基于開放地圖的小型WebGIS應用研究

胡亞明，黃培泉

（廣東工貿(mào)職業(yè)技術學院，廣東廣州510510）

基于開放地圖的小型WebGIS應用研究

胡亞明，黃培泉

（廣東工貿(mào)職業(yè)技術學院，廣東廣州510510）

針對傳統(tǒng)GIS平臺開發(fā)過程復雜和成本較高的問題，探討基于開放地圖服務的小型WebGIS應用研究，闡述并實踐基于開放API開發(fā)應用的基本步驟，開發(fā)者可以輕松利用開放服務的地圖資源及各項工具，高效靈活地實現(xiàn)多種多樣的WebGIS應用。

WebGIS；開放地圖；ArcGISAPI

GIS（Geospatial Information System，即地理信息系統(tǒng)）經(jīng)過多年的發(fā)展，逐步成熟并得到了廣泛應用，在公眾生活、城市管理、科學研究、宏觀決策等領域發(fā)揮著重要作用。隨著計算機網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展，信息高速公路的建設，基于因特網(wǎng)的WebGIS成為下階段GIS發(fā)展的主流之一。

1 基于開放地圖的WebGIS系統(tǒng)

WebGIS輕便、跨平臺且便于推廣，特別是在移動生態(tài)越發(fā)繁榮的前景下，近年來呈現(xiàn)大眾化的趨勢[1]，尤其是Google Maps開放地圖服務的推出，使得基于非GIS行業(yè)的準GIS服務模式的應用開始大量涌現(xiàn)，其開放性使得GIS用戶、軟件開發(fā)者及系統(tǒng)集成者均受益良多。相比傳統(tǒng)的基于桌面的GIS，基于開放地圖服務的WebGIS有如下優(yōu)點：

1）拓展了GIS的應用領域和服務范圍，增強了空間信息服務的時效性。更多用戶可以同時訪問多個位于不同服務器上的最新數(shù)據(jù)，使分布式的多數(shù)據(jù)源管理和合成（Mashup）更易于實現(xiàn)。

2）大大降低了用戶成本?？蛻舳瞬辉傩枰惭b昂貴的專業(yè)GIS軟件，通常只需使用Web瀏覽器，軟件成本顯著下降。此外，客戶端操作復雜度的降低也有效節(jié)省了維護費用。用戶使用的地圖資源基本來自開放地圖服務商，不需要自己設計實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫，這就大大降低了使用者的開發(fā)成本。

3）豐富的組件和接口。開放地圖服務一般都提供了穩(wěn)定、豐富的組件和接口，以實現(xiàn)地圖的基本控制操作和業(yè)務服務功能，以及廣泛的開發(fā)文檔和代碼示例，使開發(fā)者能夠方便快捷地定制用戶界面，并根據(jù)業(yè)務需求和使用習慣自定義地圖服務的使用方式。

2 常用開放地圖服務的現(xiàn)狀

目前互聯(lián)網(wǎng)上的開放地圖應用較多，提供的功能、接口類型不盡相同，開發(fā)文檔也參差不齊，下面主要從開發(fā)文檔、易用性和功能性等方面做一個大致的整理，使用戶更加清楚地了解主流的開放地圖服務[2]。

1）谷歌地圖（Google Maps）

谷歌地圖提供全球區(qū)域的地圖（支持本地化語言），以及包括嵌入式API在內(nèi)的各類庫（支持W3C標準），如Places library、Geolocation library等，并提供了非常詳細的API。

文檔和示例代碼、SDK，及其他各種地圖工具。為方便開發(fā)者快速找到合適的API，還提供了API選擇器，而且開發(fā)者可以在應用中通過AdSense for Maps顯示廣告來獲得收入。谷歌地圖API分為標準版和付費版，標準版不收費，但是對使用場景有一定的商業(yè)限制。

2）必應地圖（Bing Maps）

微軟公司的必應地圖提供了種類多樣的API，接口的靈活性與可封裝性較好；文檔詳細且全面，有很好的AJAX交互式SDK以及功能示例；還為開發(fā)者搭建JavaScript應用提供了代碼片段。必應地圖API根據(jù)使用的授權key分為基礎版和企業(yè)版，基礎版有一定的用量限制。

