海洋工程信息系統(tǒng)的研究

孟志河　張世濤等

摘要：地理信息系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用到了許多的領(lǐng)域。本文針對當(dāng)前海洋工程建設(shè)的情況，設(shè)計并實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)的海上信息查詢與決策系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：WebGISGIS海洋工程

0引言

在瞬息萬變的信息時代，社會不再被當(dāng)作工廠、住宅、道路等的簡單的空間組合體，而將是一個在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電子智能技術(shù)控制下生存活動的復(fù)雜生命系統(tǒng)，GIS扮演著社會系統(tǒng)神經(jīng)中樞的角色。WEBGIS是Internet與Gls相結(jié)合的產(chǎn)物，它采用全球化的客戶與服務(wù)器體系，很容易實現(xiàn)與WEB中的其他信息服務(wù)進(jìn)行無縫集成，是真正大眾化的GIS。雖然GIS出現(xiàn)的時間不長，但發(fā)展十分迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于土地管理、設(shè)施管理、工程項目管理、物流管理、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、旅游景點查詢、水利、電力設(shè)計、交通、房地產(chǎn)、電子商務(wù)、網(wǎng)上書店等多個領(lǐng)域。國內(nèi)外許多學(xué)者已嘗試將GIS應(yīng)用于海洋的管理、研究和開發(fā)領(lǐng)域，但是我們注意到海洋GIS的應(yīng)用明顯地滯后于陸地GlS，這種現(xiàn)象是由海洋環(huán)境和海洋研究的特殊性所造成的。首先，海洋環(huán)境的數(shù)據(jù)獲得不管從技術(shù)上還是從經(jīng)濟(jì)上來說都有很大的難度；其次，目前流行的各種地理信息系統(tǒng)軟件和開發(fā)平臺基本上是基于陸地應(yīng)用開發(fā)的。由此可見，為了對海洋工程減災(zāi)防災(zāi)和海上救災(zāi)等事件進(jìn)行科學(xué)管理與決策，為了防止和減少建設(shè)中的經(jīng)濟(jì)損失，以及加快建設(shè)的速度，完全有必要開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的海洋信息系統(tǒng)，協(xié)助有關(guān)部門通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控與決策。在信息時代的今天，WebGIS無疑是一種很好的解決方案。

1開發(fā)環(huán)境簡介

Mapinfo MapXtreme簡介

計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了以Internet和VWWV為代表的網(wǎng)絡(luò)時代，Maplnfo公司緊跟最新技術(shù)推出了用于Intemet和In—tranet的應(yīng)用服務(wù)器級產(chǎn)品——Maplnfo MapXtreme。

MapXtreme的主要功能：通過MapXtreme，用戶可以在Inter-net／Intranet WWW上發(fā)布基于電子地圖的應(yīng)用系統(tǒng)。所有的最終用戶只需在自己的機(jī)器上安裝瀏覽器(如Microsoft fnternet Ex-plorer或Netscape)即可訪問存放在服務(wù)器端的空間數(shù)據(jù)，用戶可以很方便地對地圖進(jìn)行放大、縮小、漫游、查詢、統(tǒng)計等操作。此外，MapXtreme還提供了許多強大的地圖化功能滿足用戶的不同層次的需要，包括：專題圖、緩沖區(qū)分析、對象(地圖)編輯、繪制圖層、查找、直接讀取Lotus Notes、圖層控制、空間選擇、訪問各種數(shù)據(jù)源等。

MapXtreme以MapX為地圖引擎。MapX是一個可編程的OCX控件，是可重復(fù)利用的可編程對象，它提供了大部分MaplrifeProfessional支持的地圖功能，可以利用編程平臺所提供的數(shù)據(jù)庫訪問機(jī)制，也可以利用自身提供的ODBC接口，并可進(jìn)行數(shù)據(jù)的智能綁定，在客戶端安裝并可在授權(quán)范圍內(nèi)分發(fā)，它是全新的桌面地圖應(yīng)用方式，使更多的用戶得到廉價的Maplnfo地圖信息技術(shù)。

MapXtreme的開發(fā)方式：MapXtreme推薦由Microsoft公司提供的Visual JnterDev。Visual Inte rDev作為高度集成化的In—ternet開發(fā)環(huán)境。開發(fā)人員可以利用它可視化地創(chuàng)建并維護(hù)HTML文檔，在WWW應(yīng)用系統(tǒng)中集成高級應(yīng)用邏輯，并管理整個WWW應(yīng)用開發(fā)過程。

MapXtreme的優(yōu)勢：使用MapXtreme，開發(fā)人員能集中地控制和維護(hù)地圖和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并集中實現(xiàn)應(yīng)用程序功能，避免了以往系統(tǒng)的維護(hù)、同步困難的問題，尤其適合信息量大，用戶多的單位的實際情況。另外，由于使用Web瀏覽器作為客戶端，更使開發(fā)人員可以將地圖信息系統(tǒng)緊密地與其他系統(tǒng)結(jié)合，給用戶提供統(tǒng)一，完整的綜合信息系統(tǒng)。

