基于ArcIMS的規(guī)劃成果查詢系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

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(guī)劃成果查詢系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

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(guī)劃成果查詢系統(tǒng)開發(fā)的目標和技術線路以及系統(tǒng)體系結構、數(shù)據(jù)庫設計和功能設計等方面的內容，并討論了系統(tǒng)實現(xiàn)的一些關鍵技術。

ArcIMS；WebGIS；規(guī)劃成果；B/S結構

1 引 言

城市的規(guī)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(fā)展水平的重要標志，是一個城市文明程度的具體體現(xiàn)，規(guī)劃在城市建設發(fā)展過程中已越來越受到重視。規(guī)劃決策的科學性直接影響到城市管理的效率和質量。實現(xiàn)規(guī)劃成果科學管理，不僅是城市規(guī)劃管理部門自身建設的迫切需求，也是城市建設和發(fā)展的必然要求。

近年來，地理信息系統(tǒng)在我國許多行業(yè)的大規(guī)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(tǒng)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(guī)劃管理的多樣化、大空間的管理特點。

目前，蘭州市規(guī)劃局已有的規(guī)劃成果數(shù)據(jù)，主要包括總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃以及規(guī)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(fā)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(guī)劃情況，要解決這樣的問題，規(guī)劃管理部門工作人員經常需要調用規(guī)劃成果資料，以對照核實建設用地的規(guī)劃情況。但以電子和紙質文件方式保存的這些規(guī)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(xiàn)在同一空間位置的不同規(guī)劃成果信息，給日常工作造成了極大的不便。運用空間數(shù)據(jù)庫技術與WebGIS技術，對這些規(guī)劃成果進行信息化管理，保證規(guī)劃成果的安全，方便規(guī)劃成果的查詢、檢索和瀏覽，是有效提高規(guī)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(tǒng)開發(fā)的目標和技術線路

2.1 系統(tǒng)開發(fā)的目標

根據(jù)對現(xiàn)有規(guī)劃成果應用情況的調查分析，通過對本系統(tǒng)的建設，主要應該解決以下幾個方面的問題:

(1)建立規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫，對現(xiàn)有規(guī)劃成果入庫，方便統(tǒng)一管理。

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

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

(4)建成規(guī)劃成果數(shù)據(jù)的更新機制及安全有效的數(shù)據(jù)庫管理。

2.2 統(tǒng)一開發(fā)的技術線路

根據(jù)實際需求，整理所有規(guī)劃成果資料，使其數(shù)據(jù)結構規(guī)范統(tǒng)一，基于Microstation圖形數(shù)據(jù)處理平臺將現(xiàn)有DWG格式規(guī)劃成果數(shù)據(jù)轉換為Shape格式數(shù)據(jù)，并添加相應屬性信息；將現(xiàn)有空間基礎數(shù)據(jù)，在ArcGIS平臺下，將其轉換為Shape格式。Oracle作為數(shù)據(jù)庫管理平臺，通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎，將空間基礎數(shù)據(jù)和規(guī)劃成果數(shù)據(jù)導入到數(shù)據(jù)庫中，建立空間基礎地理信息數(shù)據(jù)庫及規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫。基于ArcIMS平臺，開發(fā)規(guī)劃成果查詢系統(tǒng)，實現(xiàn)規(guī)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(tǒng)設計技術要點

3.1 系統(tǒng)體系結構

本系統(tǒng)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(xié)議，很好地實現(xiàn)了多用戶并發(fā)訪問操作。體系結構采用三層結構框架，即表現(xiàn)層、業(yè)務層和數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲構架。系統(tǒng)底層是以數(shù)據(jù)庫為支撐的基礎數(shù)據(jù)層，主要用來對空間數(shù)據(jù)進行存儲、訪問和管理，并為應用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務，基礎空間數(shù)據(jù)庫和規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫采用Oracle 9i平臺，空間數(shù)據(jù)庫引擎采用ArcSDE 9.2。中間層為業(yè)務層，實現(xiàn)規(guī)劃成果查詢等功能，系統(tǒng)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(xiàn)層，是針對規(guī)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(tǒng)。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由基礎地理信息空間數(shù)據(jù)庫、規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫和專題信息空間數(shù)據(jù)庫組成。基礎地理信息空間數(shù)據(jù)庫包括:蘭州市境界、區(qū)劃、街區(qū)、水系、房屋、正射影像數(shù)據(jù)等；規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫包括:總體規(guī)劃、分區(qū)規(guī)劃、控祥規(guī)劃、規(guī)劃道路、規(guī)劃洪道、規(guī)劃綠帶等；專題信息空間數(shù)據(jù)庫包括:蘭州市現(xiàn)狀道路、地名信息、單位信息、門牌號碼信息等。

