基于ＡｒｃＩＭＳ的ＷｅｂＧＩＳ設計

摘要：介紹了WebGIS的特點、結構模型、構造技術。為了開發WebGIS系統，采用ESRI公司的ArcIMS開發平臺，介紹了ArcIMS的概念、體系結構、基本操作。針對標準的地圖服務界面，結合ArcXML、JavaScript、HTML語言和Java Applet，對WebGIS站點的地圖數據配置和瀏覽器工具的設計等進行定制。

關鍵詞：ArcIMS；WebGIS；地圖服務界面

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)27-1979-03

Design Principle of WebGIS Based on ArcIMS

YANG Yang

(School of Software， Tongji University， Shanghai 201804， China)

Abstract: The features， structural model， and construction technology of WebGIS were introduced. To develop WebGIS system， and then the concept， architecture， basic operation of ArcIMS were introduced. Focused on the standard map service interface， and combined with ArcXML， JavaScript， HTML Language and Java applet， a customization for the WebGIS site’s map configuration， interface in Chinese and tools of browser was discussed.

Key words: ArcIMS; WebGIS; map service interface

1 引言

ArcIMS是一個可伸縮的開發網絡地圖服務軟件平臺。它廣泛地應用于大量的網絡用戶發布網絡GIS地圖、數據和元數據，ArcIMS提供對GIS目錄門戶的基于瀏覽器的訪問，使用戶能夠容易地發布和共享地理信息。ArcIMS由客戶端（瀏覽器）和服務器端兩部分組成，客戶端瀏覽器可以是通用瀏覽器、ArcExplorer或根據需要靈活定制。服務器端組件主要有ArcIMS空間服務器、ArcIMS應用服務器、ArcIMS連接器和ArcIMS管理工具等。ArcIMS底層用ArcXML格式傳輸，當Web服務器收到用戶請求，通過ArcIMS連接器提交給應用服務器處理，應用服務器根據具體請求，提交給空間服務器去讀取數據集，進行具體的處理操作。

2 ArcIMS特征

ArcIMS的一個顯著特點是可以在服務器和瀏覽器或其它客戶間建立“數據流”，這一功能使得用戶可以將本地數據與Internet上的數據結合起來，從而為用戶和數據發布者提供一個更廣闊的空間。ArcIMS可以和許多客戶端一起工作，包括HTML、Java Viewers和ArcExplorer Java版；ArcIMS具有把多個數據源的數據結合在一起的能力；ArcIMS還可實現同ArcGIS的Desktop產品系列（ArcView、ArcEditor、ArcInfo等）的無縫協同工作；ArcIMS還具有其它包括高度可升級的服務器結構、為瀏覽元數據創建中心知識庫、安全訪問地圖服務、基于標準通訊、索引和共享地理信息等特征。

3 ArcIMS體系結構

ArcIMS屬于典型的B/S結構，如圖1所示。

它有兩大部分組成：客戶端（瀏覽器）和服務器端。

客戶端瀏覽器，可以是通用瀏覽器如Microsoft公司的IE4.0或以上版本的瀏覽器，也可以是專用瀏覽器如ESRI公司的ArcExplorer等。還可以根據需要靈活定制。

服務器端組件有：ArcIMS空間服務器(ArcIMS Spatial Server)，ArcIMS應用服務器(ArcIMS Application Server)和ArcIMS連接器(ArcIMS Connectors)和ArcIMS管理工具(Manager)。客戶端向服務器發送請求，服務器處理請求信息并向客戶端返回響應信息，然后客戶端呈現所接收到的信息。

ArcIMS的服務器端核心部分，即空間服務器和應用服務器，在邏輯層次上可以劃分為以下三個邏輯層次：

1） Server：它是基于TCP/IP協議構建的網絡中實際存在的計算機。

2） Virtual Server：它是運行在某一個具體的Server上的ArcIMS服務，包括Feature、Image、Query、Image ArcMap等幾種。1個Server可以對應多個Virtual Server，其中至少包括1個Feature、一個Image類型的Virtual Server。

3）Map Service(地圖服務)：是在服務器端最接近客戶端的層次，對客戶端來說是整個服務器端在邏輯上的接口，是包含著數據和與之相關的數據請求指令、專題地圖配置，直接為客戶端服務的服務器組件。它和Virtual Server之間可以為多對多關系，和客戶端可以為多對一關系。

