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1、A R C / I N F O 在网 络G I S 中 的 应用 模 式与 前 景 分 析 北京吉威特科技发展有限 公司G I s 开发部 (北京吉威特科技发展有限公司，北京。1 0 0 0 3 9 ) 摘要:本文较为详细地探讨了网络 G I s的几种应用模式以及所面临的问题， 并用 A R C / 工 N F O 软件作为工具提出了 可行的解决方案。最后对 A R C / I N F O 在网 络 G I s中的前景作 了一些探索性的分析。 、前言 G I s作为一门新兴的边缘学科与工具，由 于其在空间问 题的解决上有着无可比 拟的优势，故自 其于 6 0年代诞生以来，短短的几十年时间里得到
2、长足的发展。但随着信息时代的来临，各类信息 的几何级数性的 快速膨胀， 使得单 机上的G I S 越来越不能满足社会需求。 除了 其专用的昂 贵的输入、 输出设备外， 还需要 经常地更换或加大海量存储介质来应付数量越来越大、 种类越来越多的各类信 息。也就是说，为了 使单机上的G I s 能正常运转， 所需的外围投入越来越大，而且不便为更多的 用 户所共享。因此网络G I s 顺应社会的大潮， 得以 应运而生。 网络 G I s就是利用网络技术， 将不同 地理位置上的 G I s系统有机地连接起来，从而充分满足 不同用户对各 类信息及资源的多方面需求，同时也进一步延伸和发挥了G I S 强大的
3、空间分析功能。 它除了 可实现硬件资源、软件资源的优化配置与共享外。 还可实现各类专题信息及基础信息的负荷 分布式存储与处理。 使得用户在一个更高的 层次上分摊了 成本， 提高了 设备的利用效率。 二、网络G I s 所面临的问皿 诚如上所言，网络G I S 有着诸多优势， 但在现实中实现起来，依然有一些技术上的问 题尚需解 决。 在网 络G I S 中， 所面临的问 题主要来自 于以下几个方面: 1 .数据库间的边缘冲突 如市内某一分区边缘的基础信息发生改变，未能与周边分区的 基础信息库及时进行几何纠正与 拼接。 或者相邻区域的 基础信息库采用了 不同的比 例尺建库。 2 .网 上负 荷 G
4、 I s 的 数据量相当 庞大，如果在网上频繁调用，势必引 起网络风暴。 3 .响应速度 用户远程调用异地的图形乃至图像， 其响应速度过慢， 用户则逐渐会对网 络 G I s失去原有的 兴 趣。 4 .权限控制 网上的用户众多，如不进行严格的控制， 有好事者非法侵入， 造成系统故障与机密数据失窃。 5 数据安全性 多个用户同时编辑修改同一区域的数据，容易引起数据混乱，不能同时保存多个用户的编辑成 3 1 5 果。 A R C I I N F O作为G I S 业界中的先导，在网络G I S 领域同样有一些可行的方案。其U N I X版中就 己 成功地完成连网调用，只是成本太高。自 从其N T
5、版推出后， 大大降低了 用户的硬件成本，同时， 借助于W i n d o w s N T的普及，故得以在更大范围内使用。 其提供的图库软件包 M A P L I B R A R Y有非常严格的权限设置，可以对用户的权限级别和数据 的开放级别进行合理控制，从而有效降低了系统人为故障与数据失窃的风险。此外， 它还提供了 将 单机型数据库转化为事务型数据库的功能，可以对单个图幅进行数据锁定，提高了数据安全性。 A R C I I N F O对入库数据有较为苛刻的精度要求，其接边误差可以设置在一个很小的范围，迫使 用户在建库时进行几何纠正与拼接配准，从而合理地解决了 边缘冲突问题。至于不同比 例尺同入
