基于ArcIMS的台风信息发布系统的设计与实现

《基于ArcIMS的台风信息发布系统的设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ArcIMS的台风信息发布系统的设计与实现（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、http:/ - 1 -基于 ArcIMS 的台风信息发布系统的设计与实现1 罗向欣1,王远飞1，邵德民2 1 华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室，上海 200062 2 中国气象局上海台风研究所，上海 200030 摘要：摘要：目前，台风信息常以图形和文字的形式在 Internet 上发布，以这种形式发布信息存在与客户进行交互的功能不足， 图形不能根据用户的请求实时生成， 且很少有查询分析功能等缺陷， 针对这一问题， 本文提出了以 WebGIS 的形式发布台风信息， 这样即能利用 Internet的信息传播功能，又能利用 GIS 强大的查询分析功能，实现动态的、交互性强的又具有查询分析

2、功能的信息发布。最后,本文在综合比较胖客户端和瘦客户端模式的技术特点，考虑服务器的负载平衡前提下，选择了 ArcIMS 的胖客户端模式 JavaViwer 设计和建立台风信息发布系统。 关键字：关键字：WebGIS，ArcIMS，台风，信息发布 1、引言 1、引言 随着计算机软硬件技术的发展，计算机已经普遍使用，而 Internet 也随着计算机的普遍使用而成为人们日常生活中不可缺少的一部分， 目前， 网络已经成为一种获取信息的主要手段。 而近年来 GIS 在各行业的普遍应用， 使得人们对地理信息系统的需求日益增长， 因此，通过 Internet 在浏览器上实现地理信息系统的数据浏览、空间查询

3、分析等功能，已经成为地理信息系统发展的一种必然趋势。 台风是一种破坏性极大的自然灾害， 随着对各种自然灾害的认识和了解， 人们对台风的关注也越来越多， 如在台风发生季节， 人们总是关注台风的预报信息以及台风发生时的一些实时情况。 从中国台风网等气象相关的网站的访问量可以看出， 关注台风信息的人越来越多。为满足这种需求就需要有一个很好的信息发布平台和一种好的信息发布手段。Internet 技术的发展，为信息的发布提供了一个很好的平台。早期 Internet 上的信息主要使用 html语言编写静态的 web 页面， 以图形和文字的形式发布， 浏览器端的用户不能与服务器进行交互，只能浏览这些静态信息

4、；随着技术的发展，网络与数据库结合起来，动态的交互式的web 页面出现，这时用户可以向服务器提交查询请求，服务器根据用户的请求以图文形式返回用户所需的信息，目前台风信息的发布主要是用这一种形式89。目前这种台风信息发布的形式虽然也能与用户进行一定的交互， 返回给用户文字信息和图形， 但这些图形都是已经做好存储在服务器端的， 不能根据用户的请求实时生成图形， 同时也不能给用户提供好的分析功能。而 WebGIS 作为 GIS 与 Internet 的结合，它不但能在 Internet 上发布信息，而且具有 GIS 的分析和显示功能； 它能根据用户输入信息实时返回用户想要看到的内容， 并且它提供信息

5、是基于数据库的， 用户可以设置各种查询条件来获取想要的信息， 具有很好的交互功能，同时 WebGIS 还能提供一定的分析功能，满足用户统计分析和空间分析的需要，它为台风信息的发布提供了一种新的技术手段。因此，本文探讨了用 WebGIS 来发布台风信息，1本课题得到上海台风研究基金 （项目编号：2004STB001）和教育部科学技术研究重点项目（项目编号：106077）资助 http:/ - 2 -并在此基础上建立了台风信息发布系统，取得了较好的效果。 2、WebGIS 及 ArcIMS 开发平台 2.1 WebGIS 特点及其体系结构 2、WebGIS 及 ArcIMS 开发平台 2.1 We

