地图网站地图制作

—258—基于Web的统计电子地图发布系统设计霍佳1,王英杰2,王映辉1,3,余卓渊2,罗斌2(1.
陕西师范大学计算机科学学院,西安710062;2.
中国科学院地理科学与资源研究所地图室,北京100101;3.
西安理工大学计算机科学与工程学院,西安710048)摘要:为解决传统桌面统计电子地图向网络统计电子地图的转换问题,提出一种基于Web的统计电子地图发布系统设计方案,对其系统框架和主要功能模块的实现原理进行了介绍.
根据该设计方案开发了基于Web的统计电子地图发布系统,并对2005年出版的中国人口、环境与可持续发展电子地图集进行了网络发布实验.
该实验系统在国家统计局相关部门进行安装调试,取得较好的效果,实现了传统桌面统计电子地图向网络统计电子地图的快速、平滑转换.
关键词:统计电子地图;Web发布;可视化DesignofWeb-basedStatisticalElectronicMapDistributingSystemHUOJia1,WANGYing-jie2,WANGYing-hui1,3,YUZhuo-yuan2,LUOBin2(1.
SchoolofComputerScience,ShaanxiNormalUniversity,Xi'an710062;2.
DepartmentofCartography,InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101;3.
InstituteofComputerScienceandEngineering,Xi'anUniversityofTechnology,Xi'an710048)【Abstract】FortransformingstatisticalelectronicmapfromdesktoptoWeb-basedplatform,thispaperdesignsanarchitectureandaseriesofmethodologyofaWeb-basedstatisticalmapdistributingsystem,anddescribesframeworkandkeymodelsofthesystem.
Basedonadesktopstatisticalmapsystem,ElectronicAtlasofPopulation,EnvironmentandSustainableDevelopmentofChina(2005),atestsystemhasbeendeveloped,andtransformsmorethan200statisticalmapsforWebdistribution.
Throughsystemtest,theresultshowsthatthedesigncanfulfillsmoothtransformationfromthedesktopstatisticalmaptotheWeb-basedstatisticalmap.
【Keywords】statisticalelectronicmap;Web-baseddistribution;visualization计算机工程ComputerEngineering第35卷第4期Vol.
35No.
42009年2月February2009·开发研究与设计技术·文章编号:1000—3428(2009)04—0258—03文献标识码:A中图分类号:TP391概述传统统计电子地图产品大都是以图集、桌面版或基于C/S结构存在.
如从1996年以来,中科院地理所从底层开发了拥有自主版权的面向人口、社会、资源、环境等空间信息可视化的统计电子地图可视化集成系统——VisualMap.
在该系统支持下,先后完成了10多套统计电子地图集的出版发行,如中国人口电子地图集、中国经济电子地图集、中国工业电子地图集、中国企业电子地图集、中国城市电子地图集、中国人口、环境与可持续发展电子地图集等,为制定国家人口发展战略及经济社会发展规划提供了决策分析工具[1-3].
随着计算机技术的飞速发展和互联网的快速普及,传统统计电子地图产品的传播方式已不能满足当前人们对统计电子地图的需求.
将传统统计电子地图产品通过互联网进行发布,既能满足人们的迫切需求又能充分利用现有的系统资源,因此,提出基于Web的统计电子地图发布系统设计方案,用于解决传统统计电子地图向网络统计电子地图的快速、平滑转换.
2基于Web的统计电子地图发布系统框架设计基于Web的统计电子地图发布系统(发布系统)采用3层体系结构设计,即客户端、应用服务器端和数据服务器端,其中客户端与应用服务器端之间采用B/S架构(如图1所示).
发布系统的地图数据源是统计电子地图桌面制图系统.
制图系统制作完成统计电子地图后,将地图配置信息和统计制图配置信息写入地图配置文件和统计制图配置文件,并与空间数据文件一同上传至数据库服务器中.
发布系统的地图应用服务器接收客户端经由Web服务器提交的地图服务请求,并根据请求读取数据库服务器中的空间数据、属性数据以及地图配置参数和统计制图配置参数,结合数据对请求进行处理,并将处理结果返回给Web服务器,最后由Web服务器通过Internet/Intranet将处理结果返回客户端[4].
