作者- 趙偉 吳曉飛 范蕓 劉冬妮

摘要：本文介紹了WebGIS的價(jià)值及實(shí)現(xiàn)方法，中地公司的WebGIS組件MapGISIMS的功能特點(diǎn)，及應(yīng)用MapGISIMS開(kāi)發(fā)的B/S模式城市應(yīng)急指揮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。
關(guān)鍵詞：WebGIS  MapGISIMS  應(yīng)急指揮系統(tǒng)
 

一、引言

 Internet改變了我們的世界。GIS技術(shù)和Internet技術(shù)的融合，造就了今天的WebGIS技術(shù)，它是利用www方式向用戶提供地理空間信息服務(wù)的地理信息系統(tǒng)。WebGIS技術(shù)使產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境、產(chǎn)品的概念、軟件的結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化。與傳統(tǒng)的GIS相比，WebGIS訪問(wèn)范圍更加廣泛，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，數(shù)據(jù)可分布管理，操作也更簡(jiǎn)單，適用于不同的軟硬件平臺(tái)，降低了系統(tǒng)成本。

WebGIS的發(fā)展已完全能夠滿足戰(zhàn)略級(jí)和戰(zhàn)術(shù)級(jí)應(yīng)急指揮系統(tǒng)的需要，通過(guò)強(qiáng)大的GIS系統(tǒng)可以為應(yīng)急指揮人員以及應(yīng)急救助人員除提供快速的定位、查詢等基本功能，還可以完成基于地理要素的區(qū)域（空間）分析和統(tǒng)計(jì)以及突發(fā)情況下的應(yīng)急人員的部署和指揮等，使得應(yīng)急系統(tǒng)對(duì)突發(fā)事件的分析、預(yù)防和戰(zhàn)略實(shí)施不僅可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析，更能形成相應(yīng)的決策、反應(yīng)和救援措施。

 二、WebGIS的主要價(jià)值及其實(shí)現(xiàn)方法

 2.1 WebGIS的主要價(jià)值

    隨著Internet/Intranet的發(fā)展，GIS在Internet上的應(yīng)用，即WebGIS技術(shù)，已成為GIS發(fā)展、應(yīng)用的一個(gè)重要方向。WebGIS的主要價(jià)值在于：

１ 它以一種簡(jiǎn)單的方式，通過(guò)Internet向廣大的用戶發(fā)送原本非常專業(yè)化的地理信息，包括地圖和其他屬性信息。這擴(kuò)大了GIS的用戶市場(chǎng)和影響，也有利于人們對(duì)于地理信息的查詢要求；

２ 隨著Intranet和Client/Server或Browser/Server的進(jìn)一步發(fā)展，越來(lái)越多的專業(yè)GIS用戶同樣要求在他們的GIS應(yīng)用中利用WebGIS的功能。因?yàn)檫@樣可以實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)在中心服務(wù)器上的集中保存、處理，有利于數(shù)據(jù)的完整性和保密性，也可以降低整體的軟硬件成本。 

2.2 WebGIS的實(shí)現(xiàn)方法

目前WebGIS的開(kāi)發(fā)主要集中在以下幾種方法：基于CGI/ISAPI的服務(wù)器模式；基于Java或Java Applet的客戶機(jī)服務(wù)器兩端編程的模式；通過(guò)下載ActiveX控件到客戶機(jī)上一種解釋GIS矢量數(shù)據(jù)的方式和插件（Plug-In）方式。這些方法的共同核心在于怎樣實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)在Internet/Intranet網(wǎng)路上的傳輸、解釋問(wèn)題。解決的方法不外乎有兩種：

１ 轉(zhuǎn)換GIS數(shù)據(jù)格式，使之符合Internet標(biāo)準(zhǔn)，能直接被客戶端瀏覽器所支持。

符合這一種方式的WebGIS包括以上所列的基于CGI/ISAPI的服務(wù)器模式和ASP組件方式；

２ 在客戶端上加程序以使GIS數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酱蛻魴C(jī)后能在本地機(jī)上被解釋。

