地理信息系统设计中WebGIS的运用

时间:2019-09-27

　　摘    要：　随着科技的快速发展, 人们越来越重视将科技与实际生活的融合, 地理信息系统的开发应用也愈发受到关注。基于WebGIS技术体系对地理信息系统进行研究, 简单阐述了基本概念, 提出了基于WebGIS地理信息系统总体设计模型, 结合实际地理管理应用需求建立完善的数据库模型, 并实现了该系统的各个功能, 指出该系统的创新点, 希望对今后地理信息系统的研究有促进作用。

　　关键词：　地理信息系统; WebGIS; 智慧城市; 空间数据;
 

　　Abstract：　With the rapid development of science and technology, people pay more and more attention to integrating technologies with daily life, hence, the development and application of geographic information system is attracting more and more attention.This paper is mainly based on the WebGIS technology of geographic information system.This paper briefly discusses the basic concepts, puts forward the overall design model of WebGIS based on the geographic information system, database model and geographic management.It achieves the various functions, and puts forward the innovation.It wishes the work can promote the future research on geographic information system.

　　Keyword：　Geographic information system; WebGIS; Intelligent city; Spatial data;

　　0、 引言

　　目前, 在发达的西方国家地理信息系统比较完善, 地理信息系统的应用领域也比较广泛, 更具有社会普遍性, 同时也增加了社会收益。但是在我国1989年10月提出了《关于地籍管理信息系统总体方案》 (试行) , 并开始在全国各地实施, 从此以后地理信息系统才开始逐步发展起来。随着时代和科技的需求, 现代地理信息系统需要与科技技术共同来完成人们的期望, 本文采用WebGIS技术可以建立一个完善、经济耐用、多功能的地理信息系统, 从而将信息化、科技化带入地理信息管理中, 进一步带动我国土地资源的发展, 为“数字国土”、“智慧城市”埋下伏笔。

　　1、 基本概念

　　1.1、 地理信息系统

　　地理信息系统 (Global Information System, GIS) , 是有关地理信息的计算机系统, 其能够进行信息的采集、存储、管理、以及应用等, 主要是通过处理大量的地理数据得到相关技术[1]。三维GIS系统把地理数据经过处理更加直观的展现出来, GIS系统结构分为3个部分:数据层、应用层和业务逻辑层[2]。1) 数据层, GIS所需的全部地理信息的数据库存在里面, 空间场景通过数据层优化模型, 从而使空间场景方便浏览;2) 业务逻辑层, 主要作用是调用GIS内的数据, 并系统性的定位与分析建设规划区等, 其内容主要是地理信息系统所涉及所有业务功能;3) 应用层, 负责把用户与系统间的接口连接, 有利于空间场景浏览的直观效果和规划场景的改善等。

　　1.2、 WebGIS技术

　　WebGIS (网络地理信息系统) 是基于Internet技术和GIS系统开发的产物, 是一个交互式、分布式、动态的地理信息系统。其主要是通过互联网来显示地理信息, 让用户在web浏览器的环境下得到GIS数据, 并实现预期的功能。WebGIS技术提供以下几个主要功能:地图服务、数据查询服务、地理编码服务、要素服务。其特点是:适用性广泛、跨平台性好、成本低、操作性简单、扩展性好[3]。所以基于WebGIS技术作为地理信息系统开发应用是当下一个热门研究课题。

　　2、 基于WebGIS的地理信息系统总体结构设计

　　2.1、 总体结构

　　对于该系统总体结构主要分为4个部分, 1) 用户服务层, 通过web应用程序为用户提供服务, 用户服务层由窗体和隐藏的程序文件构成, 其中窗体需要使用HTML脚本实现基本功能, 隐藏的程序文件用于处理控件的各个功能;2) 业务逻辑层, 主要用于实现各个业务事件和逻辑功能, 例如验证身份、转出凭证等业务;3) 数据访问层, 主要完成系统管理规则的数据库操作;4) 数据库层, 主要分为系统管理数据库、办公办文数据库、业务数据库等各种业务的数据, 数据库类型为SQL。这样将地理信息系统分为多级分布式体系结构独立管理, 有利于较好的控制信息访问, 保障信息的安全性[3]。图1是地理信息系统总体框图。

