基于Silverlight的工业经济地理信息系统设计与实现.pdf

2 7 4 测绘第3 4 卷第 6期 2 0 1 1 年 l 2月 基于 S i l v e r l i g h t的工业经济地理信息 系统设计与实现 袁月 刘强 电子科技大学自动化工程学院 四川 成都 6 1 1 7 3 1 摘要 为了提高W e b G I S响应效率 满足用户对高交互性和炫酷界面的需求 提出采用 R I A 丰富互联网应用 程序 技术改善W e b G I S 传统结构模式存在的问题 介绍各种 R I A技术并对比总结其优缺点 详细分析新兴的 微软 S i l v e r l i g h t技术特点 针对应用系统功能需求 利用 S i l v e r l i g h t技术在 A r c G I S S e r v e r l O平台上设计 并实现基于 R I A的成都市工业经济 G I S系统 验证 S i l v e r l i g h t 在 W e b G I S富客户端的可行性 关键词 网络地理信息系统 丰富型互联网应用程序 S i l v e r l i g h t B S结构 c s结构 中图分类号 P 2 0 8 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 4 5 0 1 9 2 0 1 I 0 6 0 2 7 4 0 4 De s i g n a n d Re a l i z a t i o n o f I n d u s t r i a l Ec o n o my GI S Ba s e d o n S i l v e r l i g h t Y U A N g u e L l U Q i a n g De p a r t me n t o f A u t o ma t i o n E n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y o f E l e c t r o n i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f C h i n a C h e n g d u 6 1 1 7 3 1 C h i n a A b s t r a c t I n o r d e r t o i mp r o v e We b G I S G e o g r a p h i c I n f o r ma t i o n S y s t e m r e s p o n s e e ffic i e n c y a n d me e t t h e d e mand s o f u s e r s f o r h i g h i n t e r a c t i o n and c o o l i n t e r f a c e R I A R i c h I n t e r n e t A p p l i c a t i o n t e c h n o l o gy w a s a d o p t e d t o s o l v e the p r o b l e ms e x p o s e d b y tr a d i t i o n a l mo d e l o f We b GI S s t r u c t u r e T h e a d v ant a g e s an d d i s a d v a n t a g e s o f RI A s o l u t i o n s we r e s u mma r i z e d c o n tra s t i v e l y Ne w t e c h n o l o gy Mi c r o s o f t S i l v e r l i g h t wa s ana l y z e d i n d e t a i l F i n a l l y for s y s t e m f u n c t i o n r e q u i r e me n t s Ch e n g d u i n d u s t r i a l e c o n o my GI S wa s d e s i g n e d and i mp l e me n t e d b y S i l v e r l i g h t o n t h e p l a t f o r m o f Ar c GI S S e r v e r l 0 Va l i d i ty o f S i l v e r l i g h t o n ri c h We b GI S Cl i e n t wa s d e mo n s t r a t e d Ke y wo r d s We b GI S RI A S i l v e r l i g h t B S s t r u c t u r e C S s t r u c t ure 1 引言 国内各大城市尤其是工业产业基础雄厚 的地 区 已经率先开展工业经济和信息化方面的建设 鉴于上述国内工业经济和信息化发展的趋势 加之 随着信息化技术的广泛应用和成 都市 电子政务建 设的推进 信息化建设及 电子政务建设和应用 已经 成为必然趋势 