張世良

（寧德師范學(xué)院 計算機(jī)與信息工程系，福建 寧德 352100）

基于WebGIS的寧德市旅游地理信息系統(tǒng)設(shè)計研究

張世良

（寧德師范學(xué)院 計算機(jī)與信息工程系，福建 寧德 352100）

本文針對現(xiàn)有寧德旅游信息的封閉性，其系統(tǒng)功能的不完整性，提出旅游信息系統(tǒng)的GIS解決方案.根據(jù)實際需求，在分析關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、地圖文件處理、用戶界面設(shè)計和系統(tǒng)功能模塊設(shè)計等進(jìn)行較為詳盡分析和設(shè)計，并初步完成系統(tǒng)了開發(fā)，驗證了其可行性.系統(tǒng)的開發(fā)不僅為寧德旅游注入新的活力，對其可持續(xù)發(fā)展起著重要的作用.

旅游系統(tǒng)；TGIS；W ebGIS；虛擬現(xiàn)實

由于寧德市旅游信息的不暢通性，滯后性，嚴(yán)重阻礙了寧德市旅游業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而影響了寧德市的旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.為了促進(jìn)寧德旅游業(yè)的高速發(fā)展，作者設(shè)計并開發(fā)了基于WebGIS寧德市旅游地理信息系統(tǒng).該系統(tǒng)與其它旅游信息系統(tǒng)相比具有的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在：一般的旅游信息系統(tǒng)沒有與多媒體相結(jié)合的實現(xiàn)動態(tài)的放映信息，只是一些簡單的靜態(tài)圖片加以展覽，更談不上虛擬三維漫游這些特定功能，只能使游客獲得二維的簡單信息，對地圖也只能實現(xiàn)相對簡單的操作，如漫游，放大，縮小，及較弱的信息查詢功能.本系統(tǒng)加入了這兩個新的三維地理信息的動態(tài)顯示功能，以及利用ESRT公司的ARCSERVER強(qiáng)大的地圖發(fā)布功能，使得游客能夠很容易地通過操作簡潔的界面，利用系統(tǒng)提供的相對強(qiáng)大的功能就能實時準(zhǔn)確地獲取豐富的旅游資源信息.

1 系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 電子地圖技術(shù)

電子地圖技術(shù)是建立旅游地理信息系統(tǒng)（TGIS）的核心技術(shù)之一.電子地圖不僅具有傳統(tǒng)地圖的那些優(yōu)點，而且更具有其自身的新特點包括存放大量的旅游數(shù)據(jù)信息、豐富的查詢功能、多樣的使用方式，而且其它多媒體信息還可以直接定位在電子地圖上，使人們理解和使用更加方便.

1.2 多媒體技術(shù)

TGIS利用多媒體技術(shù)就是將文本、圖形、圖像、音頻、視頻等多種媒體信息融合在一起，這樣不僅充實了系統(tǒng)的功能和內(nèi)容，而且增強(qiáng)系統(tǒng)的可視性，同時更有利于游客方便地獲取所需要的旅游信息.

1.3 空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)

建立旅游地理信息系統(tǒng)中的一個重要任務(wù)就是設(shè)計和建立旅游地理信息空間數(shù)據(jù)庫.TGIS中包含大量的音頻、視頻、圖形、圖像數(shù)據(jù)，需要一個功能相對強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫來管理這些數(shù)據(jù)文件.

1.4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在TGIS中引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Environment），對景區(qū)地形環(huán)境進(jìn)行仿真，能夠真實地展現(xiàn)景區(qū)的景觀，使游客產(chǎn)生身臨其境的感覺，旅游管理者和決策者也可以把模擬和仿真技術(shù)應(yīng)用于對各類景區(qū)的規(guī)劃設(shè)計中，得到相應(yīng)的應(yīng)用效果圖，以便他們進(jìn)一步完善設(shè)計方案[1,2].

1.5 WEBGIS技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，更多的旅游地理信息系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計是基于主流的WEBGIS技術(shù)，以MO、AO、ARCIMS、C#、VB 等工具開發(fā)出具有 B/S結(jié)構(gòu)的開放式的應(yīng)用系統(tǒng).這樣的系統(tǒng)可操作性強(qiáng)，從萬維網(wǎng)上的任意一個節(jié)點，用戶就可以隨意瀏覽旅游地理信息系統(tǒng)站點中的各類信息，進(jìn)行多種查詢、分析.隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，在未來的日子里，隨著WebGIS不斷發(fā)展，TGIS還可以潛入到手機(jī)、掌上電腦以及車載系統(tǒng)中，以滿足消費者全方位、多層次的需要[3].

1.6 三層架構(gòu)技術(shù)

在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部采用星型局域網(wǎng)進(jìn)行連接，然后通過防火墻再與Internet相連，整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示.