    符合這一種方式的WebGIS包括以上所列的：基于Java/Java Applet的客戶機(jī)服務(wù)器兩端編程的模式；通過(guò)下載ActiveX控件到客戶機(jī)上一解釋GIS矢量數(shù)據(jù)的方式和插件（Plug-In）方式。

    在我們的系統(tǒng)中采用了ASP組件方式。基于ASP組件方式的WebGIS開(kāi)發(fā)充分利用了COM技術(shù)和ASP服務(wù)器組件可擴(kuò)充的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出可用于操作GIS數(shù)據(jù)的ASP服務(wù)器組件。用戶通過(guò)在服務(wù)器端編寫(xiě)腳本程序（VBScript，JScript等）組合，調(diào)用該組件的屬性，方法來(lái)操作GIS數(shù)據(jù)，同時(shí)將GIS矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIF/JPEG等圖像格式。服務(wù)器端腳本程序執(zhí)行的結(jié)果是標(biāo)準(zhǔn)的HTML語(yǔ)言，這使得客戶端不論使用什么瀏覽器都可以正確的瀏覽到網(wǎng)

頁(yè)。 

三、MapGISIMS的工作原理和功能

     MapGIS－IMSInternet Map Server是中地軟件推出的新一代基于Internet的分布式GIS解決方案。對(duì)于最終用戶，它提供了一種更為快捷、廉價(jià)的方式以獲取地理信息；對(duì)于高級(jí)用戶，它還提供了更為豐富的管理工具來(lái)建立可縮放的、高效的站點(diǎn)。MapGIS－IMS遵循GIS標(biāo)準(zhǔn)，采用分布式GIS軟件技術(shù)，基于Internet網(wǎng)，采用多層體系結(jié)構(gòu)和幾種分布式對(duì)象技術(shù)的綜合使用（CORBA，DCOM、JAVA）來(lái)為建立及發(fā)布地圖信息提供了快捷的一體化解決方案。

3.1 MAPGISIMS的工作原理

    我們?cè)趯?shí)際開(kāi)發(fā)中選用的是武漢中地公司的WebGIS組件MapGISIMS。MapGISIMS是一個(gè)功能全面的WebGIS服務(wù)器組件，網(wǎng)站開(kāi)發(fā)人員可以直接利用它來(lái)進(jìn)行GIS數(shù)據(jù)獲得，屬性提取，地圖發(fā)布瀏覽等操作。基于MapGISIMS的WebGIS開(kāi)發(fā)模式是基于ＡＳＰ的組件調(diào)用方法。網(wǎng)站開(kāi)發(fā)人員通過(guò)在ASP腳本VBScript/JScript中組合調(diào)用MapGISIMS的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上地圖的瀏覽查詢等功能。因?yàn)椋龋裕停滩恢С謭D形的矢量格式，故MapGISIMS通過(guò)將GIS矢量圖形轉(zhuǎn)化為ＧＩＦ位圖來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上地圖的瀏覽。 

    系統(tǒng)分為三層結(jié)構(gòu)：GIS Data Server－Layer，WebGIS Server－Layer Client/Browser－Layer。

１ 客戶端瀏覽器層采用普通的HTML瀏覽器，接收普通的HTML頁(yè)面。它的任務(wù)是訪問(wèn)WebGIS服務(wù)器中有關(guān)的ＡＳＰ頁(yè)面，并請(qǐng)求地圖數(shù)據(jù)。

２ WebGIS服務(wù)器層主要由兩部分組成：一是Web服務(wù)器軟件如IIS（MicroSoft Internet Information Server），一是基于MapGIS平臺(tái)的MapGISServer 組件。WebGIS服務(wù)器接收到瀏覽器端的請(qǐng)求后，利用MapGIS Server 組件的功能，進(jìn)行處理、分析、計(jì)算等，如果需要GIS數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)，則向GIS數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求。