G I S 可 以通过采集 存储 管理等 手段把描述地球的海量 的空间信 息数据整合在一 起 完整的表达客观地理世界并进行各种空间分 析 有效地解决应用领域中常规方法无法处理的难 题 G I S 结合工业经济区域数字化信息为处理工业 经济中复杂的问题提供了更便捷 更科学 更快速 的解决方式 具有一定的实际意义 地理信息服务的网络化 已成为G I S 发展的方 向 和研究热点之一 W e b G I S 是伴随着计算机技术和 网络技术不断发展的必然产物 近几年 W e b G I S 在 理论 技术 产品以及应用上都取得了很大的进步 其发展有利地促进了G I S 的社会化 也推动了地理 信息控件数据的广泛应用 G I S 从为少量用户实 现特殊空间信息访 问和信息处理 的工具 发展成为 遍及全球的为众多用户提供 即时地理信息服务 真 正成为像搜索引擎一样的大众日常使用工具 然 而 大多数G I S 应用系统采用 的c s 结构和B S 结构 盛行 已久 弊端也 日益显露 从而在很多方面限制 了W e b G I S 发展 用户更加期待一个结合c s 结构和 B S 结构优势又摒弃其缺点的解决方案 R I A 技术结 合了桌面应用程序反应快 交互性强的优点与W e b 应用程序的传播范围广及容易传播的特性 简化并 改进TW e b 应用程序的用户交互 给W e b G I S 注入 了新的生命力 本文对比传统结构模式优缺点 详 细分析 了几种主流R I A 技术特点 提 出利用微软提 出的S i l v e r l i g h t 技术设计并实现基于R I A 的工业 经济地理信息系统 2 R I A 在W e b G I S 中的应用 R I A 是集桌面应用 程序最佳 用户界 面功 能与 W e b 应用程序快速 低成本部署 多媒体互动以及 万方数据 测绘第3 4 卷第6 期2 0 1 1 年 1 2 月 2 7 5 实时快捷于一体的新一代网络应用程序 R I A 模型 如图1 所示 图1 R I A 模型 R I A 性能 出众的主要 原因是它将B S 构架 中服 务端部分处理逻辑转移到客户端 更好地利用客户 端的处理能力及其丰富资源 解决了B S 构架客户 端服务端不均衡 u c s 构架不易部署 的难题 计算 可以在用户 的电脑上进行 少量的数据也可以与服 务器不间断地进行后台交换 因此无需像用H T M L 样用户每做一个动作就要刷新屏幕 这使用户浏览 更加容易和流畅 R I A 是一种安全 可升级 具有 良好适应性的新的面向服务模型 它结合声音 视 频和 实时对话 的综合通信技术给用户带来前所未 有的网上体验 2 1 R I A 技术给W e b G I S 带来的优势 1 基于R I A 的W e b G I S 个最大的优势就是缓 存机制和离线操作机制 如何对地理信息系统中 存储 的海量 的空间数据进行有效地管理是实现高 效W e b G I S 的重要环节 而W e b G I S 部署在互联网上 具有数据传输量大 复杂快速的用户请求等特点 R I A 技术能够通过 自身的缓存机制平衡服务器端和 客户端各 自负载 充分利用客户端的处理能力来处 理数据 而不需要把某些数据发送到服务器处理 并且基于R I A的W e b G I S 客户 端能够 保存数据对 象 图层 地图 参照系 图例库等 的历史记录 以免重复从数据库中调用相同的数据 从而能够减 少 网络负载和用户等待时间 快速 响应用户请 求 2 R I A 具有丰富多媒体表达能力 可以将文 字 图片 音频 视频等进行无缝的集合 利用 R I A 的缓存机制和离线操作机制结合多媒体技术来 丰富地理空间信息表达 的应用服务也越 来越得到 广大用户的认可 它能直观 形象地将地理信息数 据给人 的丰富感官表达出来 并且客观地反映现实 世界中的地理实体和相互关系 3 R I A 技术一方面利用 自身可视化可编辑工 具来组织并发布 自己的空间信息资源 使得地理信 息资源和其他 网上资源一样被整个社会方便 的共 享 另一方面基于R I A 构建的W e b G I S 使客户端用户 使用的地 图更具有丰富的界面表现力且支持复杂 的图形交互 使得W e b G I S 成为真正的交互系统 传统的W e b G I S 如地理空间信息表达不丰富 数据传输更新模式单一 用户交互过于简单 开发 维护复杂等局 限性越发 明显 将 R I A 技术应用 于 W e b G I S 可 以给 W e b G I S 带 来新 的面貌 解 决 传 统 W e b G I S 所遇到的瓶颈 问题 2 2主流R I A 技术对 比 从G o o g l e 趋势中可以侧面 的反映出 当前R I A 技术中以S i l v e r l i g h t F l e x J a v a F X H T M L 5 最受 热捧 是R I A 主流技术方案 主流R I A 技术对 比如表 1 所示 3 基 于S i I v e r I i g h t T业地理信息系统设 计与实现 3 1 S i l v e r l i g h t 技术构架 S i l v e r l i g h t 作 为一 个整体 主要包 括 三个部 分 图2 所示是M S