基于地图API的桥梁信息可视化管理系统开发
2019-01-31王保群
何 必，王保群
(山东交通学院 山东济南250357)
0 引 言
桥梁是重要的基础性交通设施，除作为渡河工程外，现代公路和铁路以及市内道路均大量使用桥梁作为主体构成部分，桥梁在交通基础设施中所占的比重越来越大。针对大量桥梁工程信息的管理常采用两种途径，一是从CAD图纸出发，二是从MIS式的管理信息系统出发。由于它们分别侧重于图形和属性信息的表达，难以实现图形与属性信息的同步使用与管理。而基于地理信息系统技术的地图API，能够提供图形与属性信息同步集成的功能，因此，利用地图API，能够开发可视化的桥梁工程信息管理系统。
1 地图API
由于电子地图，特别是矢量化地图自身具有数据结构复杂、数据量庞大、可视化表达困难等特点，在使用电子地图作为信息系统的底图时，需要使用专用的GIS平台软件完成底图绘制、地图发布等工作，工程量极为庞大，在系统开发时也需要进行大量的配置集成技术工作，大大提升了系统开发难度。针对这一情况，许多政府机构和企业创建了地图API工具，即将全国性的电子地图底图一次性制作完毕后，集成为一款网络API工具，第三方开发基于电子地图的信息系统时，只需要调用这个地图API，便可实现共享开源式的电子地图，从而节省了大量的底图绘制、地图发布等工作环节和成本。本文在研究中所采用的地图API，是由国家基础地理信息中心建设的地图API工具天地图JavaScript API 4.0，它是一套符合HTML5.0规范的应用程序接口，以HTML5.0的形式提供各种地图服务和数据，如地图展示、标注、定位等，为开发者提供了快速调用天地图在线地理信息服务的通道，包括快速创建地图、调用地图、POI搜索以及在地图上添加覆盖物等，可帮助开发者在网站中构建功能丰富、交互性强的地图应用，支持PC端和移动端基于浏览器的地图应用开发，支持主流的HTML4.0和HTML5.0特性的地图开发。
2 系统总体设计
桥梁信息可视化管理系统的作用是对管理区域内的各个桥梁的相关信息进行可视化的管理，如桥梁的名称、空间位置、设计与施工情况、通行情况等各类信息的可视化浏览、查询、输入输出、管理等。其总体结构如图1所示。
图1 系统总体结构图Fig.1 Overall structure diagram of the system
系统总体上由4层组织构成，从下至上分别为数据层、服务层、网络层、用户层。数据层用于存储和管理系统所使用的各类数据，包括用于描述管理对象空间位置信息的空间数据，用于描述管理对象特征信息的属性数据以及用于描述管理对象相互位置关系的拓扑数据。服务层是由完成系统各项具体管理功能的功能模块所组成，它通过接收用户指令以及调用数据层的数据，计算完成相应的功能，例如地图发布、地图操作、信息增删、信息查询、信息管理等。网络层用于系统的网络通信，包括Web服务器以及地图服务器；Web服务器用于发布网站和数据，地图服务器用于发布地图。用户层是终端用户实现人机交互层，它主要提供用户界面(UI)、数据输入输出(I/O)以及可视化显示等功能。
3 系统详细设计
桥梁信息可视化管理系统的详细设计主要包括地图API的调用、地图的浏览与操作、桥梁信息的输入与编辑、桥梁信息的查询、事件的管理5个组成部分。
3.1 地图API的调用
地图API是系统的地图提供方，因此，地图API的调用是系统详细设计与开发的第一步。天地图API支持多种方式的调用，其中天地图JavaScript API 4.0的调用实现需要2个步骤，一是申请天地图的使用服务许可(密钥)，二是在页面文档中通过＜script＞标签将API引用到页面中。
3.2 地图的浏览与操作
在地图API调用完毕后，要想完成地图的浏览与操作，需要先通过创建地图容器元素、创建地图实例、确定地图中心经纬度坐标、地图初始化这4个步骤完成地图的加载。当地图加载完毕后，设计地图的放大、缩小、平移、距离量算、面积量算等浏览与操作功能。
3.3 桥梁信息的输入与编辑
由于地图API只提供基本地图数据，而不能提供各行业的专题数据，桥梁信息可视化系统所需要管理的桥梁专题信息必须由后期单独输入和编辑，因此在系统的开发过程中，需要设计桥梁信息的输入与编辑功能，以保证系统能够具有专题数据基础。
3.4 桥梁信息的查询
信息管理的基础性功能是信息的查询，在桥梁信息可视化管理系统中，信息的查询分为2种方式，一是通过选择地图上的可视化桥梁对象，查询其属性信息；二是通过输入查询的条件，地图上可视化的显示符合查询条件的桥梁对象，即“图查属性”和“属性查图”功能。正因为有了地图API的引入，因此，本系统的查询都是在地图上可视化进行。
3.5 事件的管理
事件的管理是指用户在对地图进行各种操作时，触发系统的各种相应事件的响应，从而完成用户对地图进行操作所下达的命令，通过事件管理，系统来实现用户想使用的各项管理功能。
3.6 系统核心功能代码
＜script type="text/javascript" src="http：
//api.tianditu.gov.cn/api？v=4.0&tk=您的密钥"＞＜
/script＞ // 天地图JavaScript API 4.0的调用
var map=new T.Map('mapDiv')；//初始化地图对象
var lnglat = new T.LngLat(117.50826，37.99458)//
确定地图中心点经纬度
map.centerAndZoom(lnglat，12)//地图初始化
＜input type="button" id="button1" onClick=
"map.zoomIn()" value="地图放大"/＞ //地图放大
＜input type="button" id="button2" onClick=
"map.zoomOut()" value="地图缩小"/＞ //地图缩小
var points = []；
points.push(new T.LngLat(117.52136，37.52569))；
points.push(new T.LngLat(117.521794，37.5268))；
points.push(new T.LngLat(117.52969，37.52940))；
points.push(new T.LngLat(117.35238，37.90520))；
var polygon = new T.Polygon(points，{
color："blue"，weight：3，opacity：0.5，fillColor：
"#FFFFFF"，fillOpacity：0.5})；//创建桥梁面对象
map.addOverLay(polygon)；//向地图上添加桥梁面对象
3.7 系统功能运行效果图
分别以地图加载、信息获取、查询为例截取功能运行图如图2所示。
图2 系统功能运行效果图Fig.2 Effect diagram of system function
4 结 语
运用地图API来开发桥梁信息可视化管理系统，能够实现各项管理功能在以地图为用户主视野和操作基础的可视化环境下实现，并且开发者不再需要绘制基础矢量底图，大大减轻开发的前期工作量。使用天地图JavaScript API 4.0开发桥梁信息可视化管理系统是一个有效的技术途径，开发成果能够为桥梁的信息可视化管理提供良好的帮助。
