公交智能調度系統(tǒng)的網(wǎng)絡地圖服務平臺解決方案

公交智能調度系統(tǒng)的網(wǎng)絡地圖服務平臺解決方案1.功能在Internet/Intranet迅速膨脹發(fā)展的形勢下，如何將GIS引入Internet/Intranet世界，使GIS充分利用和發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，就成為GIS發(fā)展研究的一個重要課題。與傳統(tǒng)的基于桌面或局域網(wǎng)的GIS相比，WebGIS具有以下的優(yōu)點：更廣泛的訪問范圍，客戶可以通過Internet,在世界的任何地方，同時訪問多個位于不同地方的服務器上的最新數(shù)據(jù)。平臺獨立性，無論服務器/客戶機是何種機器，由于使用了通用的Web瀏覽器，用戶就可以透明地訪問WebGIS數(shù)據(jù)，在本機或某個服務器上進行分布式部件的動態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)的協(xié)同處理與分析，實現(xiàn)遠程異構GIS數(shù)據(jù)的共享。可以大規(guī)模降低系統(tǒng)成本，普通GIS在每個客戶端都要配備昂貴的專業(yè)GIS軟件，而用戶使用的經(jīng)常只是一些最基本的功能，這實際上造成了極大的浪費。WebGIS在客戶端通常只需使用Web瀏覽器，其成本明顯要節(jié)省得多。另外,由于客戶端的簡單性而節(jié)省的維護費用也不容忽視。平衡高效的計算負載，我們的WebGIS能充分利用網(wǎng)絡資源,將基礎性、全局性的處理交由服務器執(zhí)行,而對數(shù)據(jù)量較小的簡單操作則由客戶端完成。靈活高效地尋求計算負荷和網(wǎng)絡流量負載在服務器端和客戶端的合理分配。通過JtIMS，用戶可以在Internet/IntranetWWW上發(fā)布基于電子地圖的應用系統(tǒng)。所有的最終用戶只需在自己的機器上安裝瀏覽器（如MicrosoftInternetExplorer或Netscape）即可訪問存放在服務器端的空間數(shù)據(jù)，用戶可以很方便地對地圖進行放大、縮小、漫游、查詢、統(tǒng)計等操作。此外，JtIMS還提供了許多強大的地圖化功能滿足用戶的不同層次的需要，包括：路徑分析、專題地圖、繪制圖層、查找、圖層控制、空間選擇、訪問各種數(shù)據(jù)源等。JtIMS可以訪問空間數(shù)據(jù)，如存儲在Oracle數(shù)據(jù)庫中的圖形數(shù)據(jù)。2.核心技術優(yōu)勢使用JtIMS，開發(fā)人員能集中地控制和維護地圖和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并集中實現(xiàn)應用程序功能，避免了以往系統(tǒng)的維護、同步困難的問題，尤其適合信息量大，用戶多的單位的實際情況。另外，由于使用Web瀏覽器作為客戶端，更使開發(fā)人員可以將地圖信息系統(tǒng)緊密地與其他系統(tǒng)結合，給用戶提供統(tǒng)一，完整的綜合信息系統(tǒng)。2.1基于Internet/Intranet標準JtIMS是基于Internet/Intranet的地圖應用服務器。它采用標準的TCP/IP協(xié)議，通過HTTP進行文檔和文件傳輸，在瀏覽器端為標準的HTML語言，從而保證了與客戶端瀏覽器的無關性。JtIMS在客戶端提供了兩種工作模式，一種是標準的HTML網(wǎng)頁的模式，只要任何支持HTML的瀏覽器都可正常工作，例如IE、Netscape、或UNIX平臺的瀏覽器。另一種是ActiveX插件，這種方式能夠增強在瀏覽器端的交互性，并取得更高的瀏覽效率、降低服務端的運行載荷，推薦在Internet上采用這種工作模式。