基于開源平臺的昆明市旅游地理信息系統

梁其洋，張　雁

基于開源平臺的昆明市旅游地理信息系統

梁其洋1，張雁2

（1.西南林業大學林學院，昆明650224；2.西南林業大學計算機與信息學院，昆明650224）

對基于開源GIS軟件的WebGIS系統架構與功能進行探討與研究，在開源技術的基礎上實現三層B/S架構的昆明市旅游地理信息系統，以GeoServer為空間數據發布服務器，PostgreSQL為空間數據管理載體，OpenLayers為空間信息展現組件；直觀顯示昆明市景點和配套資源的分布特征，提供對旅游信息在線查詢、評價留言、統計分析、輸出等功能，為用戶提供靈活方便的信息查詢與交流平臺，同時也為旅游管理部門決策分析提供參考。

開源GIS；WebGIS；B/S；GeoServer；OpenLayers；PostgreSQL

云南省教育科研基金（No.2012C098）

0　引言

昆明是舉世聞名的旅游城市，2014年昆明市接待游客總數為6268.66萬人次，旅游業總收入614.77億元，旅游收入占全省旅游總收入的四分之一。昆明的旅游景點分布較為分散，游客多為外地來客，在這種情況下采用先進的網絡地理信息技術建立昆明市旅游地理信息系統，為旅客提供一站式查詢與規劃服務平臺，實現現代化旅游信息服務和管理功能是非常重要的。建立基于WebGIS的旅游地理信息系統對發展旅游業，提高旅游的公眾形象，進行旅游促銷，輔助旅游決策和進行旅游管理，起著不可低估的作用[1]。本文以昆明市為例，探討在開源平臺下對昆明市旅游地理信息系統進行設計與實現。

1　主要研究內容

1.1OpenLayers、GecServen和PostgreSQL/PostGIS

開源GIS客戶端OpenLyaers、GIS服務器GeoServer和地理數據庫PostgreSQL/PostGIS組成了本系統的三層架構，為系統提供地理數據的存儲、樣式編輯、發布、顯示和要素查詢等功能。

1.2最短路徑分析

最短路徑分析采用了PostgreSQL/PostGIS的擴展模塊pgRouting，pgRouting提供開源的路徑分析功能。pgRouting提供以下算法實現：Johnson's算法、Floyd-Warshall算法、A*算法、雙向Dijkstra最短路徑算法、雙向A*最短路徑算法、Dijkstra算法、行駛距離、k最短路徑算法、轉向限制最短路徑算法等。

2　系統總體設計

2.1系統功能設計

系統基于開源平臺，采用JSP+ExtJS技術，實現了圖層管理、圖層操作、地圖查詢、地圖分析、留言板、地圖輸出和用戶管理等模塊。系統的功能模塊結構如圖1所示。

2.2系統工作流程

當用戶通過瀏覽器訪問地圖時，客戶端調用XML HttpRequest對象向地圖服務器發送WMS請求，地圖服務器則根據請求返回特定格式的地圖瓦片顯示在頁面的控件上。當用戶通過瀏覽器進行相關的操作時，JavaScript調用XML HttpRequest對象向Web服務器發送WFS請求，將用戶的操作信息發送給Web服務器，Web服務器則根據不同的請求，將參數傳遞給GeoServer地圖服務器，然后GeoServer地圖服務器根據需要請求PostgreSQL/PostGIS數據庫中的數據，結果以GML格式返回；JavaScript通過AJAX引擎的回調函數在客戶端接收返回的結果，并解析旅游數據中的空間特征信息和屬性信息，空間信息通過OpenLayers的JS類庫，以WMS或WFS服務顯示在地圖上，屬性信息則以屬性窗口的形式來顯示[2]。系統工作流程如圖2所示。

圖1　系統功能模塊結構

圖2　系統工作流程圖

3　系統功能實現

系統功能主要包括圖形顯示、屬性查詢、游客查詢、旅游統計、旅游評價、打印輸出等。

3.1圖形顯示

圖形顯示包括顯示各旅游要素圖層、比例尺、任意點坐標、縮放工具條、鷹眼等。通過客戶端OpenLayers向服務器發送WMS請求，將返回的圖層顯示在地圖面板中。這些控件是調用OpenLayers的Control類來實現的。點擊工具欄上的按鈕可以對圖形進行基本的操作與控制——放大、縮小、漫游和全圖等。圖形顯示效果如圖3所示。

圖3　系統主界面

3.2屬性查詢

本系統提供兩種屬性查詢方式：點擊圖層名稱查詢和點擊要素查詢。二者都是通過向GeoServer發出WFS DescribeFeatureType請求，前者返回整個圖層的屬性信息并顯示在表格中，后者返回被點擊要素的屬性信息并顯示在彈窗（Popup）中。

3.3游客查詢

游客查詢，包括分類查詢、公交換乘、拉框查詢、周邊查詢、路徑規劃、天氣查詢。

（1）分類查詢包括景點查詢、公交查詢、街道查詢、酒店查詢、商場查詢和醫院查詢。按要素主要分為針對點要素（如景點、酒店、商場、醫院）的查詢和針對線要素（街道）的查詢。針對點要素的查詢通過在WFS服務中添加過濾（Filter）功能請求得到符合某一屬性值的要素信息，把返回的XML解析為單獨的一個圖層顯示出來[3]。針對線要素的查詢主要通過設置一個預定義的包含Filter的SLD來動態渲染通過WMS請求返回的圖層，滿足過濾屬性的要素被高亮顯示。公交線路查詢是通過返回某一線路中所有的點要素（有名稱的為站點，沒有名稱的為通過節點）構成的線要素，并將站點要素按次序排列在屬性表中。

