1、1山西地图网设计与开发中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号： 一、项目概述 （一） 、建设目标 “山西地图网”是顺应地图信息化发展需要，借助多类模拟地图成果，开发网上电子地图、地域文化地图、便民专题地图等，及时发布山西地图资源，推进地图成果网络化服务，建立起山西省专业地图门户网站。 “山西地图网”在展现山西丰富多样的地图作品同时，为公众、企业提供各类专业服务，从而满足经济建设、城市建设和人民文化生活不断增长对地理信息的需求。 （二） 、网站内容 “山西地图网”主要包括以下八个内容： 1、首页。突出地图在线板块，同时辅以新闻动态、地图作品、地域文化、地图文化四个板块。 2、地图作品。
2、系统展示地图院多年来编制出的地图集、册、挂图、特种地图等地图资源。 3、行走三晋。包含山西历史、山西旅游两方面内容。二者分别以时间和空间轴的展示理念，借助专题和矢量地图，着重展示山西各朝代的政区、自然、人口民族、经济、文化、军事以及山西自然、人文景观。 4、地图文化。以图片和文字的方式展现地图的起源发展，同时开设2测绘知识、地图知识、地图百科、地图收藏等特色栏目。 5、地图在线。以全省基础地理底图作为基础，将各种服务信息与其空间位置信息结合起来，提供丰富、快速的空间信息服务，涵盖餐饮、住宿、交通、购物、休闲、娱乐、旅游、市县风采等专题信息。 6、新闻动态。发布测绘动态、工作动态等信息内容。 7
3、、留言板。以留言板的形式给用户提供交流的空间。 8、关于我们。提供单位简介、生活天地、单位大事记等内容。 二、设计原则 按照专业性、知识性、服务性的总体思路，立足社会需求，系统整合地图和专题信息，统筹规划，逐步完善地理空间信息专业应用，为公众、企业提供各类专业服务。具体设计和建设中遵循以下几项原则： （一） 、长远规划，滚动发展 在项目技术路线选择、总体结构设计以及关键技术选择时，兼顾网站当前需求和后期发展需要，先期建设工作要为后续发展奠定框架基础，满足网站滚动累进的发展需要。因此，在系统架构和技术选型上保持适当的领先，从而保证建成的平台是一个开放的、可不断扩展的平台。 （二） 、技术先进，系
4、统实用 平台的设计与建设采用基于 SOA(面向服务的体系结构)与 J2EE 模式的 Service GIS，并利用已经产品化的技术模式，确保系统的先进性和可扩展性，同时兼顾实用性，使系统成熟可靠。 （三） 、重用资源，节约投资 山西省地图院在网络、系统的软硬设备、数据资源、信息化机构设3置、技术与管理人才队伍建设上都有了一定的基础，要充分利用和提高现有的条件与资源，减少投资，避免重复建设。 三、总体设计 （一） 、系统结构 整个系统划分为以下 6 个层次： 1、网络与硬件层：包括数据库服务器、应用服务器、交换机、防火墙。 2、平台软件层：包括基础 GIS 平台软件、操作系统、数据库管理软件、杀
5、毒软件。 3、数据层：包括基础地图数据库、专题地图数据库、网站业务数据库。 4、应用支撑平台层：WebGIS 服务组件。 5、应用层：由网站和网站后台管理系统构成，网站包括地图在线等8 个模块，后台管理系统包括栏目管理、文章管理、用户管理、友情链接管理等模块。 6、用户层：由社会公众和网站管理员构成。 （二） 、项目开发技术思路 网站平台软件架构采用了面向服务的软件架构（Service-Oriented Architecture） ，SOA 是一种组件模型，它通过应用程序功能单元（称为服务）之间定义完善的接口和契约，来联系应用程序中的不同服务。 Service GIS 是一种基于面向服务软件工
6、程方法的 GIS 技术体系，它支持按照一定规范把 GIS 的全部功能以服务的方式发布出来，可以跨平4台、跨网络、跨语言地被多种客户端调用，并具备服务聚合能力以集成来自其他服务器发布的 GIS 服务。 Service GIS 能更全面地支持 SOA，通过对多种 SOA 实践标准与空间信息服务标准的支持，可以使用于各种 SOA 架构体系中，与其它 IT 业务系统进行无缝的异构集成，从而可以更容易地让应用开发者快速构建业务敏捷应用系统。 四、关键技术 （一） 、金字塔图片服务引擎与 GIS 功能服务引擎一体化集成技术 “山西地图网”将网络地理空间信息服务系统划分成多个独立物理层次，可以有效实现多层缓
