基于开源技术的数字县级地理信息公共平台构建

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摘要： 本文探索完全运用Geoserver、Openscale、PosGIS等开源技术建设县级数字城市地理信息平台，搭建了电子地图框架和门户网站，不仅解决了县级平台与市级平台互联互通的问题，更降低了经济成本，为实现县级数字城市平台探索免费开源的新思路。

Abstract： This paper explores the construction of county level digital geographic information public platform completely based on open source technology， such as Geoserver， Openscale， PosGIS， builds an electronic map framework and portal site， which not only solves the problem of the county level platform and the municipal platform interoperability， but also reduces the economic costs， in order to explore the new ideas of free and open source for digital city platform.

关键词： 开源；Geoserver；Openscale；GIS；地理信息公共平台

Key words： open source；Geoserver；Openscale；GIS；geographic information public platform

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）09-0084-03

0 引言

数字城市是城市信息化建设不可或缺的基础支撑，自从2006年国家测绘地理信息局启动“数字城市地理空间框架建设”以来，数字城市建设基本已覆盖绝大部分的地级市，现已将逐步向县级城市大力推进，实现基于网络化的国家、省级、市级、县级互联互通的地理信息公共平台。然而，目前已有的大部分县级数字城市建设绝大部分集中在经济发达地区，中西部欠发达地区的经济、技术、基础测绘条件相对较弱，推进工作存在技术力量薄弱、资金缺乏、硬件老化等诸多困难。然而，经济的飞速发展又使得这些县（区）对建立该区域内权威统一的基础地理空间信息公共平台有着非常迫切的需求。如何降低县级数字城市平台建设的成本，并实现与市级、省级的互通是经济欠发达县区面临的重要课题。

软件开源目前已经成为一种发展趋势，开源GIS平台凭借其源代码公开，可以灵活修改、复制、再分发以实现不同需求等优势逐渐引起了广泛的关注，运用于欠发达地区的地理信息公共平台搭建具有很强的适用性。本文目的在于探讨完全利用开源软件搭建县级地理信息公共平台的技术路线和方法，结果表明，这种方式不仅可以降低该区域空间数据获取与利用的技术难度与经济成本，还可以节约成本，对于丰富及完善市级与省级地理空间框架，促进地方社会经济的发展都有着极为重要的意义。

1 关键技术

近年来，随着开源技术的蓬勃发展，许多优秀的开源软件大量涌出，这些平台不受数据兼容性、易用性等问题的限制，功能性强、技术较为先进，受到许多技术狂热者的大力支持。然而，由于这些开源平台多属于底层开发，和商业平台比起来开发周期长、难度大，在功能和界面上都有很大的局限性，尤其是在如何与商用软件的耦合方面是一个很大的技术难题。经过对比和研究，最终选定了以下几个软件作为本项目的开发平台。（图1）

1.1 OpenScales地图框架 OpenScales是一个优秀的前台地图框架，开发者可以用来开发各种网络版、手机版和桌面版的地图程序。它是基于ActionScript 3 和 Flex写的，能够支持各种标准的地图服务，比如WMS、WFS、TMS、OSM等。它是基于LGPL开源协议的，从出道就极受欢迎，因为与 Google Map Flex API 和 ArcGIS Flex API 等其他基于FLEX的前台地图框架相比，它是开源免费的，这意味着无限的潜力。它的功能主要包括：能够支持多种图层；兼容各种地图服务软件；强大的矢量描绘功能；支持点击、拖拽完成地图编辑操作；内置地图控件；多平台支持。

1.2 GeoServer GeoServer基于JAVA语言编写的。利用GeoServer可以方便的地图数据，允许用户对特征数据进行更新、删除、插入操作，通过GeoServer可以方便地在用户之间迅速共享空间地理信息。它可以兼容WMS和 WFS特性；支持PostGIS 、Shapefile 、ArcSDE、 Oracle等数据格式；支持上百种投影；能够将网络地图输出为jpeg、gif、png 等格式；能够运行在任何基于J2EE/Servlet容器之上，是目前最为流行的WebGIS开源平台。

1.3 Flex Flex是一高效、免费的开源框架，可用于构建具有表现力的 Web应用程序，这些应用程序利用Adobe Flash Player和Adobe AIR，运行时跨浏览器、桌面和操作系统实现一致的部署。它是目前公认的流媒体技术支持最好的应用。丰富绚丽的界面元素，可以给用户最好的使用体验。

