基于WebGIS的山東省CORS網服務管理系統設計與實現

馮彥同， 周子玥

(1.山東省國土測繪院， 山東 濟南 250102； 2.山東師范大學 附屬中學， 山東 濟南 250014)

基于WebGIS的山東省CORS網服務管理系統設計與實現

馮彥同1， 周子玥2

(1.山東省國土測繪院， 山東 濟南 250102； 2.山東師范大學 附屬中學， 山東 濟南 250014)

隨著我國各省級連續運行參考站系統(CORS)的相繼建成，如何為CORS網所涵蓋的各行業用戶提供實時的外業服務平臺成為當前CORS網業務中亟待解決的問題之一.利用ArcGIS Server平臺發布的山東省CORS網空間數據，設計并實現了山東省CORS網服務管理系統.系統基于Flex開發采用B/S結構，通過該系統可以為用戶提供實時監控、查詢和定位等服務.

WebGIS； CORS； 網絡服務； Ajax

隨著高精度GNSS定位技術的發展，連續運行參考站系統(CORS)作為城市現代測繪基準的維持系統和定位服務系統，已經逐漸成為城市的測繪基礎設施[1].當前，在已建成的CORS系統上如何為國土管理、規劃等不同行業部門的常規測繪應用服務，如何為用戶提供更好的外業用戶監控及軌跡查詢服務是CORS網服務管理系統所面對的主要問題[2-4].WebGIS技術已經普遍應用到礦產、水文、地質、漁業等各行業[5-8]，其在區域CORS網服務管理系統的應用研究相對較少.

WebGIS是一種通過網絡來發布地理信息數據的一種GIS技術，它能夠根據用戶的需求，在服務器端生產GIS數據并將這些數據顯示在瀏覽器中.CORS網服務管理系統中大量的外業工作均與地理位置相關，建立一個基于WebGIS的CORS網服務管理系統可以更好地為各行業用戶提供定位服務.

Ajax(Asynchronous Java Scriptand XML)是由HTML，JavaScript，DHTML和DOM等多種技術組合而成，通過組合使得多種技術相互合作達到簡化Web應用程序的目的.與傳統的Web系統不同，Ajax技術通過發送控件ID和信息的改變量來實現頁面的局部更新，使得客戶端可以在頁面向服務器發送了請求以后仍然在頁面上執行其他操作，這樣不僅可以節約服務器及客戶端之間傳輸的數據，同時也增強了網頁的用戶體驗.

為了滿足省級CORS網轄區范圍內的上述測量定位服務和維持省級的地方測繪基準，本文基于WebGIS和Ajax設計并實現了山東省CORS網服務管理系統，通過該系統的實現完成覆蓋整個省轄區的高精度定位服務監控及查詢.

1 基于WebGIS和Ajax的CORS服務管理系統設計

1.1 系統架構設計

系統主要包括TOPNET、中間服務器、數據庫服務器、WEB服務器、流動站等.TOPNET是省級CORS系統數據控制中心處理軟件，中間服務器實現實時坐標測量的參數加密功能，數據庫服務器保存系統運行的各種信息供用戶或管理員查詢統計，WEB服務器提供用戶操作本平臺的WEB服務，流動站用戶通過接收機連接到本系統，在符合參數安全的情況下實時測量獲取地方坐標.

整個CORS網服務管理系統從邏輯上劃分，采用三層B/S結構.基于.NET技術開發系統應用平臺，整個系統分為表示層、邏輯層和數據層，如圖1所示.基于RIA和Rest技術[9]，以山東省CORS網分布數據為基礎，構建相應山東CORS網空間數據庫，利用ArcGIS Server發布山東CORS網地圖服務.

(1)表示層：通過Web瀏覽器的形式實現多用戶信息共享，該層主要包括信息查詢，實時用戶的監控，數據服務，坐標轉換服務等向用戶開放的服務，也包括為管理員提供的管理與設置的接口.

