基于ArcIMS的規劃成果查詢系統的設計與實現

張勇

(1.蘭州市勘察測繪研究院，甘肅蘭州 730030； 2.蘭州大學，甘肅 蘭州 730000)

基于ArcIMS的規劃成果查詢系統的設計與實現

張勇1，2?

(1.蘭州市勘察測繪研究院，甘肅蘭州 730030； 2.蘭州大學，甘肅 蘭州 730000)

主要介紹了規劃成果查詢系統開發的目標和技術線路以及系統體系結構、數據庫設計和功能設計等方面的內容，并討論了系統實現的一些關鍵技術。

ArcIMS；WebGIS；規劃成果；B/S結構

1 引 言

城市的規劃、管理與服務水平的高低從某種程度上講，是衡量一個城市經濟社會發展水平的重要標志，是一個城市文明程度的具體體現，規劃在城市建設發展過程中已越來越受到重視。規劃決策的科學性直接影響到城市管理的效率和質量。實現規劃成果科學管理，不僅是城市規劃管理部門自身建設的迫切需求，也是城市建設和發展的必然要求。

近年來，地理信息系統在我國許多行業的大規模應用已經取得了很大成功，而且取得了明顯的社會效益。由于地理信息系統具有把各類信息置于其空間分布中進行管理和綜合分析的能力，十分符合規劃管理的多樣化、大空間的管理特點。

目前，蘭州市規劃局已有的規劃成果數據，主要包括總體規劃、分區規劃、控制性詳細規劃以及規劃路網等，均以電子或紙質文件方式保存，這給成果的管理應用帶來了極大的困難。隨著城市建設的快速發展，建設項目的報批越來越多，在對建設項目進行審批時，首先就要核實建設用地的規劃情況，要解決這樣的問題，規劃管理部門工作人員經常需要調用規劃成果資料，以對照核實建設用地的規劃情況。但以電子和紙質文件方式保存的這些規劃成果資料，占用空間大，不方便進行查詢和檢索，且容易造成資料的損壞，用這種保存資料的方式，也不能直觀地表現在同一空間位置的不同規劃成果信息，給日常工作造成了極大的不便。運用空間數據庫技術與WebGIS技術，對這些規劃成果進行信息化管理，保證規劃成果的安全，方便規劃成果的查詢、檢索和瀏覽，是有效提高規劃管理部門工作效率和信息化管理水平的必然選擇。

2 系統開發的目標和技術線路

2.1 系統開發的目標

根據對現有規劃成果應用情況的調查分析，通過對本系統的建設，主要應該解決以下幾個方面的問題:

(1)建立規劃成果空間數據庫，對現有規劃成果入庫，方便統一管理。

(2)建成基于局域網絡的規劃成果查詢地理信息系統，實現規劃成果的分類顯示及多方式查詢。

(3)建成穩定、快速、通用的電子地圖平臺，實現對道路、地名、單位、門牌號碼等信息的查詢定位。

(4)建成規劃成果數據的更新機制及安全有效的數據庫管理。

2.2 統一開發的技術線路

根據實際需求，整理所有規劃成果資料，使其數據結構規范統一，基于Microstation圖形數據處理平臺將現有DWG格式規劃成果數據轉換為Shape格式數據，并添加相應屬性信息；將現有空間基礎數據，在ArcGIS平臺下，將其轉換為Shape格式。Oracle作為數據庫管理平臺，通過ArcSDE空間數據引擎，將空間基礎數據和規劃成果數據導入到數據庫中，建立空間基礎地理信息數據庫及規劃成果空間數據庫。基于ArcIMS平臺，開發規劃成果查詢系統，實現規劃成果信息的分類顯示、屬性查看、查詢定位，圖形放大、縮小、漫游、切換等功能。

3 系統設計技術要點

3.1 系統體系結構

本系統基于局域網的B/S模式構建，采用分布式結構，遵循TCP/IP和HTTP協議，很好地實現了多用戶并發訪問操作。體系結構采用三層結構框架，即表現層、業務層和數據層。其結構模型如圖1所示:

圖1 三層結構模型

在此體系結構中，我們基于ArcGIS構建B/S體系以及分布式數據存儲構架。系統底層是以數據庫為支撐的基礎數據層，主要用來對空間數據進行存儲、訪問和管理，并為應用系統提供數據服務，基礎空間數據庫和規劃成果數據庫采用Oracle 9i平臺，空間數據庫引擎采用ArcSDE 9.2。中間層為業務層，實現規劃成果查詢等功能，系統部署在應用服務器上，應用服務器包括Web服務器和ArcIMS服務器，Web服務器采用IIS 6.0，ArcIMS服務器由 ArcIMS Application Server和ArcIMS Spatial Server等組成。頂端則為表現層，是針對規劃管理部門的應用服務層，客戶端瀏覽器采用IE瀏覽器，用于網上訪問系統。