D N 官方的图 展示TS i l v e r l i g h t 平 台的部件 及一些相关部件和服务 表1主流R I A 技术对 比 Mi c r o s o f t Ado b e Fl a s h f le x S UN HTML5 AJ AX S i l v e r l i g h t J a v a F X F l e x 任何编辑文本的 开发工具 V i s u a l S t u d i o R A D 无集成开发环境 B u i l d e r 工具 开发难度 容易 难 一般 容易 一般 C 撑 Ac t i o n 开发语言 J a v a F X脚本语言 标记语言 J a v a S c r i p t J a v a S c r i p t S c r i p t E x p r e s s i o n F l a s h 一 C m a g 设计工具 S t u d i o B l e n d We b 等 无集成设计工具 无集成设计工具 无集成设计工具 D e s i g n Me d i a E n c o d e r 浏览器中安装 浏览器中安装 必须安装J a v a 虚 其他条件 F l a s h P l a y e r 拟机 独立于浏览器 独立于浏览器 S i l v e r l i g h t 插件 插件 万方数据 2 7 6 测绘第 3 4卷第 6期2 0 1 1 年 1 2月 图2 S i l v e r l i g h t 技术构架 3 2 S i l v e r l i g h t 与其他R I A 技术相比的优势 虽然互联网上9 8 的计算机都装有f l a s h H T M L 5 的新特性强化 了W e b 网页的表现力 但S i l v e r l i g h t 更是携带 着高性 能与高生产 力等诸多优势 异军突 起 目前 与F l e x 相 比较而言 虽然S i l v e r l i g h t 浏 览器插件安装率尚不及F l a s h 插件 对F l e x 的研究也 大多集中在体系结构 功能模块上 但S i l v e r l i g h t 平台支持更多开发语言 发展迅速 在W e b G I S 中 利用S i l v e r l i g h t 技术 可 以更好地对地理空间信息 进行多尺度的展现 1 开发优 势 S i i v e r l i g h t 最大的特点在 于 精简的 N E T 框架 所以现有的开发者或设计者能以 既有熟悉的技巧 轻易开发出互动性 的网页程式 后端部分也支持了A p a c h e P H P 在V i s u a l S t u d i o 以及B l e n d 等强大开发工具的协同支持下 可 以使用 C V B F 这三大 N E T 主流开发语言去编写高性能 的S i i v e r l i g h t J 务端程序 采用X H T M L X M L X S L T C S S 及A S P N E T 等技术丰富界面体验 2 多媒体支持方面 视频支持7 2 0 H D H i g h D e f i n i t i o n 可提供流畅又不失真的高画质影片 官方称其低成本 的串流亦可布署到微软下一代服务 器 代号L o n g h o r n 的 I I S M e d i a P a c k 上 声音部 分则 为W M A W i n d o w s M e d i a A u d i o 及M P 3 格 式 S i l v e r l i g h t 的数码版权管理D R M D i g i t a l R i g h t s M a n a g e m e n t 也 已支持 再有微软M e d i a E n c o d e r 编 码工具来方便制作线上影音播放请求 3 混搭 M e s h u p 网络服务能力 支持L I N Q L a n g u a g e I n t e g r a t e d Q u e r y L I N Q t o X M L 用 在J S O N R S S P O X 及R E S T 存取上非常有效 4 前端代码优势 S i l v e r l i g h t 直接解释x A M L 语言 X A M L 页面被作为资源包在编译好的 X A P 文件 中 这意味着文字写在S i l v e r l i g h t 程式的界面或内 文上 方便搜索引擎对S i l v e r l i g h t 应用程序全文检 索或文字搜索 3 3系统设计框架 传统的工业经济 中处理方法是将大量 的数据 详细的调查 分析结果通过E x c e l A c c e s s 进行管理 和应用 最终 以表格或柱状 图等方式展示 这种方 式不仅单调且不能体现数据的时效性 事实上 人 们的生产和生活中8 0 的信息是和地理空间位置有 关 的 传统方式不能清 楚地体现数据 中地理元素特 征及其之 间的拓扑关系 在高速发展的信息时代 为了提高工业园区信息管理和管理 的效率和质量 同时为各个工业经济区提供指导性规划 必须采用 先进的科学管理手段 工业经济各种指标和其他工业经济信息关联空 间地理位置信息 生成各种专题图 分析结果将从 不同的角度直观 