基于ArcIMS的规划成果查询系统的设计与实现

张勇

(1.兰州市勘察测绘研究院，甘肃兰州 730030； 2.兰州大学，甘肃 兰州 730000)

基于ArcIMS的规划成果查询系统的设计与实现

张勇1，2∗

(1.兰州市勘察测绘研究院，甘肃兰州 730030； 2.兰州大学，甘肃 兰州 730000)

主要介绍了规划成果查询系统开发的目标和技术线路以及系统体系结构、数据库设计和功能设计等方面的内容，并讨论了系统实现的一些关键技术。

ArcIMS；WebGIS；规划成果；B/S结构

1 引 言

城市的规划、管理与服务水平的高低从某种程度上讲，是衡量一个城市经济社会发展水平的重要标志，是一个城市文明程度的具体体现，规划在城市建设发展过程中已越来越受到重视。规划决策的科学性直接影响到城市管理的效率和质量。实现规划成果科学管理，不仅是城市规划管理部门自身建设的迫切需求，也是城市建设和发展的必然要求。

近年来，地理信息系统在我国许多行业的大规模应用已经取得了很大成功，而且取得了明显的社会效益。由于地理信息系统具有把各类信息置于其空间分布中进行管理和综合分析的能力，十分符合规划管理的多样化、大空间的管理特点。

目前，兰州市规划局已有的规划成果数据，主要包括总体规划、分区规划、控制性详细规划以及规划路网等，均以电子或纸质文件方式保存，这给成果的管理应用带来了极大的困难。随着城市建设的快速发展，建设项目的报批越来越多，在对建设项目进行审批时，首先就要核实建设用地的规划情况，要解决这样的问题，规划管理部门工作人员经常需要调用规划成果资料，以对照核实建设用地的规划情况。但以电子和纸质文件方式保存的这些规划成果资料，占用空间大，不方便进行查询和检索，且容易造成资料的损坏，用这种保存资料的方式，也不能直观地表现在同一空间位置的不同规划成果信息，给日常工作造成了极大的不便。运用空间数据库技术与WebGIS技术，对这些规划成果进行信息化管理，保证规划成果的安全，方便规划成果的查询、检索和浏览，是有效提高规划管理部门工作效率和信息化管理水平的必然选择。

2 系统开发的目标和技术线路

2.1 系统开发的目标

根据对现有规划成果应用情况的调查分析，通过对本系统的建设，主要应该解决以下几个方面的问题:

(1)建立规划成果空间数据库，对现有规划成果入库，方便统一管理。

(2)建成基于局域网络的规划成果查询地理信息系统，实现规划成果的分类显示及多方式查询。

(3)建成稳定、快速、通用的电子地图平台，实现对道路、地名、单位、门牌号码等信息的查询定位。

(4)建成规划成果数据的更新机制及安全有效的数据库管理。

2.2 统一开发的技术线路

根据实际需求，整理所有规划成果资料，使其数据结构规范统一，基于Microstation图形数据处理平台将现有DWG格式规划成果数据转换为Shape格式数据，并添加相应属性信息；将现有空间基础数据，在ArcGIS平台下，将其转换为Shape格式。Oracle作为数据库管理平台，通过ArcSDE空间数据引擎，将空间基础数据和规划成果数据导入到数据库中，建立空间基础地理信息数据库及规划成果空间数据库。基于ArcIMS平台，开发规划成果查询系统，实现规划成果信息的分类显示、属性查看、查询定位，图形放大、缩小、漫游、切换等功能。

3 系统设计技术要点

3.1 系统体系结构

本系统基于局域网的B/S模式构建，采用分布式结构，遵循TCP/IP和HTTP协议，很好地实现了多用户并发访问操作。体系结构采用三层结构框架，即表现层、业务层和数据层。其结构模型如图1所示:

图1 三层结构模型

在此体系结构中，我们基于ArcGIS构建B/S体系以及分布式数据存储构架。系统底层是以数据库为支撑的基础数据层，主要用来对空间数据进行存储、访问和管理，并为应用系统提供数据服务，基础空间数据库和规划成果数据库采用Oracle 9i平台，空间数据库引擎采用ArcSDE 9.2。中间层为业务层，实现规划成果查询等功能，系统部署在应用服务器上，应用服务器包括Web服务器和ArcIMS服务器，Web服务器采用IIS 6.0，ArcIMS服务器由 ArcIMS Application Server和ArcIMS Spatial Server等组成。顶端则为表现层，是针对规划管理部门的应用服务层，客户端浏览器采用IE浏览器，用于网上访问系统。