6、一 个数据库问题， 在现实中经常存在， A R C / I N F O通过图 库索引，也容许它们共存。 A R C / I N F O支持网络界流行的客户 / 服务器机制，而客户朋 民 务器机制畅行网上不要频繁调用数 据 ( D a t a ) ， 而是传输指令 ( C o m m a n d )与 结果 ( R e s u l t ) 。 这样可以 较好地减轻网 上负荷。 其余的问题，将在以下篇幅，与网络G I S的几种应用模式一同说明。 三、网络G I S 的应用模式 网络有很多种分类方式， 就其通讯距离的远近可分为局域网和广域网: 局域网 局限于一个较小 的范围， 传输速率高，误码率低，
7、多见于一个行政单位内， 但其通讯距离短;广域网无区域限制， 通讯距离长，可以 覆盖全市、全省、 全国以 至全球， 但其误码率高， 传输速率低。因此二者各有利 弊。具体至G I S 领域中，也应区别对待。 1 . 局城 网 就局域网而言，拓扑结构多采用总线式结构、环形结构和星形结构，数据多集中式存放于主服 务器上，供不同客户机调用。这种方式在国内颇为流行， 如国内多数建成和开发中的G I S将基础图 库集中于信息中心， 进行维护和管理。当然， 有些机密性及事务性的文档、图 件可存放于相应职能 部门，其它部门 通过给定的权限级别， 进行相应调用。有时出 于安全性的考虑，增加一个各用服务 器，当主服
8、务器发生故障， 不能正常工作时， 备用服务器可自 动取代主服务器进行工作。 其结构示 意如图 1 所示。 图 1 在局域网中，每台服务器和客户机均有相应且唯一的逻辑名。实际联网 操作时， 可采用网络映 射技术， 在本机上挂接虚拟盘，来实现数据间的调用与传输。 亦可在A R C A N F O程序中设置相应的 路径来调用。 如果用户对数据库的调 用仅仅局限于查询、浏览、统计等非编辑性活动时。 数据库还无需考虑 数据的锁定问题。一旦有用户需要编辑功能时，则需考虑数据锁定问题，并且给该用户设定相应的 权限，防止 越权操作。系统还要实时记录下其操作的内 容、路径与时间，以 备发生不愉快的事件时 31
9、6 可迅速查找到当事人。 响应速度一般而言，随着网络技术的发展 ( 光纤的快速普及、机型的更新换代) ， 会变为一个 其次性的问 题。 如果服务器档次较高，采用工作站或高档微机，依据以往的工作经验与实践， 局域 网内的图形调用与本机上的图形调用，显示速度上没有明显的差别，完全J IT 以满足要求。有人专门 做过测试:i s台客户机间时调用同一图库，与二三台 客户机调用和本机调用.在响应速度上变化 不大， 再多的 机器调用则开始变慢。 但是事实上， 同时调用同一图库的 概率不大， 而且，即使出现， 可 通过扩大服务器的内存。 增加其句柄资源来缓解和解决。 2 广城网 就广域网而言，拓扑结构较为复
10、杂，主干网多采用环形结构或星形结构， 各局域子网可各不相 同。为了叙述的方便，可以仔细划分为以下三类: ( 1 )数据量较小的同 构广域网 如部门内上级和下级单位之间的广域网。其网 络协议、通讯方式、软硬件选型一般在总体上做 过统一布署。相对而言，较为一致或相容。通讯时，只需满足数据的传输要求，不需作任何转换。 由 于其数据量较小， 多为单层线划图， 可如局域网 一样调用。 这样，既 将负 荷均匀分布， 又避免了 同一数据因多处存放而带来的更新问题。 A R C / I N F O的图库索引中，其属性表可记录下级数据库的路径。用户点取索引图后， 系统自 动引导，远程调用下级数据库中的数据。 其