從以上的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計中體現(xiàn)了三層架構(gòu)的思想，三層架構(gòu)就是在客戶與服務(wù)之間加入了一個"中間層"，也叫組件層.它與客戶層、服務(wù)器共同構(gòu)成了三層體系.通過引入中間層，將復(fù)雜的商業(yè)邏輯從傳統(tǒng)的雙層結(jié)構(gòu)應(yīng)用模型中分離出來，并提供了可伸縮、易于訪問、易于管理的方法.圖1中的Web服務(wù)器屬于邏輯層，瀏覽器（客戶端）、工作站以及Internet用戶都屬于用戶層，數(shù)字旅游系統(tǒng)及GIS組件一般都分布在Web服務(wù)器上，用戶通過數(shù)字旅游系統(tǒng)來訪問數(shù)據(jù)庫，而數(shù)據(jù)庫就在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，也就是數(shù)據(jù)層.這里需要指出的是，有時數(shù)據(jù)庫也可能放在Web服務(wù)器上.為了提高它們的安全性，數(shù)據(jù)服務(wù)器和Web服務(wù)器用不同的服務(wù)器來承擔(dān).

圖1 數(shù)字旅游系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

一個良好的系統(tǒng)必須以后臺數(shù)據(jù)庫做為支撐，為系統(tǒng)的各項功能提供所需的數(shù)據(jù)，因此它是系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分.在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的管理中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵是如何將各種數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則、結(jié)構(gòu)組織進(jìn)行存儲和管理，以便提高系統(tǒng)對信息查詢或處理的效率.基于WebGIS的寧德市旅游地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)主要由兩類數(shù)據(jù)組成，其中圖形數(shù)據(jù)以二進(jìn)制文件形式存儲，并按工程、圖層、圖元的順序進(jìn)行組織.屬性數(shù)據(jù)以關(guān)系數(shù)據(jù)庫形式存儲，按數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表、記錄的順序進(jìn)行組織.這些要素在地理信息系統(tǒng)內(nèi)部又被分為矢量數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，矢量數(shù)據(jù)表達(dá)要素的空間幾何坐標(biāo)位置，而屬性數(shù)據(jù)表達(dá)要素的物理意義.在不同的地理數(shù)據(jù)之間，系統(tǒng)采用分層存儲管理辦法，圖上所有要素均按點、線、面要素進(jìn)行分層，每個圖層只是表達(dá)整個地圖的某一個方面.各層信息嚴(yán)格依照數(shù)據(jù)分類編碼體系規(guī)范化分類編碼[4，5].系統(tǒng)依據(jù)寧德市各類旅游資源建立各類屬性實體表，它們分別為旅游景點、政府部門、賓館飯店、醫(yī)院、旅游線路五個類別，以旅游景點屬性表為例，屬性表結(jié)構(gòu)如表1所示.

3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

通過研究寧德市的旅游資源以及游客的具體需求,開發(fā)了寧德市旅游地理信息系統(tǒng),主要承擔(dān)寧德各區(qū)縣景點數(shù)據(jù)采集管理功能、信息高效檢索查詢、多媒體信息與虛擬信息的表達(dá)、氣象服務(wù)和交通旅游線路查詢等功能.整個系統(tǒng)主要由三個相對獨立的子系統(tǒng)構(gòu)成，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，它們分別是旅游目的地信息子系統(tǒng)、旅游信息服務(wù)子系統(tǒng)和旅游信息管理子系統(tǒng).

表1 景點屬性表結(jié)構(gòu)

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1 旅游目的地信息子系統(tǒng)

包括歷史文化背景介紹、自然人文景觀特色以及旅游紀(jì)念品與土特產(chǎn)三部分組成.為了使旅游者及潛在的游客能夠詳細(xì)了解旅游目的地的各種資源和特色，本系統(tǒng)提供視頻音頻信息、旅游電子地圖、多媒體信息等，同時輔以照片，文字等說明，全面介紹寧德市全區(qū)及各區(qū)的主要風(fēng)景名勝、娛樂場所、酒店、賓館、地方特色風(fēng)俗、飲食及音視頻演示等，給他們以最新旅游動態(tài)信息數(shù)據(jù)，從而增加潛在的游客到此旅游的欲望.

3.2 旅游信息服務(wù)子系統(tǒng)

主要包括各區(qū)縣交通狀況（包括公交車查詢）、主要景點旅游線路選擇、預(yù)定系統(tǒng)（包括客房預(yù)定、票務(wù)預(yù)定、導(dǎo)游預(yù)定、出租車預(yù)定等），氣象報告（包括天氣預(yù)報、48小時衛(wèi)星云圖等）、旅游投訴與論壇.系統(tǒng)提供的交通信息查詢功能可以實現(xiàn)公交線路查詢、公交換乘查詢及站到站查詢.因此用戶只要在地圖上點擊起始點與終止點，從起始位置到目的地所需的相關(guān)信息就會以列表方式顯示出，內(nèi)容涵蓋乘車路線、沿途車站、換乘車次等信息.根據(jù)游客需求，圍繞食、住、行、游、娛、購等，提供旅游交通路線信息、主要景點、各大賓館酒店分布圖并向游客提供豐富的信息檢索查詢服務(wù)涉及機(jī)關(guān)、團(tuán)體、車站碼頭、大型商場、郵電、娛樂場所、醫(yī)療等.此外具有豐富的地圖操作功能：圖層放大、縮小、漫游、距離量算、最佳路徑分析、空間信息和屬性信息的準(zhǔn)確定位，包括對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，空間信息和屬性信息的雙向檢索查詢，還可進(jìn)行邏輯查詢，模糊查詢等.

