gong)水(shui)管(guan)(guan)網(wang)(wang)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)和背景數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)組(zu)(zu)成，其(qi)中供(gong)水(shui)管(guan)(guan)網(wang)(wang)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)包(bao)括(kuo)現狀供(gong)水(shui)管(guan)(guan)網(wang)(wang)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)和設(she)計管(guan)(guan)網(wang)(wang)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)，背景數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)包(bao)括(kuo)基礎地形(xing)圖、索引圖、分幅圖等。屬性數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)庫(ku)(ku)主要由供(gong)水(shui)管(guan)(guan)網(wang)(wang)屬性數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)、管(guan)(guan)網(wang)(wang)維修信(xin)息(xi)和系統(tong)信(xin)息(xi)組(zu)(zu)成。

本系統(tong)(tong)(tong)涉及(ji)大量空(kong)間(jian)和屬性數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)，且數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)還會(hui)不(bu)斷增(zeng)長，故采用Oracle 9i標準版作(zuo)為(wei)本系統(tong)(tong)(tong)后(hou)臺數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)庫(ku)(ku)管理系統(tong)(tong)(tong)，它(ta)是業內公認的(de)高效穩定(ding)的(de)大型數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)庫(ku)(ku)管理系統(tong)(tong)(tong)之一，并(bing)(bing)利(li)用空(kong)間(jian)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)引擎 （Spatial Database Engine，SDE）技術組織和管理數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)，通過(guo)(guo)GIS軟件ArcSDE實現(xian)空(kong)間(jian)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)與屬性數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)在(zai)同一關系數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)庫(ku)(ku)中實現(xian)一體(ti)化無(wu)縫存儲，避免了圖(tu)幅(fu)糾錯與圖(tu)幅(fu)拼(pin)接的(de)問(wen)題，同時實現(xian)了高效的(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)訪(fang)問(wen)和更好的(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)集(ji)成(cheng)，并(bing)(bing)允許(xu)多用戶并(bing)(bing)發(fa)(fa)讀取(qu)和寫入數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)。ArcSDE管理多用戶空(kong)間(jian)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)庫(ku)(ku)，ArcIMS 將ArcSDE提供(gong)的(de)空(kong)間(jian)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)通過(guo)(guo)Internet進行(xing)發(fa)(fa)布。

4、 系統的設計與實現(xian)

4.1 系統(tong)設(she)計思路

在由ArcIMS生(sheng)成(cheng)WebGIS網(wang)站(zhan)的(de)(de)基礎上，利用(yong)JavaScript 語言(yan)修改WebGIS里面的(de)(de)HTML代碼進一(yi)步擴展WebGIS的(de)(de)功能，使其更(geng)加專業化、人性化，方(fang)便用(yong)戶使用(yong)。加之使用(yong)了ASP技術，方(fang)便完(wan)成(cheng)用(yong)戶的(de)(de)交互輸(shu)入功能以(yi)及輸(shu)入數據(ju)的(de)(de)處理(li)。由ArcIMS生(sheng)成(cheng)的(de)(de)WebGIS網(wang)站(zhan)和ASP都是(shi)網(wang)頁(ye)形式的(de)(de)，可以(yi)簡單(dan)有效的(de)(de)聯(lian)接在一(yi)起。

4.2 系統的實現

系統的(de)(de)實(shi)現分為空(kong)間數(shu)據的(de)(de)組織(zhi)、新(xin)建(jian)地(di)圖(tu)(tu)服務(wu)、網(wang)(wang)站設(she)計(ji)(ji)修(xiu)改等三(san)部分。ArcIMS管(guan)理器(qi)提供了基于網(wang)(wang)絡界(jie)面并(bing)且支持(chi)操作(zuo)的(de)(de)三(san)個主要任務(wu)——策劃地(di)圖(tu)(tu)服務(wu)（Author MapServices）、設(she)計(ji)(ji)網(wang)(wang)頁（Design Web Pages）及(ji)管(guan)理站點（Administrator Sites）。管(guan)理器(qi)存(cun)放在網(wang)(wang)絡服務(wu)器(qi)計(ji)(ji)算機上(shang)，用戶(hu)可以通(tong)過IE或Netscape瀏覽(lan)器(qi)遠程訪(fang)問。