JtIMS可以向用戶提供二次開發(fā)接口，便于用戶添加和維護自己的應用，在客戶端可方便的擴展擴展HTML,Java或者JavaScript支持。2.2分布式服務體系結構支持分布式服務體系結構是JtIMS的一個重要的特性。JtIMS支持分布式結構的重要因素在于它的良好的開放性。因為它能與任何標準的WebServer相連，JtIMS與WebServer的連接是通過應用服務器完成的。一個WebServer可以任意掛接多個JtIMS地圖應用服務器。JtIMS的Server可以自動維護和協(xié)調WebServer和多個JtIMS之間的請求響應關系。2.3瘦客戶機/智能文檔（ThinClient/IntelligentDocument）瘦客戶機系統(tǒng)是指在客戶機端沒有或者有很少的應用代碼。在以往的終端和主機的體系結構中，所有系統(tǒng)都是瘦客戶機系統(tǒng)?，F(xiàn)在隨著Internet技術以及Java、ActiveX技術的出現(xiàn)，瘦客戶機系統(tǒng)又重新出現(xiàn)。JtIMS采用的是三層結構，三層結構包括客戶機、客戶機/服務器以及服務器?？蛻魴C具有用戶接口，進行數(shù)據(jù)的顯示，客戶機/服務器負責應用處理過程，服務器端只進行數(shù)據(jù)的管理工作。這種體系結構使得應用系統(tǒng)能夠在客戶機和服務器端實現(xiàn)共享，或者運行在一些中間平臺，一般稱之為“應用服務器”。應用服務器能夠進行大量的數(shù)據(jù)分析工作，因此減少了網(wǎng)絡的阻塞。在JtIMS的工作方式下，所有的地圖源數(shù)據(jù)和應用程序都放在服務端，客戶端只是提出請求，響應在服務端完成，只需在服務端進行系統(tǒng)維護即可，客戶端無須任何維護，大大降低了系統(tǒng)的工作量?？蛻舳说臄?shù)據(jù)在第一次使用之后就會進行本地緩存，只要服務端的數(shù)據(jù)沒有更新，客戶端就可以直接取用本地緩存的數(shù)據(jù)，一方面減少了服務器的載荷，另一方面也大大提高了客戶端的數(shù)據(jù)訪問效率。2.4多數(shù)據(jù)源接口JtGIS照顧到大多數(shù)用戶已有的地理數(shù)據(jù)為各種格式，由不同的GIS軟件進行采集而成。JtGIS提出多源數(shù)據(jù)管理的辦法，它提供的數(shù)據(jù)模型支持常見的GIS數(shù)據(jù)模型，通過實現(xiàn)多數(shù)據(jù)源接口，JtGIS可直接操作Oracle公司的OracleSpatialware空間數(shù)據(jù)庫、MapInfo數(shù)據(jù)和JtGIS壓縮數(shù)據(jù)格式。這樣JtGIS即可支持空間數(shù)據(jù)庫存儲海量地圖數(shù)據(jù)，也可利用文件方式來進行快速訪問，兩種方式各有其優(yōu)越性：Oracle數(shù)據(jù)庫已漸成為空間數(shù)據(jù)庫的業(yè)界標準，其在空間查詢和對并發(fā)訪問的處理能力上都表現(xiàn)得極為出色，它提供了R-Tree和QuartTree兩種空間索引方式，大大提高了對空間數(shù)據(jù)的訪問效率，由其在大用戶量訪問時，Oracle的性能更體現(xiàn)的淋漓盡致。JtGIS壓縮數(shù)據(jù)文件，結合文件內存映射和R樹空間索引，訪問地圖資源時，無需調入全部數(shù)據(jù)，減少了內存資源的消耗。即使在服務端存有幾G的數(shù)據(jù)，在內存上也不用做太多擴充。在少量用戶訪問時，該種方式明顯比Oracle處理時間短。2.5動態(tài)注記與自動避讓這是JtGIS產(chǎn)品的重要特性之一，采用動態(tài)注記技術，用戶在客戶端有限的顯示空間中不會看到不全的路名顯示，通過空間裁剪技術與精確的道路幾何匹配，在瀏覽器地圖顯示窗口中始終能完整地顯示道路名稱。