基于ArcIMS的旅游地理信息系统设计与实现.pdf

收稿日期 2005205218 修返日期 2005208226 基金项目 国家自然科学基金资助项目 40271087 浙江省 自然科学基金资助项目 401006 基于ArcI MS的旅游地理信息系统设计与实现 3 窦长娥 刘仁义 刘 南 浙江大学 浙江省GIS重点实验室 浙江 杭州310028 摘 要 万维网地理信息系统 WebGIS 技术的成熟发展及广泛应用为旅游信息化提供了很好的技术支持 在 分析ArcI MS等WebGIS相关技术的基础上 设计了一个基于ArcI MS的旅游地理信息系统方案 并结合杭州市的 旅游特点给出了应用实例 关键词 WebGIS ArcI MS ArcSDE ArcXML 旅游地理信息系统 中图法分类号 TP391 文献标识码 A 文章编号 100123695 2006 0920160203 Designing and I mplementation of Tourism Geographic Information System Based on ArcI MS DOU Chang2e L I U Ren2yi L I U Nan Zhejiang Provincial Key Laboratory of GIS Zhejiang University Hangzhou Zhejiang310028 China Abstract The modernization of touris m is technically facilitated by the wide application of theWebGIS First puts forward a design scheme for TGIS based on the analysis ofArcI MS and otherWebGIS2related technology Then implements a based de2 signing of the system which applies the characteristic of touris m in Hangzhou Key words WebGIS ArcI MS ArcSDE ArcXML Touris m Geographic Information System TGIS 杭州是国家首批历史文化名城和著名的风景旅游城市 旅 游业对杭州的经济发展起着重要的作用 而旅游业具有与地 理位置极其密切的关系 旅游景点的分布 旅游服务设施的位 置 道路信息等地物 1 都包含相应的地理坐标 拓扑关系等空 间信息 运用GIS的空间数据处理能力结合WebGIS技术 将 地理信息发布于互联网上 为GIS数据与信息的获取 发布 共 享与操作开辟了广阔的前景 使基于地图的应用系统在各行各 业中得到广泛的应用 通过Internet浏览器 旅游者可以从任 何一台与Internet联网的计算机上看到自己感兴趣的旅游胜地 的风景 甚至还可以看到图文并茂的录像 而无须通过问询就 可以获取信息 本文正是基于此目的 采用ESR I公司的Arc2 I MS平台设计并实现了杭州市旅游地理信息系统 TGIS 1 ArcI MS体系结构及相关技术简介 ArcI MS是基于Internet的地理信息系统 GIS 能够支持 基于网络的地图服务 ArcI MS运行在分布式的环境中 由客 户端和服务器端的部件组成 用ArcI MS可以设计并制作一个 GIS站点 并使之有提供GIS服务的能力 通过Internet连接到 许多客户端以提供应用服务 应用ArcI MS能够随时扩展服务 器 以满足日益增长的请求 111 ArcI MS体系结构 ArcI MS是一个可伸缩的 基于网络制图和分布式GIS的 新一代软件系统 其体系结构如图1所示 Web服务器通过 ArcI MS连接器与应用服务器连接 应用服务器请求的数据从 空间服务器中获得 它处理所有请求的地图数据和相关的信 息 各组成部分依赖于TCP IP协议通信 而各个部分之间的 通信则是通过ArcXML格式传递 用ArcI MS构建的GIS网站 允许任意数量的用户通过Internet或Intranet访问和交互操作 能够为浏览器端的客户提供GIS地图 数据和应用等服务 ArcXML是ArcI MS的核心模块 是符合XML规范的Arc2 I MS特有的标记语言 具有很强的开放性和可扩展性 