基于webGIS的地产管理系统的设计与实现

2014-04-16岳传明周卓月

科技视界 2014年13期

岳传明刘凯周卓月

（1.利津县国土资源局，山东利津 257400；2.山东农业大学资源与环境学院，山东泰安 271018）

0 引言

随着网络技术的发展和行业应用需求的增加，webGIS的开发应用成为GIS发展的新热点，并正在深入到各行各业。webGIS开发离不开数据，ArcGIS软件自身提供了两种数据库——文件地理数据库和个人地理数据库来存储几何数据和关系数据，但这两种数据库只能通过ArcGIS软件访问，是ArcGIS专有的，这就会使ArcGIS在行业应用中受到很大限制。因为对于一个完整的web应用，webGIS应用往往只是作为其中的一个模块存在的。如此一来，GIS模块与web应用的其他模块各用一套数据库，二者没有沟通，不能同步，便称不上是一个完整的web应用。针对这个问题，Esri公司在推出ArcGIS Server产品的同时提供了ArcSDE解决方案，它允许用户在Oracle，Microsoft SQL Server，IBM DB2和Informix等多种数据库平台上管理地理数据，并使所有的ArcGIS应用程序都能够使用这些数据。文章以某高校地产管理系统为例，研究了GIS系统与一般web应用共同管理和使用同一关系型数据库中数据的实现方法，提出了一个通用的基于数据库技术的webGIS开发模型。

1 研究意义

高校地产管理系统是一个传统数据管理系统，主要功能是对高校地产信息的管理。地产信息具有很强的地理相关性，枯燥的简单数据操作已不能满足用户的需求，对于地产信息，用户希望能够通过“所见即所得”的可视化操作来更有效率的完成地产信息的采集与管理，用户的这种现实需要要求GIS应用与传统web应用结合起来，联合管理数据。GIS系统与传统数据管理系统各司其职，可以分别独立开发，二者唯一需要统一的就是数据库设计，或者在一方系统已开发完成的情况下，另一方系统只需遵守已有的数据库使用规则进行开发即可。这样一来，开发完成的系统看似是两个独立系统的拼凑，实则二者通过数据库有机的结合起来，用户无论通过哪方系统对地产信息进行操作，另一方系统也会实时联动更新，在使用中二者又可各取其长，展现了GIS系统与传统数据管理系统联合管理数据的强大功能。

2 系统设计与实现

高校地产管理系统的GIS部分主要是辅助主系统在地图上直观的展示与管理数据，要求能对地图进行缩放、鹰眼等基本操作，点击图上地产能够查看其属性信息并能够修改与更新，还要求能够展示和修改更新每处地产各楼层、各房间的属性信息，能够通过搜索功能查找地产，能够编辑地产地图添加新地产及删除地产等。

2.1 系统结构与功能模块

高校地产管理系统整体按用户权限分为公共客户端与后台管理端两部分，普通用户只能通过公共客户端进行浏览地产信息等基本操作，管理员可使用后台管理系统管理和更新地产信息。

公共客户端主要功能模块有缩放模块、鹰眼、书签、属性查询模块、绘图预测量模块、地产搜索模块、打印与截图等。后台管理系统在公共客户端基础上开放地产信息修改权限，将属性查询模块更改为属性编辑模块，在属性查询基础上还可对地产属性进行修改更新；另增加地图编辑模块，可修改地图，添加和删除地产等。其中，缩放模块、鹰眼、书签、绘图与测量、打印与截图五个模块为通用模块，仅承担对地图的基本操作任务。为地产管理系统的业务逻辑专门服务的模块有属性查询模块、地产搜索模块、属性编辑模块和地图编辑模块，系统结构如图1所示。

图1 高校地产系统结构图

1）属性查询模块主要是对地产属性的显示，又分两个子模块——地产信息查询模块与楼层信息查询模块。房产信息查询支持在主地图上单击房产查看相应房产信息，楼层信息查询则可以查看选定地产的各楼层详细地图，在楼层地图上单击房间可以查看对应房间的使用情况。整个模块主要涉及对QueryTask和AttributeInspector的应用。

2）地产搜索模块主要是利用关键字搜索相应地产在地图上的位置，快速定位目标，并显示地产信息，又分两个子模块——按类别搜索与关键字搜索。按类别搜索，在开发初期数据准备过程中事先为地产添加利用类别字段，将全部地产分为职能部门、生活设施、公共服务、教学设施和学院五个利用类别，用户点击相应类别按钮得到属于该类别的所有地产列表，点击列表中相应地产，地图自动缩放到该地产范围并高亮显示，同时显示地产属性信息。按关键字搜索是由用户输入关键字，系统按关键字搜索出符合条件的所有地产，点击相应地产实现缩放、高亮和显示属性信息，支持模糊查询。该模块涉及的主要技术也是对QueryTask和AttributeInspector的组合应用。