3.2 系統數據庫設計

系統數據庫由基礎地理信息空間數據庫、規劃成果空間數據庫和專題信息空間數據庫組成。基礎地理信息空間數據庫包括:蘭州市境界、區劃、街區、水系、房屋、正射影像數據等；規劃成果空間數據庫包括:總體規劃、分區規劃、控祥規劃、規劃道路、規劃洪道、規劃綠帶等；專題信息空間數據庫包括:蘭州市現狀道路、地名信息、單位信息、門牌號碼信息等。

系統包含的數據類型豐富多樣，有矢量數據、正射影像數據等，同一種類型的數據又包括不同的要素類型，例如矢量數據還分為點要素、線要素、面要素等。如何使這些數據得到有效的管理和應用，是空間數據庫設計的關鍵。基于以上考慮，我們采用以下設計原則:

(1)空間數據和屬性數據一體化存儲管理設計。系統將空間信息和屬性信息共同存儲在同一個二維數據表的不同字段中，將屬性信息作為空間對象的屬性字段存儲，避免空間信息和屬性信息的不一致性和不完整情況。

(2)空間數據存儲實行分層存儲原則，矢量和柵格數據按層存儲，每層數據對應系統數據庫中的一張表。

(3)通過ArcSDE空間數據引擎，將空間基礎數據、規劃成果數據和專題數據導入到GeoDatabase，建立系統數據庫。

3.3 系統功能設計

本系統主要實現分類顯示所有規劃成果，并且能夠查看指定規劃的基本屬性信息，核查建設項目的用地規模大小、容積率、建筑密度、綠地率等指標。實現對規劃道路、現狀道路、單位地名、門牌號等專題數據的查詢定位，也可通過坐標點查詢定位。同時，實現對已發布圖形的放大、縮小、全圖顯示、漫游、量測、打印、清除等操作，系統功能結構如圖2所示。

圖2 規劃成果查詢系統功能結構

4 系統實現的關鍵技術

4.1 多類型多方式查詢定位功能的實現

為了使工作人員能夠通過多種途徑，方便、快捷、準確地查詢指定位置的規劃成果信息，系統實現了多類型多方式查詢功能。通過按規劃路號、現狀道路名稱、單位地名、門牌號碼、點坐標等五種方式進行輔助查詢定位，幫助工作人員確定核查規劃信息的具體位置，從而有效提高辦公效率和充分發揮系統優勢。

對于按規劃路號、現狀道路名稱、單位地名、門牌號碼等方式進行查詢，系統實現時分為兩步。首先通過下拉列表和文本框確定要進行查詢的圖層、字段、關鍵字等值，構造相應查詢條件語句，并向ArcIMS空間服務器發送GET＿FEATURES類型ArcXML請求，ArcIMS空間服務器響應該請求并返回查詢結果。然后，對指定的查詢結果通過發送 GET＿IMAGE類型ArcXML請求，進行地圖定位顯示。

點查詢是通過輸入一點的X、Y坐標值，在圖形顯示區中定位該坐標值的點。為了符合工作使用的習慣，進行點查詢時，在坐標查詢界面中輸入5位地方坐標，系統首先為輸入的X、Y坐標值自動加上500 000轉換為6位地方坐標，然后以該點坐標為中心，通過加減自定義常數，設置地圖ENVELOPE屬性的minX、minY、maxX、maxY四個參數值，最后發送GET＿IMAGE類型ArcXML請求，進行坐標點居中定位顯示，如圖3所示。

圖3 點坐標定位

4.2 各個圖層之間的快速切換、以及疊加顯示功能的實現

通過總體規劃、分區規劃、控詳規劃和衛星影像之間的快速切換，實現了用戶對同一位置現狀地形以及不同規劃成果的查看。也可將規劃成果與衛星影像疊加顯示，更加直觀地看到指定區域的現狀地形的規劃情況。

在系統初始化加載地圖時，默認顯示衛星影像，其他規劃成果圖層暫不顯示，因此在AXL地圖配置文件中，將衛星影像圖層的Visible屬性設置為True，各規劃成果圖層的Visible屬性設置為False。在切換圖層時，通過LayerVisible[]數組設置圖層的Visible屬性，若LayerVisible[i]值為1，對應圖層的Visible屬性為True，即圖層可見；若LayerVisible[i]值為0，則對應圖層的Visible屬性為False，即圖層不可見。由這些配置信息構造GET＿IMAGE類型ArcXML請求，同時向ArcIMS空間服務器發送ArcXML請求，ArcIMS空間服務器響應該請求并返回圖像。

為了使規劃成果與衛星影像疊加顯示，需對AXL地圖配置文件中各規劃成果圖層的透明度進行相應設置，圖層采用SIMPLEPOLYGONSYMBOL元素進行顯示符號的設置，將其BoundaryTransparency屬性設置為“1.0”、FillTransparency屬性設置為“1.0”、Filltype屬性設置為“Gray”，疊加顯示效果如圖4所示。