图1基于Web的统计电子地图发布系统框架2.
1客户端客户端为支持标准HTTP协议的浏览器,客户端页面基于标准的Html/JavaScript语言实现,可以实现跨平台、跨浏基金项目:国家科技基础条件平台建设项目子课题基金资助项目(2005DKA32300);陕西省科技基金资助项目(2007F51,2008K4-11);陕西省教育厅基金资助项目(07JK348);西安市创新支持计划基金资助重点项目(XY08003)作者简介:霍佳(1982-),男,硕士研究生,主研方向:软件工程方法学;王英杰,研究员;王映辉,教授;余卓渊,助理研究员;罗斌,硕士收稿日期:2008-06-13E-mail:huojia_1127@stu.
snnu.
edu.
cn—259—览器访问应用服务器端.
客户端主要功能包括:统计电子地图的图组管理,地图显示,漫游,缩放以及空间数据和属性数据查询等.
在显示技术上,地图窗口显示的统计电子地图是由应用服务器端生成的地图图片和统计图片透明叠加而成,地图图片由若干地图图像瓦片拼接而成,并基于格网分块多线程加载,无缝拼接.
在客户端与应用服务器端之间的通信技术上,主要采用AJAX技术开发的地图数据异步传输与接收功能组件——对于每一个客户端请求,仅更新页面改变内容而不是整个页面,从而提高了客户端与应用服务器端之间的通信效率,实现了浏览器页面的实时动态更新.
客户端总体显示流程为:客户端通过JavaScript语言向应用服务器端发送获取地图图像瓦片和统计图片的请求,应用服务器端根据请求返回所需图片的URL地址和地图定位坐标,客户端根据URL地址进行图片加载,并对获取到的地图瓦片进行无缝拼接,形成地图图片,最后根据地图定位坐标,将统计图片与地图图片进行透明叠加,完成统计电子地图的显示.
2.
2应用服务器端应用服务器端负责接收和处理客户端的地图操作和数据查询请求.
它主要由Web服务器、地图应用服务器、统计符号代码库、统计图片库、地图符号生成工具、地图符号库和地图图像瓦片库组成,如图2所示.
(1)Web服务器Web服务器是客户端与地图应用服务器之间通信的桥梁,它与客户端交互采用标准的HTTP协议,与地图应用服务器交互采用TCP/IP协议.
Web服务器的工作流程为:首先接收和解析客户端请求,然后将解析结果提交给地图应用服务器处理,最后将地图应用服务器返回的处理结果发送给客户端.
(2)地图应用服务器地图应用服务器的主要功能包括:统计图片生成,统计制图,地图图像瓦片生成,地图图像瓦片重组,地图操作,数据查询,图层/图例管理和图组管理等.
其工作流程为:首先接收由Web服务器提交的地图服务请求,然后根据请求从数据库服务器中获取所需的空间数据、属性数据以及地图配置参数和统计制图配置参数,最后执行相关地图操作,并将操作结果返回给Web服务器.
(3)统计符号代码库统计符号代码库的功能是存储和提供生成统计符号及统计符号图例的程序代码,这些程序代码在统计符号代码库中根据统计符号类型分类存储.
(4)统计图片库统计图片库的功能是存储和提供统计制图功能所需的统计图片.
统计图片在统计图片库中根据统计地图发布名称、地图缩放级别(比例尺)分类存储.
(5)地图符号生成工具地图符号生成工具的功能是生成字体符号、基本矢量符号和图片符号,这些地图符号以文件的形式保存在地图符号库中,供地图图像瓦片生成功能调用.
(6)地图符号库地图符号库由字体符号集、矢量符号集和图片符号集组成.
地图符号生成工具生成的字体符号文件(包括字体符号映射文件)、基本矢量符号文件和图片符号文件分别被存储在字体符号集、矢量符号集和图片符号集之中.
(7)地图图像瓦片库地图图像瓦片库的功能是存储和提供地图图像瓦片重组功能所需的地图图像瓦片.
地图图像瓦片在地图图像瓦片库中按照不同地图名称、缩放级别和图层组合关系分类存储.
图2应用服务器端框架2.
3数据服务器端数据服务器端负责存储和提供应用服务器端所需的空间数据、属性数据、地图配置参数和统计制图配置参数.