通过 ArcXML特有的标记实现其扩展性 正是具有XML的特性 用户就可根据实际的需求自定义复合标记 添加并实现所需的 功能 在ArcI MS中 ArcXML主要负责矢量或图像 栅格 格 式数据网络发布方面的事务 如数据定义 图形属性 显示特 征 数据的发送和接收等 2 3 112 ArcSDE空间数据库引擎 ArcSDE是一种构建于大型关系数据库 Oracle SQL Server 等 之上的空间数据库引擎 它在关系数据库管理系统 RD 2 BMS 和地理信息系统 GIS 之间充当一个应用网关 以充分 地把GIS和RDBMS集成起来 4 ArcSDE为 ArcI MS提供了一 个在DBMS中存储 管理和使用空间数据的通道 使任何网络 061 计算机应用研究2006年 的用户群体能够共享空间数据库 并能实现在任意大小的数据 级别中伸缩 2 系统架构 本旅游地理信息系统基于ArcI MS平台 通过ArcSDE访 问旅游专题空间数据库 采用标准三层体系结构 分别由表示 层 应用逻辑层和数据层组成 具体实现中三层结构分为客户 端 应用服务器和空间数据库服务器三层 三层结构应用的模 型图如图2所示 客户端采用Web浏览器 应用服务器 ArcI MS服务器 利 用ArcXML定制扩展模块 空间数据库服务器 ArcSDE服务 器 以Oracle数据库为基准高效地存储管理旅游专题空间数 据库 本系统的总体结构如图3所示 211 Web浏览器端 ArcI MS提供两种客户端可供选择 HT ML Viewer 用来 获取图像的地图和表格数据 虽然支持最广泛的浏览器并有高 度的可定制性 但这是一个轻量级的浏览器 不支持一些GIS 工具 也不支持与本地数据的集成 Java Viewer 又分为Ja2 va Standard Viewer和Java Custom Viewer两种 前者提供一个 标准的界面 不需要定制并支持更多的浏览器 而后者在定制 时有更大的灵活性和更多的功能 用户可以进行多种定制 这 两种Java Viewer都是较重量级的客户端 包含丰富的GIS工 具 而且支持要素流 这样就可实现更多的GIS功能 还可以把 本地数据以及其他站点的数据集成 提高数据的应用效率 Java Viewer所带的工具和外观可以根据实际的需求自行定制 基于ArcI MS客户端的以上特点 根据用户对旅游信息的实 际需求 本系统采用的是Java Custom Viewer客户端 用户的界 面通过HT ML Servlet JSP和JavaScript等语言来实现 在服务器 端 通过编写的Java Applet定制所需要的功能 由此增强浏览器 端用户界面的交互性 并利用ArcI MS服务器进行后台的图形发 布 这样任何一台计算机都可以通过互联网与之相连接 用户的 客户端只要具有网络浏览器 如Microsoft Internet Explore NetScape Navigator等 就可以访问本旅游地理信息系统 根据 需要进行所需旅游信息资源的浏览 查询与分析等操作 212 ArcI MS应用服务器端 ArcI MS服务器提供基本的地图缩放 漫游 查询 编辑和 统计等功能 能够满足用户的基本需要 ArcXML提供了访问 所有ArcI MS功能的能力 并且实现了浏览器和服务器之间的 信息交换 ArcXML的格式是专为在ArcI MS中不同部件之间 进行数据交换而设计的一种协议 它的四个根子标签CON2 FIG REQUEST RESPONSE和MARKUP定义了ArcXML声明 的类型 其中 CONFIG标签通过设定属性和定义图层来配置 地图 REQUEST RESPONSE和MARKUP标签用于在不同部件 之间进行通信 ArcXML提供的多种Reader元素与Symbol元 素进行相互组合 可以制作出各类地理要素的不同效果和适应 地图表现的不同需求 5 本系统根据 ArcXML的定制扩展功 能 完成系统的配置文件的部分代码如下 213 旅游专题空间数据库 地图的所有矢量数据 Shape格式 都存放在旅游专题数 据库中 本系统主要涉及到两类矢量数据 旅游资源空间数 据 包括景区 景点 道路 交通 住宿等的地理位置信息 属 性数据 即旅游区的基础资料 如旅游区的自然特征 社会经济 情况 旅游资源的分布与区域地理特征 旅游设施状况 旅游路 线等 在二维或三维空间内 每种地物通过其空间位置特征和 属性特征 