公交智能調(diào)度系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)平臺(tái)解決方案

公交智能調(diào)度系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)平臺(tái)解決方案1.功能在Internet/Intranet迅速膨脹發(fā)展的形勢下，如何將GIS引入Internet/Intranet世界，使GIS充分利用和發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，就成為GIS發(fā)展研究的一個(gè)重要課題。與傳統(tǒng)的基于桌面或局域網(wǎng)的GIS相比，WebGIS具有以下的優(yōu)點(diǎn)：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(shí)訪問多個(gè)位于不同地方的服務(wù)器上的最新數(shù)據(jù)。平臺(tái)獨(dú)立性，無論服務(wù)器/客戶機(jī)是何種機(jī)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(shù)據(jù)，在本機(jī)或某個(gè)服務(wù)器上進(jìn)行分布式部件的動(dòng)態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)的協(xié)同處理與分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異構(gòu)GIS數(shù)據(jù)的共享?？梢源笠?guī)模降低系統(tǒng)成本，普通GIS在每個(gè)客戶端都要配備昂貴的專業(yè)GIS軟件，而用戶使用的經(jīng)常只是一些最基本的功能，這實(shí)際上造成了極大的浪費(fèi)。WebGIS在客戶端通常只需使用Web瀏覽器，其成本明顯要節(jié)省得多。另外,由于客戶端的簡單性而節(jié)省的維護(hù)費(fèi)用也不容忽視。平衡高效的計(jì)算負(fù)載，我們的WebGIS能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,將基礎(chǔ)性、全局性的處理交由服務(wù)器執(zhí)行,而對(duì)數(shù)據(jù)量較小的簡單操作則由客戶端完成。靈活高效地尋求計(jì)算負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載在服務(wù)器端和客戶端的合理分配。通過JtIMS，用戶可以在Internet/IntranetWWW上發(fā)布基于電子地圖的應(yīng)用系統(tǒng)。所有的最終用戶只需在自己的機(jī)器上安裝瀏覽器（如MicrosoftInternetExplorer或Netscape）即可訪問存放在服務(wù)器端的空間數(shù)據(jù)，用戶可以很方便地對(duì)地圖進(jìn)行放大、縮小、漫游、查詢、統(tǒng)計(jì)等操作。此外，JtIMS還提供了許多強(qiáng)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(shù)據(jù)源等。JtIMS可以訪問空間數(shù)據(jù)，如存儲(chǔ)在Oracle數(shù)據(jù)庫中的圖形數(shù)據(jù)。2.核心技術(shù)優(yōu)勢使用JtIMS，開發(fā)人員能集中地控制和維護(hù)地圖和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并集中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序功能，避免了以往系統(tǒng)的維護(hù)、同步困難的問題，尤其適合信息量大，用戶多的單位的實(shí)際情況。另外，由于使用Web瀏覽器作為客戶端，更使開發(fā)人員可以將地圖信息系統(tǒng)緊密地與其他系統(tǒng)結(jié)合，給用戶提供統(tǒng)一，完整的綜合信息系統(tǒng)。2.1基于Internet/Intranet標(biāo)準(zhǔn)JtIMS是基于Internet/Intranet的地圖應(yīng)用服務(wù)器。它采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，通過HTTP進(jìn)行文檔和文件傳輸，在瀏覽器端為標(biāo)準(zhǔn)的HTML語言，從而保證了與客戶端瀏覽器的無關(guān)性。JtIMS在客戶端提供了兩種工作模式，一種是標(biāo)準(zhǔn)的HTML網(wǎng)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(tái)的瀏覽器。另一種是ActiveX插件，這種方式能夠增強(qiáng)在瀏覽器端的交互性，并取得更高的瀏覽效率、降低服務(wù)端的運(yùn)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(fā)接口，便于用戶添加和維護(hù)自己的應(yīng)用，在客戶端可方便的擴(kuò)展擴(kuò)展HTML,Java或者JavaScript支持。2.2分布式服務(wù)體系結(jié)構(gòu)支持分布式服務(wù)體系結(jié)構(gòu)是JtIMS的一個(gè)重要的特性。