7、存机制，搭建高效的缓存体系框架。 1、地理空间信息数据预取机制。GIS 服务引擎一旦被企业服务器装载，将常驻内存直至企业服务器主动进行系统资源回收。因此，预先从数据库服务中获取部分数据在内存可以减少 GIS 服务组件访问空间数据库的次数，减少数据库系统资源的消耗。空间数据的分布具有明显的二维聚类分布的特点，相邻的地理元素具有一定相似性，Hilbert 曲线能较好地体现空间对象的邻接关系，利用 Hilbert 曲线对地理元素进行编码，具有相同或者相近 Hilbert 码的地理元素其空间距离也相邻。利用关系型数据库 SQL 查询操作可以快速批量提取地理空间相近的地理元素，避免多次访问数据库。 2、
8、 处理结果缓存。根据 Internet GIS 用户访问统计规律，对地理空间按感兴趣度进行划分和建立等级制度，不同于传统 Web 服务器的 LRU缓存算法，对于感兴趣度指标大的地理空间，缓存查询条件和对应的查5询结果。对于需要制图服务的请求，矢量数据栅格化的结果按照影像金字塔的数据组织方式进行管理。 3、网络前端缓存。网络前端缓存是客户端程序的本地缓存方法，减少客户端程序连接服务器是提高 Internet GIS 系统最有效的方法。网络前端缓存采纳了这种系统的优点，采用了逐步获取一定比例尺度的数据，在客户端进行拼接，曾经访问过的区域数据缓存在客户端本地，减少了网络传输量和网络之间的交互次数。
9、平台在核心 GIS 服务引擎的基础上内置了金字塔图片服务引擎。基于双引擎联动工作模式，可以有效地解决单独图片服务引擎更新困难和无法进行深度 GIS 功能分析展现的局限性。 通过图片服务引擎模式加 GIS 功能服务服务引擎一体化联动技术可以有效解决这类问题，一旦 GIS 空间数据变化后，图片服务引擎会接收到 GIS 服务引擎传递的变化消息，自动根据变化数据的空间范围进行重新切片替换。 （二） 、高性能的 WEB GIS 与集群技术 由于网络处理相当复杂，目前常见的 Internet 地图服务软件普遍采用了与 Web 服务器相结合的方法来进行开发，但是由于 Web 服务器普遍使用多线程的方式处理客
10、户端请求，而大部分地图引擎目前均不支持多线程，会带来网络流量的加大、配置复杂、开发与调试难度大的问题。为了从根本上解决问题， “山西地图网”采用了若干创新技术来提供高性能的 Service GIS 服务，主要如下： 1、集群技术。针对地理空间信息的空间分布特性，改进通用集群技6术，提出面向地图内容的集群构建技术，其中动态负载器组件是其核心部件，负责分配服务器节点执行空间信息查询和空间分析。同时，为了提高性能，采取必要的缓存策略，将经常访问的基础底图数据缓存在内存中，从而减少磁盘的操作。 2、智能缓存技术。缓存技术是提供 Internet GIS 性能最有效的手段，平台将网络地理空间信息服务系统
11、划分成多个独立物理层次，有效地实现了多层缓存机制，搭建高效的缓存体系框架，包括：1） 地理空间信息数据预取机制，2） 处理结果缓存，3）网络前端缓存。 3、Ajax 技术。平台采用 Ajax 技术，提高网站地图浏览速度，地图操作无明显延迟。 测试表明，上述技术的应用，可以极大地提高 Service GIS 的访问性能。 （三） 、海量矢量数据管理技术 “山西地图网”资源数据库建设需要管理海量的空间数据，从技术上来看，必须要采用空间数据库技术。这就要求 GIS 平台支持基于关系数据库管理空间数据，实现空间数据与非空间数据的一体化管理和网络环境下的多用户安全并发访问控制机制，并具有较完善的空间数据
12、索引机制和较高的数据并发访问性能。 五、结束语 “山西地图网”采用全新的技术框架，结合服务式 GIS 和 Ajax 技术，研发金字塔图片引擎，采用多级智能缓存技术实现地理空间信息快速发布,实现空间数据与非空间数据的一体化管理和网络环境下的多用户安全7并发访问控制机制,及时为公众提供工作动态、地图作品、地图在线服务、地图文化和山西地域文化等五大服务功,较好地满足公众与社会群体对地理信息、社会信息等多方面需求，成为宣传山西、方便民众的专业化地图门户网站。 参考文献 1）宋关福 Service GIS 与面向服务的地理信息共享 2）明媚 焦丽梅 面向应用的数据库服务器性能优化方法研究J计算机工程与应用J2004 40(34) 尹章才，李霖，黄茂军. 地理数据库驱动的地图表达机制研究J测绘科学，2007(1) 作者简介：李朝新，男，工程师，现任山西省地图院副院长（副处） ，主要从事地图编制（普通地图、专题地图、电子地图、互联网地图等）工作。