能够精确定义实体地物间的空间关系 对每种地物 类型用不同的方法编码和量化 并利用其公共I D码将空间数 据与属性信息进行关联后生成空间数据库 而且可以方便地对 不同的地物类型进行空间信息的查询和分析 6 旅游专题数据库以Oracle数据库作为存储数据的基准 结 合ArcI MS服务器 通过ArcSDE数据库引擎中间件进行接口 的连接 在ArcSDE的支持下 系统利用ArcXML技术进行扩 展 响应ArcI MS服务器对数据的请求 并检查数据完整性和数 据访问控制 同时具有网络支持功能 完全可以安全 有效地管 理基层旅游信息数据和便捷地向上层提供服务 161 第9期窦长娥等 基于ArcI MS的旅游地理信息系统设计与实现 3 系统组成与功能 311 旅游地理信息系统组成模块 本旅游地理信息系统在WebGIS这一新兴技术的支撑下 针对旅游机构 旅游企业和旅游者等不同用户的需求 需要分 别设计不同的功能模块 如图4所示 系统主要功能应提供三大部分服务 为旅游管理部门提供 的旅游资源调查 旅游资源评价和旅游开发与规划服务 为旅 游企业提供的旅游营销服务 为旅游者 包括潜在旅游者 提 供的基本信息咨询 位置信息查询服务等内容 312 旅游地理信息系统的功能 31211 图形操作功能 本旅游地理信息系统在浏览器端显示系统的主界面 在地 图操作部分 通过选择操作工具 包括放大 缩小 漫游 全图 选择 测距等 实现具体旅游景点的浏览 在选择功能中 用户 可以通过选择工具对自己感兴趣的区域进行多种形式的选择 选中区域高亮显示 再对此区域进行其他功能的操作 测距实 现两地间的最短路径查询 通过属性和条件查询 在弹出的对 话框中 用户可以具体了解所需要的信息 鹰眼部分可以使用 户快速索引定位地理位置 为了管理信息的需要 在图层显示 区域 利用各个图层前的复选框控制显示图层的信息 并在地 图显示区域中实现动态地更新相应图层的显示与隐藏 同时 选择一个图层点击右键 通过选择菜单可以控制该图层在鹰眼 部分的显示 系统还可以通过超链接获得其他的一些信息 如 火车站 气象 交通等 通过把图片 图像 声音等多媒体信息集 中起来 大大增强了信息的表现能力 同时系统还提供了鹰眼 功能 使用户能随时了解当前图形缩放的区域在整个地图中的 位置 31212 信息查询分析功能 空间信息的查询由ArcI MS中Spatial Server的Query Server 处理完成 7 系统提供了属性查询和条件查询 属性信息的 查询 根据用户的需求 提供风景点信息化 如宾馆酒店分布 查询 旅游交通路线的选择 并且围绕食 住 行 游 娱 购等内 容向游客提供各种属性信息查询服务 如旅游社团 车站码头 公交路线 医疗服务 娱乐场所 大型商场等 条件查询 系 统提供查询条件 用户通过选择条件 此条件可以自动构建 SQL语句 并且传到服务器端进行处理 用户在浏览器端通过 点击查询在新的窗口中就可看到查询的结果 即用户所需要的 旅游景点 商场 宾馆等的道路图 并且可以打开各图层显示景 点的详细信息 对于缓冲区分析的功能 主要的使用对象一般是旅游机 构 在地图上围绕点 线或面等要素划出一定宽度的 影响地 带 旅游管理部门可以确定风景区的保护区域 道路红线等 同时 对于旅游者可以了解某旅游景点在多大的范围内具有影 响力 从而选择合适的旅游范围以及线路等 地图定制功能允许用户对感兴趣区域中的矢量数据与属 性数据下载到本机 保存成BMP JPG等格式的栅格图像与文 本文件 也可以通过打印机直接打印输出 方便旅游管理者进 行分析 旅游者也可对地图进行收藏 方便其旅游出行 特别是 针对杭州旅游景点的多样性 旅游者可以获得各个景点的导航 路线图等 31213 数据动态管理和维护功能 利用ArcXML的定制扩展模块 服务器端通过改变地图配 置文件可以把定制服务和工具等集成起来 以满足用户的多种 需求 通过ArcSDE服务器 系统实现旅游空间数据库中数据 的动态管理功能 并在后台对数据库进行管理和维护 本系统 根据城市基础设施建设 旅游风景名胜点的扩建和改建等目 的 可随时实现数据库中数据的动态添加 删除 修改和实时更 新 保持数据库数据的现实性 系统还实现数据库的备份 以防 止数据丢失 同时 系统通过超级链接提供在线帮助 能随时 帮助用户解决使用过程中可能遇到的问题 并且可以将问题返 回到后台服务器 对具体的问题由服务器端进行处理 4 系统实现 本系统的服务器端运行在MicrosoftW