基于RIA的數(shù)字地圖檔案閱覽室建設(shè)

李 黎 ，程 琦

（1.武漢市勘測設(shè)計研究院, 湖北 武漢 430022）

1 RIA技術(shù)

1.1 RIA技術(shù)簡介

RIA，即富因特網(wǎng)應(yīng)用程序，是一種類似于傳統(tǒng)桌面應(yīng)用軟件的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。它通常需要在客戶端瀏覽器中安裝Silverlight、Flash Player等，從而將傳統(tǒng)Web應(yīng)用中很多在服務(wù)器端執(zhí)行的操作分散到客戶端，既減輕了服務(wù)器的壓力，又充分利用了客戶端的運算能力，提高了客戶端的展現(xiàn)、交互和處理能力[1,2]。近年來，RIA技術(shù)發(fā)展迅猛，其中98%的計算機都安裝了Flash；HTML5強調(diào)網(wǎng)頁的表現(xiàn)力；Silverlight兼具高性能和高生產(chǎn)力。

1.2 RIA主要技術(shù)特點

鑒于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的特點，“用戶體驗”已經(jīng)成為軟件優(yōu)劣的首要衡量標準，這也是RIA最主要的特點。此外，與傳統(tǒng)Web應(yīng)用相比，RIA還有如下特點[2,3]：

1）表現(xiàn)手段更豐富。RIA能在標準瀏覽器的網(wǎng)頁中實現(xiàn)內(nèi)涵更豐富的拖拽、滑塊等交互功能，而且這些功能無需與服務(wù)器端交互數(shù)據(jù)，完全在客戶端進行運算。

2）負載調(diào)度更平衡。RIA使得客戶端和服務(wù)器端對資源的需求更加平衡，避免服務(wù)器像傳統(tǒng)網(wǎng)頁應(yīng)用那樣一直高負荷運轉(zhuǎn)，提升了服務(wù)器的響應(yīng)數(shù)量和效率。

3）異步通信更快速。RIA可預(yù)測數(shù)據(jù)需求情況，先于用戶請求從服務(wù)器端預(yù)取數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)，從而提升響應(yīng)后續(xù)請求的速度，使得用戶無需等待成為可能。

4）網(wǎng)絡(luò)利用更高效。RIA比標準的網(wǎng)頁瀏覽器更智能。由于每次交互所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量變少了，從而總負載也減輕了，每個請求和響應(yīng)的速度都有所提升。

5）應(yīng)用頁面更標準。RIA在不同的操作系統(tǒng)、瀏覽器所呈現(xiàn)出來的內(nèi)容是標準化的，幾乎沒有差別，避免了開發(fā)人員為應(yīng)用的兼容花費額外精力。

1.3 Silverlight DeepZoom技術(shù)

Silverlight是來自微軟的RIA插件，用于在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)與其他應(yīng)用的互動。Silverlight中的DeepZoom技術(shù)，為用戶帶來令人嘆為觀止的圖片細節(jié)。DeepZoom技術(shù)幫助用戶整理、瀏覽和展示超高解析度的照片，且不需要過多的等待。DeepZoom的“縮放（zoomn）”功能可完美展示圖片細節(jié)[4]。由于DeepZoom只抓取需要的信息，網(wǎng)頁加載速度很快。這個特性對互聯(lián)網(wǎng)上的地圖應(yīng)用程序尤其有意義。

1.4 ArcGIS API For Silverlight

由于DeepZoom技術(shù)與ArcGIS的Cache技術(shù)不謀而合，ESRI公司充分利用微軟.net的優(yōu)勢，基于Silverlight推出了ArcGIS API for Silverlight，不僅應(yīng)用開發(fā)簡單快捷，而且支持地圖縮放、平移等具有連續(xù)性操作的彈簧動畫；支持將任何界面元素（控件）作為地圖要素，隨地圖縮放；地圖符號支持多種動畫效果，地圖更生動；支持要素按簇顯示，提高顯示性能和效果；支持在客戶端直接生成熱點圖；支持將多媒體元素作為地圖要素的符號[5]。開發(fā)人員可通過ArcGIS Rest API從ArcGIS服務(wù)器在線獲取詳細地圖、地理信息應(yīng)用服務(wù)等，充分利用各種現(xiàn)有資源，快速地開發(fā)自身的應(yīng)用程序。

2 數(shù)字地圖檔案內(nèi)容

按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，將數(shù)字地圖檔案、索引數(shù)據(jù)(行政境界、道路、地名)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)等進行集成建庫，建立數(shù)字地圖信息資源中心，主要包括：

