基于云GIS的輕量級快速制圖工具研究

馬學剛

（中國移動通信集團河北有限公司 石家莊050035）

1 引言

企業級GIS 共享平臺是將地理空間數據進行集中統一管理，為企業內部各個業務部門提供地圖數據共享的架構平臺。企業級GIS 應用時通過IT 標準的方法，實現與其他IT 信息化支撐系統（網管支撐系統、網絡規劃系統、經營分析和市場營銷等）的數據和應用集成，實現各系統間的無縫融合，以松耦合的方式實現在傳統桌面、Web 和移動應用上的功能重用性。

企業級GIS 共享平臺在通信行業的深度應用，為市場營銷、網絡規劃與優化、工程建設、運維管理等業務領域提供了有力的地圖可視化支撐。在市場營銷方面，基于GIS 地圖可實現2G/3G/WLAN/LTE的四網協同與流量經營；通過在GIS 地圖中構建傳播模型、領區規劃、覆蓋模型、路徑衰耗等移動網絡規劃模型，實現可視化的移動網絡規劃和優化；通過將傳輸、動環、無線等網絡資源數據在地圖中呈現，為資源預勘和工程設計提供直觀、可視的支撐手段。在運維管理方面，基于GIS 地圖可實現無線、傳輸、動環跨專業的可視化監控以及應急突發場景的業務保障。通過企業級GIS 共享平臺，統一了GIS 數據管理，提供統一的GIS 服務，實現了“一幅地圖，多處應用”的地圖可視化支撐能力，節省了IT 信息化支撐系統在地圖建設方面的重復投資。

盡管企業級GIS 共享平臺的應用效果明顯，跨越了基礎地理信息數據使用上的鴻溝，為移動通信企業業務發展注入了更多驅動力，但企業級GIS 共享平臺也存在技術上的瓶頸，主要有以下幾個方面。

（1）“一方建設，多方使用”GIS 開發建設模式還需改進

當前的開發建設模式是：GIS 共享平臺提供統一的地圖服務接口，其他IT 支撐系統通過調用地圖服務接口共享GIS 地圖服務，進行功能的二次開發。對于不具備硬件、軟件開發環境的部門，無法建設基于GIS 地圖的IT 支撐系統，無法共享GIS 地圖數據和服務。

（2）沒有便捷、快速的業務數據地圖呈現工具

很多業務數據分散在各部門，如果要在地圖中呈現這些數據，首先要組織數據，然后在企業級GIS共享平臺中制作成數據圖層，并發布成服務。這種業務數據上圖的制作效率低、周期長，無法滿足個性化快速制圖的場景需求。

（3）無法滿足隨時隨地面向辦公的GIS 應用需求

各業務系統基于GIS 地圖開發軟件應用同質性高、重復建設，普通用戶必須依賴業務系統使用GIS 應用，無法滿足隨時隨地面向辦公的GIS 應用需求。

鑒于上述情況，急需一種輕量級快速制圖工具，以滿足業務數據共享、快速制圖、GIS 應用共享以及面向日常辦公的GIS 普適化需求。

2 系統設計

2.1 系統工具

該工具是與微軟Office 軟件無縫融合的一套輕量級地圖插件工具，主要功能包括地圖管理、數據管理、地圖組織管理、數據與地圖服務共享管理。Office Map 快速制圖的插件工具如圖1 所示，Office Map 插件工具功能結構如圖2 所示。

（1）地圖管理

實現在Office Excel 中嵌入動態、交互式GIS地圖。

（2）數據管理

選擇要在GIS 地圖中呈現的數據，以向導方式上傳業務數據，呈現在交互式地圖中。

（3）地圖組織管理

按照省、市兩級切換基礎矢量地圖，也支持切換衛星影像圖。

（4）共享管理

一是將上傳到地圖中的業務數據共享為數據圖層；二是將業務數據圖層與基礎GIS 地圖發布成GIS 地圖服務；三是將生成GIS 地圖服務共享到Office PowerPoint 中。

2.2 系統平臺架構

Office Map 快速制圖工具是一套基于云GIS平臺的輕量級客戶端工具，具備在Office Excel 中集成交互式地圖，實現業務數據與GIS 地圖服務無縫融合，同時也提供基于GIS的軟件和數據管理能力，體現了數據即服務和軟件即服務的云計算特征和能力。圖3 為云GIS 系統平臺架構，該架構包括基礎設施層、資源池層、服務管理層、服務門戶等。

（1）基礎設施層

位于云計算三層服務模型的最低端，它將IT 基礎設施（CPU、存儲、內存、操作系統等）通過虛擬化技術進行資源池化，為上層GIS 平臺服務層提供高度擴展和按需變化的能力。

