基于ArcIMS的規(guī)劃成果查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張勇

(1.蘭州市勘察測(cè)繪研究院，甘肅蘭州 730030； 2.蘭州大學(xué)，甘肅 蘭州 730000)

基于ArcIMS的規(guī)劃成果查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張勇1，2?

(1.蘭州市勘察測(cè)繪研究院，甘肅蘭州 730030； 2.蘭州大學(xué)，甘肅 蘭州 730000)

主要介紹了規(guī)劃成果查詢系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)和技術(shù)線路以及系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容，并討論了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一些關(guān)鍵技術(shù)。

ArcIMS；WebGIS；規(guī)劃成果；B/S結(jié)構(gòu)

1 引 言

城市的規(guī)劃、管理與服務(wù)水平的高低從某種程度上講，是衡量一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，是一個(gè)城市文明程度的具體體現(xiàn)，規(guī)劃在城市建設(shè)發(fā)展過程中已越來越受到重視。規(guī)劃決策的科學(xué)性直接影響到城市管理的效率和質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)規(guī)劃成果科學(xué)管理，不僅是城市規(guī)劃管理部門自身建設(shè)的迫切需求，也是城市建設(shè)和發(fā)展的必然要求。

近年來，地理信息系統(tǒng)在我國(guó)許多行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用已經(jīng)取得了很大成功，而且取得了明顯的社會(huì)效益。由于地理信息系統(tǒng)具有把各類信息置于其空間分布中進(jìn)行管理和綜合分析的能力，十分符合規(guī)劃管理的多樣化、大空間的管理特點(diǎn)。

目前，蘭州市規(guī)劃局已有的規(guī)劃成果數(shù)據(jù)，主要包括總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃以及規(guī)劃路網(wǎng)等，均以電子或紙質(zhì)文件方式保存，這給成果的管理應(yīng)用帶來了極大的困難。隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，建設(shè)項(xiàng)目的報(bào)批越來越多，在對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行審批時(shí)，首先就要核實(shí)建設(shè)用地的規(guī)劃情況，要解決這樣的問題，規(guī)劃管理部門工作人員經(jīng)常需要調(diào)用規(guī)劃成果資料，以對(duì)照核實(shí)建設(shè)用地的規(guī)劃情況。但以電子和紙質(zhì)文件方式保存的這些規(guī)劃成果資料，占用空間大，不方便進(jìn)行查詢和檢索，且容易造成資料的損壞，用這種保存資料的方式，也不能直觀地表現(xiàn)在同一空間位置的不同規(guī)劃成果信息，給日常工作造成了極大的不便。運(yùn)用空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)與WebGIS技術(shù)，對(duì)這些規(guī)劃成果進(jìn)行信息化管理，保證規(guī)劃成果的安全，方便規(guī)劃成果的查詢、檢索和瀏覽，是有效提高規(guī)劃管理部門工作效率和信息化管理水平的必然選擇。

2 系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)和技術(shù)線路

2.1 系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)

根據(jù)對(duì)現(xiàn)有規(guī)劃成果應(yīng)用情況的調(diào)查分析，通過對(duì)本系統(tǒng)的建設(shè)，主要應(yīng)該解決以下幾個(gè)方面的問題:

(1)建立規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫，對(duì)現(xiàn)有規(guī)劃成果入庫，方便統(tǒng)一管理。

(2)建成基于局域網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃成果查詢地理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃成果的分類顯示及多方式查詢。

(3)建成穩(wěn)定、快速、通用的電子地圖平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路、地名、單位、門牌號(hào)碼等信息的查詢定位。

(4)建成規(guī)劃成果數(shù)據(jù)的更新機(jī)制及安全有效的數(shù)據(jù)庫管理。

2.2 統(tǒng)一開發(fā)的技術(shù)線路

根據(jù)實(shí)際需求，整理所有規(guī)劃成果資料，使其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范統(tǒng)一，基于Microstation圖形數(shù)據(jù)處理平臺(tái)將現(xiàn)有DWG格式規(guī)劃成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Shape格式數(shù)據(jù)，并添加相應(yīng)屬性信息；將現(xiàn)有空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在ArcGIS平臺(tái)下，將其轉(zhuǎn)換為Shape格式。Oracle作為數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)，通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎，將空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和規(guī)劃成果數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中，建立空間基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫及規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫?；贏rcIMS平臺(tái)，開發(fā)規(guī)劃成果查詢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃成果信息的分類顯示、屬性查看、查詢定位，圖形放大、縮小、漫游、切換等功能。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