3.2 系统数据库设计

系统数据库由基础地理信息空间数据库、规划成果空间数据库和专题信息空间数据库组成。基础地理信息空间数据库包括:兰州市境界、区划、街区、水系、房屋、正射影像数据等；规划成果空间数据库包括:总体规划、分区规划、控祥规划、规划道路、规划洪道、规划绿带等；专题信息空间数据库包括:兰州市现状道路、地名信息、单位信息、门牌号码信息等。

系统包含的数据类型丰富多样，有矢量数据、正射影像数据等，同一种类型的数据又包括不同的要素类型，例如矢量数据还分为点要素、线要素、面要素等。如何使这些数据得到有效的管理和应用，是空间数据库设计的关键。基于以上考虑，我们采用以下设计原则:

(1)空间数据和属性数据一体化存储管理设计。系统将空间信息和属性信息共同存储在同一个二维数据表的不同字段中，将属性信息作为空间对象的属性字段存储，避免空间信息和属性信息的不一致性和不完整情况。

(2)空间数据存储实行分层存储原则，矢量和栅格数据按层存储，每层数据对应系统数据库中的一张表。

(3)通过ArcSDE空间数据引擎，将空间基础数据、规划成果数据和专题数据导入到GeoDatabase，建立系统数据库。

3.3 系统功能设计

本系统主要实现分类显示所有规划成果，并且能够查看指定规划的基本属性信息，核查建设项目的用地规模大小、容积率、建筑密度、绿地率等指标。实现对规划道路、现状道路、单位地名、门牌号等专题数据的查询定位，也可通过坐标点查询定位。同时，实现对已发布图形的放大、缩小、全图显示、漫游、量测、打印、清除等操作，系统功能结构如图2所示。

图2 规划成果查询系统功能结构

4 系统实现的关键技术

4.1 多类型多方式查询定位功能的实现

为了使工作人员能够通过多种途径，方便、快捷、准确地查询指定位置的规划成果信息，系统实现了多类型多方式查询功能。通过按规划路号、现状道路名称、单位地名、门牌号码、点坐标等五种方式进行辅助查询定位，帮助工作人员确定核查规划信息的具体位置，从而有效提高办公效率和充分发挥系统优势。

对于按规划路号、现状道路名称、单位地名、门牌号码等方式进行查询，系统实现时分为两步。首先通过下拉列表和文本框确定要进行查询的图层、字段、关键字等值，构造相应查询条件语句，并向ArcIMS空间服务器发送GET＿FEATURES类型ArcXML请求，ArcIMS空间服务器响应该请求并返回查询结果。然后，对指定的查询结果通过发送 GET＿IMAGE类型ArcXML请求，进行地图定位显示。

点查询是通过输入一点的X、Y坐标值，在图形显示区中定位该坐标值的点。为了符合工作使用的习惯，进行点查询时，在坐标查询界面中输入5位地方坐标，系统首先为输入的X、Y坐标值自动加上500 000转换为6位地方坐标，然后以该点坐标为中心，通过加减自定义常数，设置地图ENVELOPE属性的minX、minY、maxX、maxY四个参数值，最后发送GET＿IMAGE类型ArcXML请求，进行坐标点居中定位显示，如图3所示。

图3 点坐标定位

4.2 各个图层之间的快速切换、以及叠加显示功能的实现

通过总体规划、分区规划、控详规划和卫星影像之间的快速切换，实现了用户对同一位置现状地形以及不同规划成果的查看。也可将规划成果与卫星影像叠加显示，更加直观地看到指定区域的现状地形的规划情况。

在系统初始化加载地图时，默认显示卫星影像，其他规划成果图层暂不显示，因此在AXL地图配置文件中，将卫星影像图层的Visible属性设置为True，各规划成果图层的Visible属性设置为False。在切换图层时，通过LayerVisible[]数组设置图层的Visible属性，若LayerVisible[i]值为1，对应图层的Visible属性为True，即图层可见；若LayerVisible[i]值为0，则对应图层的Visible属性为False，即图层不可见。由这些配置信息构造GET＿IMAGE类型ArcXML请求，同时向ArcIMS空间服务器发送ArcXML请求，ArcIMS空间服务器响应该请求并返回图像。