数据服务器端主要由空间数据库、空间数据文件库和地图配置/统计制图配置文件库组成.
其中空间数据库和空间数据文件库负责向地图应用服务器提供空间数据和属性数据,这种双通道的组织结构保证了系统可以通过空间数据库和空间数据文件2种途径获取空间数据和属性数据;地图配置/统计制图配置文件库用来存储地图配置文件和统计制图配置文件,并负责向应用服务器端提供地图配置参数和统计制图配置参数.
地图配置文件和统计制图配置文件均由发布系统定义文件组织格式,制图系统负责文件生成.
其中地图配置文件包含了地图名称、数据源描述、地图投影类型、地图范围、地图符号类型和颜色、图层名称、分级名称以及图例名称等地图配置参数;统计制图配置文件包含了地图发布名称、数据源描述、统计符号类型、颜色、大小以及图例名称等统计制图配置参数.
上述配置参数保证了制图系统制作的统计电子地图与发布系统发布的统计电子地图之间可视化效果的一致性.
3统计电子地图发布系统功能模块设计发布系统按照功能模块可划分为统计制图模块、地图图像瓦片生成与重组模块、地图数据查询模块、图层/图例管理模块、地图操作模块和图组管理模块等.
结合发布系统自身特点,本文将对其中的统计制图模块和地图图像瓦片生成与重组模块进行详细介绍.
3.
1统计制图模块发布系统建立了类型丰富的统计制图符号体系,用以保证系统发布的统计电子地图准确、实用、美观.
主要统计制图符号如表1所示[5].
—260—表1统计制图符号示例图表基本类型子图表类型说明图例饼状图饼状图使用统一半径的圆,用扇形圆心角的角度来区分指标大小,角度越大,指标越大;扇形的填充颜色用于区分不同指标环状图环状图使用统一半径的圆环,用环扇形圆心角的角度来区分指标大小,角度越大,指标越大;环扇形的填充颜色用于区分不同指标柱状图使用不同颜色的柱形定义各指标,用柱形的高度区分指标大小,高度越高,指标越大渐变柱状图使用不同渐变色的柱形定义各指标,用柱形的高度区分指标大小,高度越高,指标越大柱状图立体柱状图使用不同颜色的立体柱形定义各指标,用柱形的高度区分指标大小,高度越高,指标越大球状图球状图利用不同颜色球形定义指标,用球形的半径来区分指标大小,半径越大,指标越大统计制图模块的工作流程为:首先客户端通过JavaScript语言向应用服务器端发送统计制图请求,后者根据请求中包含的统计制图配置文件名获取数据服务器端该文件中的地图发布名称、地图缩放级别等统计制图配置参数,根据配置参数判断所需统计图片是否已经生成.
若已生成,则根据客户端地图窗口的地理坐标范围选取该范围内的统计图片,并将图片的URL地址和地图窗口定位坐标返回客户端;若未生成,则根据统计制图配置参数中的数据源类型、数据表名和数据表字段名,从数据服务器端获取相应的属性数据和空间数据,利用属性数据并结合地图发布名称、地图缩放级别、统计符号类型、大小、颜色等参数调用统计符号代码库中的统计符号生成代码,生成统计图片.
然后根据统计电子地图发布名称和缩放级别将其分类存储在统计图片库中.
同时根据空间数据计算出统计图片的地图窗口定位坐标.
最后根据地图窗口的地理坐标范围选出统计图片,并将这些图片的URL地址和地图窗口定位坐标返回客户端.
客户端根据URL地址加载统计图片,并根据地图窗口定位坐标将其与地图图片进行透明叠加,完成统计制图.
3.
2地图图像瓦片生成与重组模块该模块主要用于生成多级别、多分片的地图图像瓦片并对其进行组织,不同比例尺的地图由若干小范围的地图瓦片拼接而成.
地图瓦片在瓦片库中按照金字塔结构进行组织,金字塔自顶向下代表地图比例尺从小到大的变化,划分的瓦片数也随之增多.
综合考虑地图窗口中需要传输的瓦片数量、每片地图瓦片的范围,以及典型的地图比例尺级别,地图瓦片划分的原则按照每屏客户端窗口为5*5共25片来显示.
