基于MapXtreme的人防電子地圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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1 基于MapXtreme的人防電子地圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)
通過對(duì)系統(tǒng)的背景和設(shè)計(jì)原則的分析，考慮到要充分利用客戶現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，達(dá)到支持網(wǎng)絡(luò)共享和并發(fā)控制，允許多個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行相關(guān)操作的需求，系統(tǒng)采用基于C/S與B/S混合的總體架構(gòu)方案。
系統(tǒng)由表示層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層組成。針對(duì)地理空間數(shù)據(jù)量大、種類多，且用戶并發(fā)請(qǐng)求多，網(wǎng)絡(luò)傳輸量大的特點(diǎn)[3]，將系統(tǒng)組網(wǎng)方式分為內(nèi)部的局域網(wǎng)和連接外部用戶的外網(wǎng)。內(nèi)網(wǎng)負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)邏輯和生成包含地圖數(shù)據(jù)的HTML代碼。外網(wǎng)負(fù)責(zé)對(duì)外發(fā)布地理信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)在物理上的隔離。其中，地圖數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序都放在服務(wù)器端，客戶端不需要安裝GIS軟件，使用瀏覽器即可獲得GIS應(yīng)用功能，這使得GIS應(yīng)用不受地域和終端類型的限制。業(yè)務(wù)層采用MapXtreme2004.NET作為應(yīng)用服務(wù)器，專門負(fù)責(zé)生成和打包在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)牡貓D信息。當(dāng)MapXtreme應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行后，若接收到客戶端的請(qǐng)求，由MapXtreme應(yīng)用服務(wù)器將矢量地圖通過MapX引擎轉(zhuǎn)換成GIF或JPG格式的柵格圖像，并生成包含圖像數(shù)據(jù)的HTML代碼，使用戶可以通過WWW瀏覽器訪問地圖數(shù)據(jù)。由于傳遞到瀏覽器端的是一幅經(jīng)過壓縮的柵格地圖，而真正的矢量地圖和屬性數(shù)據(jù)仍保留在服務(wù)器端，因此減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)，同時(shí)降低了原始數(shù)據(jù)被盜用的可能。
1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，它們通過唯一的ID號(hào)關(guān)聯(lián)。本系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的管理采用文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的混合管理方式，其中地圖數(shù)據(jù)采用文件管理策略，即每一類型的地圖數(shù)據(jù)都存放在一個(gè)圖層文件中，對(duì)應(yīng)地圖對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)和人防工程數(shù)據(jù)則由關(guān)系數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理。
1.2.1 空間數(shù)據(jù)庫
系統(tǒng)選擇MapInfo格式的矢量圖作為地圖數(shù)據(jù)，其中屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫的若干屬性表中，而空間數(shù)據(jù)則以MapInfo自定義模式保存于若干文件中。
本設(shè)計(jì)將人防業(yè)務(wù)相關(guān)的空間數(shù)據(jù)分為圖層類和專題圖類：