indows 2003 Server 系统上 系统硬件采用个人PC机 CPU为P4 1 4GHz或以上 内存为128MB或以上 硬盘为40GB或以上 作为网络服务器 Web服务器采用ArcI MS 4 0实现旅游信息在Internet上的发 布 客户端可以使用IE 6 0及其以上的浏览器来访问数据信息 服务器端只需要启动ArcI MS服务 用户在客户端输入正 确的URL地址就可以通过浏览器浏览地图 查看地图发布的 信息 本系统具体的工作过程是 用户在客户端提出操作请 求 数据库服务器接收到请求后 根据请求获取旅游资源空间 数据和属性数据并进行相应的操作 然后把结果返回客户端 最后客户端把用户所需要的信息以图形的方式显示出来 本 系统在IE 6 0中的运行主界面如图5所示 该实例中的图形数据来源于杭州市旅游信息数据 利用 GIS的专业软件ArcGIS将图形数据矢量化 转换成Shape Files 格式的数据 然后导入ArcI MS中直接被Author应用 生成所 需的 axl文件格式 图5中划分了四个大区域 地图操作区域 通过选择工具 来实现操作地图的功能 图形显示区域 可以看到整个操作 的结果 给用户提供了直观的显示 鹰眼显示 下转第165页 261 计算机应用研究2006年 区分 不同的状态作为权限判别的依据 也可以很好地解决两 种不同权限要求的数据发放问题 5 应用实例 笔者在实施某汽车公司PDM CAE的集成中 采用了上述 数据集成方法 该公司采用的PDM系统是EDS公司的Team2 center Engineering CAE分析软件包括Hypermesh Patran Ls dyna Fluent Abaqus Adams InteDyna Fire Booster Tycoon Ex2 cite Cruise等 设置部门内部文件服务器 根据数据类型有区 别地决定存储位置 并通过二次开发提供了数据的批量上传下 载功能 对Teamcenter Engineering进行二次开发及定制 实现了 CAE数据在PDM中的管理及自动编码功能 定义了CAE分析 任务的编码规则 利用零组件模块 即Teamcenter Engineering 中的Item模块 组织CAE数据如图8所示 其中反色显示的是 CAE任务信息的属性表 定义Teamcenter Engineering中组织与工作流程模板 实现 了数据发放流程的规范性 图9是一个工作流程模板 在Teamcenter Engineering中用户通过实例化并执行该流 程模板可以实现数据流的规范性 同时该流程执行信息也会在 系统中保存 由此可以实现对数据发放的监控 6 小结 利用上述PDM系统中管理CAE数据的方法可以实现数 据管理的系统化 方便CAE部门与其他部门信息的传递和交 流 为实现设计部门和分析部门的协同和并行工作建立了数据 通道 并为进一步利用PDM系统的强大功能应用CAE技术建 立了基础 是实现企业级数据集成的有效途径 参考文献 1 范玉顺 1工作流管理技术基础 M 北京 清华大学出版社 施普 林格出版社 2001 2602262 2 童秉枢 李建民 1产品数据管理 PDM 技术 M 1北京 北京大 学出版社 2000 1202122 3 Ruth Sara et al Business ProcessModeling Review and Framework J Int J Production Economics 2004 90 2 1292149 4 黄双喜 范玉顺 基于工作流的ERP系统开发与实施 J 计算机 集成制造系统 CI MS 2004 10 2 1392143 作者简介 陈默 19812 男 硕士研究生 主要研究方向为PDM及MDO环境 喻 道远 19562 男 教授 硕士生导师 主要研究方向为现代制造系统 CI MS 汽车车身 覆盖模具 CAD CAPP CAM PDM 复杂曲面的数控 编程 超声治疗机器人 远程监控与故障诊断 张国军 19722 男 副教 授 硕士生导师 博士 主要研究方向为智能设计 工业工程等 上接第162页 区域 提供了当前地图区域显示部分在整个地 图中的位置 便于用户从局部把握全局 图层操作区域 通过 复选按钮来控制图层的可见与不可见的特性 5 结论 本文针对旅游业目前的发展状况和对WebGIS技术的需 求 基于ArcI MS 4 0平台设计了杭州市旅游地理