３ GIS數(shù)據(jù)服務(wù)器層包括GIS系統(tǒng)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)。它完成數(shù)據(jù)的定義存儲(chǔ)、檢索、完整性約束以及有關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理工作，它接收到WebGIS服務(wù)器的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，并將處理結(jié)果交送WebGIS服務(wù)器。

3.2 MAPGISIMS的特點(diǎn)和功能

    IMS提供了包括顯示、工程管理、工作區(qū)管理、分析功能等一系列COM模塊，利用微軟的Active Server ＰａｇｅｓＡＳＰ技術(shù)，可建立豐富的GIS應(yīng)用。通過(guò)ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ和VBScript等編程語(yǔ)言，用戶可以定制Ｗｅｂ頁(yè)，通過(guò)ＦｒｏｎｔＰａｇｅ Ｖｉｓｕａｌ ＩｎｔｅｒＤｅｖ等產(chǎn)品建立客戶化的用戶界面。腳本程序可以在瀏覽器端執(zhí)行，也可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用服務(wù)器如ＡＳＰ在服務(wù)器端執(zhí)行。 

  多層體系結(jié)構(gòu)：由分布在客戶端的瀏覽器、Ｗｅｂ服務(wù)器、GIS服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成它具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)操縱和事務(wù)處理能力，以及安全性和完整性約束。

  通過(guò)空間數(shù)據(jù)引擎（Spatial Ｄａｔａ Ｅｎｇｉｎｅ）系統(tǒng)和商用數(shù)據(jù)庫(kù)可進(jìn)行無(wú)縫聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)圖形和屬性庫(kù)的統(tǒng)一組織和管理。提供了空間事務(wù)處理功能和對(duì)多用戶并發(fā)控制。

  基于ＩＳＡＰＩ/ActiveＸ模式下客戶端自動(dòng)下載ActiveＸ控件來(lái)顯示矢量圖形，并可自由地處理每個(gè)元素、查詢地圖數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)圖形的閃爍等功能。基于ＡＳＰ/COM模式下，瀏覽器端不需要任何額外程序和模塊，即可進(jìn)行網(wǎng)上瀏覽。

  提供了圖形的任意放大、縮小、漫游、復(fù)位、更新、變焦顯示、分層顯示等基本操作；基于矢量的線形、圖案的實(shí)時(shí)生成和傳送。

  點(diǎn)、線、面的可視化查詢顯示及圖形與屬性互查。可以查詢地圖的屬性，地理坐標(biāo)、位置等信息。瀏覽的屬性數(shù)據(jù)不僅包括數(shù)值型的，而且可以包括非數(shù)值型的，如圖象、地圖、動(dòng)態(tài)圖象等多媒體屬性。支持ＷＡＰ查詢。

  開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)MapGIS－IMS軟件開(kāi)發(fā)包開(kāi)發(fā)特定的應(yīng)用，并可以訪問(wèn)核心的軟件組件和界面。

 四、基于MapGISIMS的城市應(yīng)急指揮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

     在實(shí)際的開(kāi)發(fā)中，我們?cè)贛apGIS平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于WebGIS的城市應(yīng)急指揮系統(tǒng)。

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

    系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)選用MapGIS平臺(tái)提供的MapGISIMS，并結(jié)合微軟的ＩＩＳ服務(wù)等形成具有自己特色的Ｗｅｂ應(yīng)急指揮應(yīng)用系統(tǒng)。這樣選擇的目的主要是簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，利用與GIS相同的平臺(tái)系統(tǒng)以及地圖數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)采用了三層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模式，在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)規(guī)則層和數(shù)據(jù)層，在客戶端實(shí)現(xiàn)用戶界面顯示和交互操作，并采用ＸＭＬ等相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的應(yīng)用。