1.數據組織

將(jiang)數(shu)據(ju)庫里的(de)管網數(shu)據(ju)以及地理(li)背(bei)景數(shu)據(ju)使用Author按照點、線、面的(de)順序(xu)疊(die)加，生成WSDN.axl文(wen)件，該文(wen)件采用ArcXML描(miao)述數(shu)據(ju)的(de)組織(zhi)情況(kuang)。

AXL格(ge)式文件定(ding)義(yi)了數(shu)據及HTML頁存(cun)儲時(shi)的一種標準，記錄格(ge)式與XML相同，其(qi)詳(xiang)細(xi)描述了所要(yao)發布的數(shu)據及其(qi)存(cun)儲位置和顯示方式。如上(shang)述的AXL文件主要(yao)分(fen)為三(san)部分(fen)：

<PROPERTIES>…</PROPERTIES>記錄了地圖的顯示(shi)范圍及地圖輸(shu)出單位；

<WORKSPACES>…</WORKSPACES>記(ji)錄了地圖數據庫服務器名(ming)、輸出(chu)端(duan)口(kou)(kou)、用戶名(ming)、用戶端(duan)口(kou)(kou)以及用戶密碼等信息；

<LAYER type="featureclass" name="SDE.給水管(guan)線" visible="true" id="0">&hellip;</LAYER>記(ji)錄了圖(tu)層的名(ming)稱、類型(xing)、圖(tu)層是(shi)否顯(xian)示(shi)、圖(tu)層顏(yan)色等(deng)信息，對于類型(xing)為點圖(tu)層還包(bao)括點的類型(xing)、大小的設置(zhi)，線圖(tu)層包(bao)括線寬信息，面圖(tu)層包(bao)括面邊緣線顏(yan)色和面填充顏(yan)色。

2.新建地圖服務

在Administator中新建地(di)圖服務(wu)WSDN，將Map File指向剛剛生(sheng)成(cheng)的WSDN.axl文件，Virtual Server設置為ImageServer，并啟(qi)動地(di)圖服務(wu)。

3.網站設計修改

基于配(pei)置(zhi)好的(de)(de)(de)地圖服務，啟用(yong)Designer提供的(de)(de)(de)接口(kou)，客(ke)戶端(duan)瀏覽器采(cai)用(yong)HTML viewer.HTML viewer站(zhan)點是由HTML文件(jian)、Image文件(jian)和(he)JavaScript文件(jian)組成。Image文件(jian)夾(jia)包含用(yong)于網(wang)頁顯(xian)示的(de)(de)(de)所有按鈕和(he)框架(jia)的(de)(de)(de)背(bei)景(jing)。JavaScript文件(jian)夾(jia)包含HTML viewer的(de)(de)(de)JavaScript庫(ku)，它們(men)用(yong)于創建ArcXML請求并(bing)處理ArcIMS空間服務器的(de)(de)(de)ArcXML的(de)(de)(de)響應。

因為系(xi)(xi)統是基于Web方(fang)式(shi)的(de)(de)(de)，系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)界(jie)面(mian)友好性(xing)，很大程度(du)影響到該系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)實用(yong)性(xing)和(he)高(gao)效(xiao)性(xing)。系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)用(yong)戶是多層次的(de)(de)(de)，許多終端用(yong)戶并(bing)不熟悉供水管(guan)(guan)網(wang)和(he)地理(li)信息(xi)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)專(zhuan)業知(zhi)識(shi)及理(li)論，他們更注重系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)可操(cao)(cao)作(zuo)性(xing)、正(zheng)確性(xing)和(he)直(zhi)觀性(xing)等，這些都必(bi)須通(tong)過用(yong)戶界(jie)面(mian)來加(jia)(jia)以體(ti)現(xian)。在(zai)實現(xian)系(xi)(xi)統功(gong)能的(de)(de)(de)基礎上，采用(yong)網(wang)頁(ye)編輯(ji)工具美化操(cao)(cao)作(zuo)了(le)操(cao)(cao)作(zuo)界(jie)面(mian)，并(bing)根據(ju)實際需要調整(zheng)了(le)網(wang)站布局，方(fang)便用(yong)戶操(cao)(cao)作(zuo)。此外，對于供水管(guan)(guan)網(wang)的(de)(de)(de)信息(xi)發布，還利用(yong)javasrcipt編寫js文件，實現(xian)了(le)廢棄管(guan)(guan)網(wang)的(de)(de)(de)刪除、管(guan)(guan)段管(guan)(guan)點信息(xi)的(de)(de)(de)添加(jia)(jia)等功(gong)能。