3.1 服務器端部件

ArcIMS服務器端部件包括：ArcIMS空間服務器（ArcIMS Spatial Server）、ArcIMS應用服務器（ArcIMS Application Server）、ArcIMS應用服務器的連接器（ArcIMS Application Server Connectors）、ArcIMS管理器（ArcIMS Manager）。

3.2 ArcIMS管理器

這是一組非常容易使用的Web頁面，能提供ArcIMS服務器端所有功能和工具的使用。通過ArcIMS管理器，用戶能夠快速設置和管理Internet服務。ArcIMS管理器包括三個獨立的功能部件：Author——制作地圖服務文件、Designer——設計Web頁面、Administrator——發布地圖服務和管理ArcIMS空間服務器。

3.3 客戶端部件

ArcIMS Viewers提供的功能包括地圖的放大和移動、空間和屬性數據查詢、緩沖區分析、測量、添加注釋（如文字、圖形活影像，同時提交給ArcIMS服務器）、對空間和屬性數據的簡單編輯，并提交給ArcIMS服務器、地理編碼、圖例、索引圖、保存和調用工程文件及地圖輸出功能等。

ArcIMS支持HTML Viewer和Java Viewer兩種瀏覽器。

3.4 HTML Viewer

HTML Viewer由HTML，DHTML和JavaScript寫成，是一個小巧但功能強大的瀏覽器。它可以嵌入到任何HTML網頁中提供動態和互動的地圖服務。HTML Viewer同時只能支持一個Image MapService。HTML Viewer不支持與本地數據的集成，但有最高的可定制性和最廣泛的瀏覽器支持。

3.5 Java Viewer

與HTML/DHTML Viewers不同，Java Viewer屬于較重量級的客戶端，它可以同時支持Image MapService和Feature MapService，并且集成本地數據顯示在同一個Java Viewer里。Java Viewer具有支持矢量數據流（Feature Streaming）和更豐富的客戶端的功能，還可以借助EditNotes要素編輯工具實現對空間和屬性數據的簡單編輯并提交給ArcIMS服務器。ArcIMS支持兩種Java Viewers；可定制的Java Viewer和標準的Java Viewer。

3.6 地圖服務

ArcIMS地圖服務(Map Service)是通過Web Server實現的特定用途的空間數據和元數據的一種表現。服務的符號、標注以及圖層順序在一個叫做地圖配置文件中定義，這個地圖配置文件可以是一個ArcXML文件或一個ArcMap文檔文件(如果使用了ArcMap Server擴展)。服務是通過虛擬服務器來訪問空間服務器中的功能的。

4 ArcIMS連接器

ArcIMS連接器用于連接Web服務器和ArcIMS應用服務器的。其中Servlet Connector是ArcIMS的默認連接器，可以用在所有的ArcIMS的客戶端中。ColdFusion和ActiveX Connector通過定制的客戶端將各自的語言翻譯為ArcXML，用來和ArcIMS的應用服務器進行通訊。Java Connector是ArcIMS4.0新引入的一個連接器，它允許用戶使用JSP或Servlet來開發地圖站點。4種連接器如圖2所示。

1）Servlet Connector

ArcIMS Servlet Connector是運行在服務器端的Java應用，它是ArcIMS默認的連接器。

2） ActiveX Connector

ArcIMS ActiveX Connector是一個可用于Visual Basic或Active Server Pages(ASP)應用程序的動態鏈接庫。使用該連接器的瀏覽器可以是基于Visual Basic的，也可以是基于HTML的。

3）ColdFusion Connector

使用ArcIMS ColdFusion Connector的客戶端是基于HTML的，所有它的解析操作都是在服務器端執行的。在這種配置下，客戶端觸發ColdFusion應用服務器上執行ColdFusion標簽的事件。該定制的標簽由ArcIMS ColdFusion連接器處理，并被解析成ArcXML，最終由ArcIMS應用服務器和ArcIMS空間服務器處理該請求。ArcIMS ColdFusion連接器在Windows和UNIX平臺下都可用。

