1、系統網(wǎng)絡(luò )結構

　　隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設迅速發(fā)展，城市規模日益擴大，建立基于地理信息系統（GIS）技術(shù)的供水管網(wǎng)信息系統已成為國內各大中城市自來(lái)水公司追逐的熱點(diǎn)。目前，我國在城市供水管理信息系統中采用的較為先進(jìn)的技術(shù)有[1]：

　�。�1）基于C/S（Client/Server）結構的GIS技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)在于采用了網(wǎng)絡(luò )數據庫與GIS技術(shù)，用戶(hù)能利用基于GIS的人機交互界面查詢(xún)供水管網(wǎng)的空間或屬性信息。但在C/S體系結構中，客戶(hù)端并發(fā)用戶(hù)數量有限制，且每個(gè)客戶(hù)端都要配置昂貴專(zhuān)業(yè)的GIS軟件，而用戶(hù)使用的經(jīng)常只是一些最基本的功能，實(shí)際上造成了極大的浪費。此外，當客戶(hù)端用戶(hù)數較多時(shí)，軟件的安裝和維護不僅費時(shí)費力，更容易產(chǎn)生軟件運行中的安全隱患。

　�。�2）基于Internet的WebGIS技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)在于使用B/S（ Browser/ Server）網(wǎng)絡(luò )結構，GIS與Web的結合使得空間信息的發(fā)布與共享更加簡(jiǎn)單。GIS通過(guò)Internet成為公眾服務(wù)的手段和社會(huì )最基本的信息服務(wù)之一，WebGIS成為今后GIS發(fā)展的主要趨勢[2].

　　ArcIMS[3]是由ESRI公司開(kāi)發(fā)的WebGIS產(chǎn)品，允許用戶(hù)在Internet和Intranet環(huán)境下為瀏覽器端的客戶(hù)提供GIS應用和地圖數據。筆者基于A(yíng)rcIMS開(kāi)發(fā)了城市供水管網(wǎng)信息發(fā)布系統。

　　2 、ArcIMS的體系結構

　　ArcIMS的結構如圖1所示，主要由兩大部分組成：客戶(hù)端（瀏覽器）和服務(wù)器端�？蛻�(hù)經(jīng)過(guò)Internet或Intranet服務(wù)器向ArcIMS發(fā)出請求信息，ArcIMS服務(wù)器處理該請求，并將結果返回到客戶(hù)瀏覽器。

　　圖1 ArcIMS結構示意圖

　　客戶(hù)端瀏覽器主要有兩種：Html viewer和Java viewer.服務(wù)器端的最前端是網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器，客戶(hù)端使用普通的IE或Netscape瀏覽器與之直接交互；網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器通過(guò)ArcIMS連接器與應用服務(wù)器連接，應用服務(wù)器請求的數據從空間數據服務(wù)器中獲得；空間數據服務(wù)器是整個(gè)ArcIMS的核心，它處理請求的地圖數據和相關(guān)信息。各組成部分依賴(lài)TCP/IP協(xié)議通訊，不僅僅是當它們運行在不同的計算機上時(shí)是這樣，即使其中的多個(gè)部分運行在同一臺計算機上時(shí)依然如此，彼此之間的通訊是通過(guò)ArcXML[4]格式傳遞的。ArcXML是對XML的一個(gè)GIS擴展，ArcXML也提供易于使用、強大的方式去定制ArcIMS應用。

　　根據城市供水管網(wǎng)自身的特點(diǎn)，本系統選用HTML viewer作為客戶(hù)端瀏覽器進(jìn)行數據訪(fǎng)問(wèn)和顯示。

　　3、GIS環(huán)境下供水管網(wǎng)數據的存儲管理

　　GIS技術(shù)為供水管網(wǎng)提供了有效的數據管理與組織手段。在供水管網(wǎng)這種空間型系統中，系統數據庫包括空間數據庫和屬性數據庫兩大部分�？臻g數據庫由供水管網(wǎng)數據和背景數據組成，其中供水管網(wǎng)數據包括現狀供水管網(wǎng)數據和設計管網(wǎng)數據，背景數據包括基礎地形圖、索引圖、分幅圖等。屬性數據庫主要由供水管網(wǎng)屬性數據、管網(wǎng)維修信息和系統信息組成。