2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

集到的數(shù)據(jù)信息主要包括以下幾個方面：動遷改造數(shù)據(jù)，大型工作船調(diào)渡數(shù)據(jù)，爆破填海擴(kuò)建數(shù)據(jù)，碼頭建設(shè)數(shù)據(jù)，工作人員管理數(shù)據(jù)等。由于數(shù)據(jù)量不是很大，而且整個工程正處于建設(shè)當(dāng)中，為了便于維護(hù)和管理，本數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選用了比較簡單的Microsoft Access數(shù)據(jù)庫，程序通過ODBC操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。每一個GIS實體，除了空間定位信息外，還包括特定的屬性數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)庫按照MapX的圖層來管理，每一圖層對應(yīng)一種類型的空間實體，而其屬性數(shù)據(jù)庫采用ACCEsS來管理，兩者之間通過ID號進(jìn)行連接。利用面向?qū)ο蟮年P(guān)系型數(shù)據(jù)庫存放GIS實體的屬性數(shù)據(jù)可以充分利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫在記錄的查詢、顯示、修改方面的天然優(yōu)勢。

3系統(tǒng)在線發(fā)布模式

WebGlS的在線發(fā)布模式大致有三種：一是在客戶端來解決：二是在服務(wù)器端來解決。前者通過加入插件或控件，在客戶端擴(kuò)展瀏覽器的功能，使得原來不支持圖形的瀏覽器可以支持矢量圖形，并提供方法和屬性來改變顯示狀態(tài)；后者是在服務(wù)器端提供相關(guān)軟件實現(xiàn)矢量圖形向WEB瀏覽器支持的圖象格式轉(zhuǎn)化，然后傳遞到客戶端顯示，客戶端的一些請求則通過公共網(wǎng)關(guān)接口CGI或ASP來提出。但是，這兩種發(fā)布模式存在明顯的局限性。由于瀏覽器與服務(wù)器間的頻繁通信，勢必耗用大量的網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)而延緩用戶請求的反應(yīng)速度，影響系統(tǒng)運行的性能。因此，必須把兩種技術(shù)進(jìn)行綜合，以便發(fā)揮服務(wù)器與客戶端的潛力和優(yōu)勢。當(dāng)涉及到繁重的數(shù)據(jù)庫操作和復(fù)雜的分析任務(wù)時，由服務(wù)器承擔(dān)：當(dāng)涉及一些簡單的任務(wù)時，如地圖的放大、縮小、SQL查詢等時，由客戶端承擔(dān)。這樣就可以減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，雙方的計算能力和處理能力都能夠得到充分的發(fā)揮，使數(shù)據(jù)和小程序得以在兩者之間進(jìn)行合理的分配，使負(fù)載平衡，使雙方性能達(dá)到最高。本系統(tǒng)就是采用C／S在線發(fā)布模式訪問數(shù)據(jù)庫的。

4系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)

4.1數(shù)據(jù)的動態(tài)管理功能系統(tǒng)能根據(jù)工程建設(shè)的情況，實時或定期的動態(tài)更新數(shù)據(jù)庫信息，更新的數(shù)據(jù)信息主要包括動遷改造數(shù)據(jù)，大型工作船調(diào)渡數(shù)據(jù)，爆破填海擴(kuò)建數(shù)據(jù)，碼頭建設(shè)數(shù)據(jù)，工作人員管理數(shù)據(jù)等。

4.2信息的查詢與顯示功能系統(tǒng)能以圖像、圖形、相片、地圖、文字乃至多媒體數(shù)據(jù)(視頻、音頻等)全面的反映整個工程的進(jìn)展。通過圖文互查，領(lǐng)導(dǎo)階層能夠獲得諸如動遷改造，大型工作船調(diào)渡，爆破填海擴(kuò)建，碼頭建設(shè)等信息。

4.3圖形的基本操作功能系統(tǒng)提供了圖形的放大、縮小、漫游、全圖、圖層控制等功能。

4.4其他功能除了上面介紹的功能之外，還包括專題圖的制作、簡單的空間分析、輔助決策等功能。

5結(jié)束語

在windows2000操作平臺上，利用MapXtreme NT控件和VisuaI C++.net，ASP等網(wǎng)絡(luò)開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)的深水港建設(shè)信息系統(tǒng)。在系統(tǒng)開發(fā)中，開發(fā)者充分利用了控件技術(shù)對空間數(shù)據(jù)的存儲、管理、分析和電子地圖的功能，避免了系統(tǒng)的底層開發(fā)?？梢詫⒋罅康臅r間和精力放在對空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，GIS功能的實現(xiàn)上。開發(fā)周期縮短，系統(tǒng)功能增強，后期維護(hù)的工作量也減少。

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