基于webgis空间数据库建立广西基础交通地理信息系统
⑴ 地理信息系统软件有哪些
软件主要包括以下几类：操作系统软件 、数据库管理软件 、系统开发软件 、GIS 软件，等专等。属 GIS软件的选型，直接影响其它软件的选择，影响系统解决方案，也影响着系统建设周期和效益。
地理信息系统是能提供存储、显示、分析地理数据功能的软件。主要包括数据输入与编辑、数据管理、数据操作以及数据显示和输出等。作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科，得到了广泛关注和迅猛发展。
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开发方法：
1、集成式GIS，优点是各项功能已形成独立的完整系统；缺点是系统复杂、庞大，成本较高，并且难于与其他应用系统集成。
2、模块化GIS，具有较强的工程针对性，便于开发和应用。
3、组件式GIS，具有标准的组件式平台，各个组件不但可以进行自由、灵活的重组，而且具有可视化的界面和使用方便的标准接口。
4、WebGIS，未来的WebGIS将是基于COM/AetiveX或COBRA/Java开发的分布式对象GIS系统。
⑵ 请教一下webgis在智能交通这方面的发展现状
公共交通与其它交通方式相比具有人均占用道路少、能源消耗低、运输成本低、污染相对较小、客运量大，运送效率高等优点，它是解决大、中城市交通拥堵等交通问题的有效方式之一已成为共识。随着智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）这阵春风刮来，国内已经研制出许多以ITS为背景，运用通信技术、计算机网络技术、传感器技术、GPS、GIS等高科技手段的智能公交运营指挥调度系统[1]，这些系统的产生及其运用极大地提高了公交的调度效率，改善了公交的服务水平。但是，由于受到已有技术上的限制，这些系统依然存在一些不尽如人意的地方，比如系统造价太高、对使用者知识水平要求过高、与老系统的兼容性不高等。如何优化这些系统，一直是研究智能公交系统的同仁共同努力的目标。万维网地理信息系统（WebGIS）出现，为我们探索建立低成本、智能化、人性化、高效率的智能公交运营指挥调度系统开辟了一条光明大道。
一、智能公交运营指挥调度系统
1、智能公交运营指挥调度系统的定义
智能公交运营指挥调度系统是一个集公交指挥调度、公交运营管理、综合业务通讯、乘客信息系统、动态信息发布、远程图文信息发布、网上交通信息查询，多媒体数据信息传输系统等于一体的全方位调度管理服务系统。
2、智能公交运营指挥调度系统的组成
一般来讲，智能公交运营指挥调度系统由监控调度中心、区域调度中心、车载单元、乘客信息系统、通信系统等几部分组成。各系统之间通过有线网络系统或无线移动通信系统组成一个有机整体。
二、万维网地理信息系统（WebGIS）
万维网地理信息系统（WebGIS）是指基于Internet平台、客户端应用软件采用WWW协议运行在万维网上的地理信息系统。它是利用互联网技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术，其核心是在地理信息系统中嵌入HTTP和TCP/IP标准的应用体系，实现互联网环境下的空间信息管理等地理信息功能。它是地理信息系统技术和互联网技术相结合产生的一种崭新的、革命性的新技术，使基于地图（图形、图像）的应用系统得以通过互联网技术在各行各业中得到广泛应用。
万维网地理信息系统（WebGIS）是当前GIS发展的主要方向，有着传统GIS无法比拟的优点。把作为GIS的首要发展方向的WebGIS用在智能公交运营指挥调度系统中是一种有益的尝试。
三、WebGIS在智能公交运营指挥调度系统中的应用
1、公共交通信息网上查询
公交信息查询服务子系统是智能公交运营指挥调度系统的重要组成部分。
1）公交信息查询服务子系统的功能设计
基于WebGIS公交信息查询服务子系统应包括如下功能：(1)交通电子地图的编辑显示功能，如放大、缩小、移动等;(2)公交信息查询，如某条公交线路的停靠站点、首、末班车时间、票价等;(3)提供最优路径查询,包括公交线路、换乘站点及换乘线路、经过站点等，并且查询结果可以以矢量图的形式予以显示；(4)公交线路变更情况说明和征求市民意见等。
2）公交信息查询服务子系统的技术实现方法
公交信息查询服务子系统由服务器端、客户端和Internet/Intranet网络等三部分组成（如图1）。服务器端建立在监控调度中心，由Web服务器(Web Server)、IMS服务器(Internet Mapping Server, 简称IMS)和空间数据库（Database）等三部分组成；客户端是连接在Internet/Intranet网络上的所有电脑；网络是已经存在的Internet/Intranet。目前IMS服务器开发平台有美国ESRI的ArcIMS、加拿大VTT公司的VTT WebGIS、我国超图公司的SuperMap I5.NET5等可供选用。
服务器端WebGIS应用软件的开发可以利用ActiveX技术或Java Applet技术，将具有GIS功能的组件嵌入用户自己开发的应用程序中，用集成二次开发方式设计实现。这种开发方式将计算在客户端和服务器端作了个较为均衡和合理的分配，客户端在浏览WebGIS网页时一次性下载一个ActiveX控件或Java Applet小程序，实现诸如地图缩放、平移、测量、最优路径分析、图层叠加和专题地图生成等GIS功能，承担部分力所能及的计算负载，使系统具有很好的灵活性和可扩展能力。
客户端有HTML viewer和Java viewer两种。HTML viewer是一个轻量级的客户端，不支持一些GIS功能，但它支持最广泛的浏览器并有着高度的可定制性。Java viewer可以根据需要定制一些GIS功能，包含丰富的GIS工具。用户在查询公交信息时，只要从服务器端下载一个ActiveX控件或Java Applet小程序，就可以进行正常查询了。现阶段成熟的IMS都有这个的功能。
监控调度中心把城市电子地图、公交线网、公交站点、公交时刻表等公交相关信息发布到IMS服务器上，用XML(eXtended Markup Language,简称XML)编辑器创建地图配置文件。该地图配置文件是用XML写的。然后使用IMS服务器开发平台自带的服务发布工具把地图服务在服务器上发布为地图服务。当客户想查询信息时，只要输入相应的查询信息或在电子地图上直接点击相应的图形图像，该信息在客户端生成XML格式的请求，并传送给服务器。如果服务器收到一个来自客户端的XML格式的请求，空间服务器会生成一个XML格式的响应，同时地图服务通过一种或两种方式把地图和相关信息发送到客户端：用图像的方式或矢量流的方式。
2、公交车辆的自动监控和调度
公交车辆监控调度子系统是智能公交运营指挥调度系统的主要组成部分之一。当前随着基于Internet/Intranet的Web GIS和GPRS通信技术等一批新技术登上应用舞台,综合应用这些技术手段，构建一个高效、大容量、易扩展的现代的GPS公交车辆定位导航调度系统就成为可能。
1）系统功能设计
基于WebGIS的公交车辆监控调度子系统应该具有如下功能：（1）公交车辆的定位；（2）中心与公交车辆之间的双向通信；（3）随时向车辆发送调度指令；（4）向乘客信息系统发送交通信息等。
2）系统的技术实现方法
该系统在逻辑上主要由GPS定位系统、GPRS移动通信网和Internet/Intranet网络、WebGIS信息管理调度系统有机组合而成。而在物理上，（如图2），则主要由基于惯性原理的GPS/DR车载定位仪、GPRS通信网、车辆监控调度中心(Web Server)、信息发布终端4部分构成。运行时，车辆定位调度系统将车载GPS/DR数据，经由通信控制器、GPRS模块以及自定义的GPRS通信应用层协议接口，由GPRS网络发送到监控中心的Web Server服务器端，显示在电子地图上；控制中心由监控调度中心的主服务器和分布在各服务区的区域调度中心的子服务器共同构成，形成分布式管理调度网络。控制中心通过GPRS公用网提供的各项服务，在将调度信息发送到车载平台的同时，还可以利用GPRS和Internet/Intranet,将导航地理信息发送到各类信息发布终端。