清晰的展示在地 图上 这样 在 R I A 模式下 海量的工业数据G I S 特有方式实现数据 展示 分析 存储 和管理 的功能 同时结合 新兴 S i l v e r l i g h t 技术优势 在一定程度上改善信息利用 率低 查询检索效率不高等问题 系统设计框架如 图3 所示 童 婴 曼 S i l v e r l 工业经济地理 信息勇 境 一 一 t I I 一 t 缝计分析 爱谰定位 鞠寝输出 W e b 揎 I 览器 1 B M a x t h o n c h r o m e F i r e F o x 籀 一 一 一一一 一 S i 1 v e r l i g h t 措 件 薹 建j 二 三 回 图3 工业经济地理信息系统框架图 1 表现层 该层是整个框架中最高层 即用 户交互层 负责显示和控制空间数据及其属性数据 发送用户提交 的请求 如 空间分析请求 到 中间 层 并将处理的结果呈现给用户 通过最高层访问 整个W e b G I S 系统提供的功能 一 囝 万方数据 测绘第 3 4 卷第6期2 0 1 1 年 1 2 月 2 7 7 2 中间层 该层是整个系统的核心层 负责 响应表现层请求 传统模型把几乎全部功能交给服 务端实现 再把结果显示给用户 应用S i l v e r l i g h t 可以将部分 中间层功能转移到表现层上 并且在相 应用户请求 的同时与数据服务器进行数据交换 这 样大大增 强了W e b G I S 互操作体验 更能为W e b G I S 客 户端提供脱机处理的能力 3 数据层 该层是模型的底层部分 负责对 G I S 空间数据 属性数据 元数据及其他领域数据进 行存储 管理 检索和维护 响应高层的数据请求 3 4系统实现 系统 以A r c G I S S e r v e r 1 0 V i s u a l S t u d i o 2 0 1 0 为开发平 台 发布R E S T 地 图服务 并利用A r c G I S A P I f o r S i l v e r l i g h t 2 2 结合C J a v a S c r i p t 等语言进 行开发 图4 为系统界面 系统利用地理信 息技术 互联 网技术与数据库 等技术 以成都市基础地理信息叠加数据为底 图 实现在规模 以上重点企业 重点项 目 工业 园区分 布图上显示报表信息 按照行业分类 区域分类等 分类条件计算企业的经济密度生成统计图等功能 系统除放大 缩小 漫游 定位 查询 属性查询等 基本交互操作之外 主要是专题地 图统计分析功能 为工业经济指标地 图上提供多种表现形式 如分区 统计图 分级统计 图 质量底色统计 图等 各项指 标在 电子地 图上直观 生动的展现 客观地反映工 业经济基本情况 图4 系统界面 4 结束语 本文在探 讨W e b G I S 传统结构模 式及R I A 技术理 论基础上 结合S i l v e r l i g h t 技术优势设计并实现了 工业经济地理信息系统 系统结合多种工业经济指 标动态输出专题图 为决策者提供客观评价的依据 使用基于组件的开发模式 在无刷新页面之下提供 快捷的响应时间 同时使用A M F 协议进行高效通信 W e b G I s 的信息发布和浏览速度得到很大的提高 与传统W e b G I S 系统相 比界面更加友好 突破H T M L 的 局限性 改善了用户体验 凸显R I A 富用户界面 的特 点 在信息表现和可视化方面 提供 了多元的 信息表现与可视化功能 本文的不足是未考虑系统 安全性 而且S i l v e r l i g h t 技术也需要完善 这些都 将在以后的研究中改善 进而强化系统功能和性能 参考文献 1 王家耀 地图制图学与地理信息工程学科发展趋势 J 测绘学报 2 0 1 0 3 9 2 1 1 5 1 1 9 2 杨崇俊 王宇翔 王兴玲 等 万维网地理信息系统发 展及前景 J 中国图像图形学报 2 0 0 1 6 9 8 8 6 8 9 4 3 张宏 丰江帆 闾国年 等 基于R I A 技术的W e b G I S 研究 J 地球信息科学 2 0 0 7 9 2 3 7 4 1 4 余志文 申辉军 基于A e t i v e X 的W e b G I S 实现技术 J 测绘通报 2 0 0 3 2 5 3 5 6 5 蒋波涛 朱强 钱旭东 W e b G I S 开发实践手册 基于 I M S O G C O 瓦片式G I S M 北京 电子工业出版社 2 0 0 9 6 龙明 汶博 魏娟 基于R I A 的网络地理信息系统的设计 与实现 J 海洋测绘 2 0 0 6 2 6 5 3 8 4 1 7 龙明 李田 王青山 祁东升 基于R I A 的W e b G I S 多媒体 数据的存储与检索 J 测绘科学 2 0 1 0 3 5 2 1 7 3 1 7 4 8 齐锐 张大力 黄磊 等 网络化地理信息系统中数据 传输技术的探讨 J 计算机研究与发展 1 9 9 9 3 6 3 3 8 0 3 8 4 9 P R E C I A D O J C L I N A J E i S A N C H E Z F C o m a i S N e c e s s i t y o f