本系統(tong)的(de)主(zhu)界(jie)面如(ru)圖2所示：

圖2 系統主界面

5、 系統功能簡介

5 .1空間信息共享

本系統的(de)重要功(gong)能就是數(shu)據共享。用戶(hu)用瀏覽器就可(ke)以(yi)制作專題(ti)圖，或打印當前屏幕的(de)地圖。如果(guo)用戶(hu)權限允許，可(ke)以(yi)直(zhi)接下載管網基(ji)礎數(shu)據。

5 .2信息(xi)可視化(hua)查詢與分析

用戶可(ke)在(zai)網(wang)上查(cha)看管網(wang)數據(ju)，對(dui)調(diao)入的地圖(tu)實現(xian)放大、縮小、平移、標注(zhu)、分(fen)層顯(xian)示(shi)(shi)、全屏顯(xian)示(shi)(shi)以及管線(xian)長度的量(liang)測等(deng)功能。系統還可(ke)以通過超鏈(lian)接(jie)把圖(tu)片、圖(tu)像、視頻、聲音等(deng)媒體(ti)信息集中在(zai)一起(qi)，大大增(zeng)強了其信息表現(xian)能力。

信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)查(cha)(cha)(cha)詢(xun)分空(kong)間信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)的查(cha)(cha)(cha)詢(xun)和元(yuan)數(shu)據(ju)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)查(cha)(cha)(cha)詢(xun)。元(yuan)數(shu)據(ju)信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)查(cha)(cha)(cha)詢(xun)由ASP程序來完(wan)成。空(kong)間信(xin)(xin)(xin)息(xi)(xi)查(cha)(cha)(cha)詢(xun)由ArcIMS的spatial server 處(chu)理完(wan)成。

5 .3用戶申請(qing)批復

用戶可在網(wang)上進行賬號申請(qing)，填(tian)寫申請(qing)表，系統校驗申請(qing)資料的合(he)法性(xing)，并給出批(pi)復。

6、 結束語

將WebGIS技術應用(yong)到(dao)供(gong)(gong)(gong)水管(guan)(guan)網管(guan)(guan)理(li)(li)中，開發(fa)(fa)供(gong)(gong)(gong)水管(guan)(guan)網信(xin)息(xi)發(fa)(fa)布系(xi)(xi)統(tong)，是市政部門供(gong)(gong)(gong)水管(guan)(guan)理(li)(li)科學(xue)化、網絡(luo)化的(de)(de)(de)一種趨(qu)勢。本(ben)系(xi)(xi)統(tong)利用(yong)SDE技術管(guan)(guan)理(li)(li)GeoDatabase數(shu)據模型，一體化無縫存儲(chu)空間(jian)數(shu)據與(yu)屬性數(shu)據，并實(shi)現了供(gong)(gong)(gong)水管(guan)(guan)網空間(jian)信(xin)息(xi)共享、信(xin)息(xi)可視化查詢分析以及(ji)用(yong)戶帳號網上(shang)申請批復等功(gong)能(neng)。本(ben)項目的(de)(de)(de)開發(fa)(fa)，對(dui)類似系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)構建可提供(gong)(gong)(gong)一定借鑒。此外，本(ben)系(xi)(xi)統(tong)側(ce)重于(yu)管(guan)(guan)網圖(tu)形的(de)(de)(de)瀏覽查詢，網絡(luo)分析功(gong)能(neng)不強(qiang)，管(guan)(guan)線(xian)斷面剖(pou)面的(de)(de)(de)生成、事故關閥(fa)搜索(suo)有待深入研究。

參考文獻：

[1] 周吉峰,張 洋。 管網信(xin)息系統開發問(wen)題研(yan)究[J].華(hua)北水利水電學院學報,2003,24（3）,63~65.

[2] Using ArclMS3.l[Z].ESRI，2001.

[3] 姚(yao)保華，陶夏新，等。WebGIS的發展與防震減災(zai)信息(xi)系(xi)統[J].自(zi)然(ran)災(zai)害學報，2000，9（3）：64~70.

[4] 劉冠蓉。 基于ArcXML 的圖形(xing)發布[J].武漢(han)理工(gong)大學學報（信(xin)息與管理工(gong)程版）,2003,25（3）,91~93.

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