3）高德地圖（MapABC）

高德地圖的優(yōu)勢在于其地圖數(shù)據(jù)的精確性，且提供了多種地圖和搜索API，設計良好、操作全面、功能豐富。其開發(fā)文檔、SDK較詳細，并提供了入門教程和豐富的學習示例，非常適合入門學習與應用開發(fā)。MapABC API分為兩個版本：個人版和企業(yè)版。個人版不對使用者收費，但有一定的調(diào)用配額限制。

4）天地圖

天地圖是中國自主的互聯(lián)網(wǎng)地圖服務網(wǎng)站，由國家測繪局監(jiān)制、國家基礎地理信息中心管理。中國區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)尤為詳盡，包括不同詳細程度的交通、水系、政區(qū)、地名等矢量數(shù)據(jù)，不同分辨率的地表衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)等。天地圖提供了Web API和移動API兩種（基于武大吉奧開發(fā)的GeoGlobe二維地圖API，功能可參考OpenLayers開源庫），并提供了簡潔的API參考文檔和代碼示例。

5）OpenStreetMap（OSM）

OSM是由志愿者團體共同打造的免費開源、可編輯的地圖服務，相當于電子地圖領域的維基百科。OSM的地圖數(shù)據(jù)完全開放，用戶可以免費創(chuàng)建和使用其地圖數(shù)據(jù)，其中歐美地圖資源較為詳細，而中國區(qū)域要差很多。OSM官方API文檔較全面，但僅用于地圖數(shù)據(jù)編輯，開發(fā)者可選用流行的WebGIS API，如OpenLayers或Leaflet。

6）百度地圖

百度地圖僅提供中國區(qū)域地圖，其中3D地圖僅支持一線城市。其提供的API接口[3]模塊化設計良好，支持各主流瀏覽器（包括國內(nèi)主要瀏覽器），兼容性較好，但配置略麻煩。文檔完備，并有豐富的學習資料。

7）Esri ArcGIS Online

Esri主要面向企業(yè)級市場，提供了一套完整而成熟的GIS平臺，包括基于云服務的制圖平臺、ArcGIS桌面版、CityEngine等。但Esri也開始關注商業(yè)GIS市場，推出了ArcGIS Online一站式GIS應用環(huán)境和協(xié)作式地圖服務平臺，允許組織成員使用、創(chuàng)建和共享地圖、應用和數(shù)據(jù)。Esri有專門面向開發(fā)者的網(wǎng)站，內(nèi)容包括ArcGIS API和SDK、開發(fā)文檔、演示、代碼示例、培訓課程等。ArcGISOnlineAPI部分功能有服務配額限制，如存儲和分析功能，但多數(shù)情況下無限制。

3 基于開放地圖API的Web應用

ArcGIS API for JavaScript是ESRI公司提供的基于JavaScript語言的一套編程接口[4]，其基于Dojo框架和REST風格實現(xiàn)，其框架如圖1所示。

圖1 ArcGIS JavaScript API框架圖

以下是一個簡單應用：與地圖交互時，鼠標點擊的地理區(qū)域高亮。具體步驟[5][6]如下：

1）注冊ArcGIS公共賬戶

公共帳戶是具有限制使用和功能的個人帳戶，僅供非商業(yè)用途使用。注冊后，便可以登錄ArcGIS Online創(chuàng)建、制作并發(fā)布自己的Web地圖服務了。

2）創(chuàng)建展示頁面

首先在頁面中引入基礎樣式和API類庫：

＜link rel="stylesheet"href="https://js.arcgis.com/4. 0/esri/css/main.css"＞

＜script src="https://js.arcgis.com/4.0/"＞＜/script＞

那為啥這“奢侈”的場景沒出現(xiàn)呢？因為大部分的黃金都深深地藏在地核中，地殼中的黃金含量所占比例不到1%。就算咱們抓心撓肺地想去和它們親密接觸，也只能望“核”興嘆。

定義地圖容器。地圖需要一個HTML元素作為容器來展示到頁面上：

＜style＞#sceneDiv{height:100%;width:100%; margin:0;padding:0;}＜/style＞

＜body＞＜div id="sceneDiv"/＞＜/body＞

3）初始化地圖

首先引入需要的基礎API類包。使用AMD（Asynchronous Module Definition）規(guī)范中的require方法來異步加載各模塊，依賴各模塊的代碼應放于回調(diào)函數(shù)中：

require(["esri/Map","esri/views/MapView","esri/layers/FeatureLayer","esri/symbols/SimpleFillSymbol" ],function(Map,MapView,FeatureLayer,SimpleFill-Symbol){//后繼代碼放于此處});