当客户端发出地图显示请求时,服务器端仅需向客户端传送当前比例尺下地图窗口范围内的地图瓦片,即25片地图瓦片便可显示一屏地图.
为了确保系统实际应用时的响应速度,系统采用了在服务器端地图图像瓦片一次性全部生成的策略,减轻服务器端实时瓦片生成的负担;并在每次响应客户端请求时,返回每屏7*7的地图瓦片,其中地图窗口外围的瓦片作为缓存,以减少服务器端与客户端频繁的图像传输交互行为.
地图图像瓦片生成的工作流程(如图3所示)为:首先地图应用服务器接收瓦片生成请求,根据请求中的地图名称参数获取数据库服务器中相应的地图配置参数.
然后根据配置参数读取所需的空间数据和属性数据,调用地图符号库中的相关地图符号,设置地图各缩放级别的比例尺和地图瓦片数,并设置地图图层的组合参数.
最后根据以上设置生成地图瓦片,并按照不同地图名称、缩放级别和图层组合关系将其分类保存在地图图像瓦片库中.
图3地图图像瓦片生成流程与地图图像瓦片库结构图在系统中,为了减少生成地图瓦片所消耗的时间,控制地图瓦片所占据的磁盘空间,系统将统计电子地图的地图图层划分为必备图层和动态图层2部分.
其中必备图层是指地图表达所必需的图层,在系统中为必选图层;动态图层是指地图表达中可选的图层,在系统中为可选图层.
这样的划分就使得图层的排列组合数得到有效控制.
地图图像瓦片重组的工作流程为:首先地图应用服务器接收客户端瓦片重组请求,根据请求中的地图名称、缩放级别、图层组合关系和地理空间范围等参数从地图图像瓦片库中筛选出需要的地图瓦片,并将其URL地址和地图窗口定位坐标发送至客户端,由客户端负责图像加载和无缝拼接.
4电子地图集的发布应用根据上述设计思想,笔者实现了基于Web的统计电子地图发布系统,并对2005年出版的由统计电子地图可视化集成系统——VisualMap制作完成的中国人口、环境与可持续发展电子地图集进行了网络发布实验,共发布了200余幅统计电子地图,并按照不同专题划分成12个图组进行管理.
该实验系统在国家统计局相关部门进行了安装调试,并取得了较好的效果.
实验系统的客户端选用MicrosoftIE浏览器,Web服务器和地图应用服务器分别采用ApacheWeb服务器和MapServer地图服务器,空间数据库采用大型空间数据库——PostGIS,空间数据文件采用ESRIShape文件格式,地图配置文件和统计制图配置文件的文件格式分别采用MapFile(*.
map)和XML(*.
xml).
实验系统统计电子地图的发布效果如图4所示.
(下转第264页)—264—图4房产公司售房业务流程图5由建模工具设计的业务流程效果图5结束语随着企业组织各个独立职能部门权利的提升、职能的优化、部门的效率得到提高,职能部门之间的合作会越来越频繁,而与之相对的协作成本却越来越高.
再造企业的业务流程,通过高效的、灵活多变的业务流程的执行来提高效率是未来的趋势.
这使得企业信息集成带来信息量大,共享变更频繁.
本文提出了引入ECA规则的SOA数据协同模型,能满足这种频繁变更的共享的需求,提出并实现了原型系统中的基本功能,包括数据源封装注册管理工具、数据协同引擎和流程定义软件.
但是功能还不完善,下一步主要研究和完善基于QoS的自动服务调度,Web服务接入方式的安全控制,以及增加系统的事务处理能力等相关功能.
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(上接第260页)(a)制图系统制作的统计电子地图(b)实验系统发布的统计电子地图图4统计电子地图发布效果图5结束语基于Web的统计电子地图发布系统设计是一个将统计电子制图、AJAX、WebGIS和空间数据库技术相结合实现传统桌面统计电子地图向网络统计电子地图快速、平滑转换的统计电子地图发布系统设计范例.
随着网络技术的发展、信息化进程的加快,统计电子地图网络化将成为未来研究的一个热点.
该设计针对传统桌面统计电子地图向网络统计电子地图转换过程中的关键问题提出了自己的解决方案,该方案具有一定的可行性和参考价值.
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