基于MapServer的家庭牧场网络地理信息系统

郑逢令，任玉平，阿斯娅·曼力克，易 华，贠 静,冰德艳，奥 云

（1.新疆畜牧科学院草业研究所,新疆 乌鲁木齐 830000；2.新疆和静县草原监理所，新疆 和静县 841300）

基于MapServer的家庭牧场网络地理信息系统

郑逢令1，任玉平1，阿斯娅·曼力克1，易 华1，贠 静1,冰德艳2，奥 云2

（1.新疆畜牧科学院草业研究所,新疆 乌鲁木齐 830000；2.新疆和静县草原监理所，新疆 和静县 841300）

本次研究选用MapServer开源网络地理信息系统，使用windows系统下的套件MS4W，通过建立新疆和静县家庭牧场网络地理信息系统，实现B/S架构下对季节草场草地类型、产草量、草地可利用面积、可利用鲜草量、载畜量等基本情况的浏览和查询，为开源地理信息系统在草业领域的深入应用做一个探索性的工作。

MapServer；开源网络地理信息系统；家庭牧场

开源软件有源码公开,技术发展快、便于修改和开发适应自身需求等特点，越来越受到各应用领域的欢迎。在开源空间信息领域，可使用的软件或系统也很多，但成熟度比较高的并不多，不过开源网络地理信息系统却得到了广泛应用[1]。Mapserver、Geoserver以及Mapguide的开源版[2,3,4,5]，因其技术成熟，符合OGC（Open Geospatial Consortium-开放地理信息联盟）的标准，系统易于搭建而且成本低廉而大受欢迎。这三个系统的优缺点在不同的文献中都有深入的比较，在此不再赘述[6,7,8,9]。近年来，国内利用开源WebGIS建立各种网络地理信息系统的实践也开始多了起来[10,11,12]，尤其是建立在Mapserver+Apache平台之上的数量最多[13,6,14]，但在草业领域的研究和应用还不多。本次研究选用Mapserver，使用Windows系统下的套件MS4W，通过建立新疆和静县家庭牧场天然草地信息共享系统，为开源地理信息系统在草业领域的深入应用做一个探索性的工作。

1 MapServer系统结构与功能

1.1 MapServer的基本情况介绍

MapServer是美国明尼苏达大学(University of Minnesota，简称UMN)在20世纪90年代利用C语言开发的开源WebGIS项目，是一个跨平台的可进行空间信息网络应用的开源地图发布服务器[2,15]。MapServer是由C语言编写的，它本身许多功能的实现也建立在一些开源或免费库之上，如：实现常用GIF、PNG、JPEG格式图像的正确显示、压缩、放大、缩小的等功能，使用的是在开源图像处理领域应用广泛的GD库；用于投影设置和投影变换的PROJ．4则是几乎所有开源空间信息软件中都会用到的；而开源空间信息领域大名鼎鼎的GDAL／OGR基础库则用于对空间栅格和矢量数据进行输入、输出、格式变换等各种基本操作。另外可根据系统建设要求选择SDE Client Libraries、PostgreSQL Client Libraries、Oracle Spatial Client Libraries、MING、PDFLIB等库。MapServer应用符合许多OGC规范，包括Web Map Service(WMS), Web Feature Service(WFS)，Styled Layer Descriptor(SLD),Geography Markup Language(GML)等.

MapServer支持多种数据源，包括ESRIshapefiles、PostGIS、Oracle Spatial、ArcSDE，符合OGC规范的opengis标准，支持FastCGI，FastCGI是可伸缩架构的CGI开放扩展，其主要作用是将CGI进程保持在内存中，避免反复加载，因此具有较高的性能。

1.2 MapServer的工作方式和流程

MapServer可以工作在CGI（Common Gateway Interface-通用网关接口）脚本的WEB环境中，也可通过提供API接口结合PHP、Perl、Python、Java,Tcl,Ruby、C#等多种编程语言，扩展MapServer的应用，方便用户基于MapServer作进一步的开发。例如加拿大的 DM Solutions公司就开发了基于PHP的MapScript模块，应用非常广泛。

从图1可以清晰的看出MapServer的工作流程，在服务器端,除了MapServer用来处理地理信息相关的业务需求以外，还需要WEB服务器处理客户端通过表单变量发送的请求，并将MapServer处理结果传输回客户端，数据层的数据要在Mapfile文件中配置相关属性，Mapfile文件中要定义字体、投影、数据表现形式、模板、空间数据层等参数。由于不能直接在客户端表现矢量数据，所以要通过CGI应用程序把矢量图转换成WEB浏览器支持的JPG，GIF或PNG等格式的文件，同栅格层数据一起以WFS、WFS、Html、Gml的形式传输到客户端[2,15]。