3.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)基于局域網(wǎng)的B/S模式構(gòu)建，采用分布式結(jié)構(gòu)，遵循TCP/IP和HTTP協(xié)議，很好地實(shí)現(xiàn)了多用戶并發(fā)訪問操作。體系結(jié)構(gòu)采用三層結(jié)構(gòu)框架，即表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層。其結(jié)構(gòu)模型如圖1所示:

圖1 三層結(jié)構(gòu)模型

在此體系結(jié)構(gòu)中，我們基于ArcGIS構(gòu)建B/S體系以及分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)構(gòu)架。系統(tǒng)底層是以數(shù)據(jù)庫為支撐的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層，主要用來對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、訪問和管理，并為應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫和規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫采用Oracle 9i平臺(tái)，空間數(shù)據(jù)庫引擎采用ArcSDE 9.2。中間層為業(yè)務(wù)層，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃成果查詢等功能，系統(tǒng)部署在應(yīng)用服務(wù)器上，應(yīng)用服務(wù)器包括Web服務(wù)器和ArcIMS服務(wù)器，Web服務(wù)器采用IIS 6.0，ArcIMS服務(wù)器由 ArcIMS Application Server和ArcIMS Spatial Server等組成。頂端則為表現(xiàn)層，是針對(duì)規(guī)劃管理部門的應(yīng)用服務(wù)層，客戶端瀏覽器采用IE瀏覽器，用于網(wǎng)上訪問系統(tǒng)。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由基礎(chǔ)地理信息空間數(shù)據(jù)庫、規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫和專題信息空間數(shù)據(jù)庫組成?；A(chǔ)地理信息空間數(shù)據(jù)庫包括:蘭州市境界、區(qū)劃、街區(qū)、水系、房屋、正射影像數(shù)據(jù)等；規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫包括:總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃、控祥規(guī)劃、規(guī)劃道路、規(guī)劃洪道、規(guī)劃綠帶等；專題信息空間數(shù)據(jù)庫包括:蘭州市現(xiàn)狀道路、地名信息、單位信息、門牌號(hào)碼信息等。

系統(tǒng)包含的數(shù)據(jù)類型豐富多樣，有矢量數(shù)據(jù)、正射影像數(shù)據(jù)等，同一種類型的數(shù)據(jù)又包括不同的要素類型，例如矢量數(shù)據(jù)還分為點(diǎn)要素、線要素、面要素等。如何使這些數(shù)據(jù)得到有效的管理和應(yīng)用，是空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?；谝陨峡紤]，我們采用以下設(shè)計(jì)原則:

(1)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲(chǔ)管理設(shè)計(jì)。系統(tǒng)將空間信息和屬性信息共同存儲(chǔ)在同一個(gè)二維數(shù)據(jù)表的不同字段中，將屬性信息作為空間對(duì)象的屬性字段存儲(chǔ)，避免空間信息和屬性信息的不一致性和不完整情況。

(2)空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)行分層存儲(chǔ)原則，矢量和柵格數(shù)據(jù)按層存儲(chǔ)，每層數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的一張表。

(3)通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎，將空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、規(guī)劃成果數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GeoDatabase，建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

3.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)分類顯示所有規(guī)劃成果，并且能夠查看指定規(guī)劃的基本屬性信息，核查建設(shè)項(xiàng)目的用地規(guī)模大小、容積率、建筑密度、綠地率等指標(biāo)。實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)劃道路、現(xiàn)狀道路、單位地名、門牌號(hào)等專題數(shù)據(jù)的查詢定位，也可通過坐標(biāo)點(diǎn)查詢定位。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)已發(fā)布圖形的放大、縮小、全圖顯示、漫游、量測(cè)、打印、清除等操作，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 規(guī)劃成果查詢系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 多類型多方式查詢定位功能的實(shí)現(xiàn)

為了使工作人員能夠通過多種途徑，方便、快捷、準(zhǔn)確地查詢指定位置的規(guī)劃成果信息，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多類型多方式查詢功能。通過按規(guī)劃路號(hào)、現(xiàn)狀道路名稱、單位地名、門牌號(hào)碼、點(diǎn)坐標(biāo)等五種方式進(jìn)行輔助查詢定位，幫助工作人員確定核查規(guī)劃信息的具體位置，從而有效提高辦公效率和充分發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于按規(guī)劃路號(hào)、現(xiàn)狀道路名稱、單位地名、門牌號(hào)碼等方式進(jìn)行查詢，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)分為兩步。首先通過下拉列表和文本框確定要進(jìn)行查詢的圖層、字段、關(guān)鍵字等值，構(gòu)造相應(yīng)查詢條件語句，并向ArcIMS空間服務(wù)器發(fā)送GET＿FEATURES類型ArcXML請(qǐng)求，ArcIMS空間服務(wù)器響應(yīng)該請(qǐng)求并返回查詢結(jié)果。然后，對(duì)指定的查詢結(jié)果通過發(fā)送 GET＿IMAGE類型ArcXML請(qǐng)求，進(jìn)行地圖定位顯示。