1）空間基準檔案，主要包括各個等級的三角網(wǎng)、導線網(wǎng)、水準網(wǎng)和城市GPS三維控制網(wǎng)，以及城市似大地水準精化所形成的數(shù)據(jù)庫檔案。

2）數(shù)字線劃圖檔案是應(yīng)用最為廣泛的數(shù)字地圖檔案，也是城市測繪單位進行采集、加工、整理、建庫和分發(fā)的主要對象。城市一般是以現(xiàn)勢性較強的1∶500、1∶1 000或1∶2 000為基本比例尺，此外也可能包含1∶5 000～1∶100 000等系列比例尺。

3）數(shù)字正射影像圖檔案。城市一般是以現(xiàn)勢性較強的1∶500、1∶1 000或1∶2 000為基本比例尺，還包括1∶5 000～1∶25 000等比例尺。

4）數(shù)字高程模型檔案由地面規(guī)則格網(wǎng)點、特征點數(shù)據(jù)及邊界線數(shù)據(jù)組成。對于不規(guī)則三角網(wǎng)點數(shù)據(jù)，通過插值處理生成規(guī)則的格網(wǎng)點數(shù)據(jù)。

5）全景（街景）地圖檔案數(shù)據(jù)，是具有街道實景或小區(qū)實景的數(shù)字地圖。

6）城市三維模型檔案，主要包括現(xiàn)狀三維模型、規(guī)劃項目三維模型、城市設(shè)計三維模型、管線模型等。城市三維模型數(shù)據(jù)通過事先確定的規(guī)則與二維數(shù)據(jù)庫進行關(guān)聯(lián)。

7）城市地下管線檔案，主要包括與城市居民生活密切關(guān)系的給水、排水、通信、電力、燃氣、熱力、工業(yè)管道、地下人防和專用管道等形成的數(shù)字地圖檔案。

8）城市測繪工程檔案，主要包括規(guī)劃報建測繪工程檔案、規(guī)劃竣工驗收測繪檔案、紅線測放檔案、地籍測量檔案、勘界測量檔案和地下管線探測檔案等。

9）索引數(shù)據(jù)庫，主要包括行政區(qū)劃、道路、地名等支持數(shù)據(jù)庫。

10）專題數(shù)據(jù)庫，包括城市建筑物、土地利用、綠地資源和用地功能分區(qū)等。

3 基于RIA的數(shù)字地圖閱覽室功能開發(fā)

3.1 多源、多時序地圖集成調(diào)度[6]

集成調(diào)度方法必須同時滿足可視化、查詢、統(tǒng)計、分析及打印等要求，其優(yōu)劣直接影響地圖檔案的使用。針對數(shù)字地圖檔案類型多樣、數(shù)據(jù)量大的特點，將集成調(diào)度分為：

1）圖的集成調(diào)度，主要是采用網(wǎng)片地圖服務(wù)方式。瓦片地圖是指將來自不同數(shù)據(jù)源的地圖進行柵格化處理且緩存在本地。圖的集成調(diào)度方法分為單一圖種切換顯示、不同圖種分窗顯示和不同時序地圖過渡顯示。

2）庫的集成調(diào)度。采用矢量圖層方式進行庫的集成調(diào)度，所有的地理要素均以矢量要素的形式返回客戶端，因此能在滿足查詢、統(tǒng)計的同時，將地理要素符號化顯示。

3）圖庫匹配聯(lián)動?！皥D”與“庫”均以圖層服務(wù)的方式進行發(fā)布，實現(xiàn)圖庫匹配聯(lián)動。服務(wù)器存儲著資源，管理服務(wù)，保證所訪問的資源完全一致，訪問結(jié)果以圖片或文字的形式返回，如圖1所示。

圖1 圖庫集成調(diào)度圖

3.2 地理要素聚合

顯示某一區(qū)域內(nèi)點位信息通常的做法是：先在后臺處理、疊加，再從服務(wù)端返回圖片顯示。由于要素疊加，無法反映實際數(shù)量，導致顯示效果不直觀，且不能進行實時查詢。鑒于此，對于需要展現(xiàn)大量要素時，使用ClusterFeatures特性將相鄰距離范圍以內(nèi)的要素進行聚合顯示，用簡單的數(shù)字來表示聚合要素的個數(shù)，極大地提升了顯示效果。

3.3 檔案查詢與借閱[7]

針對數(shù)字地圖檔案的應(yīng)用需求，模擬數(shù)字地圖檔案現(xiàn)有手工服務(wù)的過程，采用嚴格的身份認證和權(quán)限控制，基于ArcGIS Silverlight API開發(fā)更便捷、更高效的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺，集成通用的GIS功能，實現(xiàn)數(shù)字地圖檔案的瀏覽、查詢，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字地圖檔案借閱、下載、分發(fā)、利用等自助服務(wù)，實現(xiàn)檔案利用的綜合統(tǒng)計、分析，提高電子檔案的利用效率和服務(wù)水平，如圖2和圖3所示。

