基于 ArcGIS Server for Silverlight的公共信息呈现系统的设计

费 龙，项晏琳

(1.长春师范大学城市与环境科学学院，吉林长春130032;2.中科宇图天下科技有限公司，北京100000)

我国快速的城镇化进程和互联网的高速发展带动了人们对于互联网的关注，作为传统的地理学与现代新兴的计算机科学相互影响而成的地理信息系统其功能日益增强，并迅速在各行各业中应用起来。伴随着互联网技术的发展，GIS与Web的结合对人们的生活产生了重大影响。WebGIS是在Internet或Intranet网络环境下的一种兼容、存储、处理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统［1］。WebGIS出现的历史相对较短，但它的便捷应用优于软件系统，使WebGIS得到快速的推广和普及，同时成为GIS界的研究热点。但是，随着Web-GIS功能的增加，应用的复杂度也有了相应的提高，除了基础的空间数据操作功能以外，人们有了更多的应用和分析功能的要求。为了满足数据共享和信息化高效管理的需要，本文针对已有数据进行充分利用和整合，构建一个便捷、高效、信息丰富、查询方式直观的公共信息呈现平台，以解决以往GIS系统平台专业性过强、操作不直接的问题，我们利用ArcGIS Server提供的技术基础，搭建高效、内容丰富、用户界面美观的公共信息呈现系统。

1 需求分析

近年来，互联网行业发生了巨大变化［2］，人们不再满足于系统与软件大版本不更新而频繁打补丁的状况。随着移动智能设备的普及，操作习惯上的改变也影响到了PC端用户的习惯用法，微软自2009年推出win7后至今又接连推出win8、win8.1、win10，为了实现微软现阶段统一平台的愿望，微软系统的底层架构也在进行更新。随之而来的是，GIS行业的领头企业ESRI将ArcGIS平台也进行了大系统的更新，由原来主流应用的 ArcGIS9.3，推进至10.0、10.1、10.2、10.3。现根据多数开发者的使用情况，笔者在 win8.1x64 系统下使用目前稳定性更高的ArcGIS10.1平台，选择微软的RIA技术Silverlight进行公共信息系统的开发。

公共信息呈现系统的设计立足于Web端，呈现长春市的地理信息，将公众最想要获取的政府、教育、公众休闲等信息进行专业加工，以长春市小区图层为操作源数据实现显示、查询、添加、图形操作等功能。在实现系统的同时满足公众对于需求信息的获取。

2 系统设计

2.1 系统的总体设计

系统总体上设计了电子地图操作最基本、最常用的GIS功能，包括缩放、漫游、全图显示、鹰眼等。基本实现了地图信息浏览、图形分析等功能。其功能设计如图1所示。

图1 系统功能模块图

在操作过程中，利用了基于ArcGIS API For SilverLight的定位工具，使得无论是放大、缩小还是移动地图，页面图形的更新只是对显示的图形进行刷新操作，并不是刷新全部图形，已经加载过的图形部分会保留在本地的缓存中，可以被直接调用，从而加快了地图的浏览显示速度，提高了地图的显示效率。

鹰眼工具功能可以从宏观角度查看兴趣点位置，将鹰眼显示框和地图显示的比例尺进行适时关联，实现对地图的关联操作，通过鹰眼移动当前位置到感兴趣位置。

针对地图图层的专题数据，我们通过图形化选择工具提供的点选、线选、多边形等选项来选取数据。体现了GIS的本质特征，通过建立不同事务的空间模型来解释自然和社会现象，实现了为兴趣区域的目标数据的展示。

2.2 系统的数据库设计

数据层:包括地理数据集和服务数据集。地理数据集使用ArcGIS进行地理数据的整理、分类、发布。在地图数据的处理中着重调整了各图层的符号呈现及呈现比例，以获得良好的地理信息呈现效果。关于各图层的说明及呈现比例尺设定如表1所示。

表1 图层数据说明及呈现比例尺设定

RoadLine2 次干路 1∶600000000无RoadLine3 支路 1∶550000000无Railway 轻轨线 1∶2750000000无BusLine 公交线路 1∶400000000无面状要素ResidentialArea 区划 无 无WaterPoly 水域 无 无Vegetable 植被 无 无AreaPoly 地块 无 无Frame_R 数据框 无 无

服务数据集建立在对小区有无租房信息的更新上，通过关键字段的关联将地理数据与服务数据连接起来，查询结果既体现地理位置信息，又体现相关服务属性信息，在扩展使用其他关键主题数据时可以通过简单的修改来实现。