（2）公交換乘，根據用戶輸入的起點站和終點站檢索數據庫，實現了直達、一次換乘和二次換乘。

（3）拉框查詢，用戶在屏幕上畫一個矩形框來查詢落在其中的地物目標信息。通過使用Filter定義的地理操作符INTERSECTS獲得與所畫矩形要素相交的所有要素并呈現在地圖中。

（4）周邊查詢，用戶指定一個目標點，系統生成以該點為中心以指定距離為半徑的緩沖區，可查詢到該緩沖區范圍內的吃住行游購娛等分布信息及其詳細內容。檢索區域內要素的原理與拉框查詢相同。周邊查詢的效果如圖4所示。

圖4　周邊查詢

（5）路徑規劃，通過pgRouting實現。下載OSM官方網站提供的昆明市道路網數據后，將該數據導入PostgreSQL/PostGIS數據庫中，為該數據庫添加擴展和建立拓撲以便在前臺進行調用。通過點擊屏幕設置起點和終點，系統自動生成最短路徑方案，效果如圖5所示。

圖5　最短路徑分析

（6）天氣查詢，將昆明各縣區內一點作為點要素添加到矢量圖層，根據點要素的屬性動態改變天氣圖片和文字。

3.4旅游統計

系統提供的旅游統計功能包括：曲線圖、餅狀圖、柱狀圖和熱力圖。

曲線圖、餅狀圖和柱狀圖由Highcharts實現。Highcharts是一個用純JavaScript編寫的圖表庫，能夠很簡單便捷地在Web網站或是Web應用程序添加具有交互性的圖表。曲線圖顯示了2012年至2014年昆明市旅游人數與旅游收入變化情況，結果如圖6所示。柱狀圖反映昆明市主要景點從2012年至2014年的游客接待人數。餅狀圖用來反映游客的國別與游客的年齡結構。熱力圖是GeoServer的擴展功能，添加了相關插件后可以實現從加權的旅游景點要素的接待量屬性計算出一個熱力表面，反映昆明市主要旅游景區接待量的熱力分布。

圖6　昆明市近三年旅游人數

3.5旅游評價

留言板為注冊用戶提供了交流平臺，使用戶能夠瀏覽查看相關信息并分享自己的想法、照片和旅游體驗。

3.6打印輸出

打印輸出是GeoServer擴展模塊中的功能，它調用了Mapfish的打印服務。Mapfish打印模塊為JavaScript地圖應用程序提供了一個基于HTTP的API來進行打印。可通過打印設置為將要輸出的地圖添加圖名和摘要，目前僅支持輸出為PDF格式。

4　結語

遵守行業規范、可互操作、可移植和可定制性強等優勢，而B/S結構具有分布性、伸縮性強、開發與維護簡單、共享性強的優點。本文在開源軟件的基礎上，構建了以GeoServer為空間數據發布服務器、PostgreSQL為空間數據管理載體、OpenLayers為空間信息展現組件的三層B/S架構的昆明市旅游地理信息系統。通過對昆明市2012年至2014年的旅游人數和旅游收入進行調查收集，直觀地展示了昆明市旅游人數與旅游收入的時間和空間分布規律,有助于有關部門探尋形成規律的動力機制。

開源GIS軟件具有源代碼開放、免費或者低費用、

[1]郝選文.基于WebGIS西安市旅游地理信息系統[D].陜西師范大學,2006

[2]王麗，謝剛生,肖慧琴.基于開源技術構建房產GIS圖形管理系統[J].測繪通報，2009（12）:57~59

[3]楊朝暉，鄭文鋒，李曉璐.基于開源WebGIS的網絡房地產估價系統[J].軟件導刊，2008,7（6）:156~158

Open Source GIS;WebGIS;B/S;GeoServer;OpenLayer;PostgreSQL

Kunming Tourism Geographic Information System Based on Open Source Platform

LIANG Qi-yang1，ZHANG Yan2

（1.College of Forestry，South West Forestry University，Kunming 650224; 2.College of Computer and Information，South West Forestry University，Kunming 650224）

Researches on the architecture and function of the WebGIS system based on open source GIS software and technology.Develops Kunming tourism geographic information system with a 3-tier B/S architecture,with GeoServer as spatial data publishing server,PostgreSQL as spatial data and OpenLayers as spatial data display component.It directly shows the distribution characteristic of scenic spots and mating resources in Kunming.It also offers a number of functions such as online query,assessment,statistics and output.It provides users with a flexible and convenient platform to query and communicate,makes decision and analysis for tourism management department.

1007-1423（2015）12-0076-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.12.017

梁其洋（1990-），男，河南信陽人，碩士研究生，研究方向為地理信息系統開發與設計

張雁（1973-），女，云南祿豐人，博士，副教授，研究方向為遙感技術與機器學習

2015-02-03

2015-03-12