（2）資源池層

資源池層包括4 種池化的資源：硬件資源、地圖服務資源、地圖數據資源、應用資源。池化后的資源具備高擴展性和按需變化的IT 能力。

（3）服務管理層

服務管理層主要實現服務監控、服務度量、服務彈性調整、服務自發布以及相關認證授權、服務審批等管理功能。

（4）服務門戶

服務門戶包括自服務門戶和云平臺管理門戶。自服務門戶主要實現了不同用戶和部門在自服務門戶中搭建特定的GIS 環境，在線創建、瀏覽、使用和共享地圖信息，還可以上傳業務數據，發布成專屬的地圖服務，在同部門之間共享；云管理平臺門戶主要是對基礎硬件和資源池的使用等進行監控、GIS 服務度量和彈性調整等管理功能。

3 系統開發實現

Office Map 輕量級快速制圖工具的工作流程如圖4 所示。

3.1 組織業務數據

在Office Excel 中準備好業務數據，業務數據中必須包含經緯度數據。如圖5 所示的超級基站業務數據，包括地市、區域、超級基站名稱、基站經緯度、配套傳輸設備、傳輸配置、基站類型、歸屬機房、電源配置等數據。

3.2 在Excel 中打開Office Map 工具

使用該工具前，必須在云GIS 管理平臺中注冊用戶賬號，管理平臺負責對注冊的賬號進行授權和認證，然后在Office Excel 中切換到Office Map 地圖插件工具，單擊“登錄”按鈕輸入用戶名和密碼，打開Office Map 插件工具。云GIS 管理平臺的用戶注冊如圖6 所示，打開Office Map 插件工具如圖7所示。

3.3 上傳業務數據

①打開Office Map 工具后，在地圖管理中單擊“插入地圖”，在Excel 表格中嵌入一幅動態交互式地圖，實際是調用的云GIS 管理平臺發布的基礎地圖服務，因此，該地圖具備了放大、縮小、漫游、查詢、定位等基礎地圖操作功能，如圖8 所示。

②在數據管理中單擊“上傳共享數據”，打開“數據上傳向導”，選擇“單元格區域”，單擊“下一步”，如圖9 所示。

③選擇上傳數據所在的單元格區域，如圖10所示。

④選擇數據的位置信息方式，有3 種方式：地址、經緯度和國家。通常采用經緯度位置上傳方式，然后單擊“下一步”，如圖11 所示。

⑤指定業務數據在地圖中注記名稱、經度、緯度在Excel 表格中列字段的位置，單擊“向地圖中添加數據”，完成業務數據上傳到地圖，如圖12 所示。最后，上傳超級基站業務數據并在地圖中呈現，如圖13 所示。通過業務數據上傳向導，通過幾步簡單配置與操作，實現了業務數據在地圖中的快速呈現。

3.4 生成共享的業務數據圖層

通過單擊“共享管理”中的“共享數據工具”，設定數據圖層名稱、經緯度所在的列，然后創建一個共享的業務數據圖層，如圖14 所示。

3.5 加載業務數據圖層并進行符號配圖

在GIS 圖層標簽中，單擊“數據標簽”，雙擊生成“共享業務數據圖層”，在地圖中加載業務數據圖層，并進行業務數據在地圖中的符號配置。配置業務數據在地圖中的顯示符號如圖15 所示，配置符號后的業務數據圖層在地圖中顯示如圖16 所示。

3.6 發布并共享地圖服務

在“共享管理”中單擊“發布地圖”，設置地圖服務名稱，在云GIS 管理平臺中創建疊加業務數據圖層后的地圖服務。發布地圖服務如圖17 所示，發布成功的地圖服務如圖18 所示。

3.7 在云GIS 管理平臺中查看發布的地圖服務

登錄云GIS 管理平臺，在“我的地圖”中查看發布成功的超級基站地圖服務，如圖19 所示。單擊“查看地圖”，在Web 瀏覽器中打開發布成功的超級基站配置，如圖20 所示。

3.8 在Office PowerPoint 中共享發布地圖服務

通過打開Office PowerPoint，切換到Office Map工具，單擊“插入地圖幻燈片”，在PowerPoint 中嵌入已發布的超級基站配置地圖，并且動態演示發布的地圖，如圖21 和圖22 所示。

4 結束語

本文研究的快速制圖工具基于私有云GIS 架構平臺，其未來技術發展的方向和趨勢為：GIS 平臺架構高擴展和靈活化、GIS 服務云端化、云+端應用模式、端的多元化、面向協同辦公的GIS 普適化。依托云GIS 平臺架構開發的快速制圖工具，具備數據即服務和軟件即服務的能力，同時，在此基礎上大大提升了非GIS 專業人員操作地圖便捷、高效的能力。

1 王黎.淺談ArcGIS 在制圖綜合中的運用[J].測繪，2010，33（5）.

2 崔彥軍，李紅山，范麗紅.ArcGIS 快速制圖技術在占用征收林地制圖中的應用[J].森林工程，2013，4.

3 中國移動通信集團.中國移動網絡系統GIS 平臺技術規范V0.9.0[Z].2009.