　　本系統涉及大量空間和屬性數據，且數據還會(huì )不斷增長(cháng)，故采用Oracle 9i標準版作為本系統后臺數據庫管理系統，它是業(yè)內公認的高效穩定的大型數據庫管理系統之一，并利用空間數據引擎 （Spatial Database Engine，SDE）技術(shù)組織和管理數據，通過(guò)GIS軟件ArcSDE實(shí)現空間數據與屬性數據在同一關(guān)系數據庫中實(shí)現一體化無(wú)縫存儲，避免了圖幅糾錯與圖幅拼接的問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現了高效的數據訪(fǎng)問(wèn)和更好的數據集成，并允許多用戶(hù)并發(fā)讀取和寫(xiě)入數據。ArcSDE管理多用戶(hù)空間數據庫，ArcIMS 將ArcSDE提供的空間數據通過(guò)Internet進(jìn)行發(fā)布。

　　4、 系統的設計與實(shí)現

　　4.1 系統設計思路

　　在由ArcIMS生成WebGIS網(wǎng)站的基礎上，利用JavaScript 語(yǔ)言修改WebGIS里面的HTML代碼進(jìn)一步擴展WebGIS的功能，使其更加專(zhuān)業(yè)化、人性化，方便用戶(hù)使用。加之使用了ASP技術(shù)，方便完成用戶(hù)的交互輸入功能以及輸入數據的處理。由ArcIMS生成的WebGIS網(wǎng)站和ASP都是網(wǎng)頁(yè)形式的，可以簡(jiǎn)單有效的聯(lián)接在一起。

　　4.2 系統的實(shí)現

　　系統的實(shí)現分為空間數據的組織、新建地圖服務(wù)、網(wǎng)站設計修改等三部分。ArcIMS管理器提供了基于網(wǎng)絡(luò )界面并且支持操作的三個(gè)主要任務(wù)——策劃地圖服務(wù)（Author MapServices）、設計網(wǎng)頁(yè)（Design Web Pages）及管理站點(diǎn)（Administrator Sites）。管理器存放在網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器計算機上，用戶(hù)可以通過(guò)IE或Netscape瀏覽器遠程訪(fǎng)問(wèn)。

　　1.數據組織

　　將數據庫里的管網(wǎng)數據以及地理背景數據使用Author按照點(diǎn)、線(xiàn)、面的順序疊加，生成WSDN.axl文件，該文件采用ArcXML描述數據的組織情況。

　　AXL格式文件定義了數據及HTML頁(yè)存儲時(shí)的一種標準，記錄格式與XML相同，其詳細描述了所要發(fā)布的數據及其存儲位置和顯示方式。如上述的AXL文件主要分為三部分：

　　<PROPERTIES>…</PROPERTIES>記錄了地圖的顯示范圍及地圖輸出單位；

　　<WORKSPACES>…</WORKSPACES>記錄了地圖數據庫服務(wù)器名、輸出端口、用戶(hù)名、用戶(hù)端口以及用戶(hù)密碼等信息；

　　<LAYER type="featureclass" name="SDE.給水管線(xiàn)" visible="true" id="0">…</LAYER>記錄了圖層的名稱(chēng)、類(lèi)型、圖層是否顯示、圖層顏色等信息，對于類(lèi)型為點(diǎn)圖層還包括點(diǎn)的類(lèi)型、大小的設置，線(xiàn)圖層包括線(xiàn)寬信息，面圖層包括面邊緣線(xiàn)顏色和面填充顏色。

　　2.新建地圖服務(wù)

　　在A(yíng)dministator中新建地圖服務(wù)WSDN，將Map File指向剛剛生成的WSDN.axl文件，Virtual Server設置為ImageServer，并啟動(dòng)地圖服務(wù)。