基于GPRS/Internet/Intranet通信平台的分布式GIS系统，让用户可以利用各种终端，如普通PC、支持无线Internet/Intranet访问的 PDA和嵌入式设备，以无线或有线的方式访问GIS服务器获得地图数据和车辆状态信息。工作时，由数据通信服务器完成监控中心和客户端之间数据流的接收和发送，并对数据作分类预处理，即直接输入车辆属性信息数据库或实时转发给客户端；数据库服务器支持空间地理信息和属性数据库；信息发布Web服务器通过Web C/S和 B/S方式支持客户端数据访问服务。
四、总体评价
作为智能运输系统（ITS）的重要组成部分，智能公交运营指挥调度系统既自成体系，又需要和ITS其它子系统之间相互联系，共享信息（这些信息为文本、图像、声音、视频等格式）。而这些信息数据量大，实时性高，并且分布于不同系统的局域网上。这个问题，必须通过高科技手段来科学地解决。同时，作为直接面向人民大众的窗口服务系统，智能公交运营指挥调度系统面向普通老百姓的界面又必须简单易懂、容易操作。目前北京、上海、杭州、青岛等一些大城市也在试用一些智能公交运营指挥调度系统。这些系统对于提高公交调度的效率、改善公交的服务水平都产生了巨大的作用，但是这些系统由于技术上的限制，对于系统内部信息共享、和其它系统之间的信息共享、面向Internet/Intranet的公交信息实时发布等方面依然存在一些不足。表现在：（1）系统与城市交通信息中心及其它诸如市政管理系统等其它信息系统之间的信息共享通路不畅通，无法做到公交调度的实时调整和公交相关信息的实时发布；（2）由于系统软硬件的差异，很难与现存的交通管理系统、交通信息发布系统等系统的融合，违背了一次规划分步实现建设ITS的初衷；（3）系统内部各部门之间共享信息通路不畅，无法很好地满足实时公交调度的需求；（4）乘客信息系统存在提供的信息实时性差，查询界面不人性化，可供查询的信息较少，查询系统响应速度慢，对用户自身的要求较高等不足。
WebGIS是Internet网络和传统地理信息系统有机结合的技术，不仅包含了传统Internet网络和地理信息系统技术的全部性能，而且还具备了它们二者所不具备的优点。基于WebGIS的智能公交运营指挥调度系统很好地解决上述问题，具有如下优点：
1、系统的信息共享能力更强
WebGIS的数据整合可以打破空间数据固有的界限，将空间数据与其他各种类型的数据融合在一起，为应用提供统一的数据存取模式，从而为空间数据共享、综合和知识发现提供更大的方便。在Internet这个开放的、分布的、全球性的信息基础平台上，以Open GIS的标准为参考，重构GIS软件的体系结构而形成的WebGIS具有开放性、兼容性、易拓展性、数据更新快等特点。
首先，可以充分利用已有的GIS数据资源，将常用的多种数据转换成自己的空间格式和相应的关系数据库。利用现有Internet/Intranet的基础设施和老的调度系统，以较少的投资就可以建立一套覆盖整个城市范围的系统。保护了先期投资。
其次，可以综合利用Internet上的各种信息。智能公交运营指挥调度系统所需要的ITS的其它子系统的各种信息不必全部集中到一个系统上来，而是按照其来源分布于各系统之中。只要通过Internet/Intranet相联，智能公交运营指挥调度系统就可以方便地实时地运用这些数据。大大地降低系统负载，加快访问速度。在公交调度过程中，控制中心需要根据得到的实时信息和历史资料权衡比较，才会形成一个调度方案，而这些信息来自多个部门系统。比如道路交通情报来自交通管理信息中心，道路维护信息来自市政部门，天气状况来自气象部门等。及时动态获得各种信息是能够进行实时调度的关键。
再次，运用WebGIS技术，监控调度系统分布在各个区域的子服务器和监控中心的主服务器共享主服务器上的GIS软件，不需每个子服务器都安装GIS软件。做到合理分工，各司其职。降低了成本。公交运行过程中，客流变化情况、车辆运行状况和其它相关信息汇聚于监控调度中心，而各路车辆的实际调度由分布在城市各个角落的区域调度中心负责。区域调度中心只要访问监控中心的服务器，调用自己需要的数据，运用WebGIS提供的GIS分析功能，进行相应的分析计算和发布指令，就可完成调度任务。
2、网络信息查询速度更快，范围更广，查询界面更人性化
由于该系统是在Internet/Intranet信息发布、数据共享、交流协作基础之上实现GIS的在线查询和业务处理等功能，运用了分布式并行计算和多线程并行计算技术。WebGIS可以避开繁忙的Web服务器，直接利用JAVA提供的URL对象访问网络上的各种交通信息，其访问方式就如同访问本地文件系统一样。WebGIS分布式的体系结构在客户端和服务器端都能提供活跃的、可执行进程，能够有效地平衡两者之间的处理负载，最大限度地发挥了现有计算机软硬件资源的利用率。同时，多线程并行计算技术为I/O吞吐、查询计算、图形刷新和用户界面等操作赋予不同的线程优先级别，支持高度并发性的访问方式。这两种技术的运用大大地加快了用户查询计算的等待时间，方便了运用，保证了系统的安全性。
运用标准的Internet浏览器作为用户使用界面和工具。基于WebGIS公交运营指挥调度系统查询子系统不仅提供传统的文字信息的查询，更重要的是它提供了图文交互的“傻瓜式”查询模式，直接以电子地图为操作对象，辅以少量的文字界面。不仅可以查到相应的公交车路线、换乘站点、公交线路走向等基本公交信息，而且具有最短路径分析、公交车运行现状查看、自动生成出行计划或方案等高级计算查询功能。无论用哪种方法查询，查询结果都在电子地图上显示出来，并有相应的文字说明，简单易懂。真正地达到了为最广大的市民服务的目的。
随着我国经济的快速健康地发展，高新技术、先进的管理经验和调度手段的广泛应用，城市公交系统必将逐渐实现信息化、智能化，公交服务质量将大大改善、公交竞争力将大大增强。把作为GIS的首要发展方向的WebGIS用在智能公交运营指挥调度系统中是一种有益的尝试。它不仅可以加强公交调度系统的功能，使其能够满足人们日益寄予厚望的城市公共交通的需求，而且有利于现有交通地理信息和城市管理信息各子系统的融合，加快了智能运输系统的发展，为智能运输系统的建设提供的了一个开放的平台。
⑶ 基于WebGIS的在线空间分析系统研究与实现
面向空间信息服务的WebGIS分布式体系结构及关键技术
摘要集成空间信息到关系型数据库，使得关系型数据库能更有效地为企业业务需求服务。本文对空间数据的概念、空间数据库的建立、WebGIS的功能特点、体系结构及关键技术进行了分析和探讨。
关键词空间信息服务；空间数据库；WebGis
1引言
基于关系型数据库（RDBMS）来进行空间数据的存储和管理，目前已经为构建空间数据库的主流技术。MapXtreme2004提供了空间服务器访问。这是一项强大的功能，允许开发人员连接到存储在空间服务器（例如，在MicrosoftSQLServer、Informix或OracleSpatial数据库上运行的MapInfoSpatialWare）中的实时数据。空间服务器允许公司将其地图数据存放在企业数据库中，以便集中管理并获得更高的安全性。SpatialWare这样的空间服务器为公司的空间数据提供了高级查询处理和提高的性能。
近年来，随着计算机技术的进步，地理信息系统也得到了飞速的发展，各种各样的地理信息应用系统建设很快，具有覆盖面广、层次多、规模大的特点。与此同时，GIS软件的网络化应用也得到了很大的发展，用户对于WebGis的需求也越来越大。WebGIS有利于充分利用计算机资源，增强协同处理业务的能力，进行业务监控，方便查询和统计。
2空间信息简介
2.1空间数据的特征
数据是信息系统的基础，一般认为数据是信息的载体，信息是数据的内涵。利用计算机来处理数据，提取信息是信息系统的基本功能。GIS处理的主要是和空间位置、空间关系有关的数据，即空间数据。一般来说，空间数据具有以下基本特征：
空间性：这是空间数据最主要的特性。空间数据描述了空间物体的位置、形态，甚至需要描述物体的空间拓扑关系。例如描述一条河流，一般数据侧重于河流的流域面积，水流量，枯水期等。而空间数据则侧重于河流的位置、长度、发源地等和空间位置有关的信息。复杂一点的还要处理河流与流域内城市间的距离、方位等空间关系。空间性是空间数据区别于其他数据的标志特征。
抽象性：空间数据描述的是现实世界中的地物和地貌特征，非常的复杂，必须经过抽象处理。不同主题的空间数据库，人们所关心的内容也有差别。所以空间数据的抽象性还包括人为地取舍数据。抽象性还使数据产生多语义问题。在不同的抽象中，同一自然地物表示可能会有不同的语义。如河流既可以被抽象为水系要素，也可以被抽象为行政边界，如省界，县界等。