表2 地理数据库同服务数据库的映射表

2.3 系统的地图服务设计

在ArcGIS Server的先前版本中，GIS Server由两个不同的部分组成:server object containers(SOCs)和server object manager(SOM)。SOCs托管了GIS services，而SOM管理着这些服务并且把它们提供给客户端使用［7］。在ArcGIS Server 10.1中，SOM－SOC模型已经被ArcGIS Server site代替。一个ArcGIS Server site是一个或多个安装了ArcGIS Server的机器(GIS servers)的一个部署。地图、地理编码、地理处理等Web服务请求被一个个分配到site中一个已有的GIS server中。那个机器负责绘制地图、查找地址、执行地理处理等操作，并且将结果返回给客户端(图2)。

图2 Arcgis server manage地图服务管理页面

2.4 地图的前端设计

从目前的技术发展速度看，客户端的硬件性能不断提高，各类信息出现两种趋向的呈现，即简约向和全面向。往往在GIS的信息表现上是传统形式，笔者认为对于公共的信息呈现，类别宜精简不宜繁杂，简化使用用户界面来展示系统风格的关键因素，系统采用Silverlight等富客户端表现技术，其微软系统提供的图形界面最大程度上地接近传统的微软应用程序的美工风格，将界面的表达形象化、直观化，同时降低服务器的压力，减少客户端与服务器端的交互次数，优化浏览体验［3］。

系统的主窗口设计为五个区域:图层控制区域、地图操作区域、查询区域、鹰眼设置区域、查询状态区域。

图层控制区域:为用户提供地图的各类图层的加载控制操作。

地图操作区域:利用GIS常用的工具条实现基本的放大、缩小、移动、全屏、前屏、后屏的显示模式，以及操作元图层与全图层显示等功能。

鹰眼设置区域:提供了当前显示位置在全图中的缩略图，帮助用户宏观把握整体情况。具体的功能是:鹰眼区地图会以比主显示窗口更小比例来展示地图，不论主显示窗口地图范围如何，都可以显示用户所操作的地图部分在整个图中的基本情况，实现用户对细节和全局的综合信息提取(图3)。

图3 系统页面设计

查询输入、输出区域:分别用于提供服务的数据更新、数据查询、数据显示等功能(图4)。

图4 空间分析示例

3 结语

作为各种基于ArcGIS提供的API实现地图信息操作的诸多尝试之一，在GIS的二次开发研究过程中，出现过因为数据结构的不理想而推翻开发布局的情况，出现过因为三层架构在对地图数据库的调用中频繁报错的情况，也出现过因为地图数据的图形化展示导致浏览效果不被接受的情况。在系统的需求分析、总体设计、数据库设计、功能模块设计和系统功能的设计上都出现过一些问题，这些问题有些可以得到彻底解决，有些只是针对症状解决了一部分，需要大量的实践经验来完善开发的缺陷。针对数据结构和数据处理的设计影响WebGIS的呈现，瘦客户端的WebGIS面对不严谨的模式确实有诸多隐患。

地理信息系统以数据为根源，处理庞大的数据的能力随着计算机软硬件技术的不断更新将会更加强悍，与此同时，地理信息作为国家的保密数据，给人们的学习研究过程造成了不少问题，能够获取到的实时有效数据不足，概念中的物联网联系地理信息系统在实际应用中并没有显著突破，但实时数据呈现、高纬呈现，这些更加炫酷的地理信息系统未来模式有待进一步发展。

［1］张贺，孙德军，朱虹.基于 SuperMap IS的 WebGIS开发［J］.测绘工程，2007，16(3):56 －58.

［2］陈诗礼，齐亚斌，唐彬，等.互联网金融在搅局传统金融业［J］.互联网天地，2014(1):67－73.

［3］朱琳.基于ArcGIS Server的省级基础地理信息公共服务平台应用系统的设计与实现［D］.合肥:合肥工业大学，2012.

［4］杨开林.基于ArcGIS构建地理信息公共服务平台［J］.计算机光盘软件与应用，2011(6):149－150.

［5］张康寿，冯兵，孙燕刚，等.基于 RIA和Web Services的 WebGIS系统的开发［J］.地理空间信息，2009，17(2):109－111.

［6］张桂荣，殷坤龙，刘礼领，等.基于WEBGIS和实时降雨信息的区域地质灾害预警预报系统［J］.岩土力学，2005，26(8):1312－1317.

［7］王佳佳，殷坤龙.基于WEBGIS和四库一体技术的三峡库区滑坡灾害预测预报系统研究［J］.岩石力学与工程学报，2014，33(5):1004－1013.

［8］程国雄，胡世清.基于Silveriight的RIA系统架构与设计模式研究［J］.计算机工程与设计，2010，31(8):1706－1709.