1.4 HTML5 HTML5是用于取代1999年所制定的 HTML 4.01 和 XHTML 1.0 标准的HTML标准版本；现在仍处于发展阶段。HTML 5有两大特点：首先，强化了Web网页的表现性能。其次，追加了本地数据库等 Web 应用的功能。广义论及HTML5时，实际指的是包括HTML、CSS和JavaScript在内的一套技术组合。它希望能够减少浏览器对于需要插件的丰富性网络应用服务，如Adobe Flash、Microsoft Silverlight，与Oracle JavaFX的需求，并且提供更多能有效增强网络应用的标准集。

1.5 PostGIS PostGIS是一种对象关系型数据库PostgreSQL的一个扩展，PostgreSQL也是目前功能最强大、特性最丰富和最复杂的自由软件数据库系统，是目前最重要的开源数据库产品开发项目之一。PostGIS在对象关系型数据库PostgreSQL上增加了存储管理空间数据的能力，相当于Oracle的spatial部分。PostGIS最大的特点是符合并且实现了OpenGIS的一些规范，是最著名的开源GIS数据库。

2 实施方案

数字县级地理信息公共平台是一个集数据、资源、信息供享为一体的平台，其中的最重要的部分就是电子地图框架。在试验中，整个平台以TomCat为Web应用服务器，以Geosrerver为地图数据的服务器，以openscale为地图展示框架，实现地图资源的显示、浏览、操作，以及对空间信息的查询、搜索、绘制等功能。

2.1 系统架构 平台是B/S架构，主要分为数据层、服务层、应用层三个基本架构，其体系架构图如图2所示。

①数据层。数据层以试验区地理空间框架数据库为基础，主要包括平台所需的地理实体数据、电子地图、地名地址、道路、影像等基础地理空间框架数据。数据主要由开源软件PostGIS空间数据库进行组织管理。

②服务层。服务层支撑着应用层地图应用服务、数据接口服务等功能。所有服务均遵循标准服务接口规范。Geoserver地图服务器是整个平台的核心，它接收浏览器发送的对空间数据的请求，调用WMS/WFS服务完成用户请求的地图数据的查询分析功能，并通过Web服务器将操作的结果返回给客户端浏览器或其他地图平台。

③应用层。应用层只要是客户端用户与平台服务器的交互接口，当用户通过浏览器端发出浏览、查询等操作时，服务器端就会进行处理和运算，并将结果在客户端浏览器显示。

2.2 功能实现

①电子地图框架。电子地图框架的功能主要包括，地图浏览、兴趣点查询、路径分析、地图对比、书签管理、打印输出、全屏展示、公交换乘等基本的功能。功能难点主要在地图调用上，由于该平台采用的开源的OpenScale不具备调用市、省级的ArcGISServer MapServer服务类型的接口，因此，需要编写转换接口进行服务的调用，还要解决互相叠加显示的问题，以实现不同平台的互联互通。另外，平台还实现了调用天地图、谷歌、NASA地图等其他网络共享地图。

②门户网站。门户网站是各类应用、资源、信息的汇聚中心，是平台资源交换共享的门户。目前，门户网站主要包括以下几个版块：首页、电子地图、服务资源、市县直通、下载中心等功能。用户通过电子地图可以进行地图浏览及操作，通过服务资源可以查看数据服务的详细信息，也可以通过下载中心下载平台的二次开发接口及相关学习资料。将来还可以根据当地的特点定制具有当地特色的界面和功能。

3 结论与展望

目前，开源GIS平台已逐渐从从实验室走向了实用化和商业化，虽然在很多方面距x商业GIS平台或独立底层开发平台有一定的差距，但它具有扩展性强、部署灵活性好、软件成本低廉等优势，尤其是在存在资金困难的地区或者中小企业会有非常好的运用价值。本文通过研究和尝试开源技术运用于县级数字城市地理信息平台，取得了一定的成效，探索了一种新的解决方案。下一步除了继续完善已有的成果以外，还将继续研发后台运维管理系统，使平台形成一个集空间资源整合、管理、服务、应用搭建及运维保障为一体的完整解决方案。

参考文献：

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