基于MapXtreme的人防电子地图系统设计与实现
1 基于MapXtreme的人防电子地图系统设计
1.1 系统总体架构
通过对系统的背景和设计原则的分析，考虑到要充分利用客户现有的网络环境，达到支持网络共享和并发控制，允许多个用户同时进行相关操作的需求，系统采用基于C/S与B/S混合的总体架构方案。
系统由表示层、业务层和数据层组成。针对地理空间数据量大、种类多，且用户并发请求多，网络传输量大的特点[3]，将系统组网方式分为内部的局域网和连接外部用户的外网。内网负责处理业务逻辑和生成包含地图数据的HTML代码。外网负责对外发布地理信息服务，实现内网与外网在物理上的隔离。其中，地图数据和应用程序都放在服务器端，客户端不需要安装GIS软件，使用浏览器即可获得GIS应用功能，这使得GIS应用不受地域和终端类型的限制。业务层采用MapXtreme2004.NET作为应用服务器，专门负责生成和打包在网络上传输的地图信息。当MapXtreme应用服务器运行后，若接收到客户端的请求，由MapXtreme应用服务器将矢量地图通过MapX引擎转换成GIF或JPG格式的栅格图像，并生成包含图像数据的HTML代码，使用户可以通过WWW浏览器访问地图数据。由于传递到浏览器端的是一幅经过压缩的栅格地图，而真正的矢量地图和属性数据仍保留在服务器端，因此减少了网络传输负担，同时降低了原始数据被盗用的可能。
1.2 系统数据库设计
系统数据包括空间数据和属性数据，它们通过唯一的ID号关联。本系统对数据的管理采用文件系统和数据库相结合的混合管理方式，其中地图数据采用文件管理策略，即每一类型的地图数据都存放在一个图层文件中，对应地图对象的属性数据和人防工程数据则由关系数据库统一管理。
1.2.1 空间数据库
系统选择MapInfo格式的矢量图作为地图数据，其中属性数据存储在关系数据库的若干属性表中，而空间数据则以MapInfo自定义模式保存于若干文件中。
本设计将人防业务相关的空间数据分为图层类和专题图类：
(1) 图层类。本系统将具有相同空间几何特征和属性特征的空间对象的集合，如河流、公路、行政区域、居民地等分别存储在不同的图层中。同一个层上的多个空间地物共享同一个属性结构，同一个图层中的所有对象共享相同的颜色、符号、线型等特性。
(2) 专题图类。某市人防电子地图系统涉及到“来袭敌情判断图”、“预防空袭部署图”、“离城人口疏散图”、“留城人员隐蔽图”、“通信警报保障图”、“物资保障计划图”和“人防工程保障图”7个预案专题图。每个专题图由多个图层构建而成。系统共有56个自定义图层数据，其中某市的地图(包括道路、湖泊等基础信息)是这7个预案专题图共享的，其余的人防业务相关图层按照其所包含的地物类别来分层组织。
1.2.2 属性数据库
属性数据库主要包括两类属性表，一类是对应于地图实体的可地图化的属性表，用于存储地图实体的属性。本系主要设计了路段属性表、连接点属性表、行政区划属性表、土地利用属性表、铁路属性表等。另一类是非地图化的常规的属性表，本系统主要有用户表、人防设施类型表、人防工程类型表、人防工程表、人防工程维修表、人防设备类型表、人防设备表、人防设备维修表、保护对象类型表、保护对象表和预案数据表等，由Oracle 9i进行管理和维护。
1.3 系统功能设计
根据系统的业务要求和设计原则，某市人防电子地图系统由人防远程子系统和人防本地子系统组成，远程子系统用B/S模式实现，本地子系统用C/S模式实现。系统功能模块设计如图1所示。
主要功能模块如下：
(1) 图形变换与图层管理：包括专题地图切换、地图缩放、鹰眼图例管理和图层添加删除等。此模块提供①缩放、平移等几何变换功能，电子地图可以按照任意比例进行放大、缩小、漫游，使用户能够详细地查看空间目标及目标的周围情况；②鹰眼功能，根据电子地图的缩放比例，将当前区域在整幅地图中所处的位置显示在鹰眼窗口，使用户能够把握全局；③图层、标注和图例的显示控制功能，使得用户能够专注于当前关心的目标，并且可以让显示的图形更加简洁清晰。
(2) 空间信息查询：包括空间量算、坐标查询和地物查询功能。空间量算包含距离查询和面积查询功能，其中距离查询能够得到当前地图任意连续点构成的折线的总长度，面积查询则能够得到当前地图任意多边形的面积。空间量算功能使用户能够快捷准确地得到空袭后受灾面积的大小以及救助人员及设施离受灾地区的距离。坐标查询功能使用户能够查询空间地理坐标位置。地物查询根据用户鼠标在地图上选中的实体，将与该实体相关的属性信息（如名称、位置等）及多媒体信息（如图片、音频和视频等）展现给用户，能清楚查询显示任何一处人防要素及其周边环境的状况。
(3) 空间分析模块：此模块包括最短路径规划和缓冲区分析功能。最短路径分析功能根据用户输入的起点及终点位置的名称，规划出了两者之间连通的1条最短路径，系统将在地图上予以展现，还可以根据道路状况等约束条件优化其路径，从而达到战时快速疏散、救护、维修、消防和集结等目的。缓冲区分析功能则根据用户输入的点状或线状地物名称查询其周围指定半径范围内的地物，并将符合条件的地物在地图上突出显示。
(4) 地图编辑模块：包括点状、线状和面状地物的添加、删除功能。利用GIS数据编辑技术，对人防工程、重点保护目标、人防指挥所等人防要素进行增加、删除、修改，该模块相当于一个GIS数据维护平台。
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