多尺度与多态性：不同的观察尺度具有不同的比例尺和不同的精度，同一地物在不同的情况下就会有形态差异。最典型的例子有：就形态而言，任何城市在地理空间中都占据一定范围的区域，因此可以认为其是面状地物，但在比例尺比较小的空间数据库中，城市是作为点状地物来处理的。
多时空性：GIS数据具有很强的时空特性。一个GIS系统中的数据源既有同一时间不同空间的数据系列；也有同一空间不同时间序列的数据。不仅如此，GIS会根据系统需要而采用不同尺度对地理空间进行表达。GIS数据是包括不同时空和不同尺度数据源的集成。
2.2空间数据库的建立
2.2.1安装MapInfoProfessional、MapXtreme、SpatialWare
SpatialWare提供了以下几种特征和益处：①使空间数据和属性数据的完全集成。②使MicroSoftSQLServer和MapInfoProfessional以C/S结构紧密集成。③使SQLServer可以存储、访问.TAB文件。④提供关系数据库的所有优势，如：安全性、稳定性、多用户访问、并发控制、备份。⑤创建空间数据类型（ST_Spatial）和操作空间数据的函数、存储过程。
MapInfoProfessional提供了以下几种特征和益处：①提供基于图形用户界面的查询操作。②提供地图图元的显示、编辑、分析功能。③提供安全数据检索、操作的ODBC功能。
MapXtreme2004包括以下组件和功能：①产品框架：MapXtreme2004对象模型，与.NET框架兼容。②开发环境工具：MapXtreme2004为开发人员提供了可以在VisualStudio.NET中使用的控件、对话框以及模板，用于开发Windows应用程序（使用Windows窗体）和Web应用程序（使用ASP.NET）的。开发人员可以利用对象模型将这些组件进行扩展，从而获得更高级的功能。③强大的地图绘制和分析能力：先前版本MapXtreme和MapX中提供的所有功能和操作现在仍然可用，其中包括创建地图、显示、对各种源的数据访问、主题地图绘制、光栅和网格处理、对象处理和表示。④规模可伸缩的基础结构：MapXtreme2004提供了对象池和缓存功能，开发人员可以使用这些功能按不同的性能要求对Web应用程序进行精细调整。
2.2.2创建数据库
CREATEDATABASESpatialDB
ON
(NAME=SpatialDB_dat,
FILENAME='D:.mdf',
SIZE=10,
MAXSIZE=50,
FILEGROWTH=5)
LOGON
(NAME='SpatialDB_log',
FILENAME='D:.ldf',
SIZE=5MB,
MAXSIZE=25MB,
FILEGROWTH=5MB)
GO
2.2.3空间化数据库
在SQLServer的查询分析器中执行以下的存储过程：
execsp_spatialize_db
GO
空间数据库可以接收、操作空间数据。空间化过程中创建了一个存储关于可空间化表的元数据的注册表（MAPINFO_MAPCATALOG）。
2.2.4创建新表
createtableGeoTable(
sw_,
sw_geometryst_spatial)
GO
2.2.5空间化表
execsp_sw_create_rtree'dbo','GeoTable','sw_geometry','sw_member',null,200,10000
GO
3基于空间数据库的WebGIS
3.1WebGIS的体系结
WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。由于国际互联网（Internet）的迅速崛起，使得Web技术成为高效的全球信息发布技术。因此，利用Internet技术在Web上发布地理信息，就能从WWW的任意一个节点浏览WebGIS站点中的地理信息，并进行各种信息检索和处理，这就为地理信息的开放和共享性提供了切实可行的技术。与传统的GIS软件相比，WebGIS在体系结构上有了根本的转变。主要有以下几部分：
（1）基于Internet／Intranet环境，采用了TCP／IP通信协议，大大扩展了空间信息共享范围。
（2）在应用层采用了HTTP协议，客户端只需要有通用的浏览器即可，不需要有特殊的GIS软件，大大增强了GIS的开放性。
（3）GIS应用的分布性。可以根据网络带宽、计算机性能等一系列资源状况，将GIS应用按照功能分布到不同的节点上，如分布到多台服务器上或是将一部分简单应用分布到客户机上，复杂的应用仍交给服务器执行，这样可以大大提高GIS软件的性能。
（4）空间数据的分布性。空间数据可以根据其本身具备的空间特征存储在最适宜的位置上，从而大大简化了对空间数据的管理。
3.2关键技术
3.2.1访问远程空间数据
MapXtreme2004应用程序可以“实时”访问DBMS数据，可以使用MapInfo.Data命名空间中的TableInfoServer类，从DBMS中的数据添加表。主要代码如下：
privatevoidPage_Load(objectsender,System.EventArgse)
{
if(MapInfo.Engine.Session.Current.Catalog["GeoTable"]!=null)
{
MapInfo.Engine.Session.Current.Catalog.CloseTable("GeoTable");
}
tiServer=newTableInfoServer("GeoTable");
tiServer.ConnectString="DRIVER={SQLSERVER};SERVER=.;UID=sa;PWD=;Database=SpatialDB;DLG=0";
tiServer.Query="Select*FromGeoTable";
tiServer.Toolkit=ServerToolkit.Odbc;
MapTableLoadertl=newMapTableLoader(tiServer);
this.MapControl1.Map.Load(tl);
}
SpatialWare提供了操作空间数据的函数，使得操作空间数据库中的空间数据和操作属性数据一样方便,如：
INSERTINTOGeoTable(sw_geometry)values(‘ST_Spatial(ST_Point(-111.11,44.44)’)
3.2.2运用缓存
根据本地文件位置，应用程序可以从远程数据库访问MapXtreme2004图元。为了避免每次对地图进行动作时都要从数据库中读取这些记录，MapXtreme2004可以把这些记录临时存储在缓存中。这可以限制应用程序和远程数据库之间的调用次数。可对服务器表中的记录（即绘图、主题、标注等）进行缓存以提高应用程序性能。在读取服务器表数据读取并将其绘制到Map窗口时，可在内部对其进行缓存。所有后续重绘都从缓存中读取，而不是进入服务器数据库获取同样的数据。缓存能够显著提高重绘性能。通过为TableInfoServer对象的CacheSettings属性指定值来添加服务器表并且该服务器表是默认的ON时，可以启用缓存。该属性有四个可能的值：ON、OFF、ALL和USER，默认情况下为ON。
参数说明
OFF值'Off'表示表将根本不使用缓存。所有数据操作将直接进入数据库服务器。
ON缓存被启用，并且表自动执行基于地图视图（中心或缩放）的缓存。用户还可以通过缓存约束对象来控制缓存。
ALL整个表被缓存。使用该选项，表的数据只需从服务器检索一次，以后就可以从本地进行访问。要刷新缓存中的数据，请对该表使用Refresh方法。
USERLayerInfoCACHE参数的值USER表示应用程序创建了缓存，但只有应用程序开发人员指定的那些记录放入缓存中。
4结束语
WebGIS技术是GIS系统与Internet技术相结合的成果，通过利用Internet技术，GIS能更灵活方便地为用户服务。而基于RDBMS的空间数据库技术为WebGIS的建设提供数据支持，使其访问空间数据和属性数据的能力完美地集成，提高远程访问数据的能力。基于空间数据库的WebGIS必然带领GIS技术进入一个革新的时期。
参考文献
1陈述彭，鲁学军，周成虎.地理信息系统导论.北京市：科学出版社，2000.1