图1 基于MapServer的WebGIS工作方式

2 MS4W介绍

MS4W是MapServer for Windows的简称。是加拿大DM Solutions公司开发的一套以MapServer为中心，集成了Apache服务器和PHP引擎，MapScript API程序、开源地理信息基础库如 GDAL/OGR、PROJ.4、Shapelib等的Windows系统下的开发环境[16]。

本次系统搭建使用的是MS4W2.2.4，下载地址为http://www.maptools.org/ms4w/，本机安装非常简单，把下载的程序包解压至C盘根目录，双击C盘MS4W目录下的apache-install.bat，在浏览器中输入http:// localhost/，如看到起始页面表示安装成功。

3 建立家庭牧场草地网络地理信息系统

本次家庭牧场信息共享系统，使用的数据是在和静县GEF（全球环境基金）天山南坡和静县家庭牧场草畜平衡优化模式示范研究项目中调查的12户牧民家庭牧场季节利用天然草场调查资料,数据以常用栅格和矢量形式存储和表示。系统使用MS4W套件，建立在Windows XP+Apache+MapServer平台之上。

3.1 主要数据及预处理

栅格数据，包括覆盖调查牧户的天然草场的1∶5万地形图数据和遥感数据，其中地形图数据已经在空间信息软件中配准，遥感数据为ETM栅格数据,均为北京54坐标系，GEOTIFF格式。根据基层草原部门提供的数据和现地调查绘制出家庭牧场牧户天然草场的图斑，存储为名为hejing的Shape矢量文件，属性数据存储于DBF文件中，字段包括：草场名称，户名，牧户类型，利用季节，草场类型，亩产（kg/亩），草地净面积（亩），可利用鲜草产量（kg/亩），载畜量（羊单位）。

3.2 Mapfile文件的设置

Mapfile可利用文本编辑工具手工配置，MS4W中的Maplab是制作Mapfile的专用工具，由DM公司开发，另外Qgis有专门的插件，可输出Mapfile文件。以下为地形图栅格和草场矢量图层设置，使用的数据分别为hj.tif和hejing.shp。

LAYER NAME hj METADATA "DESCRIPTION""地形图"END TYPE RASTER STATUSON

DATA hj.tif END LAYER NAME hejing METADATA

“DESCRIPTION” “天然草场基本情况”

“RESULT_FIELDS”“草场名称户名牧户类型利用季节草地类型亩产草地净面积可用鲜草量载畜量”

END TYPE POLYGON STATUSON DATA hejing LabelItem “草场名称” CLASS NAME“草场名称” LABEL COLOR 0 0 0 FONT simhei encoding gb2312 TYPE truetype SIZE 8

PARTIALSFALSE OUTLINECOLOR 255 255 255 END STYLE COLOR 200 255 0

OUTLINECOLOR 120 120 120 END END TOLERANCE 5 END#Layer

3.3 家庭牧场信息共享WebGIS系统的建立

本次研究使用的是MS4W套件，系统运行环境为Windows xp专业版,浏览器为IE6.0。MS4W安装后Apache、MapServer服务器端已经配置好了，其中应用模块apps下已经有GMAP应用实例，我们可以使用其中的已有程序和目录结构，在apps目录下建立一个hejing文件夹，并在MS4W的httpd.d目录下生成httpd_hejing.conf文件，告诉服务器其位置。矢量文件和栅格文件放置在其目录下的data文件夹下，字体文件放置在etc文件夹下，添加中文字体simhei，在设置Mapfile的LABEL项目时，标明字体为simhei。应用程序放置在htdocs文件夹下，这里有两个分别是以.inc.php和phtml为后缀名的重要文件，前者包括对网络地图操作的主要函数，后者为php和html脚本的混合体，对前端表现进行布局，当然还有以".map"为扩展名的Mapfile文件。图2、图3为浏览器端系统运行的画面。

图2 以地形图为背景图层的和静家庭牧场天然草地分布图

图3 以卫片为背景图层的和静家庭牧场天然草地分布图

通过以上系统的建立，实现用户通过浏览器对系统进行各种操作，如图形的放大、缩小、查询和移动等，通过对图斑的查询可以获得调查牧户的天然草场的基本情况，地理位置、属性数据。