6、bGIS 特点及其体系结构 WebGIS 是 GIS 与 Internet 结合的产物，是 GIS 在网络环境中的应用。WebGIS 的发展，扩展了 GIS 的应用，使 GIS 真正成为一种大众化的地理信息分析工具，从 Internet 上的任何一个节点， 用户可以浏览 WebGIS 中的地图数据， 并能用 WebGIS 提供的功能对这些数据进行空间查询分析、制作专题地图等。 与传统的桌面 GIS 相比，WebGIS 具有以下特点23： （1）跨平台性，传统的桌面 GIS 必须把客户端安装在客户机上，因此针对不同的客户机操作系统必须开发不同的客户端， 而 WebGIS 使用的是通用的 Web

7、浏览器， 在客户端以 Html和图形或 Java Applet 等的形式表现，它们都具有很好的跨平台性。 （2） 易于修改维护， 对 WebGIS 的管理和维护都在服务器端进行,当需要对 WebGIS 功能进行改动时， 只需修改服务器端即可， 而不需要像传统桌面平台那样重新安装每一个客户端。 （3）客户端为通用的 Web 浏览器，使用简单，操作方便，降低了人员培训费用。 （4）实现真正的信息共享，WebGIS 面向 Internet 上每一个节点的用户，实现真正的信息共享和 GIS 的大众化。 目前WebGIS的开发技术主要有公共网关接口(Common Gateway Interface，CG

8、I) 、服务器应用程序接口(Server API) 、插件(Plug-in) 、ActiveX 控件以及Java Applet等。WebGIS的体系结构如图1。 图1 WebGIS体系结构 用于实现WebGIS的软件产品很多，目前比较流行的有ESRI的MapObjectsIMS 和ArcIMS、MapInfo公司的MapXtreme、 Intergraph公司的GeoMedia Web Map以及著名的CAD厂商Autodesk公司推出的Mapguide, 还有国产的GeoSurf等。考虑到已有的台风路径图层和一些相关图层的数据为ESRI的shapefile文件，所以在设计开发台风信息发布系统

9、时采用了ESRI公司的ArcIMS做为平台。 http:/ - 3 -2.2 ArcIMS 介绍 2.2 ArcIMS 介绍 ArcIMS 是 ESRI 公司开发的用于实现 WebGIS 的产品， 它提供了 Administrator、 Author和 Designer 三个工具来帮助用户快速发布地图15。 有了这三个工具， 可以不写一行代码就实现一个带有 GIS 基本功能的 WebGIS，用户只要在此基础上进行一些扩展就可以实现功能更强大的 WebGIS 系统。其中： 1） Author 是创建地图配置文件的工具。地图配置文件是用 ArcIMS 自己的通信语言ArcXML 编写的后缀为 ax

10、l 的文件，它是创建地图服务的基础。使用 Author 可以直接生成地图配置文件，而不需要手工编写代码。 2） ArcIMS 通过 Administrator 来创建和管理地图服务。ArcIMS 提供两种地图服务，分别是图像方式（Image Server）和矢量方式（Feature Server）。ArcIMS 地图服务的创建、删除以及地图服务的停止和启动，都通过 Administrator 来实现。 3） Designer 是创建 Web 站点的工具。通过 Designer 的配置和设置，ArcIMS 能自动生成一批文件，这些文件包含了 Web 站点的框架和 GIS 的一些基本功能。 同时，

11、ArcIMS 支持多种 Web 服务器端技术，提供多种二次开发方式，包括 ASP、JSP 和ColdFusion 等。 ArcIMS 客户端与服务器端交互的过程是客户端提交操作请求，由客户端的脚本转换为 ArcIMS 能识别的 ArcXML 字符串作为指令传回服务器端， 服务器端接收到客户端传回的指令后由 ArcIMS 的空间服务器解译各种指令，并根据指令完成各种操作，最后将操作的结果返回客户端45。ArcIMS 的体系结构如图 2 所示。由图 2 可见，ArcIMS 有多种连接器，其中 Servlet Connector 是最为常用的默认连接器。 图 2 ArcIMS 体系结构图 Servl