2郭仁忠．《空间分析》．武汉市：武汉测绘科技大学出版社．1997.1
3赵霈生，杨崇俊．Web－GIS的设计与实现[J].中国图象图形学报，2000.5
4宋关福等。WebGIS—基于Internet的地理信息系统.中国图像图形学报，1998.3
仅供参考，请自借鉴
希望对您有帮助
⑷ 交通道路优化用GIS什么软件
公共交通与其它交通方式相比具有人均占用道路少、能源消耗低、运输成本低、污染相对较小、客运量大，运送效率高等优点，它是解决大、中城市交通拥堵等交通问题的有效方式之一已成为共识。随着智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）这阵春风刮来，国内已经研制出许多以ITS为背景，运用通信技术、计算机网络技术、传感器技术、GPS、GIS等高科技手段的智能公交运营指挥调度系统[1]，这些系统的产生及其运用极大地提高了公交的调度效率，改善了公交的服务水平。但是，由于受到已有技术上的限制，这些系统依然存在一些不尽如人意的地方，比如系统造价太高、对使用者知识水平要求过高、与老系统的兼容性不高等。如何优化这些系统，一直是研究智能公交系统的同仁共同努力的目标。万维网地理信息系统（WebGIS）出现，为我们探索建立低成本、智能化、人性化、高效率的智能公交运营指挥调度系统开辟了一条光明大道。
一、智能公交运营指挥调度系统
1、智能公交运营指挥调度系统的定义
智能公交运营指挥调度系统是一个集公交指挥调度、公交运营管理、综合业务通讯、乘客信息系统、动态信息发布、远程图文信息发布、网上交通信息查询，多媒体数据信息传输系统等于一体的全方位调度管理服务系统。
2、智能公交运营指挥调度系统的组成
一般来讲，智能公交运营指挥调度系统由监控调度中心、区域调度中心、车载单元、乘客信息系统、通信系统等几部分组成。各系统之间通过有线网络系统或无线移动通信系统组成一个有机整体。
二、万维网地理信息系统（WebGIS）
万维网地理信息系统（WebGIS）是指基于Internet平台、客户端应用软件采用WWW协议运行在万维网上的地理信息系统。它是利用互联网技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术，其核心是在地理信息系统中嵌入HTTP和TCP/IP标准的应用体系，实现互联网环境下的空间信息管理等地理信息功能。它是地理信息系统技术和互联网技术相结合产生的一种崭新的、革命性的新技术，使基于地图（图形、图像）的应用系统得以通过互联网技术在各行各业中得到广泛应用。
万维网地理信息系统（WebGIS）是当前GIS发展的主要方向，有着传统GIS无法比拟的优点。把作为GIS的首要发展方向的WebGIS用在智能公交运营指挥调度系统中是一种有益的尝试。
三、WebGIS在智能公交运营指挥调度系统中的应用
1、公共交通信息网上查询
公交信息查询服务子系统是智能公交运营指挥调度系统的重要组成部分。
1）公交信息查询服务子系统的功能设计
基于WebGIS公交信息查询服务子系统应包括如下功能：(1)交通电子地图的编辑显示功能，如放大、缩小、移动等;(2)公交信息查询，如某条公交线路的停靠站点、首、末班车时间、票价等;(3)提供最优路径查询,包括公交线路、换乘站点及换乘线路、经过站点等，并且查询结果可以以矢量图的形式予以显示；(4)公交线路变更情况说明和征求市民意见等。
2）公交信息查询服务子系统的技术实现方法
公交信息查询服务子系统由服务器端、客户端和Internet/Intranet网络等三部分组成（如图1）。服务器端建立在监控调度中心，由Web服务器(Web Server)、IMS服务器(Internet Mapping Server, 简称IMS)和空间数据库（Database）等三部分组成；客户端是连接在Internet/Intranet网络上的所有电脑；网络是已经存在的Internet/Intranet。目前IMS服务器开发平台有美国ESRI的ArcIMS、加拿大VTT公司的VTT WebGIS、我国超图公司的SuperMap I5.NET5等可供选用。
服务器端WebGIS应用软件的开发可以利用ActiveX技术或Java Applet技术，将具有GIS功能的组件嵌入用户自己开发的应用程序中，用集成二次开发方式设计实现。这种开发方式将计算在客户端和服务器端作了个较为均衡和合理的分配，客户端在浏览WebGIS网页时一次性下载一个ActiveX控件或Java Applet小程序，实现诸如地图缩放、平移、测量、最优路径分析、图层叠加和专题地图生成等GIS功能，承担部分力所能及的计算负载，使系统具有很好的灵活性和可扩展能力。
客户端有HTML viewer和Java viewer两种。HTML viewer是一个轻量级的客户端，不支持一些GIS功能，但它支持最广泛的浏览器并有着高度的可定制性。Java viewer可以根据需要定制一些GIS功能，包含丰富的GIS工具。用户在查询公交信息时，只要从服务器端下载一个ActiveX控件或Java Applet小程序，就可以进行正常查询了。现阶段成熟的IMS都有这个的功能。
监控调度中心把城市电子地图、公交线网、公交站点、公交时刻表等公交相关信息发布到IMS服务器上，用XML(eXtended Markup Language,简称XML)编辑器创建地图配置文件。该地图配置文件是用XML写的。然后使用IMS服务器开发平台自带的服务发布工具把地图服务在服务器上发布为地图服务。当客户想查询信息时，只要输入相应的查询信息或在电子地图上直接点击相应的图形图像，该信息在客户端生成XML格式的请求，并传送给服务器。如果服务器收到一个来自客户端的XML格式的请求，空间服务器会生成一个XML格式的响应，同时地图服务通过一种或两种方式把地图和相关信息发送到客户端：用图像的方式或矢量流的方式。
2、公交车辆的自动监控和调度
公交车辆监控调度子系统是智能公交运营指挥调度系统的主要组成部分之一。当前随着基于Internet/Intranet的Web GIS和GPRS通信技术等一批新技术登上应用舞台,综合应用这些技术手段，构建一个高效、大容量、易扩展的现代的GPS公交车辆定位导航调度系统就成为可能。
1）系统功能设计
基于WebGIS的公交车辆监控调度子系统应该具有如下功能：（1）公交车辆的定位；（2）中心与公交车辆之间的双向通信；（3）随时向车辆发送调度指令；（4）向乘客信息系统发送交通信息等。
2）系统的技术实现方法
该系统在逻辑上主要由GPS定位系统、GPRS移动通信网和Internet/Intranet网络、WebGIS信息管理调度系统有机组合而成。而在物理上，（如图2），则主要由基于惯性原理的GPS/DR车载定位仪、GPRS通信网、车辆监控调度中心(Web Server)、信息发布终端4部分构成。运行时，车辆定位调度系统将车载GPS/DR数据，经由通信控制器、GPRS模块以及自定义的GPRS通信应用层协议接口，由GPRS网络发送到监控中心的Web Server服务器端，显示在电子地图上；控制中心由监控调度中心的主服务器和分布在各服务区的区域调度中心的子服务器共同构成，形成分布式管理调度网络。控制中心通过GPRS公用网提供的各项服务，在将调度信息发送到车载平台的同时，还可以利用GPRS和Internet/Intranet,将导航地理信息发送到各类信息发布终端。
基于GPRS/Internet/Intranet通信平台的分布式GIS系统，让用户可以利用各种终端，如普通PC、支持无线Internet/Intranet访问的 PDA和嵌入式设备，以无线或有线的方式访问GIS服务器获得地图数据和车辆状态信息。工作时，由数据通信服务器完成监控中心和客户端之间数据流的接收和发送，并对数据作分类预处理，即直接输入车辆属性信息数据库或实时转发给客户端；数据库服务器支持空间地理信息和属性数据库；信息发布Web服务器通过Web C/S和 B/S方式支持客户端数据访问服务。
四、总体评价
