基于Google地图服务的城市地理信息公共服务平台的设计.pdf

基于 Google地图服务的城市地理信息公共服务 平台的设计与实现 刘 磊 仇菊香 吴国洋 江西理工大学建筑与测绘工程学院 江西赣州 341000 Design and I mple mentation of Public Service Platform for Urban Geographic Information Based on GoogleM ap Services LIU Lei QIU Juxiang WU Guoyang 摘 要 城市地理信息公共服务平台作为提供空间位置服务的基础设施 已经在数字城市的建设 中发挥了重要作用 介绍一种基于 Google地图服务的系统实现方法 能够在一定程度上满足人们 对空间位置服务的需求 该方法具有投资低 见效快 易开发的特点 并使用该方法实际实现了某 市地理信息公共服务平台 关键词 Google地图服务 城市地理信息公共服务平台 KML 系统设计 中图法分类号 P208 随着 数字城市 建设的不断发展 各大中城市 逐渐探索出适合我国国情的城市地理信息公共服 务平台的建设方案 城市地理信息公共服务平台 为市民出行 购物 娱乐 医疗 教育和就业等方面 带来了实实在在的方便和快捷 城市地理信息公共服务平台是一种运用计算 机硬件 软件和网络技术 实现对城市各种空间 非 空间数据的输入 存贮 查询 检索 处理 分析 显 示 更新和提供应用 并以处理城市各种空间实体 及其关系为主 满足城市建设 企业管理和居民生 活对空间信息的需求 同时借助其特有的空间分析 功能和可视化表达 进行各种辅助决策的技术系统 项目来源 国家自然科学基金项目 40761017 江西省研究生创新专项基金项目 YC09A0101 用 C 实现 目前基于空间相邻关系的 GML点对象 聚类算法尚未报道 无法对算法的性能进行比较 试验表明 改进的 SAOD算法能有效地应用于 GML 聚类 4 结 语 笔者对基于空间相邻关系的 GML点对象聚类 算法进行研究 通过改进 SOAD算法对 GML点对象 进行聚类 试验表明改进的算法是有效的 除了点 对象外 基于空间相邻关系的线 面对象的聚类有 待进一步研究 参考文献 1 苗建新 吉根林 GM L文档结构聚类算法 Clu GML J 南 京大 学 学 报 自 然 科学 版 2008 44 2 188 194 2 朱颖雯 吉根林 基于最大频繁 Induced子树的 GML 文档结构聚类 J 南京师范大学学报 工程技术版 2008 8 4 50 55 3 苗建新 吉根林 朱颖雯 基于闭合频繁 Induced子树 的 GML文档结构聚类 J 南京师范大学学报 工程 技术版 2009 9 2 61 44 4 陈佳春 吉根林 基于空间相邻关系的 GML点对象离 群检测算法 J 南京师范大学学报 工程技术版 2009 9 1 61 63 5 张 丽 吉根林 一种基于线面包含关系的 G M L空间 聚类算法 J 山东大学学报 工学版 2009 39 2 21 25 6 杨 娜 吉根林 一种基于相交关系的 GML空间聚类 算法 J 广西师范大学学报 自然科学版 2009 27 3 113 117 收稿日期 2010 07 19 第一作者简介 宋爱琪 硕士研究生 主要研究方向为数据 挖掘 10测绘标准化 Standardization of Surveying andMapping M ar 2011 27 1 目前随着互联网技术的发展 出现了许多城市 地理信息公共服务平台 并且越来越围绕着城市公 众的需求来建设 Google把卫星遥感地图资源 三 维电子地图技术和互联网集合起来 推出 Google Earth和 GoogleM aps 将人们带进了一个全新的 栩 栩如生的广阔空间 同时 Google在实景三维地图中 又增加了文字说明和图片信息 在地图软件中增加 了定点导航信息 让人们的出行变得更加方便 本文通过研究 Google地图服务来构建城市地 理信息公共服务平台 具有很强的现实意义和理论 价值 1 Google地图服务的特点 所谓 Google地图服务 就是 Google公司提供的 一系列与地图技术相关的应用服务 包括 Google M aps Google Earth和 Google Sketchup等 普通用户 可以很方便地使用 Google地图查询行车路线 搜索 周边和虚拟地球旅游等 开发者则可以利用其提供 的免费 API进行二次开发 快速构建基于 Google地 图服务的地理信息服务平台 Google地图服务的出现在一定程度上满足了大 众对空间服务的需求 极大地提高了地理信息被公 众认知的程度 降低了 GIS系统开发的成本 使以往 必须拥有昂贵的 GIS技术平台和数据的开发变得非 常简单 其特点主要表现在以下方面 1 系统构建平台的简易性 不需要如 ArcGIS Desktop这样的专业 GIS平台 只需要申请一组免费 的 