而注記自動避讓技術在圖內外的大部分產(chǎn)品中很少能看見，它結合遺傳算法、空間索引和光柵化等技術，使得無需人工排列注記位置，由程序自適應地計算出興趣點注志、興趣點注記、道路注記合理的位置，使它們不會在顯示空間中出現(xiàn)壓蓋和重疊的情況,以保證圖面的整潔和美觀，提供用戶較好的可視化效果。2.6地物類管理JtIMS在數(shù)據(jù)組織上，將空間數(shù)據(jù)的存儲與數(shù)據(jù)可視化信息嚴格分開，即用地物類庫的形式來對地理對象分類，對每一類對象可單獨定義其可視化表現(xiàn)形式，由于空間數(shù)據(jù)是分層組織的，每一層數(shù)據(jù)對應一種地物類型，如何表示該層的幾何數(shù)據(jù)完全取決于地物類的定義，這樣整個地圖庫只用一個地物類庫就可對地圖顯示風格進行統(tǒng)一管理。比如，若想改變所有地圖中高速公路的表示方式，只需將高速公路所對應的地物類重新定義即可。而像當前很多傳統(tǒng)的ＧＩＳ軟件，如ＭＡＰＩＮＦＯ，空間數(shù)據(jù)與可視化信息是一一對應的關系，即每一個地理對象都要單獨定義其顯示方式，這樣會給地圖視化管理帶來很多不便。2.7數(shù)據(jù)庫連接池當采用空間數(shù)據(jù)庫（如Oracle）來組織地圖數(shù)據(jù)時，必然要涉及到建立數(shù)據(jù)庫連接，這是代價最大的操作之一，如果每一次用戶訪問都要為其創(chuàng)建一個連接來訪問數(shù)據(jù)庫，那么無論多充足的資源也是無法滿足要求的。而我們通過建立一個連接池，預先分配好一些連接等待用戶訪問，并根據(jù)用戶訪問量的大小調整池的容量，以達到動態(tài)調節(jié)資源分配的目的。2.8地圖池同樣也是為了支持并發(fā)用戶訪問和盡量減少服務器資源消耗，我們引入了地圖池的概念,由于我們在空間數(shù)據(jù)庫和基于文件的這兩種方式上都已解決的多用戶并發(fā)訪問的問題，當有多個用戶訪問同一幅地圖數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)時，我們只需在內存中創(chuàng)建一個地圖對象，這樣大大節(jié)約了資源，同時也提高了訪問效率。當我們對比MAPINFO的MapeXtrem時，發(fā)現(xiàn)每增加一個用戶訪問，MapeXtrem會吃掉約4M的內存空間,而JtIMS只會占用幾Ｋ，它僅僅是存一些用戶數(shù)據(jù)，而不是為該用戶去創(chuàng)建一個地圖對象拷貝。2.9高速地圖圖像生成JtIMS是采用服務端根據(jù)客戶請求生成地圖圖像的方式來提供瀏覽器端地圖顯示的，將矢量數(shù)據(jù)轉為光柵數(shù)據(jù)是該種方式的主要瓶頸，一般傳統(tǒng)的做法都是采用操作系統(tǒng)提供的ＧＤＩ庫實現(xiàn)該功能，這樣一是無法保證跨平臺性，二是多數(shù)ＧＤＩ庫是為屏幕顯示而做的，沒有對內存操作進行優(yōu)化，如Windows平臺的ＧＤＩ庫，當用ＧＤＩ對象在內存鏡像上繪制圖形時，內部是通過創(chuàng)建隱藏窗口機制來實現(xiàn)的，這在資源分配和處理效率上都會大打折扣的。在綜合考慮了多方面因素后，我們實現(xiàn)了一套在內存區(qū)域中直接繪制圖形生成光柵數(shù)據(jù)的引擎，大提高了生成速度，由于采用JAVA編寫，也滿足了跨平臺的要求。2.10快速路徑分析JtIMS路徑分析功能具有數(shù)據(jù)規(guī)模大、速度高、可定制性強的特點。利用JtGIS的路徑分析功能，您可以在一般配置的PC機上，在一秒種之內，完成全廣州道路（包含兩萬余個節(jié)點和弧段）的最短最優(yōu)路徑分析。JtIMS路徑分析的算法核心，是在標準A－STAR算法的基礎上，對拓撲數(shù)據(jù)的組織方式、核心數(shù)據(jù)結構和排序算