　　图1 地理信息系统总体框图

　　3、 基于WebGIS的地理信息系统应用开发

　　3.1、 多级分布式应用

　　在地理信息系统中应用应用多级分布式技术可以更容易的管理分级模式, 传统上地理数据库管理采用集中式管理形式, 但这种管理形式不能保证数据可靠性和新颖性。所以多级分布式应用改善了这一缺点, 为了实现数据分布式管理, 有一些单位会将共享地理数据存到自己的“单位服务器” (各个局属机构。镇区国土资源部门) 上, 并由内部人员进行管理, 再把核心数据库数据索引与“单位服务器”建立链接, 从而可以通过索引来访问查询地理信息。在该系统的建设中, 实现分布式管理需要3个步骤:集中式管理、分布同步集中管理、分布式管理实现多级分布式应用。

　　3.2、 地理空间数据管理

　　地理空间数据管理通过空间数据引擎存取空间数据库中的数据, 现阶段关系、对象关系数据库管理空间数据在GIS系统发展中占据主导地位, 传统的空点数据存储是文件型, 而目前的GIS技术具有如下优点:数据管理能力强、权限控制规范、空间属性一体化存储[4]。

　　3.3、 基于WebGIS的工作流管理

　　工作流管理系统 (WFMS) 是一个可以定义、创建和管理工作流执行的系统。它可以通过一个或多个工作流引擎来运行, 并能解释过程定义、与工作流参与者交互, 有时还要引用IT工具和应用[3]。地理信息系统管理每项业务都具有流程性, 基于WebGIS的工作流管理可以对业务定制调整、监督查询、统计工作效率, 提供一个良好的技术机制。工作流的“建模”实现地理管理信息系统中的业务搭建平台, “运行”实现地理管理信息系统中的业务运行平台之。流程性业务将采用Super Map BCPlatform平台, 结合多分支并发、可视化定制监控、绿色通道、任意流转控制等工作流技术, 将在构建WebGIS地理信息系统建设中发挥重要作用。

　　4、 基于WebGIS的地理信息系统功能结构设计

　　该系统功能结构主要分为六个子系统土地登记子系统设计、地理调查子系统设计、查询统计子系统设计、工作流子系统设计、系统管理子系统设计和网络发布子系统。这些系统依据逻辑进行区分, 实际上存在很多交集, 本文着重介绍调查、查询与统计、网络发布3个子系统。

　　4.1、 地理调查子系统设计

　　地理调查系统中最重要的是调查子系统, 完成土地工作前必须先进性地理调查, 是为了确定宗地权属和界址问题, 确保平面位置、土地形状及面积的数据能够准确无误。其地理调查实现过程为:导入测绘结果、界址精确编辑、权属编辑、宗地编辑、地物编辑。而宗地编辑又分为生成宗地、删除宗地、合并宗地及分割宗地。基于web的地理调查实现过程, 如图2所示。

　　4.2、 查询统计子系统设计

　　查询与统计子系统主要是分为查询和统计两个功能。查询包括:图书互查、组合查询、SQL查询、缓冲查询、临宗地查询。实现过程是在查询匹配数据库中将对应的配置文件调整, 再找到准确的土地信息, 再从SMID对空间信息表中查询到准确的宗地ID属性表, 最后定位到图形。统计分析包括:台账、地理类型、发证宗地。当下征迁和道路拓宽查询统计是地理信息系统研究的一个热点话题, 本文的调查统计子系统可以实现这一项目分析, 该系统可以自动掌握宗地面积情况, 为征迁项目提供准确数据, 还可以查询统计出地形、权属信息, 为道路拓宽提供辅助数据。地理查询统计子系统层次图, 如图3所示。