4 讨 论

本系统借助Windows系统下开源的MS4W套件，建立了新疆和静县调查牧户天然草地网络地理信息系统，基于Browser／Server架构，用户不需要专业的GIS培训，使用浏览器可方便查询草地地理位置、草地类型、载畜量等，有利于管理人员和牧户直观了解草地的基本情况。

作为轻量级的网络地理信息系统，在目前技术条件下还无法与桌面型的GIS相比，此次建立的草地WebGIS系统只能说是一次开源空间信息系统应用于草业领域的初次探索。由于一些客观原因，没有使用开源的空间数据引擎和数据库系统如POSTGIS，POSTGRESQL、MyGIS、MYSQL等，没有实现由属性查询相关图形的功能，还不具备一些常用的空间分析如缓冲区分析、叠加等功能，这都是以后需要更加努力探索研究的地方。随着WebGIS技术一日千里的发展趋势，其功能会更加强大，在数字草业方面发挥巨大的作用。

参考文献：

[1]吕家恪，王德晖，汪璇．基于自由软件的WebGIS应用系统研究[J]．西南农业大学学报（自然科学版），2006.28(6)：1049-1052.

[2] mapserver.gis.umn.edu MapServer主页.

[3] 吕德奎,秦洪现.开源版MapGuide及其应用研究[J]．测绘通报，2008，(4)：58-59.

[4] http://www.geoserver.org.GeoServer主页.

[5]www.mapguide.com.MapGuide主页.

[6] 圣荣,刘友兆,王庆.基于开源MapServer的网络空间数据共享系统研究[J].农业网络信息,2007,11:51-54.

分析比较两组患者的护理质量考评结果、护理缺陷发生次数及总满意度，护理质量由质控小组采取百分考核制进行考评，护理缺陷由责任组长登记并汇总，满意度调查借助我院自制的护理满意度调查表，实施问卷调查，共设置3个选项（不满意、满意、非常满意）10项问题，患者入院时由责任护士发放调查表，填写结束后，科室统一收回，总结问卷调查结果，录入计算公式，进行相关的计算。总的护理满意度为满意和非常满意率之和[2]。

[7] 袁轶,郑文锋,王绪本.基于GeoServer的WebGIS开发[J].软件导刊,2007,6(3):96-98.

[8] 方元,赵冠伟,何观生.基于Ajax和GeoServer的WebGIS设计[J].微计算机信息，2009,(01):219-220.

[9] 蔡颖.基于MapGuide的网络地理信息系统的研究与开发[D].辽宁工程技术大学硕士论文,2007.

[10]王利梅,王圃,杨朝晖.基于OpenGIS的供水管网信息系统[J].中国给水排水.2009，25(1):53-56.

[11]张大鹏,张锦.基于开源WebGIS软件的110指挥中心警情分析系统[J].科技情报开发与经济，2008，18(11):162-163．

[12]杨朝晖，郑文锋，李晓璐．基于开源WebGIS的网络房地产估价系统[J]．软件导刊，2008,7(5)：156-158.

[13]王明红，马占鸿．金晓华．北京市农作物病虫害远程预警信息系统构建[J]．植物病理学报，2005，35(6): 67-70.

[14]熊静,张菁．基于MapServer的遥感影像发布系统的研究[J]．遥感应用，2007，（1）：53-57．

[15]Bill Kropla.Beginning MapServer:Open Source GISDevelopment[M]．Springer，New York,2005.

[16]http://www.dmsolutions.ca.DM Solutions公司主页.

The Household PastureW eb GISBase on M ap Server

ZHENG Feng-ling,REN Yu-ping,ASIYA·Manlik,YIHua,YUN Jing,BING De-yan,AO Yun
(1.Grassland Research Institute of Xinjiang Academy of Animal Science,Urumqi830000,China；2.Grassland Supervision Department of Hejing County，Hejing Xinjiang 841300,China)

The study employed the MapServer Open SourceWebGIS,utilized the MS4W suite to construct the grassland WebGIS system of household pasture in hejing county of Xinjiang.The grassland type,yield per acre,net area,the yield of esculent grass,livestock carrying capacity of season pasture could be explored and queried under the B/S structure of WebGIS.This study attempted to in-depth apply open source WebGIS in Prataculture in future.

MapServer;open sourceWebGIS;household pasture

S818.9

A

1003－6377（2012）04－0019-04

2012-08-09

GEF项目“天山南坡和静县家庭牧场草畜平衡优化模式示范研究”；新疆GEF草地项目应用研究09课题“温性草原波谱草原波谱数据交集与特殊性征分析”项目（2010018）

郑逢令（1974-），男，硕士，助理研究员,从事草地遥感工作研究。