12、et Connector 能以瘦客户端和胖客户端两种模式发布地图67，其中前者称为HtmlViewer，后者称为 JavaViewer。 瘦客户端模式的 HtmlViewer 以图形的形式发布地图，传送到客户端的只是一些简单的http:/ - 4 -Html 页面和图形，不需要在客户端安装插件，只要客户端有 web 浏览器就能运行7。HtmlViewer 的大部分操作都发送回服务器端，由服务器做完处理后再返回客户端，对客户端要求较低，并且传输的数据量小，这样能减少请求的响应时间。由于 HtmlViewer 客户端的功能很少，难以满足复杂的查询分析的要求。 胖客户端模式的 JavaViewer

13、同时支持以图形形式和以矢量数据形式发布地图6。以矢量形式发布地图时， 当用户第一次连接时， JavaViewer 将数据和 Applet 一起下载到客户端，但数据和 Applet 下载到客户端后，这些数据会保存在内存中，直到连接关闭。这样客户端对数据的大多数据操作都不需要发送回服务器， 直接在客户端处理， 加快了操作的响应速度。在胖客户端模式中，可利用 Applet 实现很多瘦客户端不易以实现的操作。另外因为JavaViewer 的客户端是 Java Applet，客户端必须安装 Java 虚拟机。 本系统开发过程中需要特别考虑对站点的并发访问问题。 据上海台风研究所介绍， 在台风多发季节，其

14、网站的访问量大增，瘦客户端模式将加大服务器的负担，造成网络阻塞。从减轻服务器负担，平衡服务器端与客户端压力，充分利用客户端资源，加快客户端的响应速度等方面综合考虑，我们选择了 JavaViewer 的胖客户端模式。 3、系统的实现 3.1 台风信息发布系统框架 3、系统的实现 3.1 台风信息发布系统框架 本系统地图发布功能由 ArcIMS 提供，客户端用 Java Applet 以矢量形式显示地图数据，并通过 Javascript 脚本与 Applet 进行交互， 响应客户端的操作， 实现地理信息系统的一些基本功能。 对于存储在数据库中的属性数据， 本系统使用 JavaBeans 通过 JD

15、BC-ODBC 桥与数据库连接，对数据库内容进行查询分析等操作。系统的框架如图 3。 图 3 台风信息发布系统框架图 3.2 数据组织 3.2 数据组织 台风信息发布系统主要涉及到了两方面的数据， 一是地图数据， 主要包括基础底图和台风路径图，基础底图主要有中国行政图、主要气象站点图层和海洋图层，台风路径图主要包括每年的台风路径图层，这些数据是用 ArcIMS 做地图发布时以图形形式显示出来的主要数http:/ - 5 -据；另一部分数据是存储在数据库中的属性数据，主要包括各个气象站点的属性数据、每次台风的属性数据以及每次台风造成的影响如大风降雨等数据。 对于矢量图形数据，它包含空间信息，如果

16、要用数据库进行管理需要用到 ArcSDE 空间数据引擎和 SQLServer 或 Oracle 等大型数据库，这样需要花费较大的成本，再加上矢量图层数据的数据量也不是很大，所以决定直接以文件的方式加以组织管理。对于属性数据，考虑到数据量不大，直接用 Access 数据库进行管理。 3.3 系统功能 3.3 系统功能 台风信息发布系统在ArcIMS的基础上实现了地图的基本操作、 简单选择查询、 台风历史记录查询分析、台风过程动态显示和台风预报等功能。 3.3.1 地图基本操作 3.3.1 地图基本操作 客户端地图以矢量形式显示，可对地图进行放大、缩小、平移、分层显示等浏览地图的操作，并可测量地图上任意两点间的实际距离。 3.3.2 简单选择查询 3.3.2 简单选择查询 简单选择查询主要是指针对图层的属性表的查询， 包括通过图形查属性和通过属性查图形。通过图形查属