作为智能运输系统（ITS）的重要组成部分，智能公交运营指挥调度系统既自成体系，又需要和ITS其它子系统之间相互联系，共享信息（这些信息为文本、图像、声音、视频等格式）。而这些信息数据量大，实时性高，并且分布于不同系统的局域网上。这个问题，必须通过高科技手段来科学地解决。同时，作为直接面向人民大众的窗口服务系统，智能公交运营指挥调度系统面向普通老百姓的界面又必须简单易懂、容易操作。目前北京、上海、杭州、青岛等一些大城市也在试用一些智能公交运营指挥调度系统。这些系统对于提高公交调度的效率、改善公交的服务水平都产生了巨大的作用，但是这些系统由于技术上的限制，对于系统内部信息共享、和其它系统之间的信息共享、面向Internet/Intranet的公交信息实时发布等方面依然存在一些不足。表现在：（1）系统与城市交通信息中心及其它诸如市政管理系统等其它信息系统之间的信息共享通路不畅通，无法做到公交调度的实时调整和公交相关信息的实时发布；（2）由于系统软硬件的差异，很难与现存的交通管理系统、交通信息发布系统等系统的融合，违背了一次规划分步实现建设ITS的初衷；（3）系统内部各部门之间共享信息通路不畅，无法很好地满足实时公交调度的需求；（4）乘客信息系统存在提供的信息实时性差，查询界面不人性化，可供查询的信息较少，查询系统响应速度慢，对用户自身的要求较高等不足。
WebGIS是Internet网络和传统地理信息系统有机结合的技术，不仅包含了传统Internet网络和地理信息系统技术的全部性能，而且还具备了它们二者所不具备的优点。基于WebGIS的智能公交运营指挥调度系统很好地解决上述问题，具有如下优点：
1、系统的信息共享能力更强
WebGIS的数据整合可以打破空间数据固有的界限，将空间数据与其他各种类型的数据融合在一起，为应用提供统一的数据存取模式，从而为空间数据共享、综合和知识发现提供更大的方便。在Internet这个开放的、分布的、全球性的信息基础平台上，以Open GIS的标准为参考，重构GIS软件的体系结构而形成的WebGIS具有开放性、兼容性、易拓展性、数据更新快等特点。
首先，可以充分利用已有的GIS数据资源，将常用的多种数据转换成自己的空间格式和相应的关系数据库。利用现有Internet/Intranet的基础设施和老的调度系统，以较少的投资就可以建立一套覆盖整个城市范围的系统。保护了先期投资。
其次，可以综合利用Internet上的各种信息。智能公交运营指挥调度系统所需要的ITS的其它子系统的各种信息不必全部集中到一个系统上来，而是按照其来源分布于各系统之中。只要通过Internet/Intranet相联，智能公交运营指挥调度系统就可以方便地实时地运用这些数据。大大地降低系统负载，加快访问速度。在公交调度过程中，控制中心需要根据得到的实时信息和历史资料权衡比较，才会形成一个调度方案，而这些信息来自多个部门系统。比如道路交通情报来自交通管理信息中心，道路维护信息来自市政部门，天气状况来自气象部门等。及时动态获得各种信息是能够进行实时调度的关键。
再次，运用WebGIS技术，监控调度系统分布在各个区域的子服务器和监控中心的主服务器共享主服务器上的GIS软件，不需每个子服务器都安装GIS软件。做到合理分工，各司其职。降低了成本。公交运行过程中，客流变化情况、车辆运行状况和其它相关信息汇聚于监控调度中心，而各路车辆的实际调度由分布在城市各个角落的区域调度中心负责。区域调度中心只要访问监控中心的服务器，调用自己需要的数据，运用WebGIS提供的GIS分析功能，进行相应的分析计算和发布指令，就可完成调度任务。
2、网络信息查询速度更快，范围更广，查询界面更人性化
由于该系统是在Internet/Intranet信息发布、数据共享、交流协作基础之上实现GIS的在线查询和业务处理等功能，运用了分布式并行计算和多线程并行计算技术。WebGIS可以避开繁忙的Web服务器，直接利用JAVA提供的URL对象访问网络上的各种交通信息，其访问方式就如同访问本地文件系统一样。WebGIS分布式的体系结构在客户端和服务器端都能提供活跃的、可执行进程，能够有效地平衡两者之间的处理负载，最大限度地发挥了现有计算机软硬件资源的利用率。同时，多线程并行计算技术为I/O吞吐、查询计算、图形刷新和用户界面等操作赋予不同的线程优先级别，支持高度并发性的访问方式。这两种技术的运用大大地加快了用户查询计算的等待时间，方便了运用，保证了系统的安全性。
运用标准的Internet浏览器作为用户使用界面和工具。基于WebGIS公交运营指挥调度系统查询子系统不仅提供传统的文字信息的查询，更重要的是它提供了图文交互的“傻瓜式”查询模式，直接以电子地图为操作对象，辅以少量的文字界面。不仅可以查到相应的公交车路线、换乘站点、公交线路走向等基本公交信息，而且具有最短路径分析、公交车运行现状查看、自动生成出行计划或方案等高级计算查询功能。无论用哪种方法查询，查询结果都在电子地图上显示出来，并有相应的文字说明，简单易懂。真正地达到了为最广大的市民服务的目的。
随着我国经济的快速健康地发展，高新技术、先进的管理经验和调度手段的广泛应用，城市公交系统必将逐渐实现信息化、智能化，公交服务质量将大大改善、公交竞争力将大大增强。把作为GIS的首要发展方向的WebGIS用在智能公交运营指挥调度系统中是一种有益的尝试。它不仅可以加强公交调度系统的功能，使其能够满足人们日益寄予厚望的城市公共交通的需求，而且有利于现有交通地理信息和城市管理信息各子系统的融合，加快了智能运输系统的发展，为智能运输系统的建设提供的了一个开放的平台。
⑸ 基于WebGIS 的信息共享技术
随着计算机网络技术与 GIS 技术的发展，WebGIS 技术为当今空间数据的共享提供了一种全新、跨越时空、快捷、有效的手段。从理论上讲，在 WebGIS 环境下，对各种空间数据只要依据统一的数据共享标准和规范进行适当的改造，就能在互联网中自由地存取、发布和共享。但由于空间数据的复杂性，使得在空间信息共享中，还面临各种各样亟待解决的问题，其中之一就是如何为各种 Web 用户提供均质、集成和无缝链接的时空数据，从而实现由数据的检索、查询和信息共享到规律的认识和知识的发现，真正使有限的数据成为服务于社会的 “无限知识”( 郭腾云等，2004) 。
快速发展的 Web 技术可提供面向用户的开放式信息共享环境，并为实现空间数据信息的共享和知识的传播提供了技术平台。WebGIS 的出现，使地理信息能够为更多的民众服务，通过互联网络发布地理空间信息，不仅用户面广，信息实时准确，而且还具有可共享多个数据源、简化客户端配置等优点。用户既可以了解文字内容，又可以了解动态图形或数据。
一般认为，Web 环境下的共享信息应当遵循统一的数据分类和编码标准; 系统应提供良好的交互环境和信息导航服务，以保证数据信息共享在开放式系统中进行; 对客户端的要求不应特殊，而只需安装 Web 浏览器和支持浏览 HTML 文件浏览器的操作系统。本系统为实现空间数据信息共享，分别从基础平台系统、数据组织、服务提供等方面综合考虑，实现塔里木河流域有关地理信息的网络化发布。
1. 基础平台确定
选用 ESRI 公司的 ArcIMS 为地理信息发布平台软件，通过 ArcSDE 空间数据引擎访问空间数据库。ArcIMS 是 ESRI 公司开发的一个基于 Internet 的成熟 GIS 平台，ESRI 公司的地理信息系统软件和数据格式已经成为业界的通用标准，许多国家和行业选择 ESRI 公司的系列软件建立专业的 GIS 应用系统。ArcIMS 允许集中建立大范围的 GIS 地图数据和应用，并将这些结果提供给 Internet/Intranet 上的广大用户。ArcIMS 包括了客户端和服务器端两方面的技术，扩展了普通站点，使其能够提供 GIS 数据和应用服务; ArcIMS 提供了完备的 ARCXML 语言，可以定制满足专业功能的 WebGIS 系统，在客户端页面请求与ArcIMS 服务之间架立数据解译的桥梁。ArcSDE 空间数据引擎可以进行空间图形和图像数据的读写操作，为客户端提供了一套管理和操作空间数据库的方法。
2. 数据组织
数据标准化: 在 Web 环境下进行空间数据交换和共享，满足用户获取均质、集成的时空数据并完成专题应用的目标，实施数据分类、编码、格式转换等的标准化和规范化是实现这一目标的关键所在。根据统一规范，已采用现行的国家标准、行业标准对有关数据进行了改造，包括各尺度基础地理图形数据、生态环境专题图形数据、遥感影像数据等;统一了坐标体系以及输入输出格式; 建立了标准的元数据和数据字典。