圖4 影像、規劃疊加顯示

4.3 用地控制指標核算功能的實現

運用現代計算機技術，系統實現了有關建設項目用地控制指標核算文件中的核算辦法，由工作人員傳統的手工核算轉變為使用計算機核算，大大提高了辦公效率。

該功能基于JavaScript語言實現，系統首先利用下拉列表將建設用地分為工業建設項目、商業賓館文化娛樂住宅、倉儲物流建設項目、基礎設施項目、黨政機關辦公用房建設、加油站石油庫加氣站、綜合醫院建設用地、普通中小學建設用地、普通高等學校用地、線狀工程建設用地等十大類，然后通過對用地類型、行業級別和行業分類等指標按照文件中核算辦法進行量化，針對具體用地情況采用相應的計算規則，計算建設用地面積、投資強度、容積率、建筑密度、綠地率等規劃指標，如圖5所示。

圖5 用地控制指標核算

4.4 利用圖面負載平衡和無級縮放技術實現地圖的高效顯示

系統中空間信息的顯示使用了無級縮放的技術，實現了空間數據從粗略到詳細的逐級放大顯示效果，按照定義好的比例區間顯示相應的圖層以及各圖層要素的線形、顏色、線寬等特征。在AXL地圖配置文件中，通過SCALEDEPENDENTRENDERER元素設置圖層的顯示比例區間，通過VALUEMAPRENDERER元素設置圖層的顯示符號，通過 SIMPLELABELRENDERER元素設置圖層注記的字體、大小、顏色等屬性。在不同的比例區間采用不同的顯示符號和注記。

利用ArcGIS提供的圖面負載平衡技術實現圖面要素注記加載的自動取舍，保證了加載空間數據的響應速度及圖面的清晰美觀，如圖6所示。

圖6 地圖縮放效果圖

4.5 強大的地圖操作功能的實現

為了使用戶更加方便、靈活地進行操作，系統實現了對已發布地圖的多種操作功能，包括按固定比例或按選擇區域縮放、平移、全屏顯示，回退到上一步操作顯示或前進到下一步操作顯示、距離和面積量測、指定圖面的打印輸出等功能。

對于基本地圖操作，實質上就是向ArcIMS空間服務器發送GET＿IMAGE類型ArcXML請求，由ArcIMS空間服務器響應并返回圖像。ArcXML請求中需確定返回地圖的ENVELOPE屬性，即minX、minY、maxX、maxY四個參數值。在進行地圖操作時，通過 on-MounseDown、onMounseMove、onMounseUp三個觸發事件，得到的鼠標位置是瀏覽器坐標系下的像素值，ArcXML請求需要的是地理坐標。而瀏覽器坐標系與地圖的地理坐標系是不同的，在瀏覽器坐標系中，原點是瀏覽器頁面左上角頂點，X和Y正方向分別向右和向下，在地理坐標系中，原點是瀏覽器頁面左下角頂點，X和Y正方向分別向右和向上。如何將瀏覽器坐標轉換為地理坐標，是實現地圖操作功能的關鍵，系統采用以下轉換方式:

其中:mapX、mapY為點的地理坐標，xDistance、yDistance為當前地圖最大地理坐標與最小地理坐標的差值，iWidth、iHeight分別為地圖圖像寬度和高度像素值，mouseX、mouseY為點的瀏覽器坐標(像素值)，eLeft、eBottom分別為當前地圖最小地理坐標。

5 結 語

通過對規劃成果查詢系統的開發，建立了規劃成果空間數據庫，實現了對規劃成果的信息化管理，解決了規劃管理部門工作人員對規劃成果資料的快速、便捷的查詢、瀏覽，并有效地核實申報建設項目的規劃用地性質情況，以及申報建設項目用地規模大小、容積率、建筑密度等指標，確保申報建設項目規劃審核的嚴肅性、準確性，有效提高了規劃管理部門工作效率和信息化管理水平，取得了良好的經濟效益和社會效益。

[1]蔣波濤，朱強，錢旭東.WebGIS開發實踐手冊——基于ArcIMS、OGC和瓦片式GIS.北京:電子工業出版社，2009

The Design and realization of Querying System for Planning Outcome Based on ArcIMS

Zhang Yong1，2
(1.Lanzhou Geotechnical Investigation and Surveying Research Institute，Lanzhou 730030，China；2.Lanzhou University，Lanzhou 730000，China)

The paper describes development object、systematical structures、database and functions design of querying system for planning outcome，and discusses key technologies of system realization.

ArcIMS；WebGIS；Planning Outcome；B/S structures

1672－8262(2010)05－39－04

P208

B

2010—01—06

張勇(1980—)，男，工程師，在職研究生，現從事GIS應用系統的研究與開發。