3.3 旅游信息管理子系統(tǒng)

本系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)分析和地圖管理子系統(tǒng)構(gòu)成.后臺管理人員包含各旅游景點、旅游相關(guān)企業(yè)、旅游局.數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)主要實現(xiàn)各部門在成功登錄系統(tǒng)后，可以按照規(guī)定數(shù)據(jù)格式，上傳最新的旅游數(shù)據(jù)，及時更新數(shù)據(jù)庫資源.各部門按自己的權(quán)限發(fā)布相應(yīng)數(shù)據(jù)，不能越權(quán)使用.如旅游局管理員可以發(fā)布最近出臺的旅游法規(guī)和優(yōu)惠政策，旅游景點管理員可以發(fā)布最佳旅游路線等信息，服務(wù)廣大游客.數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)完成對最新采集到的旅游數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為旅游管理部門提供決策服務(wù)，如旅游旺季各景點導(dǎo)游調(diào)度、旅游景區(qū)規(guī)劃、旅游銷售預(yù)測等.數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)主要實現(xiàn)點擊查詢、矩形查詢、圓形查詢、多邊形查詢等方式.地圖管理子系統(tǒng)實現(xiàn)對圖層的基本操作，緩沖區(qū)分析及地圖的編輯維護(hù)等[4].

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)基于組件技術(shù)進(jìn)行深入地二次開發(fā)，在Vs2005開發(fā)環(huán)境下，借助于ArcGIS提供強(qiáng)大功能的組件、ADO控件和第三方控件搭建而成.組件式GIS的基本思想是把GIS按功能劃分為不同的控件，每個控件完成不同的功能，用戶只要通過控件所提供的接口，編制少量特定代碼來實現(xiàn)其相應(yīng)的功能.然后在可視化開發(fā)環(huán)境下只要將ARCGIS控件與C#.NET控件集成在一起，用微軟Visual Studio.NET開發(fā)環(huán)境，并使用ESRI interop程序集，它服務(wù)于被放置在.NET窗體上的、位于.NET窗體控件中的ArcGIS控件，這些程序集在托管的.NET代碼和非托管的COM代碼之間起了橋梁作用，每個控件對象及其功能可以與其他ESRI ArcObjects和自定義控件組合使用，創(chuàng)建用戶化的客戶應(yīng)用程序,形成最終所需的GIS應(yīng)用系統(tǒng).本系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理主要采用ADO空間數(shù)據(jù)引擎對屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)實行管理，為了實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的快速存取與檢索，系統(tǒng)采用屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)集成統(tǒng)一地管理[6,7].最終生成系統(tǒng)主界面如圖3所示.

為了提高最短路徑的算法性能，更加直觀地表現(xiàn)道路間的拓?fù)潢P(guān)系，采用封裝對象的方法把地圖中的道路及其節(jié)點分別用類進(jìn)行封裝,可以更有效地存儲和管理地圖中的數(shù)據(jù)，同時對Dijkstra算法進(jìn)行改進(jìn)，在邊的類中增加線段的方向，在搜索中首先用此方向與源點到目的地構(gòu)成的方向進(jìn)行比較，使它們的夾角在閾值范圍內(nèi)才進(jìn)行搜索，這樣縮小搜索范圍，提高算法效率，若要避開某些節(jié)點,在改進(jìn)的算法中加入判斷語句，不加到紅點集中.

圖3 系統(tǒng)首頁圖

5 結(jié)束語

本文利用WebGIS 技術(shù)、集成技術(shù)以及多媒體技術(shù)、三維虛擬技術(shù)開發(fā)了寧德市旅游地理信息系統(tǒng),實現(xiàn)了對旅游信息的發(fā)布、多種多式的查詢、數(shù)據(jù)管理、更新以及地理空間分析等功能.為了較好地滿足當(dāng)前日益增長的旅游的需求，采用基于.Net平臺WebGIS旅游系統(tǒng)其具有易于維護(hù)性、部署性、跨語言性等特點.另外更重要的是利用其較強(qiáng)的空間分析和業(yè)務(wù)處理能力，并能有效節(jié)省投資等特點.因此WebGIS作為GIS發(fā)展的一個方向，可以預(yù)測在旅游業(yè)方面有著非常廣闊的應(yīng)用前景.

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1673-260X（2011）09-0022-03