API密钥 即可使用 Google 提供的强大地图 服务 2 基础地理数据易得性 Google平台免费提 供不同尺度和分辨率的二维及三维的栅格数据 在 国外的某些大城市 已经开始提供免费的矢量数据 3 硬件和系统建设成本降低 基础数据和 API 都在网络上 用户基本不必投入空间数据库和服务 器等建设成本 由此可见 使用 Google地图服务作为开发平台 对于建立城市地理信息公共服务平台具有很大的 优势 这也在某种程度上弥补了现行地理信息公共 服务平台的不足 2 关键技术 2 1 GoogleM apsAPI Google M aps API是 Google提供的基于 Java Script 的 API 只需要一个支持 GoogleM apsAPI的浏 览器即可开发 GoogleM aps API通过 JavaScript将 Google地图嵌入网页中 它提供了很多处理地图的 功能和向地图添加内容的服务 让用户能够在自己 的网站上创建功能全面的地图应用 下面是 Google Maps应用开发过程中的核心对象与概念 2 1 1 地图类 GMap2 核心对象 GMap2类是嵌入地图所必须要生成的核心类 当 GMap2类被实例化之后 每一个实例就代表页面 上显示的一个地图 2 1 2 信息窗口 GMap2类拥有一个信息浮窗 可以在地图上以 浮动窗口模式显示 HTML 内容 基本的浮动窗口 方法是 openInfo W indow 该方法以一个点和一个 HTML节点作为参数 2 1 3 控 件 GoogleMapsAPI带有大量可以在地图中使用 的内置控件 所有这些控件都基于 GControl对象 利 用 GMap2类中的 addControl方法能够向地图添加 控件 其内置控件如表 1所示 表 1 GoogleM aps控件 GLargeM apControl 一个在 Google地图上使用的大平 移 缩放控件 默认情况下显示在地 图的左上角 GSmalM l apControl 一个在 Google地图上使用的小一 点的平移 缩放控件 默认情况下显 示在地图的左上角 GSmallZoomControl 小型缩放控件 无平移控件 用 于在 Google地图上显示行车路线的 小地图弹出窗口 GScaleControl 地图比例尺 GM apTypeControl 让用户切换地图类型 例如 地 图 和 卫星 的按钮 GH ierarchicaM l ap TypeControl 用于放置多个地图类型选择器的 一组精选的嵌套按钮和菜单项 GOverviewM apControl 位于屏幕一角的可折叠概览地图 2 1 4 事件监听器 利用事件监听器 可以在程序中加入动态内 容 每个实例提供一些指定的事件 可以利用静态 方法 GEven t addListener监视这些事件 2 1 5 标 记 标记标识地图上的点 可交互 在默认情况下 使用 G DEFAULT I CON GM arker构造函 数将 GLatLng和 GMarkerOptions 可选 对象作为参数 2 1 6 折 线 GPolyline对象可在地图上创建线性叠加层 GPolyline包括一系列点 并创建一系列有序连接这 些点的线段 折线在地图上绘制为一系列直线段 11测绘标准化 Standardization of Surveying andMapping M ar 2011 27 1 可以自定义这些线段的颜色 粗细和透明度 2 1 7 多边形 GPolygon对象类似于 GPolyline对象 因为它们 都包括一系列有序的点 但是 多边形不像折线有 2个端点 而是设计为定义形成闭环的区域 2 2 Google Earth API Google Earth API是 Google Earth开放的基于组 件技术的应用程序开发接口 它允许第三方应用程 序向 Google Earth查询信息和发送命令 Google EarthAPI是基于 COM 标准的 GoogleEarth API类 库允许用户在各种外部程序中调用 Google Earth的 功能 一共包含 11个类 如表 2所示 表 2 Google EarthAPI类库的类 I ApplicationGE 入口类 通过该类 用户可以进 一步调用其他类 ICameraInfoGE 相机类 通过该类 用户可以调 整观看当前视图的方式 IFeatureGE 要素类 通过该类 用户可以控 制要素的属性 I FeatureCollectionGE 要素集合类 通过该类 用户可 以进一步获取要素 IPoint OnTerrainGE 地理坐标点类 通过该类 用户 可以获取屏幕点的地理坐标 I V iewExtentsGE 视口类 通过该类 用户可以控 制当前视口 I SearchController GE Search面板类 通过该类 用户 可以完成相应的搜索功能 I Tour Controller GE Tour面板 通过该类 用户可以 