11、结构示意图见图2 ( 2 )数据量较大的同构广域网 情形同上，可以 是部门内 上级和下级单位之间的网 络。 亦可以是业务上 相关的几个部门 之间的 网络。只是各自 的数据量较大，如为复杂的图 形或图像。这种情形一般采用分布式数据库来解决。 其结构示意图见图3 6 图中数据采用了 异地分布。 在上级部门存放一套完整的数据 D B ) 。 而在各下级部门存放各自 区域内的数据( S u b - D B ) 。为了查看周边地区的数据， 在建立子数据库时，可适当加入一定范围内的 周边区域的数据。这样上级部门和下级部门日 常办公所需数据，可在各自 的数据库中 调用， 避免了 网上对大量数据的调用。网上仅
12、需传输数据量小的 文件、命令和请求。当各子数据库( S u b - D B ) 在日 常办公中进行了更新和补充后， 可向 上级数据库( D B ) 提出申 请， 在规定的时间内 作快照( s n a p s h o t) 来自 动覆盖上级数据库进行更新，以保持上下级数据库间的现势性，更新的时间可以是当天，也可以 3 1 7 是一周， 一月等。 应视该数据的使用频率以 及是否影响到上下级部门的日 常办公时产生误差来确定。 S n a p s h o tS n a p s h o t S n a p s h o tS n a p s h o t S y s t e m I n t e r f a
13、c e ( 3 )异构广域网 这是最为棘手而又无法回避的一种情形。随着信息高速公路的 全球化进程，国内外的G I s 界都 会面临这一局面。 首先，是软硬件的各异，会造成软硬件资源共享的麻烦:其次，网络通讯上的异构，也增加 了 网络产品的 投入， 需 采用昂贵的网 关( G a t e w a y ) 来转换以实 现互连:再者， 不同的数据精度、 来 源和控制标准，会引 起数据冲突，很难进行配准拼接，实现真正意义上的共享: 所以， G I S界己 经 到了该认真思考的时候了。软硬件的多样性是无可争议的，有竞争才有提高。网络产品的高投入， 会随着通讯技术的发展而逐渐降低，而数据精度和控制标准问题
14、，则是当前最紧迫的问 题。只有解 决好这一问 题，才能使网 络G I S 发展得更快。 从技术 上实现异构广域网 下的G I S 并不困 难， 其结构 示意图同图3 只是 在增加了网 关( G a t e w a y ) 的同时， 增加一个数据转换包，二者之间发出请求时。 将所需的范围内( 没有必要是全部) 数据进行 转换，然后再打包发送。 四、 A R C / I N F O 在网 络G I s 中的前景分析 A R CI N F O在网络G I s 中的前景应该是比 较光明的。除了 其在G I s 领域中的霸主地位外， 还缘 于全球化的网络趋势。但愿A R CI N F O会在不远的将来，
15、 与J A V A联手，实现跨平台的操作。 此外，国内的现代化进程日 益加快，政府正在加大对基础设施的投入，同时在房产、环保、土 地、市 政等部门，也有较大的投入。必然会引 起G I s 的更深层次的 应用。 近来，由 于全球范围内的生态环境遭到破坏， 各种灾害不断发生. 也需要G I s 在全国乃至全球 范围内 进行监控与分析，促使网络G I s 在造福人类方面发挥较大的用处。 而且，各级领导也逐渐意识到要用科学的手段来合理使用日 益不足的林业、 淡水、土地、 煤炭 3 1 8 等资源， G I s 可以 有效地用来科学论证与辅助决策。 A R C / I N F O在空间分析方面有着较强的优势，而且在国内外有着广泛的用户群。 这些都为其在 网络 G I s中的地位，提供了可靠俘, F 五、结束语 网络 G I s是一个比 G I s本身更为复杂的技术，也是一个全新而又有待进一步发展的事物，需 要有更多的同行加入。 本文仅是作者的一管之见，意在抛砖引玉。 参考文献 黄杏元 地理信息系统概论. 北京:高等教育出版社，1 9 8 9 李德仁. 地理信息系统导论. 北京:测绘出 版社，1 9 9 3 lll2 3 1 9