空间数据结构化: 层次理论强调了系统的多层次属性及各层之间的相互关系，并进一步阐述嵌套式和非嵌套式层次关系。层次理论可用于对自然、生态、经济、社会等复杂系统概念的组织、关系的描述和系统的分析。认识任何复杂系统，应同时对各关系层进行深入的分析。塔里木河流域生态环境动态监测系统是一种复杂系统。在设计空间数据结构时需要从属性和空间构成两方面进行仔细分析，针对用户需求设计共享数据的层次结构。
3. 服务提供
信息服务有两种方式，即直接和间接方式。在直接方式中，用户在浏览器端通过Web 共享界面，直接存取已在网上发布的共享信息，如各种文档、表格、图形等; 在间接方式中，用户可访问数据库，或先查询元数据，再访问数据库，浏览、查询属性和空间信息，动态定制专题地图，按需求获取各类信息。
系统采用间接信息提供方式，通过 ArcIMS 提供的 ARCXML 语言进行定制开发，除了编辑功能以外，几乎所有的 GIS 功能都可以在以 ArcIMS 为核心开发的 WebGIS 系统中实现。ArcIMS 建立的 WebGIS 系统通过 ESRI 公司的空间数据引擎 ArcSDE 在后台数据库ORACLE 服务器中检索空间数据，通过服务器端或客户端的分析，为客户端提供空间数据查询服务。
⑹ 地理信息系统的应用有哪些
地理信息系统的应用有：城市规划、建设管理，农业气候区划，大气污染监测管理，道路交通管理，地震灾害和损失估计，医疗卫生，军事。
城市规划、建设管理
城市是人类活动高度集中的区域，同时也是信息、物质高度集中的区域。随着科技的进步和经济的发展，城市系统越来越复杂，数据和信息越来越多，服务要求越来越高。城市管理面临着新的挑战，为了城市的现代化、生态平衡和持续发展，城市需要全面的规划，而地理信息系统给城市的规划和管理带来了新的工
农业气候区划
采用新技术、新方法、新资料，开发"农业气候区划信息系统（Agriculture & Climate Distributed Information System,简称ACDIS）"软件，建立气候资源开发利用和保护监测体系，实行资源平面与立体，时间与空间全方位优化配置；发挥区域气候优势，趋利避害减轻气候灾害损失，提高资源开发的总体效益。为各级政府分类指导农业生产，农村产业结构调整，退耕还林防止水土流失等提供决策依据，为地方政府服务。
大气污染监测管理
随着经济的发展，环境污染直接影响了人们的生活质量，环境质量问题也得到了越来越多的重视。污染环境包括水污染、大气污染、固体废弃物污染等，其中就大气污染而言，城市区域由于受到工业生产、居民生活的影响，成为大气污染发生的集中区域，历史上几次严重的污染事故，如伦敦烟雾事件（1952）、洛杉矶光化学烟雾事件（1943），都是发生在大城市。近几十年来，研究者对大气污染问题进行了大量研究，并且通过实验或计算来建立适合于特定区域的大气污染物扩散模式以及确定相关参数的计算方法。
道路交通管理
近年来，GIS在交通方面的应用得到了广泛的重视，并形成了专门的交通地理信息系统GIS-T，以满足道路交通管理方面的要求。路廓设计是公路设计中的一个重要环节，是定出公路最终线向的一个步骤。在路廓设计中，要综合分析多种空间数据，包括大比例尺的土地利用图、地形图以及现有的道路网等。
地震灾害和损失估计
对地震灾害以及地震次生灾害的评估对于一个区域的降低危险，资源分配以及紧急响应规划具有重要的意义，而通过存储和分析地质构造信息，利用GIS可以预测地震发生的"场景"并估计该区域由于地震引发的潜在损失。此外，GIS也提供了有力的工具使得在地震实际发生时，分析灾害严重程度的空间分布，帮助政府分配紧急响应资源。
地貌
地貌学理论发展和生产实践需要加强计量地貌研究。然而，由于地貌现象的复杂性、地貌数据的庞大等多方面的原因，需要在地貌研究中采用GIS工具，使其成为地貌定量研究的一个有效途径。
医疗卫生
由于流行病是用于描述和解释某种疾病的发病率，从空间的角度来看，流行病学需要很好地描述流行病发病率空间分布特征的手段，进而可以研究发病率模型，以发现流行病和周围环境的关系。通常，GIS在流行病研究中主要提供了如下三个方面的功能：流行病数据的可视化，空间数据分析，流行病模型等。
军事
军事是以准备和实施战争为中心的社会活动。一切军事行动都是在一定的地理环境中进行的，地理环境对军事行动有着极其重要的影响与作用。随着人类社会向信息化迅速发展，未来高技术战争中信息对抗的含量将越来越高，特别是高技术条件下的局部战争，由于战争爆发突然，战争进程加快、战机稍纵即逝等特点，对作战指挥的时效性有了更高的要求。指挥决策智能化、作战指挥自动化、武器装备信息化成为未来战争取胜的关键。在这种需求下，出现了数字化战场，数字化的地理环境信息已成为指挥决策的必要条件之一。因此，作为空间军事信息保障的军事地理信息系统已成为现代化军事斗争的一项重要内容。
⑺ 如何使用国际开源项目构建一个完整的GIS（地理信息）应用系统
1、GIS内核 Geotools Geotools是一套基于Java平台的开源GIS API中间件，实现了完整的GIS底层功能。
2、空间数据导入/转换地理数据的获取 地理数据来自文件、数据库和WMS/WFS服务器。
文件方式：支持读取的地理数据文件：ESRI Shape、Mapinfo Tab/Mif、Geomedia Access等，建议使用Shape文件格式，Oracle和PostgreSQL提供Shape文件导入数据库的程序。
WMS/WFS服务器：Internet上有很多开放的GIS应用服务器，例如NASA、InterGraph、TerraServer等，通过它们获取各种免费地图资源。
Google Map资源：Google Map没有采用标准的WMS/WFS协议，可以通过调用开放的Google Map API，附加自定义的WMS/WFS图层，实现应用目的。例如：通过Google Map可以免费获取高分辨的Google Map卫星地图。
3、空间数据引擎
开源：PostgreSQL（PostGIS）、MySQL（4.1以上）
商业：Oracle、DB2、ArcSDE
开源商业空间数据库推荐使用PostgreSQL。
使用商业空间数据库引擎，例如Oracle Spatial、ArcSDE，可以非常方便的处理地理数据，更好的处理海量数据，以及与现有商业软件共享数据。
4、应用服务器 Geoserver Geoserver是一个基于J2EE的开放的GIS应用服务器，实现了OGC(Open Geospatial Consortium)制定的WMS和WFS（WFS-T）规范，Geoserver是整个GIS应用系统的中枢部分，承担大部分业务处理任务。（新版本（1.3.3）增加了对Google Earth KML/KMZ的支持。）
需要注意的是，Geoserver不只是WebGIS服务器，它可以为桌面应用程序（Udig、Mapinfo）或移动设备（支持J2ME的PDA、手机）提供地图支持。
5、桌面应用程序（C/S） Udig、GVSig
Udig 是一个使用Eclipse RCP和GeoTools构建的桌面地理信息系统，采用Eclipse SWT图形组件，具有更快的运行速度。Udig可以直接读取Shape文件，访问DB2或Oracle空间数据库，访问OGC WMS/WFS服务器。 Udig提供浏览、查询、编辑、测量等基本的GIS操作功能。
6、Web应用程序（B/S） Mapbuilder Mapbuilder是一个采用AJAX(Asynchronous JavaScript and XML)技术开发的WebGIS客户端，它的内部结构基于MVC(Model-View-Controller)，具有良好的可读性和可扩展性，兼容 Firefox 1.0+, Internet Explorer 6.0+, Mozilla 1.3+, Navigator 6+等浏览器。
⑻ GIS在ITS中的应用(交通地理信息系统在智能运输系统中的应用)
近年来，随着地理信息系统的飞速发展，越来越多的应用领域同GIS技术建立了紧密的联系。由于交通信息系统具有精度要求高、规则复杂、动态化、离散化等特点，原有的信息技术已经不能完全满足交通应用的需求，而借助于GIS的强大功能，可以实现交通信息化的时代要求。交通领域中GIS的应用也越来越受到研究者和开发者的重视。
交通地理信息系统是收集、整理、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息的计算机软硬件系统〔2〕，是GIS技术在交通领域的延伸，是GIS与多种交通信息分析和处理技术的集成。GIS－T具有强大的交通信息服务和管理功能，它可以应用在交通管理的各个环节。在交通工程领域采用GIS技术和方法研究交通规划、交通建设和交通管理及其相关的问题，具有其他传统方法无可比拟的优点。