(2)邏輯層：該層位于表示層和數據層之間，一是對各類數據請求進行相應的處理，包括負責向數據層發送數據請求或從數據層獲取有關數據進行統計查詢、顯示、坐標參數轉換；二是主動監控CORS系統各部分的工作狀態，包括用戶位置、軌跡、定位狀態和基站狀態等；三是生成系統運維的管理日志，并實時存儲到數據庫中去.

(3)數據層：用來定義、維護、訪問和更新數據并管理和滿足應用服務對數據的請求，該層負責解析業務邏輯層所發出的數據請求，執行相關的操作.

采用三層結構模式，使系統各層協調工作，具備了很高的穩定性、延展性和執行效率，并且便于維護和升級擴展.

圖1 系統總體設計

1.2 系統功能設計

山東省CORS網服務管理系統按功能劃分為兩大部分：一是管理，二是服務，如圖2所示.該系統的管理功能包括用戶管理、系統管理、配置管理.其中，用戶管理包括：TOPNET用戶管理、WEB用戶管理、賬戶管理、用戶信息查詢報表、用戶位置/軌跡監控、用戶區域/經費監控等；系統管理包括：基礎GIS功能、用戶/基站狀態查詢、系統完好性監測、系統/數據安全備份、系統運維日志管理、系統運維查詢統計等功能；配置管理包括系統平臺配置、系統平臺關聯.該系統提供的服務主要為數據服務，包括RTK實時坐標測量、RTD實時坐標測量、事后WEB坐標轉換、基站/星歷數據下載等功能.

圖2 CORS服務管理系統功能設計

1.3 系統業務流程設計

CORS服務管理系統采用.NET平臺開發，業務數據和空間數據分別存儲管理，其中業務數據構成關系型數據庫SQL Server，空間數據(專題圖數據)通過ArcGIS SDE作為中間層驅動SQL Server管理[10].中間層網絡地圖服務、Web服務由IIS服務器來負責，主要完成對瀏覽器端請求的傳輸和處理.所以在本質上整個系統有兩個主要的工作流程：業務數據的工作流和空間數據的工作流.

(1)業務數據的工作流：業務數據主要是一些屬性數據，這些屬性數據服務主要調用IIS服務器上使用的一系列Web方法及服務.如：用戶瀏覽一個HTML頁面并觸發應用程序系統的一個事件，然后應用系統則激活相應的Web方法，并用其來處理保存在SQLServer的數據并將執行結果返回到瀏覽器端.所有Web方法可以分為兩類：基本用戶的管理方法，該方法包括用戶驗證、用戶密碼更改，用戶信息更新等；行政區域的管理方法，該方法允許用戶通過高級權限獲得下級區域名稱列表，或者獲得各級區域的所有名稱列表.

(2)空間數據工作流：在空間數據的工作流中，地圖服務會為不同的影像提供正確參數以使不同的影像顯示在瀏覽器中.WebGIS中的地圖服務是一個標準的web服務，可使地圖請求從一個或多個分布式地理空間數據庫中生成一張地圖.

CORS網服務管理系統中采用基于HTTP協議的標準地圖服務，在地理信息數據的無縫集成與互操作中起著重要作用.標準地圖服務定義了三個運算：GetMap，GetCapabilities和GetFeatureInfo.它們會分別返回地圖、描述信息和要素屬性.標準地圖服務需要LAYERS，STYLES，CRS，BBOX，WIDTH，HEIGHT和FORMAT等參數，用戶通過設置這些參數相應的值并將它們發送到地圖服務器，服務器將返回帶地物要素的地圖影像，并采用統一方式來渲染同一圖層的這些影像.

2 系統實現

ASP.NET框架提供了采用Ajax技術包裝的一些控件.這些控件隱藏了Ajax機制內部過程的細節.開發者可以簡單通過拖動這些控件到Web站點來實現Ajax功能.但是，對于各種控件需要定義相應參數并在服務器上自己運行函數.因此，在此系統中，我們采用IcallbackEventHandler這個輕量級的Ajax接口來產生需要的Ajax函數.

在整個CORS服務管理系統中，各種專業用戶需要提交一些定位需求信息給服務器，然后服務器盡快將相應的定位信息以及專業的地圖信息反饋給客戶端.所有這些高精度位置的服務都通過Ajax過程來完成.實現CORS服務管理系統的AJAX機制的例程如下所述.