點(diǎn)查詢是通過輸入一點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值，在圖形顯示區(qū)中定位該坐標(biāo)值的點(diǎn)。為了符合工作使用的習(xí)慣，進(jìn)行點(diǎn)查詢時(shí)，在坐標(biāo)查詢界面中輸入5位地方坐標(biāo)，系統(tǒng)首先為輸入的X、Y坐標(biāo)值自動(dòng)加上500 000轉(zhuǎn)換為6位地方坐標(biāo)，然后以該點(diǎn)坐標(biāo)為中心，通過加減自定義常數(shù)，設(shè)置地圖ENVELOPE屬性的minX、minY、maxX、maxY四個(gè)參數(shù)值，最后發(fā)送GET＿IMAGE類型ArcXML請(qǐng)求，進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)居中定位顯示，如圖3所示。

圖3 點(diǎn)坐標(biāo)定位

4.2 各個(gè)圖層之間的快速切換、以及疊加顯示功能的實(shí)現(xiàn)

通過總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃、控詳規(guī)劃和衛(wèi)星影像之間的快速切換，實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)同一位置現(xiàn)狀地形以及不同規(guī)劃成果的查看。也可將規(guī)劃成果與衛(wèi)星影像疊加顯示，更加直觀地看到指定區(qū)域的現(xiàn)狀地形的規(guī)劃情況。

在系統(tǒng)初始化加載地圖時(shí)，默認(rèn)顯示衛(wèi)星影像，其他規(guī)劃成果圖層暫不顯示，因此在AXL地圖配置文件中，將衛(wèi)星影像圖層的Visible屬性設(shè)置為True，各規(guī)劃成果圖層的Visible屬性設(shè)置為False。在切換圖層時(shí)，通過LayerVisible[]數(shù)組設(shè)置圖層的Visible屬性，若LayerVisible[i]值為1，對(duì)應(yīng)圖層的Visible屬性為True，即圖層可見；若LayerVisible[i]值為0，則對(duì)應(yīng)圖層的Visible屬性為False，即圖層不可見。由這些配置信息構(gòu)造GET＿IMAGE類型ArcXML請(qǐng)求，同時(shí)向ArcIMS空間服務(wù)器發(fā)送ArcXML請(qǐng)求，ArcIMS空間服務(wù)器響應(yīng)該請(qǐng)求并返回圖像。

為了使規(guī)劃成果與衛(wèi)星影像疊加顯示，需對(duì)AXL地圖配置文件中各規(guī)劃成果圖層的透明度進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，圖層采用SIMPLEPOLYGONSYMBOL元素進(jìn)行顯示符號(hào)的設(shè)置，將其BoundaryTransparency屬性設(shè)置為“1.0”、FillTransparency屬性設(shè)置為“1.0”、Filltype屬性設(shè)置為“Gray”，疊加顯示效果如圖4所示。

圖4 影像、規(guī)劃疊加顯示

4.3 用地控制指標(biāo)核算功能的實(shí)現(xiàn)

運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有關(guān)建設(shè)項(xiàng)目用地控制指標(biāo)核算文件中的核算辦法，由工作人員傳統(tǒng)的手工核算轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂糜?jì)算機(jī)核算，大大提高了辦公效率。

該功能基于JavaScript語言實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)首先利用下拉列表將建設(shè)用地分為工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目、商業(yè)賓館文化娛樂住宅、倉(cāng)儲(chǔ)物流建設(shè)項(xiàng)目、基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目、黨政機(jī)關(guān)辦公用房建設(shè)、加油站石油庫加氣站、綜合醫(yī)院建設(shè)用地、普通中小學(xué)建設(shè)用地、普通高等學(xué)校用地、線狀工程建設(shè)用地等十大類，然后通過對(duì)用地類型、行業(yè)級(jí)別和行業(yè)分類等指標(biāo)按照文件中核算辦法進(jìn)行量化，針對(duì)具體用地情況采用相應(yīng)的計(jì)算規(guī)則，計(jì)算建設(shè)用地面積、投資強(qiáng)度、容積率、建筑密度、綠地率等規(guī)劃指標(biāo)，如圖5所示。