为了使规划成果与卫星影像叠加显示，需对AXL地图配置文件中各规划成果图层的透明度进行相应设置，图层采用SIMPLEPOLYGONSYMBOL元素进行显示符号的设置，将其BoundaryTransparency属性设置为“1.0”、FillTransparency属性设置为“1.0”、Filltype属性设置为“Gray”，叠加显示效果如图4所示。

图4 影像、规划叠加显示

4.3 用地控制指标核算功能的实现

运用现代计算机技术，系统实现了有关建设项目用地控制指标核算文件中的核算办法，由工作人员传统的手工核算转变为使用计算机核算，大大提高了办公效率。

该功能基于JavaScript语言实现，系统首先利用下拉列表将建设用地分为工业建设项目、商业宾馆文化娱乐住宅、仓储物流建设项目、基础设施项目、党政机关办公用房建设、加油站石油库加气站、综合医院建设用地、普通中小学建设用地、普通高等学校用地、线状工程建设用地等十大类，然后通过对用地类型、行业级别和行业分类等指标按照文件中核算办法进行量化，针对具体用地情况采用相应的计算规则，计算建设用地面积、投资强度、容积率、建筑密度、绿地率等规划指标，如图5所示。

图5 用地控制指标核算

4.4 利用图面负载平衡和无级缩放技术实现地图的高效显示

系统中空间信息的显示使用了无级缩放的技术，实现了空间数据从粗略到详细的逐级放大显示效果，按照定义好的比例区间显示相应的图层以及各图层要素的线形、颜色、线宽等特征。在AXL地图配置文件中，通过SCALEDEPENDENTRENDERER元素设置图层的显示比例区间，通过VALUEMAPRENDERER元素设置图层的显示符号，通过 SIMPLELABELRENDERER元素设置图层注记的字体、大小、颜色等属性。在不同的比例区间采用不同的显示符号和注记。

利用ArcGIS提供的图面负载平衡技术实现图面要素注记加载的自动取舍，保证了加载空间数据的响应速度及图面的清晰美观，如图6所示。

图6 地图缩放效果图

4.5 强大的地图操作功能的实现

为了使用户更加方便、灵活地进行操作，系统实现了对已发布地图的多种操作功能，包括按固定比例或按选择区域缩放、平移、全屏显示，回退到上一步操作显示或前进到下一步操作显示、距离和面积量测、指定图面的打印输出等功能。

对于基本地图操作，实质上就是向ArcIMS空间服务器发送GET＿IMAGE类型ArcXML请求，由ArcIMS空间服务器响应并返回图像。ArcXML请求中需确定返回地图的ENVELOPE属性，即minX、minY、maxX、maxY四个参数值。在进行地图操作时，通过 on-MounseDown、onMounseMove、onMounseUp三个触发事件，得到的鼠标位置是浏览器坐标系下的像素值，ArcXML请求需要的是地理坐标。而浏览器坐标系与地图的地理坐标系是不同的，在浏览器坐标系中，原点是浏览器页面左上角顶点，X和Y正方向分别向右和向下，在地理坐标系中，原点是浏览器页面左下角顶点，X和Y正方向分别向右和向上。如何将浏览器坐标转换为地理坐标，是实现地图操作功能的关键，系统采用以下转换方式:

其中:mapX、mapY为点的地理坐标，xDistance、yDistance为当前地图最大地理坐标与最小地理坐标的差值，iWidth、iHeight分别为地图图像宽度和高度像素值，mouseX、mouseY为点的浏览器坐标(像素值)，eLeft、eBottom分别为当前地图最小地理坐标。

5 结 语

通过对规划成果查询系统的开发，建立了规划成果空间数据库，实现了对规划成果的信息化管理，解决了规划管理部门工作人员对规划成果资料的快速、便捷的查询、浏览，并有效地核实申报建设项目的规划用地性质情况，以及申报建设项目用地规模大小、容积率、建筑密度等指标，确保申报建设项目规划审核的严肃性、准确性，有效提高了规划管理部门工作效率和信息化管理水平，取得了良好的经济效益和社会效益。

[1]蒋波涛，朱强，钱旭东.WebGIS开发实践手册——基于ArcIMS、OGC和瓦片式GIS.北京:电子工业出版社，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

张勇(1980—)，男，工程师，在职研究生，现从事GIS应用系统的研究与开发。