20世纪60年代，美国人口统计局建立了DIME以及后来的TIGER数据模型，当时他们就采用了基于点和线的一维线性网络来表达道路系统。在那些与点线相连的属性表中，记录了点线的各种属性信息。一直以来，这种模式都是道路交通系统表达模型的一个主流。但是随着社会和经济的发展，道路交通系统变得日益复杂，对交通地理信息系统的要求越来越高，GIS－T将面临更多的挑战。
3GIS－T关键技术
GIS－T是改进了的GIS和TIS（交通信息系统）的结合体。目前很多研究人员致力于GIS－T的研究与开发，围绕着GIS－T产生了较多的研究课题，不同的研究课题涉及到的GIS－T的功能也有所区别。为了进行详细说明，可以通过定义3个功能组来获得一个通用的框架，这3个功能组是：数据管理（实现数据存储和维护）、数据操作（实现原始数据的创新）、数据分析或者建立可分析的模型。它们是相互依赖相互支持的，数据存储是数据操作的前提，而数据的建模又是在前两个的基础上建立起来的。
3．1数据库管理系统
长期以来，交通部门要使用和维护大量的信息，在很多情况下都是多个交通信息系统共存于同一个部门中，而且每一个交通信息系统只能处理某一类数据信息（如高速公路规划网、公路管理系统以及事故信息等）。GIS－T的数据管理系统的关键技术在于通过建立数据模型和数据交换的框架，把上述不同的数据存储于一个统一的数据管理系统中，任何部门都能访问到该系统中符合本部门要求的数据，同时能对这些数据进行分析和建模，然后进行管理和决策。
3．2数据协同
交通数据一般都是由多个机构提供并维护，数据类型、数据标准难以统一。每个数据源可能都有自己的数据模型。数据模型的不同和使用方法的多样性给数据管理分析造成了很大问题。由于数据位置、拓扑结构、分类、命名和属性、线性测量的误差，导致不同来源数据的统一过程比较复杂，结果存在很大的不确定性。要使GIS技术在交通领域取得进展，必须借助数据协同技术，从地图的匹配算法、交通数据的错误模型和错误传播（尤其是一维数据模型）、数据质量标准和数据交换标准三个方面解决数据统一的问题。
随着地理数据越来越广泛的应用，协同性主题逐渐成为GIS－T领域中的一个最为紧迫的课题。在详细的数字街道数据库、紧急事件的安排和调度系统、车辆导航系统以及ITS（智能交通系统）的各个部分（包括测量使用者和运输控制中心或者信息服务提供商之间的无线通讯）都必须应用数据协同技术。
3．3实时GIS－T
地理数据的收集是一个持续的过程。近年来，已经开始出现实时基础上的数据操作。例如，带有全球定位系统GPS的车辆
提供速度、位置等要素信息到运输管理中心，管理中心再根据发送的交通信息将预测信息返回给车辆，这样就组成了地区的阻塞管理系统。由此可见，进行实时数据的存储、恢复、处理和分析需要更快的数据访问模式、更强大的空间数据融合技术以及动态路由算法。
3．4庞大的数据集
现实世界的交通问题涉及到庞大的地理数据和复杂的网络。地理信息科学对地理可视化和数据采集的规则、技术发现和数据获得的计算方法进行了研究和集成，同时也促进了GIS－T的发展。
由于交通数据集大小的不同，就需要经常更新系统设计，这个系统设计包括了信息显示的精确性、速度上的优化、算法运行时间与流程中的分析工具以及网络分析的优化。
3．5分布式计算
互联网技术提供的可连接性改变了计算机、应用软件、数据和用户之间的关系。计算机已经形成了一个可移动的、分布式的、普遍存在的实体。基于互联网的GIS应用变得越来越普遍（包括在交通领域中）。以通讯网络技术为基础的分布式计算技术可以有效地使用本地和远程的计算资源，借助完善的系统资源，实现适时应用的构想。
4GIS－T中面临的问题及解决方案
4．1多格式数据源集成问题
GIS中最基础的部分是数据，在GIS－T中也不例外。但是多年来，一方面由于缺乏权威的专业数据公司制作并出售基础的地理数据，所需的数据来源没有保证，导致了大量的人力物力花费在制作基础数据的工作上；另一方面，对已有的数据没有充分加以利用，各部门积累下来的基础数据由于数据格式和规划不统一，难于共享利用，这样不仅加大了成本，而且还延长了建设的周期。因此，实现多源数据集成、解决多格式数据源集成是近年来GIS－T系统研制开发的重要课题。目前，方案有以下3种：
（1）据格式转换模式：把其它的数据格式经专门的数据转换程序进行格式转换后，复制到当前系统的数据库或文件中。
（2）数据互操作模式：这是Open GIS Consortium（OGC）制定的规范，GIS互操作是指在异构数据库和分布式计算的情况下，GIS用户在相互理解的基础上，能够透明地获取所需的信息。
（3）直接数据访问模式：就是在一个GIS软件中实现对其它软件数据格式的直接访问，用户可以使用单个GIS软件存储多种数据格式。
4．2交通地理现象的表达
GIS－T中涉及3类模型：①区域模型，即在跨越空间时代表连续变化的现象；②离散实体模型，也就是离散的实体（点、线或多边形）及其相关属性的集合的抽象表达；③网络模型，代表拓扑连接的嵌于地表的线性网络变化的抽象表达。由于交通系统自身的特性，应用于交通系统的数据模型几乎都没有超出上述的三种模型的范围。
在对交通模型进行表达的时候，可以用许多具有多种属性的线段代表道路网，用离散点代表各种道路网中的标志性地物，用线性网络代数对交通网络进行分析，这些方法对实现道路交通系统的计算机表示起到了一定的作用。在交通领域中，围绕以弧和点的概念建立的网络模型起的作用是最重要的。实际上，在许多交通应用中，只需要单个的表示数据的网络模型就可以了。这种应用的例子包括：
（1）人行道以及其它设备管理系统；
（2）实时与下线行程安排；
（3）基于网络的交通信息系统和行程计划任务；
（4）导航系统；
（5）实时交通堵塞管理和事故发现等。
5结语
在交通领域，GIS－T被公认为21世纪的支柱性产业，是信息产业的重要组成部分。随着GIS技术研究的进一步深入，目前GIS－T中存在的问题会逐步得到解决，这必定会促进GIS－T的各个方面的应用和发展，大大地改变交通现状，带动整个交通行业的突飞猛进，成为促进经济发展的重要动力。
⑼ 基于WebGIS平台的上海市地面沉降地理信息系统研究与开发
庄一兵 郁标 刘映
（上海市地质调查研究院，上海200072）
摘要：本文阐述了建立上海市地面沉降地理信息系统的背景、过程和采用的主要技术手段，概括介绍了系统应具有的功能，为尚未开展地面沉降信息化工作的地区提供了参考。
关键词：地面沉降；WebGIS；上海市
1 引言
自20世纪60年代以来，为了控制上海地面沉降，上海市开始系统实施地面沉降监测，至今已积累了40余年的地面沉降与地下水动态监测数据。为了对这些海量数据进行有效管理，1997年开始基于VisualBasic开发建立统一的“地面沉降信息系统”，初步实现数据管理、地面沉降分析及预测等功能。由于是单用户版，多个用户都必须安装一套系统，维护不同版本数据库，经常造成数据的不一致，数据更新不及时，并缺乏地理空间查询和分析功能。鉴于以上不足，我们对系统进行升级开发，在开发后期，又将系统移植到WebGIS之上，实现了WebGIS功能，并对数据库结构进行标准化统一。这为今后地面沉降日常研究工作，信息定期发布、科学评价地下水资源等工作创造了有利条件。
2 WebGIS服务技术
WebGIS服务（Web Service）是一种自包含（self－containt）、自描述（self－describing）的模块化应用程序，可以通过互联网进行发布、定位和调用。与传统的基于桌面或局域网的GIS相比，WebGIS具有以下的优点：
真正的信息共享：WebGIS可以通过通用的浏览器进行信息发布，使得不仅是专业人员，而且普通用户也能方便地获取所需的信息；此外，由于Internet的迅猛发展，Web服务正在渗入千家万户，在全球范围内任意一个WWW站点的Internet用户都可以获得WebGIS服务器提供的服务，真正实现了GIS的大众化。
平台独立性：无论服务器/客户机是何种机器，无论WebGIS服务器端使用何种GIS软件，由于使用了通用的Web浏览器，用户就可以透明地访问WebGIS数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。