　　图2 基于web的地理调查实现过程

　　图3 地理查询统计子系统层次图

　　4.3、 网络发布模块设计

　　网络发布主要是可以让大众通过Internet广域网登录土地局管理网站查询各项业务, 该模块设计具有如下优点:低成本、高效率、查询操作简单、低端间迟延、容易安装、管理压力小、良好的控制网络数据访问。该模块在Web层缓冲、应用服务器缓冲、地图引擎均开启时工作, 主要实现过程分为3个部分:1) 首先用户登录后获得项目ID, 并自动与数据库链接, 通过权限设定即可进行登录查询;2) 其次用户可以通过业务办理大厅的触摸屏查询业务办理进度与流程, 用户界面会自动发送数据库请求, 终端接到请求后自动查询办理记录并返回到用户界面呈献给用户。3) 当用户发送请求后, Web缓冲层查找是否有合适的地图信息, 如果有立即返回用户界面, 反之没有找到合适的地图, Web缓冲会请求传达到GIS服务层, 首先通过MapParam参数查找, 若匹配到结果返回用户界面, 若没有匹配到再通过地图引擎调用底层Objects组件处理并返回用户界面。

　　5、 基于WebGIS的地理信息系统实现与创新

　　通过基于WebGIS的地理信息系统的应用分析和总体设计, 随机选择一个城市进行各个模块的验证, 着重以下几个模块的验证:1) 土地登记子系统, 该系统分为工程登记、记录数据、工程核查、发证受理等模块, 业务办理需要经过初始登记、变更登记、其他权利登记、分割登记、注销登记。2) 地理调查子系统, 通过地形分成编码和地理交互格式直接连接空间数据, 保证数据采集和调查顺利进行, 得到的调查结果直接存入。3) 查询统计子系统, 主要查询土地属性、发证状况、界址点和界址线等空间数据, 统计数量、质量、权属等指标。然后清晰的显示土地证书、归户卡、界址等, 再以图表的形式给出统计结果。4) 系统管理子系统, 主要实现规划业务流程、数据管理及维护等模块。

　　主要创新点:1) 设计了基于WebGIS的地理信息系统总体结构体系模型, 对地理空间数据、网络发布模式、调查与统计分析进行了详细设计;2) 设计了基于WebGIS的地理空间数据模型的思路与方法, 建立完善的我国地理信息管理数据库模型;3) 设计实现了了基于WebGIS的地理信息系统的土地登记子系统、地理调查子系统、查询统计子系统、系统管理子系统, 实现了一个新型的、大众化的应用平台。

　　6、 总结

　　随着我国科技领域逐渐强大和地理信息系统的功能需求, 传统的地理信息管理方法已经不能满足我国土地资源的规划管理, 而基于网络一体化的地理信息管理建设会受到市场更多的青睐。本文对现有的国有地理信息系统应用上进行调研, 结合目前的地理信息发展形势, 从实际与技术结合基于WebGIS的地理信息系统开发应用, 并进行了实际系统编码与实现, 该系统具有的特色和优势在今后地理信息技术发展中势必会受到广泛关注。虽然现阶段地理信息系统在各个方面都不是很完善, 但在今后科技的不断进步下, 一定可以做到更全面、更好的为人民生活创造福利。

　　参考文献：

　　[1]梁婷婷.地理信息系统在国土资源管理中的应用[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2018 (1) :11.
　　[2]胡娟.智慧城市中关于地理信息系统的开发应用[J].无线互联科技, 2016 (16) :55-56.
　　[3]糜新宇.基于开源WebGIS的时态森林资源管理系统研建[D].长沙:中南林业科技大学, 2017.
　　[4]李江涛, 王建民, 闻立杰, 等.工作流管理—模型方法与系统[D].清华大学, 2004.

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