JtIMS支持分布式結(jié)構(gòu)的重要因素在于它的良好的開放性。因?yàn)樗芘c任何標(biāo)準(zhǔn)的WebServer相連，JtIMS與WebServer的連接是通過應(yīng)用服務(wù)器完成的。一個(gè)WebServer可以任意掛接多個(gè)JtIMS地圖應(yīng)用服務(wù)器。JtIMS的Server可以自動(dòng)維護(hù)和協(xié)調(diào)WebServer和多個(gè)JtIMS之間的請(qǐng)求響應(yīng)關(guān)系。2.3瘦客戶機(jī)/智能文檔（ThinClient/IntelligentDocument）瘦客戶機(jī)系統(tǒng)是指在客戶機(jī)端沒有或者有很少的應(yīng)用代碼。在以往的終端和主機(jī)的體系結(jié)構(gòu)中，所有系統(tǒng)都是瘦客戶機(jī)系統(tǒng)。現(xiàn)在隨著Internet技術(shù)以及Java、ActiveX技術(shù)的出現(xiàn)，瘦客戶機(jī)系統(tǒng)又重新出現(xiàn)。JtIMS采用的是三層結(jié)構(gòu)，三層結(jié)構(gòu)包括客戶機(jī)、客戶機(jī)/服務(wù)器以及服務(wù)器?？蛻魴C(jī)具有用戶接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示，客戶機(jī)/服務(wù)器負(fù)責(zé)應(yīng)用處理過程，服務(wù)器端只進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理工作。這種體系結(jié)構(gòu)使得應(yīng)用系統(tǒng)能夠在客戶機(jī)和服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)共享，或者運(yùn)行在一些中間平臺(tái)，一般稱之為“應(yīng)用服務(wù)器”。應(yīng)用服務(wù)器能夠進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析工作，因此減少了網(wǎng)絡(luò)的阻塞。在JtIMS的工作方式下，所有的地圖源數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序都放在服務(wù)端，客戶端只是提出請(qǐng)求，響應(yīng)在服務(wù)端完成，只需在服務(wù)端進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)即可，客戶端無須任何維護(hù)，大大降低了系統(tǒng)的工作量?？蛻舳说臄?shù)據(jù)在第一次使用之后就會(huì)進(jìn)行本地緩存，只要服務(wù)端的數(shù)據(jù)沒有更新，客戶端就可以直接取用本地緩存的數(shù)據(jù)，一方面減少了服務(wù)器的載荷，另一方面也大大提高了客戶端的數(shù)據(jù)訪問效率。2.4多數(shù)據(jù)源接口JtGIS照顧到大多數(shù)用戶已有的地理數(shù)據(jù)為各種格式，由不同的GIS軟件進(jìn)行采集而成。JtGIS提出多源數(shù)據(jù)管理的辦法，它提供的數(shù)據(jù)模型支持常見的GIS數(shù)據(jù)模型，通過實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)源接口，JtGIS可直接操作Oracle公司的OracleSpatialware空間數(shù)據(jù)庫、MapInfo數(shù)據(jù)和JtGIS壓縮數(shù)據(jù)格式。這樣JtGIS即可支持空間數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)海量地圖數(shù)據(jù)，也可利用文件方式來進(jìn)行快速訪問，兩種方式各有其優(yōu)越性：Oracle數(shù)據(jù)庫已漸成為空間數(shù)據(jù)庫的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，其在空間查詢和對(duì)并發(fā)訪問的處理能力上都表現(xiàn)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(duì)空間數(shù)據(jù)的訪問效率，由其在大用戶量訪問時(shí)，Oracle的性能更體現(xiàn)的淋漓盡致。JtGIS壓縮數(shù)據(jù)文件，結(jié)合文件內(nèi)存映射和R樹空間索引，訪問地圖資源時(shí)，無需調(diào)入全部數(shù)據(jù)，減少了內(nèi)存資源的消耗。即使在服務(wù)端存有幾G的數(shù)據(jù)，在內(nèi)存上也不用做太多擴(kuò)充。在少量用戶訪問時(shí)，該種方式明顯比Oracle處理時(shí)間短。