3）属性编辑模块主要是在属性查询基础上开放了对属性信息的编辑权限，管理员可以通过此模块实时更新地产信息。

4）地图编辑模块可以添加新地产，修改已有地产的图形，也可以删除已有地产，是管理员用来管理地产数据的一个主要模块。主要是对Editor工具的使用。

2.2 数据管理

要实现地产信息的实时更新要求系统操作的所有数据必须来自同一个数据库；ArcGIS软件自身的地理数据库不支持web端数据修改，不能满足地产管理系统的业务需要，因此必须使用一个更加强大的外部数据库来管理地产数据。ArcGIS软件现已支持在Oracle、Microsoft SQL Server、IBM DB2和Informix等多种数据库平台上管理数据，这些数据库管理平台都属于关系数据库管理系统（RDBMS），无法直接管理空间数据，必须经过ArcGIS软件的连接配置。

对于ArcGIS连接RDBMS来说，又有两种连接方式——直接连接方式和ArcSDE连接方式。采用直接连接方式不需要管理ArcSDE服务，不需要安装、配置和启动中间进程giomgr.exe，数据读写速度快，但在其中管理的数据默认情况下是只读的，使用这种连接方式只能在RDBMS中编辑数据，虽然在webGIS端的数据也可得到实时更新，但这仍不能满足最初系统设计的需要。要使用RDBMS存储和管理能满足webGIS开发需要的空间数据必须使用ArcSDE连接方式。

ArcSDE是ArcGIS的空间数据引擎，它是在RDBMS中存储和管理多用户空间数据的通路。从空间数据管理的角度看，ArcSDE是一个连续的空间数据模型，借助这一空间数据模型，可以实现用RDBMS管理空间数据库。ArcSDE采用的是客户端/服务器体系结构，众多用户可以同时并发访问和操作同一数据。

2.3 抽取模型

可编辑的空间数据必须来自ArcSDE，ArcSDE针对不同的RDBMS提供了相应的软件版本，使用前需安装正确的ArcSDE版本。软件安装过程中需要进行一系列配置，包括待连接的数据库实例名称、数据库身份验证、SDE数据库命名等，配置完成后方可使用ArcCatalog软件管理RDBMS中SDE数据库的数据。在RDBMS中打开SDE数据库查看，可以发现系统在建立SDE数据库之后自动创建了一系列关系表，用户无需关注这些复杂的关系表，只需熟悉如何在ArcCatalog中管理ArcGIS常用数据即可。在ArcCatalog中添加空间数据库连接，进行连接属性配置，成功连接到ArcSDE后在ArcCatalog中会生成一个新类型的数据库——ArcSDE地理数据库，这个地理数据库支持ArcGIS一切常用数据的管理，在接下来的开发中，只需将系统需要的点、线、面等要素导入或建立在这个ArcSDE地理数据库中即可。

在ArcSDE地理数据库中，属性数据是依附于几何数据存储的，在ArcCatalog中可见的只有点、线、面等几何要素，属性数据存储于几何要素的属性表中；而在RDBMS中可见的只有属性数据，几何数据是由属性数据表和复杂的关系表连接共同体现的。实际开发中，应是在ArcSDE地理数据库中导入已有要素或者建立新要素，并按需要建立相应属性字段，在RDBMS端的SDE数据库中便会生成一张与要素同名的数据表和若干关系表连接，这个数据表中管理的是要素的属性数据，通过系统定制字段“OBJECTID”与要素属性表连接，实现数据同步。值得注意的是，要想实现多个用户能够同时编辑同一个ArcSDE地理数据库中的数据，导入ArcSDE地理数据库的要素必须首先注册版本。至此，环境搭建与数据准备工作完成。

接下来只需将ArcSDE中的要素添加进相应ArcMap工程，并保存为以.mxd为后缀的工程文件，然后使用ArcGIS Server发布为要素服务，用于webGIS应用开发的支持多用户同时在线编辑的地理数据就准备完成了，最后，根据需要使用ArcGIS提供的相应API操作数据即可。对整个开发过程进行总结，可以抽取出一个通用的开发模型，如图2所示。