    其中：

  GIS數(shù)據(jù)服務(wù)器采用Ｗｉｎｄｏｗｓ ２０００ Ａｄｖａｎｃｅ Server ＋ Ｏｒａｃｌｅ ９ｉＲ２系統(tǒng)，用MapGIS作為空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具。

  WebGIS服務(wù)器采用Ｗｉｎｄｏｗｓ ２０００ Server ＋ ＩＩＳ系統(tǒng)。

  基于MapGISIMS 服務(wù)器組件，使用ＡＳＰ完成城市應(yīng)急指揮系統(tǒng)WebGIS的編碼。

  系統(tǒng)客戶端可以采用具有普通瀏覽器IE、Ｎｅｔｓｃａｐｅ Ｎａｖｉｇａｔｏｒ．．．．．的任何系統(tǒng)（系統(tǒng)必須安裝有ＪＡＶＡ ＶＭ）。

4.2 數(shù)據(jù)分類

    城市應(yīng)急指揮系統(tǒng)中涉及的數(shù)據(jù)共分為通用GIS數(shù)據(jù)圖層、應(yīng)急系統(tǒng)專用圖層和應(yīng)急系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)三大類。其中：

    通用GIS數(shù)據(jù)圖層包括通用面圖層（區(qū)劃、水系、綠地等）、通用線圖層（道路、河流等）、通用點(diǎn)圖層（單位、電話等）共計(jì)３０多個(gè)圖層。

應(yīng)急系統(tǒng)專用圖層包括專業(yè)點(diǎn)圖層（１１０案件、１２２交通事故、１１９火災(zāi)、消防水源、重點(diǎn)單位等）、專業(yè)面圖層（派出所轄區(qū)、交通中隊(duì)轄區(qū)、消防中隊(duì)轄區(qū)等）、專業(yè)線圖層（消防行車路線、交警行車路線、事故多發(fā)地段等）以及專業(yè)網(wǎng)圖層（道路交通網(wǎng)絡(luò)等）

    應(yīng)急系統(tǒng)管理表包括圖層信息、屬性名稱、預(yù)案存檔標(biāo)記、授權(quán)等。

4.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

１ 在瀏覽器的方式下，完成GIS的基本功能，包括放大、縮小、漫游、復(fù)位、測(cè)距、地圖打印等電子地圖操作功能。

２ 查詢功能。不但可以操作城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，更可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急專業(yè)數(shù)據(jù)的多種互動(dòng)查詢等基本功能。對(duì)于城市基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)模糊查詢、周邊環(huán)境查詢、拉框查詢、畫(huà)圓查詢等基本查詢功能；對(duì)于應(yīng)急專業(yè)數(shù)據(jù)（如１１０警力、１２２警力、１１９警力等），可以實(shí)現(xiàn)圖到屬性、屬性到圖的專業(yè)查詢。

３ 最佳路徑查詢。在公安系統(tǒng)中，要求接警和處警都必須在一定時(shí)間內(nèi)完成，于是處警時(shí)選擇最近的路線就成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。最佳路徑查詢的功能可以解決這個(gè)問(wèn)題，該功能要求根據(jù)道路情況選擇從兩個(gè)地點(diǎn)之間的最佳路徑。

４ 刪除和添加報(bào)警點(diǎn)的功能。在輸入報(bào)警案件點(diǎn)有錯(cuò)的情況下，允許用戶刪除錯(cuò)誤的報(bào)警案件點(diǎn)，并在正確的位置添加新的報(bào)警案件點(diǎn)。

 五、結(jié)束語(yǔ)

     GIS在應(yīng)急指揮系統(tǒng)中占了比較重要的分量，特別是在快速定位、輔助調(diào)度、輔助決策等各個(gè)方面都有著不可替代的作用。同樣，WebGIS的應(yīng)用，不但在快速出警、案件記錄等方面起著重要的作用，而且可以降低系統(tǒng)的軟硬件成本，使得系統(tǒng)的應(yīng)用得到最大的用戶群體。