然后，使用API創(chuàng)建地圖：

var map=new Map({basemap:"dark-gray"});//選擇底圖

var view=new MapView({//建立二維視角，指定顯示的地圖范圍

container:"sceneDiv",map:map,center:[-73.950, 40.702],

zoom:11,padding:{right:300}});

初始化完成后，一個基礎的地圖實例就完成了。

4）數(shù)據(jù)組織和顯示設計

圖層是地圖中最基礎的組件，用來顯示地理數(shù)據(jù)集。其中，GraphicsLayer和FeatureLayer是API中最常用的兩種圖層，大部分的程序功能基于它們來完成。這里加載一個新的FeatureLayer圖層，將項目數(shù)據(jù)集顯示在底圖上：

var FLyr=new FeatureLayer("http://services.arcgis. com/ArcGIS/rest/services/NYCgraphics1/FeatureServer/0 ");

map.add(FLyr);

view.whenLayerView(FLyr).then(function(LView){//等待加載完畢；后繼代碼放這});

5）自定義交互設計

可以根據(jù)需求在地圖上疊加一層自定義覆蓋物，比如標注、圖形和信息窗口等[7]。這里在鼠標點擊區(qū)域后疊加高亮圖塊。

var sym=SimpleFillSymbol({color:"red"});

view.on("click",function(evt){//注冊點擊事件

view.graphics.removeAll();

view.hitTest(evt.screenPoint).then(function(ret){ //獲取點擊處的圖層對象

var topGraph=ret.results[0].graphic;

topGraph.symbol=sym;//高亮圖塊

view.graphics.add(topGraph);});});//添加至頂層的GraphicLayer。

4 結(jié)束語

文章從研究的角度，系統(tǒng)介紹了各項開放地圖服務的基本功能、技術優(yōu)勢和API的設計、使用，并探討了基于開放地圖API的WebGIS應用的開發(fā)。實踐表明，基于開放地圖API二次開發(fā)的WebGIS應用有開發(fā)方便靈活、加載快速、自定義功能強等優(yōu)點。可以預見，隨著開放地圖服務平臺的發(fā)展以及WebGIS研究的深入，電子地圖應用將更為廣泛地被非專業(yè)用戶所接受，對于電子地圖服務的發(fā)展和推廣具有重要意義。

[1]李崇鞅.無線城市發(fā)展趨勢及挑戰(zhàn)分析[J].湖南郵電職業(yè)技術學院學報,2014(1):9-11.

[2]趙書田,劉海姣.基于開放地圖API的WEBGIS應用研究[J].電腦知識與技術,2014(36):86-88.

[3]杜傳明.百度地圖API在小型地理信息系統(tǒng)中的應用[J].測繪與空間地理信息,2011(2):152-154.

[4]高鵬,徐志剛,黃金華.基于ArcGIS的龍巖市城市綠地信息系統(tǒng)的建立[J].江西理工大學學報,2015(1):74-80.

[5]劉茜茜,孫亞琴,呂翔.基于WebGIS的氣象信息服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機工程與設計,2014(1):322-326.

[6]楊英杰.基于開源技術的WebGIS系統(tǒng)構(gòu)建與應用[M].西安:西安電子科技大學出版社,2014.

[7]張帥毅,徐京華.基于開放地圖API的網(wǎng)絡專題制圖方法研究[J].測繪,2011(3):108-110.

Study of small-sized WebGIS application based on open map

HUYa-ming,HUANGPei-quan
（GuangdongCollege ofIndustry&Commerce,Guangzhou,Guangdong,China 510510）

For the problems of complexity and high cost in traditional GIS platform development,we have explored the small-sized application based on open-map service,and stated the basic steps to develop WebGIS application by open APIs,with an example from practice.The developers can take advantage of the map resources and various tools in open-map service,and implement all kinds of WebGISapplications efficientlyand flexiblywith verylittle effort.

WebGIS;open map;ArcGISAPI

10.3969/j.issn.2095-7661.2016.04.014】

P208

A

2095-7661（2016）04-0047-03

2016-09-19

胡亞明（1982－），男，湖北黃梅人，廣東工貿(mào)職業(yè)技術學院軟件設計師，碩士，研究方向：計算機應用、教育信息化。