公交智能調度系統的網絡地圖服務平臺解決方案1.功能在Internet/Intranet迅速膨脹發展的形勢下，如何將GIS引入Internet/Intranet世界，使GIS充分利用和發揮互聯網的優勢，就成為GIS發展研究的一個重要課題。與傳統的基于桌面或局域網的GIS相比，WebGIS具有以下的優點：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據。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數據，在本機或某個服務器上進行分布式部件的動態組合和空間數據的協同處理與分析，實現遠程異構GIS數據的共享。可以大規模降低系統成本，普通GIS在每個客戶端都要配備昂貴的專業GIS軟件，而用戶使用的經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，其成本明顯要節省得多。另外,由于客戶端的簡單性而節省的維護費用也不容忽視。平衡高效的計算負載，我們的WebGIS能充分利用網絡資源,將基礎性、全局性的處理交由服務器執行,而對數據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上發布基于電子地圖的應用系統。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據，用戶可以很方便地對地圖進行放大、縮小、漫游、查詢、統計等操作。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、訪問各種數據源等。JtIMS可以訪問空間數據，如存儲在Oracle數據庫中的圖形數據。2.核心技術優勢使用JtIMS，開發人員能集中地控制和維護地圖和數據庫數據，并集中實現應用程序功能，避免了以往系統的維護、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，更使開發人員可以將地圖信息系統緊密地與其他系統結合，給用戶提供統一，完整的綜合信息系統。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，所有系統都是瘦客戶機系統。現在隨著Internet技術以及Java、ActiveX技術的出現，瘦客戶機系統又重新出現。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。客戶機具有用戶接口，進行數據的顯示，客戶機/服務器負責應用處理過程，服務器端只進行數據的管理工作。這種體系結構使得應用系統能夠在客戶機和服務器端實現共享，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據分析工作，因此減少了網絡的阻塞。在JtIMS的工作方式下，所有的地圖源數據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維護即可，客戶端無須任何維護，大大降低了系統的工作量。客戶端的數據在第一次使用之后就會進行本地緩存，只要服務端的數據沒有更新，客戶端就可以直接取用本地緩存的數據，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據訪問效率。2.4多數據源接口JtGIS照顧到大多數用戶已有的地理數據為各種格式，由不同的GIS軟件進行采集而成。JtGIS提出多源數據管理的辦法，它提供的數據模型支持常見的GIS數據模型，通過實現多數據源接口，JtGIS可直接操作Oracle公司的OracleSpatialware空間數據庫、MapInfo數據和JtGIS壓縮數據格式。這樣JtGIS即可支持空間數據庫存儲海量地圖數據，也可利用文件方式來進行快速訪問，兩種方式各有其優越性：Oracle數據庫已漸成為空間數據庫的業界標準，其在空間查詢和對并發訪問的處理能力上都表現得極為出色，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據的訪問效率，由其在大用戶量訪問時，Oracle的性能更體現的淋漓盡致。JtGIS壓縮數據文件，結合文件內存映射和R樹空間索引，訪問地圖資源時，無需調入全部數據，減少了內存資源的消耗。即使在服務端存有幾G的數據，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動態注記與自動避讓這是JtGIS產品的重要特性之一，采用動態注記技術，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在數據組織上，將空間數據的存儲與數據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形式，由于空間數據是分層組織的，每一層數據對應一種地物類型，如何表示該層的幾何數據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。而像當前很多傳統的ＧＩＳ軟件，如ＭＡＰＩＮＦＯ，空間數據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數據庫連接池當采用空間數據庫（如Oracle）來組織地圖數據時，必然要涉及到建立數據庫連接，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建一個連接來訪問數據庫，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，并根據用戶訪問量的大小調整池的容量，以達到動態調節資源分配的目的。2.8地圖池同樣也是為了支持并發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,由于我們在空間數據庫和基于文件的這兩種方式上都已解決的多用戶并發訪問的問題，當有多個用戶訪問同一幅地圖數據數據時，我們只需在內存中創建一個地圖對象，這樣大大節約了資源，同時也提高了訪問效率。當我們對比MAPINFO的MapeXtrem時，發現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據，而不是為該用戶去創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，將矢量數據轉為光柵數據是該種方式的主要瓶頸，一般傳統的做法都是采用操作系統提供的ＧＤＩ庫實現該功能，這樣一是無法保證跨平臺性，二是多數ＧＤＩ庫是為屏幕顯示而做的，沒有對內存操作進行優化，如Windows平臺的ＧＤＩ庫，當用ＧＤＩ對象在內存鏡像上繪制圖形時，內部是通過創建隱藏窗口機制來實現的，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，我們實現了一套在內存區域中直接繪制圖形生成光柵數據的引擎，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據規模大、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（包含兩萬余個節點和弧段）的最短最優路徑分析。JtIMS路徑分析的算法核心，是在標準A－STAR算法的基礎上，對拓撲數據的組織方式、核心數據結構和排序算