2.1 定位區域的局部更新

為了實現局部更新函數，首先，一個頁面應該派生自ICallbackEventHandler接口，并實現該接口的兩個方法：GetCallbackResult和RaiseCallbackEvent(stringeventArgument).前一個方法將告訴系統將結果作為一個字符類型發送回來，后一個方法用于從客戶端接收參數(比如，選中的城市名等)，同時，在服務器端調用Web服務來處理這些參數并返回結果(比如，需要定位服務的區域)給客戶端.山東省CORS服務管理系統瀏覽器端表單設計如圖3所示.

圖3 CORS服務管理系統瀏覽器端表單提交

2.2 異步地圖刷新

以地圖縮放為例，首先，客戶端腳本定義縮放函數，該函數可以獲得地圖物件，縮放中心點以及響應鼠標事件的縮放時間；其次，腳本調用服務器函數并傳送參數到服務器.服務器上的地圖物件派生自ICallbackEventHandler接口，這樣，服務器可以根據這些參數生成一幅新地圖并將其傳回客戶端.山東省CORS服務系統地圖刷新設計如圖4所示.

圖4 CORS服務管理系統地圖刷新

3 結束語

隨著國土、交通、規劃、水利、海洋等行業對于高精度定位服務的需求增長，省級CORS系統的全面建設可以滿足這種需求.本文從系統架構、系統功能模塊、系統業務流程及系統實現等4個方面給出了一個省級CORS網服務管理系統的設計及實現方法，可以為全國的區域CORS網服務系統建設提供參考.

[1]陳俊勇,張鵬,武軍酈,張全德.關于在中國構建全球導航衛星國家級連續運行站系統的思考[J].測繪學報,2007,36(4):366-369.

[2]李曉亮.CORS系統的構建與應用[D].北京：中國地質大學,2014.

[3]汪偉,史廷玉,張志全.CORS系統的應用發展及展望[J].城市勘測,2010(03):45-47.

[4]趙新秀,王解先.CORS用戶管理系統的研究與開發[J].工程勘察,2010,38(9):74-76.

[5]朱巧玉,魏真,高志譽.基于WebGIS與工作流的礦業權管理系統設計[J].煤炭工程,2014(12):141-143.

[6]吳建華.基于ArcGIS與ASP.NET的流域水質監測系統開發研究[J].測繪與空間地理信息,2014(10):1-4.

[7]朱紹平.基于WebGIS的煤礦地測管理信息系統設計與應用[J].現代礦業,2015(02):77-80.

[8]年雁云,翟世常,薛晨光.基于WebGIS的渤海漁業服務系統設計與開發[J].遙感技術與應用,2015(02):391-398.

[9]賈慶雷,萬慶,邢超．ArcGISServer開發指南——基于Flex和.Net[M].北京:科學出版社,2011.

[10]楊捷．基于ArcGISforFlexAPI的GIS查詢系統關鍵性技術研究[D]．昆明：云南大學,2010.

(編輯：姚佳良)

Design and implementation of WebGIS-basedCORS network service and management system

FENG Yan-tong1， ZHOU Zi-yue2

(1.Shandong Provincial Institute of Land Surveying and Mapping, Ji′nan 250102, China;2.High School Attached to Shangdong Normal University, Ji′nan 250014, China)

With the provincial Continuously Operating Reference Station (CORS) systems being expanded in our country, an issue, how to provide real-time services of high-accuracy positioning by CORS network for customers from various industries, is needed to be resolved. Shandong CORS spatial data are published by ArcGIS Server platform. Based on Flex development and Browser/Server Framework, CORS service and management system is designed and realized, through which better service such as real-time monitoring, querying and positioning can be provide for customers.

WebGIS； CORS； network service； Ajax

2015-01-10

國家測繪地理信息局2015年測繪地理信息公益性行業科研專項項目(201512004-04)

馮彥同，男，fengyantong0110@163.com

1672-6197(2015)06-0016-04

P208

A