OpenLayers開發搭建地理信息公共服務平臺

魯麗

（安徽省第一測繪院，安徽合肥 230031）

0 引言

在計算機軟件和硬件的支持下,地理信息系統(GIS)能夠對地表空間的對象進行抽象描述,能夠對空間信息進行采集、存儲、計算、顯示和管理等等。地理信息系統常常以公共服務平臺的方式應用于各個領域.在數字城市地理空間框架搭設過程中，GIS公共服務平臺常見的搭建方案有很多，很多GIS 領域的軟件開發公司，如Esri、超圖等公司都給出了成熟的解決方案。但是作為成熟的商業軟件，通常需要較高的成本，配置復雜，對環境要求較高[2]。作為一種常用的地理信息系統應用方式，地理信息系統公共服務平臺的搭建需要考慮經濟效益，因而需要更輕量化的解決方案。本文應用PostGIS 管理數據庫，利用GeoServer 作為GIS服務器，基于OpenLayers開發包，搭建地理信息公共服務平臺的解決方案。

1 總體架構

小型的地理信息公共服務平臺最常用的架構模式就是經典的瀏覽器/服務器模式（B/S模式），包含三層體系結構，即客戶層、中間應用層、數據庫服務器層。本項目平臺的總體結構如圖1所示。

使用Tomcat 作為Web 服務器，用于網站的發布，形成基于Web 的分布式應用運行環境。數據庫服務層采用Postgres 搭載PostGIS 擴展的空間數據引擎來管理空間數據。平臺運行的業務數據，采用MySQL數據庫進行管理。平臺的GIS 功能基于前端開發包OpenLayers開發完成。

圖1 平臺總體結構Figure 1.Overall structure of the platform

2 關鍵技術

2.1 地圖服務發布工具

GeoServer 是OpenGIS Web 服務器規范的J2EE實現，可以方便地發布地圖數據，允許用戶對特征數據進行更新、刪除、插入等操作。通過GeoServer 可以在用戶之間迅速放共享空間地理信息。本項目使用GeoServer2.15.1發布地圖服務。

Geoserver 支持的符合OGC 標準的地圖服務如表1所示：

表1 GeoServer支持的服務類型Table 1.GeoServer-supported service type

2.2 數據庫平臺

在空間數據管理方面，本項目選用PostGIS,即管理GIS數據的空間數據引擎是在Postgres 上搭載Post-GIS擴展。

PostgreSQL 是一款免費開源的對象-關系型數據庫管理系統，它是目前最常用的開源數據庫之一，功能強大，有專業的團隊進行維護更新，能夠滿足大部分用戶的數據管理需求。類似于Oracle的空間擴展，PostGIS 實際上是在PostgreSQL 基礎上增減了空間數據存儲管理能力。

在業務信息、屬性信息等非空間信息儲存方面，項目選用MySQL 實現非空間數據管理。在Web 應用方面，MySQL 能夠提供多個版本的免費許可，且軟件使用簡便。

2.3 前端開發工具與框架

OpenLayers 是一個開源的WebGIS 客戶端JavaScript 開發包，提供OGC 標準格式的地圖服務訪問功能，和常用的GIS 功能。目前各大GIS 軟件公司的二維WebGIS產品都是基于OpenLayers地圖引擎開發完成的.借助OpenLayers強大的擴展功能，廣大二次開發者可以定制開發符合自身需求的WebGIS 應用系統[1]。

項目開發使用OpenLayers4 作為客戶端GIS 功能開發的開源工具包。OpenLayers 二次開發簡單、開發成本低，且支持多種格式的地圖服務。

3 平臺功能實現

平臺主要包含以下功能模塊：①地圖展示功能；②基礎信息查詢功能；③空間分析功能；④后臺運行維護功能；⑤地圖服務審核功能；⑥統計分析功能；⑦數據疊加功能；⑧用戶興趣標記功能。功能設計如圖2所示。

圖2 公共服務平臺的功能結構Figure 2.Functional structure of the public service platform

地圖展示功能主要是二維矢量和影像地圖的展示，同時包含地圖的基本操作，如地圖漫游、縮放等。

基礎信息查詢功能是指對興趣點圖層進行地理信息的查詢，包括屬性查詢、空間定位查詢，支持用戶對目標位置的快速定位和信息的精準獲取。

圖3 信息查詢Figure 3.Information query

空間分析主要包括：測量距離、測量面積、周邊分析、行駛線路分析等。是對地理信息公共服務平臺地理信息的基礎性空間分析操作。

圖4 線路分析Figure 4.Route analysis

圖5 服務審核頁面Figure 5.Service review page

圖6 流量統計界面Figure 6.Data flow statistics interface

運行維護功能面向管理員開發，實現對GIS平臺的后天管理和日常維護，包含的功能有用戶信息和權限管理、網站運行流量的分析統計、網站運行日志查詢等等。

地圖服務審核模塊包含了地圖服務注冊、地圖服務查詢、地圖服務發布和地圖服務審核功能。第三方通過平臺注冊的功能，通過后臺審核后，可以通過平臺進行發布。

統計分析功能主要包括：統計內容設置、圖表生成、圖表輸出和打印等。

數據疊加功能允許用戶將空間參考系統相同的GML/KML、Shapefile等數據疊加到平臺地圖上。

4 結語

本項目通過對比研究，提出了一種輕量化的地理信息公共服務平臺搭建方案，給出了方案的總體架構和關鍵技術。對于降低地理信息公共服務平臺的建設成本，有著重要的意義。