动态播放当前的要素 I Ani mationController GE A ni mation面板 通过该类 用户 可以动态播放当前的时间要素 I Ti meGE 时间类 通过该类 用户可以获 取和设置要素的时间属性 I Ti meInterval GE 时间间隔类 通过该类 用户可 以获取要素的时间间隔属性 这些类都实现了 IDispatch接口 IDispatch接口 与 COM 中的自动化技术密切相关 在这 11个类 中 I ApplicationGE 类最为重要 Google Earth API 类库中的其他类的使用 都会涉及 I ApplicationGE 类中的属性或函数 2 3 KML KMZ文件 Keyhole M arkup Language KML 是基于 XML eXtensibleM arkup Language 可扩展标记语言 语 法标准的一种标记语言 采用标记结构 含有嵌套 的元素和属性 根据 KML 语言编写的文件称为 KML文件 格式同样采用 XML 文件格式 应用于 Google地球相关软件中 Google Earth GoogleM aps GoogleMaps forM obile等 用于显示地理数据 包 括点 线 面 多边形 多面体和模型 KMZ是由 KML压缩成的一个 Zip压缩档 压缩 后将 zip改成 kmz 可以包含地标描述中的本 地图片等其他文件 能够直接在 Google Earth中正 常显示 3 系统设计与实现 3 1 系统结构设计 系统 采 用基 于 ASP NET 的 B S 架 构 以 M icrosoft Visual Studio 2008作为开发环境 系统的 总体结构如图 1所示 图 1 系统结构 3 2 数据库设计 数据库是用来存储和组织数据的 根据系统程 序应用需求和所要存储的数据的特点 此系统数据 库在逻辑上分成 Google提供的基础地理数据 KML 数据 用户管理数据库以及系统基础数据库 4部分 3 2 1 Google提供的基础地理数据 本系统是在 Google地图服务支持下建立的 利 用其免费 API得到的基础地理数据是必需的 也是 本系统建立的根本 Google提供的基础地理数据就 好比是一张电子地图 包含了各方面的地理信息 3 2 2 KML建模数据 通过 Google API得到的只是基础地理数据 而 某些专题数据需要自己建立 在使用 Google地图 12测绘标准化 Standardization of Surveying andMapping M ar 2011 27 1 服务的时候 通常借助编写 KML文档来建立专题数 据 然后通过加载解析 KML 文件显示数据 如三维 显示 属性标记和道路规划等 KML文档主要用来 存储空间数据和属性数据 3 2 3 用户管理数据库 为满足用户权限需求 实现用户权限管理 系 统必须有一个用户信息表 系统采用 Access数据 库保存用户数据 3 2 4 系统基础数据库 系统基础数据库主要用于存放系统各功能模 块运行所使用的数据 这些数据包括基础地理信 息数据 用户上传数据和管理员更新数据等 3 3 功能模块设计 城市地理信息公共服务平台根据其功能需求 分析可以划分为以下几个功能模块 用户注册登陆 模块 地图显示浏览功能模块 基本功能模块 地图 右键功能模块 查询功能模块 导航功能模块 交互 功能模块 三维显示功能模块和综合功能模块 如 图 2所示 下面简要介绍各模块的功能 图 2 系统的功能模块 1 用户注册登陆模块 该模块功能主要是让 用户注册网页和登录网页 用来设置各级用户的使 用和管理权限 2 地图显示浏览功能模块 该模块主要包括 对地图放大 缩小 移动 居中 画中画 鹰眼 地图 显示 卫星地图显示 混合地图显示 夜间地图以及 地球视图显示等功能 3 基本功能模块 该模块主要包括放大镜 KML应用 地图变色和天气预报等功能 4 地图右键功能模块 该模块主要有放大 缩 小 放大到这里 缩小到这里和置中菜单等功能 5 查询功能模块 该模块主要包括最短路径 查找 地址查询和地址解析等功能 6 导航功能模块 该模块主要包括汽车导航 大学导航 旅游景点导航 酒店导航和行车安排导 航等功能 并提供简单介绍 图片浏览 联系方式和 基本行车路线 7 交互功能模块 该模块主要包括添加地标 留言评论 画折线 画圆和多点测距等功能 让用户 自己动手 实现人机交互 8 三维显示功能模块 该模块主要通过在 Google Earth中加载 KML建模数据实现三维图像显 示 让用户感受三维魅力 9 综合功能模块 该模块主要是对基本功能 的综合应用 3 4 系统运行环境 本系统服务器端操作系统为 W indows 7旗舰 版 运行环境为 IIS 7 0 W eb技术为 Asp NET 3 5 浏览器端为 IE 7 0 NET 3 5和 Google Earth Plug in 5 2 系统运行良好 4 结 语 城市地理信息公共服务平