较低的开发和应用管理成本：普通GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。WebGIS在客户端通常只需使用Web浏览器（有时还要加一些插件），其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。
更简单的操作：要广泛推广GIS，使GIS系统为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，就要降低对系统操作的要求。通用的Web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。
巨大的扩展空间：Internet技术基于的标准是开放的、非专用的，是经过标准化组织IETF和W3C为Internet制定的，这就为WebGIS的进一步扩展提供了极大的发挥空间，使得WebGIS很容易与Web中的其他信息服务进行无缝集成，建立功能丰富的具体GIS应用。
平衡高效的计算负载：传统的GIS大都使用文件服务器结构的处理方式，其处理能力完全依赖于客户端，效率较低。而当今一些高级的WebGIS能充分利用网络资源，将基础性、全局性的处理交由服务器执行，而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配，是一种较理想的优化模式。
3 系统平台选择和开发过程
MapGIS－IMS（Internet Map Server）是中地软件推出的新一代基于Internet的分布式GIS解决方案。对于最终用户，它提供了一种更为快捷、廉价的方式以获取地理信息；对于高级用户，它还提供了更为丰富的管理工具来建立可缩放的、高效的站点。MapGIS－IMS遵循GIS标准，采用分布式GIS软件技术，基于Internet网，采用多层体系结构和几种分布式对象技术的综合使用（CORBA，DCOM、JAVA）来为建立及发布地图信息提供了快捷的一体化解决方案。
IMS提供了包括显示、工程管理、工作区管理、分析功能等一系列COM模块，利用微软的Active Server Pages（ASP）技术，可建立丰富的GIS应用。通过JavaScript和VBScript等编程语言，用户可以定制WEB页，通过FrontPage，Visual InterDev等产品建立客户化的用户界面。脚本程序可以在浏览器端执行，也可以通过标准应用服务器（如ASP）在服务器端执行。
因此，本系统选用MapGIS－IMS作为系统开发的网络GIS平台，利用Visual Studio.NET2003开发环境进行各模块及功能的开发，调用MapGIS－IMS核心模块，实现监测设施点、线、面的可视化查询显示及图形与属性互查。可以查询地图的属性，地理坐标、位置等信息。浏览的属性数据不仅包括数值型的，而且可以包括非数值型的，如图像、地图、动态图象等多媒体属性。
系统开发过程包括系统目标确立、系统设计、系统开发，系统调试维护及系统评价等几个方面。其中，系统设计是系统实现过程中的核心部分，它包括系统功能设计、数据库设计、应用模块开发设计；而系统开发部分则是系统实现的实践阶段，包括子模块的开发，程序调试、集成及运行等若干阶段。所以，系统的建设过程，就是将系统应用目标、各种数据信息、业务流程以及各种计算机软硬件有机结合形成统一整体的过程。
4 系统开发关键技术
4.1 多源数据无缝集成技术
本系统除了提供上海市地面沉降专题数据外，还提供了上海市1：25万地图数据和中心城区1：5万地图数据两种不同比例尺的，不同来源的空间数据进行无缝集成显示。
4.2 有效地管理维护基础数据和地面沉降专业数据
对各种地面沉降专业数据可提供远程导入和维护，方便野外作业用户把测量数据及时导入系统，这样对整个系统数据的快速更新起到了关键作用。系统管理员可以通过在服务器端设置相应的地面沉降研究成果，改变服务平台数据的发布状态，这样大大地节约了系统维护成本，满足地面沉降数据维护的要求。
4.3 稳定的3层体系结构
根据系统需求和软件工程的原理，本系统采用B/S架构，并且以MapGIS－IMS平台为基础，用户工作界面是通过WWW游览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器（Server）实现，形成3层体系结构。
整个系统的网络结构图如下：
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
5 系统主要功能
整个系统由基础信息模块，综合查询模块，综合分析模块，数据管理模块，系统管理模块5大功能模块构成。大概涵盖以下几个方面：
5.1 数据和权限管理功能
数据管理包括数据维护和数据导入，它实现了专题数据的远程维护、属性数据的灵活导入、统计数据维护和下载，以及各种空间数据的维护和管理。权限管理实现了各种用户对相应的数据和功能进行权限控制，重要数据权限可以控制到字段。
该系统收集了影响上海地面沉降的主要信息数据，包括上海市地下水灌用水量、地下水水位、土层变形量、地基土的孔隙水压力及地面水准点高程监测数据。系统对监测设施和监测数据进行管理，包括监测设施的增加，修改和监测数据的导入和修改。为了便于数据统一管理和灵活使用，并配置相应的地理底图和监测点，使用户在地理底图上所见即所得。
5.2 空间查询分析功能
对地面沉降数据资料和以往的研究成果有机的结合起来，对资料进行动态管理，建立高效便捷的录入、修改、查询检索、统计、打印。同时实现了矩形、圆形、多边形等多种方式的空间查询。对水量、水位、变形量从时间，区域，含水层次进行三方面查询。对查询结果进行分析，并根据用户需要画出曲线图形。对图形可以进行下载，下载后用户可用Word对其进行编辑修改。
用户可以通过以画圆、多边形、点击等WebGIS的网络操作方式对监测设施进行查询统计。下图表示用户想得到某个范围内的设施在某个时间段内的最大值、最小值、以及均值。
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
5.3 信息共享发布功能
系统利用MapGIS－IMS建立WebGIS站点，通过Internet提供各种专业数据与应用服务，具有多源数据的集成功能，用户可以通过IE浏览工具，获取想要的地面沉降监测数据，并进行相应的专业分析。通过该系统可以把上海地区地面沉降监测、分析、研究的最新成果，以最方便、最快捷的方式提供给社会，为地区经济建设服务。
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005
6 结束语
经过多方面的努力，初步建成了基于WebGIS平台的上海市地面沉降地理信息系统。虽然系统在实现过程中遇到一些困难，但相信该系统的建立为上海地面沉降防治信息化工作打下了一个很好的基础。
参考文献
［1］吴信才.WebGIS地理信息系统参考手册.武汉：中国地质大学，2001
［2］卓泳.地理信息系统论坛，2005
［3］钱贞国.基于Web服务的分布式WebGIS设计与应用.中国科学院遥感应用研究所.2004
Study and Development on the Geographic Information System for Land Subsidence in Shanghai based on WebGIS Platform
Zhuang Yibing,Yu Biao,Liu Ying
(Shanghai Institute of Geological Survey, Shanghai 200072)
Abstract: This article elaborates the background, the process and the technical method used of the geographic information system on Shanghai established and introces summarized the function of the system which should have .This may provide the reference for the area which don’t yet launch the geographic information system information.
Key words: Land subsidence; WebGIS; Shanghai