公交智能调度系统的网络地图服务平台解决方案

公交智能调度系统的网络地图服务平台解决方案1.功能在Internet/Intranet迅速膨胀发展的形势下，如何将GIS引入Internet/Intranet世界，使GIS充分利用和发挥互联网的优势，就成为GIS发展研究的一个重要课题。与传统的基于桌面或局域网的GIS相比，WebGIS具有以下的优点：更广泛的访问范围，客户可以通过Internet,在世界的任何地方，同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据。平台独立性，无论服务器/客户机是何种机器，由于使用了通用的Web浏览器，用户就可以透明地访问WebGIS数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构GIS数据的共享。可以大规模降低系统成本，普通GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。WebGIS在客户端通常只需使用Web浏览器，其成本明显要节省得多。另外,由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。平衡高效的计算负载，我们的WebGIS能充分利用网络资源,将基础性、全局性的处理交由服务器执行,而对数据量较小的简单操作则由客户端完成。灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配。通过JtIMS，用户可以在Internet/IntranetWWW上发布基于电子地图的应用系统。所有的最终用户只需在自己的机器上安装浏览器（如MicrosoftInternetExplorer或Netscape）即可访问存放在服务器端的空间数据，用户可以很方便地对地图进行放大、缩小、漫游、查询、统计等操作。此外，JtIMS还提供了许多强大的地图化功能满足用户的不同层次的需要，包括：路径分析、专题地图、绘制图层、查找、图层控制、空间选择、访问各种数据源等。JtIMS可以访问空间数据，如存储在Oracle数据库中的图形数据。2.核心技术优势使用JtIMS，开发人员能集中地控制和维护地图和数据库数据，并集中实现应用程序功能，避免了以往系统的维护、同步困难的问题，尤其适合信息量大，用户多的单位的实际情况。另外，由于使用Web浏览器作为客户端，更使开发人员可以将地图信息系统紧密地与其他系统结合，给用户提供统一，完整的综合信息系统。2.1基于Internet/Intranet标准JtIMS是基于Internet/Intranet的地图应用服务器。它采用标准的TCP/IP协议，通过HTTP进行文档和文件传输，在浏览器端为标准的HTML语言，从而保证了与客户端浏览器的无关性。JtIMS在客户端提供了两种工作模式，一种是标准的HTML网页的模式，只要任何支持HTML的浏览器都可正常工作，例如IE、Netscape、或UNIX平台的浏览器。另一种是ActiveX插件，这种方式能够增强在浏览器端的交互性，并取得更高的浏览效率、降低服务端的运行载荷，推荐在Internet上采用这种工作模式。JtIMS可以向用户提供二次开发接口，便于用户添加和维护自己的应用，在客户端可方便的扩展扩展HTML,Java或者JavaScript支持。2.2分布式服务体系结构支持分布式服务体系结构是JtIMS的一个重要的特性。JtIMS支持分布式结构的重要因素在于它的良好的开放性。因为它能与任何标准的WebServer相连，JtIMS与WebServer的连接是通过应用服务器完成的。一个WebServer可以任意挂接多个JtIMS地图应用服务器。JtIMS的Server可以自动维护和协调WebServer和多个JtIMS之间的请求响应关系。2.3瘦客户机/智能文档（ThinClient/IntelligentDocument）瘦客户机系统是指在客户机端没有或者有很少的应用代码。在以往的终端和主机的体系结构中，所有系统都是瘦客户机系统。现在随着Internet技术以及Java、ActiveX技术的出现，瘦客户机系统又重新出现。JtIMS采用的是三层结构，三层结构包括客户机、客户机/服务器以及服务器。客户机具有用户接口，进行数据的显示，客户机/服务器负责应用处理过程，服务器端只进行数据的管理工作。这种体系结构使得应用系统能够在客户机和服务器端实现共享，或者运行在一些中间平台，一般称之为“应用服务器”。应用服务器能够进行大量的数据分析工作，因此减少了网络的阻塞。