2.5動(dòng)態(tài)注記與自動(dòng)避讓這是JtGIS產(chǎn)品的重要特性之一，采用動(dòng)態(tài)注記技術(shù)，用戶在客戶端有限的顯示空間中不會(huì)看到不全的路名顯示，通過空間裁剪技術(shù)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(dòng)避讓技術(shù)在圖內(nèi)外的大部分產(chǎn)品中很少能看見，它結(jié)合遺傳算法、空間索引和光柵化等技術(shù)，使得無需人工排列注記位置，由程序自適應(yīng)地計(jì)算出興趣點(diǎn)注志、興趣點(diǎn)注記、道路注記合理的位置，使它們不會(huì)在顯示空間中出現(xiàn)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(shù)據(jù)組織上，將空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)可視化信息嚴(yán)格分開，即用地物類庫的形式來對(duì)地理對(duì)象分類，對(duì)每一類對(duì)象可單獨(dú)定義其可視化表現(xiàn)形式，由于空間數(shù)據(jù)是分層組織的，每一層數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一種地物類型，如何表示該層的幾何數(shù)據(jù)完全取決于地物類的定義，這樣整個(gè)地圖庫只用一個(gè)地物類庫就可對(duì)地圖顯示風(fēng)格進(jìn)行統(tǒng)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(duì)應(yīng)的地物類重新定義即可。而像當(dāng)前很多傳統(tǒng)的ＧＩＳ軟件，如ＭＡＰＩＮＦＯ，空間數(shù)據(jù)與可視化信息是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即每一個(gè)地理對(duì)象都要單獨(dú)定義其顯示方式，這樣會(huì)給地圖視化管理帶來很多不便。2.7數(shù)據(jù)庫連接池當(dāng)采用空間數(shù)據(jù)庫（如Oracle）來組織地圖數(shù)據(jù)時(shí)，必然要涉及到建立數(shù)據(jù)庫連接，這是代價(jià)最大的操作之一，如果每一次用戶訪問都要為其創(chuàng)建一個(gè)連接來訪問數(shù)據(jù)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(gè)連接池，預(yù)先分配好一些連接等待用戶訪問，并根據(jù)用戶訪問量的大小調(diào)整池的容量，以達(dá)到動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)資源分配的目的。2.8地圖池同樣也是為了支持并發(fā)用戶訪問和盡量減少服務(wù)器資源消耗，我們引入了地圖池的概念,由于我們?cè)诳臻g數(shù)據(jù)庫和基于文件的這兩種方式上都已解決的多用戶并發(fā)訪問的問題，當(dāng)有多個(gè)用戶訪問同一幅地圖數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)時(shí)，我們只需在內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)地圖對(duì)象，這樣大大節(jié)約了資源，同時(shí)也提高了訪問效率。當(dāng)我們對(duì)比MAPINFO的MapeXtrem時(shí)，發(fā)現(xiàn)每增加一個(gè)用戶訪問，MapeXtrem會(huì)吃掉約4M的內(nèi)存空間,而JtIMS只會(huì)占用幾Ｋ，它僅僅是存一些用戶數(shù)據(jù)，而不是為該用戶去創(chuàng)建一個(gè)地圖對(duì)象拷貝。2.9高速地圖圖像生成JtIMS是采用服務(wù)端根據(jù)客戶請(qǐng)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為光柵數(shù)據(jù)是該種方式的主要瓶頸，一般傳統(tǒng)的做法都是采用操作系統(tǒng)提供的ＧＤＩ庫實(shí)現(xiàn)該功能，這樣一是無法保證跨平臺(tái)性，二是多數(shù)ＧＤＩ庫是為屏幕顯示而做的，沒有對(duì)內(nèi)存操作進(jìn)行優(yōu)化，如Windows平臺(tái)的ＧＤＩ庫，當(dāng)用ＧＤＩ對(duì)象在內(nèi)存鏡像上繪制圖形時(shí)，內(nèi)部是通過創(chuàng)建隱藏窗口機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的，這在資源分配和處理效率上都會(huì)大打折扣的。在綜合考慮了多方面因素后，我們實(shí)現(xiàn)了一套在內(nèi)存區(qū)域中直接繪制圖形生成光柵數(shù)據(jù)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(tái)的要求。2.10快速路徑分析JtIMS路徑分析功能具有數(shù)據(jù)規(guī)模大、速度高、可定制性強(qiáng)的特點(diǎn)。利用JtGIS的路徑分析功能，您可以在一般配置的PC機(jī)上，在一秒種之內(nèi)，完成全廣州道路（包含兩萬余個(gè)節(jié)點(diǎn)和弧段）的最短最優(yōu)路徑分析。JtIMS路徑分析的算法核心，是在標(biāo)準(zhǔn)A－STAR算法的基礎(chǔ)上，對(duì)拓?fù)鋽?shù)據(jù)的組織方式、核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和排序算