　　3.網(wǎng)站設計修改

　　基于配置好的地圖服務(wù)，啟用Designer提供的接口，客戶(hù)端瀏覽器采用HTML viewer.HTML viewer站點(diǎn)是由HTML文件、Image文件和JavaScript文件組成。Image文件夾包含用于網(wǎng)頁(yè)顯示的所有按鈕和框架的背景。JavaScript文件夾包含HTML viewer的JavaScript庫，它們用于創(chuàng )建ArcXML請求并處理ArcIMS空間服務(wù)器的ArcXML的響應。

　　因為系統是基于Web方式的，系統的界面友好性，很大程度影響到該系統的實(shí)用性和高效性。系統的用戶(hù)是多層次的，許多終端用戶(hù)并不熟悉供水管網(wǎng)和地理信息系統的專(zhuān)業(yè)知識及理論，他們更注重系統的可操作性、正確性和直觀(guān)性等，這些都必須通過(guò)用戶(hù)界面來(lái)加以體現。在實(shí)現系統功能的基礎上，采用網(wǎng)頁(yè)編輯工具美化操作了操作界面，并根據實(shí)際需要調整了網(wǎng)站布局，方便用戶(hù)操作。此外，對于供水管網(wǎng)的信息發(fā)布，還利用javasrcipt編寫(xiě)js文件，實(shí)現了廢棄管網(wǎng)的刪除、管段管點(diǎn)信息的添加等功能。

　　本系統的主界面如圖2所示：

　　圖2 系統主界面

　　5、 系統功能簡(jiǎn)介

　　5 .1空間信息共享

　　本系統的重要功能就是數據共享。用戶(hù)用瀏覽器就可以制作專(zhuān)題圖，或打印當前屏幕的地圖。如果用戶(hù)權限允許，可以直接下載管網(wǎng)基礎數據。

　　5 .2信息可視化查詢(xún)與分析

　　用戶(hù)可在網(wǎng)上查看管網(wǎng)數據，對調入的地圖實(shí)現放大、縮小、平移、標注、分層顯示、全屏顯示以及管線(xiàn)長(cháng)度的量測等功能。系統還可以通過(guò)超鏈接把圖片、圖像、視頻、聲音等媒體信息集中在一起，大大增強了其信息表現能力。

　　信息查詢(xún)分空間信息的查詢(xún)和元數據信息查詢(xún)。元數據信息查詢(xún)由ASP程序來(lái)完成�？臻g信息查詢(xún)由ArcIMS的spatial server 處理完成。

　　5 .3用戶(hù)申請批復

　　用戶(hù)可在網(wǎng)上進(jìn)行賬號申請，填寫(xiě)申請表，系統校驗申請資料的合法性，并給出批復。

　　6、 結束語(yǔ)

　　將WebGIS技術(shù)應用到供水管網(wǎng)管理中，開(kāi)發(fā)供水管網(wǎng)信息發(fā)布系統，是市政部門(mén)供水管理科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò )化的一種趨勢。本系統利用SDE技術(shù)管理GeoDatabase數據模型，一體化無(wú)縫存儲空間數據與屬性數據，并實(shí)現了供水管網(wǎng)空間信息共享、信息可視化查詢(xún)分析以及用戶(hù)帳號網(wǎng)上申請批復等功能。本項目的開(kāi)發(fā)，對類(lèi)似系統的構建可提供一定借鑒。此外，本系統側重于管網(wǎng)圖形的瀏覽查詢(xún)，網(wǎng)絡(luò )分析功能不強，管線(xiàn)斷面剖面的生成、事故關(guān)閥搜索有待深入研究。

　　參考文獻：

　　[1] 周吉峰,張 洋。 管網(wǎng)信息系統開(kāi)發(fā)問(wèn)題研究[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報,2003,24（3）,63~65.

　　[2] Using ArclMS3.l[Z].ESRI，2001.

　　[3] 姚保華，陶夏新，等。WebGIS的發(fā)展與防震減災信息系統[J].自然災害學(xué)報，2000，9（3）：64~70.

　　[4] 劉冠蓉。 基于A(yíng)rcXML 的圖形發(fā)布[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報（信息與管理工程版）,2003,25（3）,91~93.