在JtIMS的工作方式下，所有的地图源数据和应用程序都放在服务端，客户端只是提出请求，响应在服务端完成，只需在服务端进行系统维护即可，客户端无须任何维护，大大降低了系统的工作量。客户端的数据在第一次使用之后就会进行本地缓存，只要服务端的数据没有更新，客户端就可以直接取用本地缓存的数据，一方面减少了服务器的载荷，另一方面也大大提高了客户端的数据访问效率。2.4多数据源接口JtGIS照顾到大多数用户已有的地理数据为各种格式，由不同的GIS软件进行采集而成。JtGIS提出多源数据管理的办法，它提供的数据模型支持常见的GIS数据模型，通过实现多数据源接口，JtGIS可直接操作Oracle公司的OracleSpatialware空间数据库、MapInfo数据和JtGIS压缩数据格式。这样JtGIS即可支持空间数据库存储海量地图数据，也可利用文件方式来进行快速访问，两种方式各有其优越性：Oracle数据库已渐成为空间数据库的业界标准，其在空间查询和对并发访问的处理能力上都表现得极为出色，它提供了R-Tree和QuartTree两种空间索引方式，大大提高了对空间数据的访问效率，由其在大用户量访问时，Oracle的性能更体现的淋漓尽致。JtGIS压缩数据文件，结合文件内存映射和R树空间索引，访问地图资源时，无需调入全部数据，减少了内存资源的消耗。即使在服务端存有几G的数据，在内存上也不用做太多扩充。在少量用户访问时，该种方式明显比Oracle处理时间短。2.5动态注记与自动避让这是JtGIS产品的重要特性之一，采用动态注记技术，用户在客户端有限的显示空间中不会看到不全的路名显示，通过空间裁剪技术与精确的道路几何匹配，在浏览器地图显示窗口中始终能完整地显示道路名称。而注记自动避让技术在图内外的大部分产品中很少能看见，它结合遗传算法、空间索引和光栅化等技术，使得无需人工排列注记位置，由程序自适应地计算出兴趣点注志、兴趣点注记、道路注记合理的位置，使它们不会在显示空间中出现压盖和重叠的情况,以保证图面的整洁和美观，提供用户较好的可视化效果。2.6地物类管理JtIMS在数据组织上，将空间数据的存储与数据可视化信息严格分开，即用地物类库的形式来对地理对象分类，对每一类对象可单独定义其可视化表现形式，由于空间数据是分层组织的，每一层数据对应一种地物类型，如何表示该层的几何数据完全取决于地物类的定义，这样整个地图库只用一个地物类库就可对地图显示风格进行统一管理。比如，若想改变所有地图中高速公路的表示方式，只需将高速公路所对应的地物类重新定义即可。而像当前很多传统的ＧＩＳ软件，如ＭＡＰＩＮＦＯ，空间数据与可视化信息是一一对应的关系，即每一个地理对象都要单独定义其显示方式，这样会给地图视化管理带来很多不便。2.7数据库连接池当采用空间数据库（如Oracle）来组织地图数据时，必然要涉及到建立数据库连接，这是代价最大的操作之一，如果每一次用户访问都要为其创建一个连接来访问数据库，那么无论多充足的资源也是无法满足要求的。而我们通过建立一个连接池，预先分配好一些连接等待用户访问，并根据用户访问量的大小调整池的容量，以达到动态调节资源分配的目的。2.8地图池同样也是为了支持并发用户访问和尽量减少服务器资源消耗，我们引入了地图池的概念,由于我们在空间数据库和基于文件的这两种方式上都已解决的多用户并发访问的问题，当有多个用户访问同一幅地图数据数据时，我们只需在内存中创建一个地图对象，这样大大节约了资源，同时也提高了访问效率。当我们对比MAPINFO的MapeXtrem时，发现每增加一个用户访问，MapeXtrem会吃掉约4M的内存空间,而JtIMS只会占用几Ｋ，它仅仅是存一些用户数据，而不是为该用户去创建一个地图对象拷贝。2.9高速地图图像生成JtIMS是采用服务端根据客户请求生成地图图像的方式来提供浏览器端地图显示的，将矢量数据转为光栅数据是该种方式的主要瓶颈，一般传统的做法都是采用操作系统提供的ＧＤＩ库实现该功能，这样一是无法保证跨平台性，二是多数ＧＤＩ库是为屏幕显示而做的，没有对内存操作进行优化，如Windows平台的ＧＤＩ库，当用ＧＤＩ对象在内存镜像上绘制图形时，内部是通过创建隐藏窗口机制来实现的，这在资源分配和处理效率上都会大打折扣的。在综合考虑了多方面因素后，我们实现了一套在内存区域中直接绘制图形生成光栅数据的引擎，大提高了生成速度，由于采用JAVA编写，也满足了跨平台的要求。2.10快速路径分析JtIMS路径分析功能具有数据规模大、速度高、可定制性强的特点。利用JtGIS的路径分析功能，您可以在一般配置的PC机上，在一秒种之内，完成全广州道路（包含两万余个节点和弧段）的最短最优路径分析。JtIMS路径分析的算法核心，是在标准A－STAR算法的基础上，对拓扑数据的组织方式、核心数据结构和排序算