圖2 檔案查詢示意圖

圖3 檔案借閱示意圖

3.4 專題地圖檔案疊加

1）已建庫地圖檔案疊加。將已經(jīng)按照統(tǒng)一標準進行建庫的數(shù)字地圖檔案作為一個子庫在界面中顯示。如需疊加相應(yīng)的專題信息，直接點擊相應(yīng)的按鈕即可顯現(xiàn)專題數(shù)據(jù)與地圖底圖。地圖中將按照不同顏色疊加相應(yīng)的數(shù)據(jù)，鼠標懸停在數(shù)據(jù)范圍上可顯示各類數(shù)據(jù)的詳細信息，如圖4所示。

圖4 專題信息疊加示意圖

2）DWG圖形疊加。如需將DWG格式的地圖數(shù)據(jù)疊加，傳統(tǒng)的WebGIS很難實現(xiàn)此功能，但是采用動態(tài)創(chuàng)建地圖服務(wù)的方式則可以實現(xiàn)。首先由客戶端上傳數(shù)據(jù)文件或直接在地圖上繪制，再由服務(wù)器創(chuàng)建并發(fā)布地圖服務(wù)，最后客戶端加載地圖服務(wù)。

3.5 歷史圖查看

用戶可以通過查看歷史圖，對比發(fā)現(xiàn)地圖上發(fā)生變化的地方，獲取其變化趨勢。

1）古舊地圖檔案查詢。武漢市對歷年來收集的古舊地圖檔案進行掃描和建庫，并在網(wǎng)上進行了發(fā)布。用戶可根據(jù)圖名、年代、收藏單位和出版單位進行查詢?yōu)g覽，如圖5所示。

圖5 古舊地圖查詢截圖

2）各年代地形圖檔案查詢。武漢市現(xiàn)有自1929年以來各年代各種比例尺的地形圖，這些圖不僅進行了掃描，而且與現(xiàn)勢地形圖進行了坐標系統(tǒng)的統(tǒng)一。這些檔案主要包括1960年、1970年、1980年、1990年代以及自2000年開始每年一版的地形圖，還包括2007年以來每年一版的正射影像圖，如圖6所示。

圖6 各年代地形圖檔案查詢示意圖

4 結(jié) 語

以滿足用戶需求為導向，以工作流程為基礎(chǔ)，以信息技術(shù)為支撐，以提高效率為目的，基于RIA研發(fā)數(shù)字地圖檔案閱覽室軟件，實現(xiàn)了：

1）建立數(shù)字地圖檔案信息資源庫，不僅集成了測繪地理信息工程檔案等多種檔案信息資源，而且將線劃地圖、影像地圖、全景地圖、三維地圖、地名地址等現(xiàn)勢基礎(chǔ)地理信息和古舊地圖檔案、各時期的各種比例尺的歷史測繪成果圖紙進行了完美的融合。

2）建立數(shù)字地圖檔案信息展示廳，基于RIA集成展示數(shù)字地圖檔案，實現(xiàn)多源、多時序地圖的調(diào)度和匹配聯(lián)動，并通過跨庫檢索實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速準確查詢，以簡潔明了的方式展現(xiàn)地圖檔案。

3）實現(xiàn)數(shù)字地圖檔案的授權(quán)分發(fā)，按照用戶的實際需求，以規(guī)范的流程和簡單的方式，在符合國家安全要求的前提下，開展數(shù)字地圖檔案的借閱、分發(fā)、下載、統(tǒng)計等服務(wù)。

[1]李黎.數(shù)字地圖檔案館建設(shè)設(shè)想[J].武漢檔案，2010(1)：15-17

[2]邱子安.RIA[EB/OL]. http://baike.baidu.com/history/id=19142828，2011-4-2

[3]孫豐壘.基于RIA的WebGIS系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].測繪，2012(6)：255-259

[4]gjw198276.DeepZoom[EB/OL]. http://baike.baidu.com/history/id=19455330，2011-4-15

[5]kuihua1985. ArcGIS API For Silverlight [EB/OL]. http://baike.baidu.com/history/id=27953613，2012-2-8

[6]黃雁.多源空間信息服務(wù)集成方法研究[J].城市勘測，2011(4)：50-53

[7]李黎.基于WebGIS的測繪檔案查詢與分發(fā)[J].地理空間信息，2011，9(2)：13-15，80