4） Java Connector

Java Connector[11]是Java應用程序、Java Servlet或Java Server Pages (JSP)客戶端與ArcIMS站點之間溝通的連接器。Java連接器是由Java連接器對象模型和Java連接器標簽庫組成的。它用于Java EE環境中，工作流程如圖3所示。

使用Java Connector可以把ArcXML文檔用Java對象封裝起來，組合ArcXML的工作由純面向對象的Java語言來做，com.esri.aims.mtier.io.ConnectionProxy對象請求IMS服務器，返回對象的響應。由于Java的面向對象語言優勢，采用Java Connector在處理排序、動態圖層、遙感影像圖的疊加等技術時就顯得比較方便易用。

5 界面設計

一般的Java Viewer站點由ArcIMS Manager所定制和發布。但用戶常常需要一些特殊的功能，使用Designer定制站點很難完全滿足用戶的需求。通過修改定制文件，可以實現某些用戶需要但通過ArcIMS Designer很難實現的功能，也可以修改已生成的站點配置。下面以一個已創建的ArcIMS站點kkii的修改為例介紹一些實用設計的定制方法。

5.1 站點結構

一般的站點都是通過ArcIMS Manager向導設計生成的，生成的文件包括ArcIMS\\AXL中的kkii.axl文件和ArcIMS\\WebSite中的kkii文件夾。Kkii文件夾內有一組HTML和JavaScript文件、default.axl文件、包含網頁上及所有工具欄的圖表的images文件夾和META—INF文件夾。

5.2 地圖配置文件

Kkii.axl文件用于配置顯示的圖層，用ArcXML語言寫成。下面的代碼顯示了如何從sde中取得顯示的圖層：

………………

＜WORKSPACES＞

＜SDEWORKSPACE name=”sde_ws-12”server=”data”instance=”port:5151”database=”oradata”user=”sde”encrypted=”true”password=”EPYCJM”geoindexdir=”C:DOCUME~1 ADMINI~1 LOCALS~1 Temp”/＞

＜/WORKSPACES＞

＜LAYER type=”featureclass”name=”SDE.TDYT_張家鎮”visible=”true”id=”0”＞

＜DATASET name=”SDE. TDYT_郭杜鎮”type=”point”workspace=”sde_wa-12”/＞

＜GROUPRENDERER＞………………＜/GROUPRENDERER＞

＜/LAYER＞

＜LAYER＞………………/LAYER＞

＜/MAP＞

＜/CONFIG＞

＜/ARCXML＞

其中CINFIG元素的子元素是用于輔助定義地圖的特征，如PROPERTIES、WORKSPACE和LAYER等子元素。

5.3 工具欄的設計

可以通過對functions.js、default.js、toolbar.htm文件的修改添加新的工具。首先在functions.js文件中添加工具的功能函數，然后在toolbar.htm中添加工具，最后在default.js中聲明buttom可用。Bottom的圖標放在images文件夾中。

下面以一個自定義的“打開新窗口”buttom的實現，具體說明工具欄的設計過程。

1） 在functions.js中添加clickFunction事件中的case語句，代碼如下：

Case”urltool”://自定義函數

Var win=windou.open(javascript:”＜h1＞Open!＜/h1＞”，””，” width=”+200+”，height=”+200);

Break

2） 在script語句中添加一個if語句：

If(parent. useURL){

document. write(‘＜td align =”center” v align = “middle”＞’);

document.write(‘＜img src = “image/url.gif” width = 16 height =16 hspace=1 vspace =1 border=0 alt= “打開新界面” onmousedown = “ clickFunction(‘urltool’);”)

isSecond= ! isSecond;

document.writeln(‘＜/td＞’);

//if(isSecond)document.write(‘＜/tr＞ ＜tr＞’);

}

3） 在default.js中設置buttom可用：

在文件最后加上：var useURL=true;

4） 將圖標url.gif拷到images文件內。

6 結語

目前，無線通信技術將GIS應用從室內帶到室外，極大地擴展了其應用范圍，并使其成為主流地IT技術領域之一。ArcIMS是一種有些地基于Internet地GIS應用系統開發軟件，一個功能強大、具有可擴展性的軟件，提供了多方位的WebGIS解決策略。因此使用該軟件進行WebGIS的開發應用是比較理想的選擇。

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