(1) 圖層類。本系統(tǒng)將具有相同空間幾何特征和屬性特征的空間對(duì)象的集合，如河流、公路、行政區(qū)域、居民地等分別存儲(chǔ)在不同的圖層中。同一個(gè)層上的多個(gè)空間地物共享同一個(gè)屬性結(jié)構(gòu)，同一個(gè)圖層中的所有對(duì)象共享相同的顏色、符號(hào)、線型等特性。
(2) 專題圖類。某市人防電子地圖系統(tǒng)涉及到“來襲敵情判斷圖”、“預(yù)防空襲部署圖”、“離城人口疏散圖”、“留城人員隱蔽圖”、“通信警報(bào)保障圖”、“物資保障計(jì)劃圖”和“人防工程保障圖”7個(gè)預(yù)案專題圖。每個(gè)專題圖由多個(gè)圖層構(gòu)建而成。系統(tǒng)共有56個(gè)自定義圖層數(shù)據(jù)，其中某市的地圖(包括道路、湖泊等基礎(chǔ)信息)是這7個(gè)預(yù)案專題圖共享的，其余的人防業(yè)務(wù)相關(guān)圖層按照其所包含的地物類別來分層組織。
1.2.2 屬性數(shù)據(jù)庫
屬性數(shù)據(jù)庫主要包括兩類屬性表，一類是對(duì)應(yīng)于地圖實(shí)體的可地圖化的屬性表，用于存儲(chǔ)地圖實(shí)體的屬性。本系主要設(shè)計(jì)了路段屬性表、連接點(diǎn)屬性表、行政區(qū)劃屬性表、土地利用屬性表、鐵路屬性表等。另一類是非地圖化的常規(guī)的屬性表，本系統(tǒng)主要有用戶表、人防設(shè)施類型表、人防工程類型表、人防工程表、人防工程維修表、人防設(shè)備類型表、人防設(shè)備表、人防設(shè)備維修表、保護(hù)對(duì)象類型表、保護(hù)對(duì)象表和預(yù)案數(shù)據(jù)表等，由Oracle 9i進(jìn)行管理和維護(hù)。
1.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
根據(jù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)要求和設(shè)計(jì)原則，某市人防電子地圖系統(tǒng)由人防遠(yuǎn)程子系統(tǒng)和人防本地子系統(tǒng)組成，遠(yuǎn)程子系統(tǒng)用B/S模式實(shí)現(xiàn)，本地子系統(tǒng)用C/S模式實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)如圖1所示。
主要功能模塊如下：
(1) 圖形變換與圖層管理：包括專題地圖切換、地圖縮放、鷹眼圖例管理和圖層添加刪除等。此模塊提供①縮放、平移等幾何變換功能，電子地圖可以按照任意比例進(jìn)行放大、縮小、漫游，使用戶能夠詳細(xì)地查看空間目標(biāo)及目標(biāo)的周圍情況；②鷹眼功能，根據(jù)電子地圖的縮放比例，將當(dāng)前區(qū)域在整幅地圖中所處的位置顯示在鷹眼窗口，使用戶能夠把握全局；③圖層、標(biāo)注和圖例的顯示控制功能，使得用戶能夠?qū)Ｗ⒂诋?dāng)前關(guān)心的目標(biāo)，并且可以讓顯示的圖形更加簡潔清晰。
(2) 空間信息查詢：包括空間量算、坐標(biāo)查詢和地物查詢功能。空間量算包含距離查詢和面積查詢功能，其中距離查詢能夠得到當(dāng)前地圖任意連續(xù)點(diǎn)構(gòu)成的折線的總長度，面積查詢則能夠得到當(dāng)前地圖任意多邊形的面積?？臻g量算功能使用戶能夠快捷準(zhǔn)確地得到空襲后受災(zāi)面積的大小以及救助人員及設(shè)施離受災(zāi)地區(qū)的距離。坐標(biāo)查詢功能使用戶能夠查詢空間地理坐標(biāo)位置。地物查詢根據(jù)用戶鼠標(biāo)在地圖上選中的實(shí)體，將與該實(shí)體相關(guān)的屬性信息（如名稱、位置等）及多媒體信息（如圖片、音頻和視頻等）展現(xiàn)給用戶，能清楚查詢顯示任何一處人防要素及其周邊環(huán)境的狀況。
(3) 空間分析模塊：此模塊包括最短路徑規(guī)劃和緩沖區(qū)分析功能。最短路徑分析功能根據(jù)用戶輸入的起點(diǎn)及終點(diǎn)位置的名稱，規(guī)劃出了兩者之間連通的1條最短路徑，系統(tǒng)將在地圖上予以展現(xiàn)，還可以根據(jù)道路狀況等約束條件優(yōu)化其路徑，從而達(dá)到戰(zhàn)時(shí)快速疏散、救護(hù)、維修、消防和集結(jié)等目的。緩沖區(qū)分析功能則根據(jù)用戶輸入的點(diǎn)狀或線狀地物名稱查詢其周圍指定半徑范圍內(nèi)的地物，并將符合條件的地物在地圖上突出顯示。
(4) 地圖編輯模塊：包括點(diǎn)狀、線狀和面狀地物的添加、刪除功能。利用GIS數(shù)據(jù)編輯技術(shù)，對(duì)人防工程、重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)、人防指揮所等人防要素進(jìn)行增加、刪除、修改，該模塊相當(dāng)于一個(gè)GIS數(shù)據(jù)維護(hù)平臺(tái)。
評(píng)論