圖5 用地控制指標(biāo)核算

4.4 利用圖面負(fù)載平衡和無級(jí)縮放技術(shù)實(shí)現(xiàn)地圖的高效顯示

系統(tǒng)中空間信息的顯示使用了無級(jí)縮放的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)從粗略到詳細(xì)的逐級(jí)放大顯示效果，按照定義好的比例區(qū)間顯示相應(yīng)的圖層以及各圖層要素的線形、顏色、線寬等特征。在AXL地圖配置文件中，通過SCALEDEPENDENTRENDERER元素設(shè)置圖層的顯示比例區(qū)間，通過VALUEMAPRENDERER元素設(shè)置圖層的顯示符號(hào)，通過 SIMPLELABELRENDERER元素設(shè)置圖層注記的字體、大小、顏色等屬性。在不同的比例區(qū)間采用不同的顯示符號(hào)和注記。

利用ArcGIS提供的圖面負(fù)載平衡技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖面要素注記加載的自動(dòng)取舍，保證了加載空間數(shù)據(jù)的響應(yīng)速度及圖面的清晰美觀，如圖6所示。

圖6 地圖縮放效果圖

4.5 強(qiáng)大的地圖操作功能的實(shí)現(xiàn)

為了使用戶更加方便、靈活地進(jìn)行操作，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)已發(fā)布地圖的多種操作功能，包括按固定比例或按選擇區(qū)域縮放、平移、全屏顯示，回退到上一步操作顯示或前進(jìn)到下一步操作顯示、距離和面積量測(cè)、指定圖面的打印輸出等功能。

對(duì)于基本地圖操作，實(shí)質(zhì)上就是向ArcIMS空間服務(wù)器發(fā)送GET＿IMAGE類型ArcXML請(qǐng)求，由ArcIMS空間服務(wù)器響應(yīng)并返回圖像。ArcXML請(qǐng)求中需確定返回地圖的ENVELOPE屬性，即minX、minY、maxX、maxY四個(gè)參數(shù)值。在進(jìn)行地圖操作時(shí)，通過 on-MounseDown、onMounseMove、onMounseUp三個(gè)觸發(fā)事件，得到的鼠標(biāo)位置是瀏覽器坐標(biāo)系下的像素值，ArcXML請(qǐng)求需要的是地理坐標(biāo)。而瀏覽器坐標(biāo)系與地圖的地理坐標(biāo)系是不同的，在瀏覽器坐標(biāo)系中，原點(diǎn)是瀏覽器頁面左上角頂點(diǎn)，X和Y正方向分別向右和向下，在地理坐標(biāo)系中，原點(diǎn)是瀏覽器頁面左下角頂點(diǎn)，X和Y正方向分別向右和向上。如何將瀏覽器坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地理坐標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)地圖操作功能的關(guān)鍵，系統(tǒng)采用以下轉(zhuǎn)換方式:

其中:mapX、mapY為點(diǎn)的地理坐標(biāo)，xDistance、yDistance為當(dāng)前地圖最大地理坐標(biāo)與最小地理坐標(biāo)的差值，iWidth、iHeight分別為地圖圖像寬度和高度像素值，mouseX、mouseY為點(diǎn)的瀏覽器坐標(biāo)(像素值)，eLeft、eBottom分別為當(dāng)前地圖最小地理坐標(biāo)。

5 結(jié) 語

通過對(duì)規(guī)劃成果查詢系統(tǒng)的開發(fā)，建立了規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了對(duì)規(guī)劃成果的信息化管理，解決了規(guī)劃管理部門工作人員對(duì)規(guī)劃成果資料的快速、便捷的查詢、瀏覽，并有效地核實(shí)申報(bào)建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃用地性質(zhì)情況，以及申報(bào)建設(shè)項(xiàng)目用地規(guī)模大小、容積率、建筑密度等指標(biāo)，確保申報(bào)建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃審核的嚴(yán)肅性、準(zhǔn)確性，有效提高了規(guī)劃管理部門工作效率和信息化管理水平，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]蔣波濤，朱強(qiáng)，錢旭東.WebGIS開發(fā)實(shí)踐手冊(cè)——基于ArcIMS、OGC和瓦片式GIS.北京:電子工業(yè)出版社，2009

The Design and realization of Querying System for Planning Outcome Based on ArcIMS

Zhang Yong1，2
(1.Lanzhou Geotechnical Investigation and Surveying Research Institute，Lanzhou 730030，China；2.Lanzhou University，Lanzhou 730000，China)

The paper describes development object、systematical structures、database and functions design of querying system for planning outcome，and discusses key technologies of system realization.

ArcIMS；WebGIS；Planning Outcome；B/S structures

1672－8262(2010)05－39－04

P208

B

2010—01—06

張勇(1980—)，男，工程師，在職研究生，現(xiàn)從事GIS應(yīng)用系統(tǒng)的研究與開發(fā)。