系統(tǒng)包含的數(shù)據(jù)類型豐富多樣，有矢量數(shù)據(jù)、正射影像數(shù)據(jù)等，同一種類型的數(shù)據(jù)又包括不同的要素類型，例如矢量數(shù)據(jù)還分為點要素、線要素、面要素等。如何使這些數(shù)據(jù)得到有效的管理和應用，是空間數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化存儲管理設計。系統(tǒng)將空間信息和屬性信息共同存儲在同一個二維數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲實行分層存儲原則，矢量和柵格數(shù)據(jù)按層存儲，每層數(shù)據(jù)對應系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的一張表。

(3)通過ArcSDE空間數(shù)據(jù)引擎，將空間基礎數(shù)據(jù)、規(guī)劃成果數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)導入到GeoDatabase，建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

3.3 系統(tǒng)功能設計

本系統(tǒng)主要實現(xiàn)分類顯示所有規(guī)劃成果，并且能夠查看指定規(guī)劃的基本屬性信息，核查建設項目的用地規(guī)模大小、容積率、建筑密度、綠地率等指標。實現(xiàn)對規(guī)劃道路、現(xiàn)狀道路、單位地名、門牌號等專題數(shù)據(jù)的查詢定位，也可通過坐標點查詢定位。同時，實現(xiàn)對已發(fā)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(tǒng)功能結構如圖2所示。

圖2 規(guī)劃成果查詢系統(tǒng)功能結構

4 系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術

4.1 多類型多方式查詢定位功能的實現(xiàn)

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(guī)劃成果信息，系統(tǒng)實現(xiàn)了多類型多方式查詢功能。通過按規(guī)劃路號、現(xiàn)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(guī)劃信息的具體位置，從而有效提高辦公效率和充分發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢。

對于按規(guī)劃路號、現(xiàn)狀道路名稱、單位地名、門牌號碼等方式進行查詢，系統(tǒng)實現(xiàn)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(fā)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(fā)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(qū)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(tǒng)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(shù)，設置地圖ENVELOPE屬性的minX、minY、maxX、maxY四個參數(shù)值，最后發(fā)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(xiàn)

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

在系統(tǒng)初始化加載地圖時，默認顯示衛(wèi)星影像，其他規(guī)劃成果圖層暫不顯示，因此在AXL地圖配置文件中，將衛(wèi)星影像圖層的Visible屬性設置為True，各規(guī)劃成果圖層的Visible屬性設置為False。在切換圖層時，通過LayerVisible[]數(shù)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(fā)送ArcXML請求，ArcIMS空間服務器響應該請求并返回圖像。

為了使規(guī)劃成果與衛(wèi)星影像疊加顯示，需對AXL地圖配置文件中各規(guī)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(guī)劃疊加顯示

4.3 用地控制指標核算功能的實現(xiàn)

運用現(xiàn)代計算機技術，系統(tǒng)實現(xiàn)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(tǒng)的手工核算轉變?yōu)槭褂糜嬎銠C核算，大大提高了辦公效率。

該功能基于JavaScript語言實現(xiàn)，系統(tǒng)首先利用下拉列表將建設用地分為工業(yè)建設項目、商業(yè)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(yī)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(yè)級別和行業(yè)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(guī)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(guī)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(xiàn)地圖的高效顯示

系統(tǒng)中空間信息的顯示使用了無級縮放的技術，實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)從粗略到詳細的逐級放大顯示效果，按照定義好的比例區(qū)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(qū)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(qū)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(xiàn)圖面要素注記加載的自動取舍，保證了加載空間數(shù)據(jù)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(xiàn)

為了使用戶更加方便、靈活地進行操作，系統(tǒng)實現(xiàn)了對已發(fā)布地圖的多種操作功能，包括按固定比例或按選擇區(qū)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(fā)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(shù)值。在進行地圖操作時，通過 on-MounseDown、onMounseMove、onMounseUp三個觸發(fā)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(xiàn)地圖操作功能的關鍵，系統(tǒng)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(guī)劃成果查詢系統(tǒng)的開發(fā)，建立了規(guī)劃成果空間數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了對規(guī)劃成果的信息化管理，解決了規(guī)劃管理部門工作人員對規(guī)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(guī)劃用地性質情況，以及申報建設項目用地規(guī)模大小、容積率、建筑密度等指標，確保申報建設項目規(guī)劃審核的嚴肅性、準確性，有效提高了規(guī)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(fā)實踐手冊——基于ArcIMS、OGC和瓦片式GIS.北京:電子工業(yè)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(xiàn)從事GIS應用系統(tǒng)的研究與開發(fā)。