基于ArcGISServer的气象信息动态显示平台的设计与实现

气象信息动态显示平台的设计与实现

沈萍月1　李　建1　郦敏杰2　周亦平1　王叶仙1

(1.浙江省气象服务中心,浙江杭州310017;2.杭州市气象局,浙江杭州310051)

摘要:基于ArcGIS Server对气象信息动态显示平台的建设进行了探讨。通过分析ArcGIS Server及其特点,进而对平台建设的总体方案进行了设计,提出了该平台建设的软硬件环境,确定了平台的总体结构和所要完成的主要功能。最后,在.NET编程环境下,基于ArcGIS Server构建了气象信息动态显示平台,只要包括地图数据和气象数据的组织和管理、地图服务的发布与管理、以及网站的开发实现。该平台为更好地掌握气象信息提供了有效手段。

关键词:ArcGIS Server;气象信息;数据库

引　言

地理信息系统GIS(G eographic Information System)是上个世纪60年代兴起的一门新学科,是在计算机硬、软件环境的支持下,对现实世界的各类空间数据及属性数据进行管理(存储、显示、检索、查询、分析)的技术系统。它通过可视化平台,实现数据与地图的有效结合。在一定程度上,气象信息都是地理信息,因为气象中的风速、温度、气压等都是相对于具体的空间域和时间域而言的,没有地理位置的气象要素也是没有意义的[1]。本文利用GIS技术,对气象信息在GIS上的动态显示作了一些探讨。

基于GIS技术的气象信息系统的开发一般采用Browse/Server(B/S)模式或Client/Server(C/ S)模式。这两种模式各有其优缺点,C/S也就是通常说的胖客户端,这种结构的好处就是好多服务可以不在服务器端进行处理,由客户端直接处理。因此受网络的影响小些。但是不足就是对客户端的要求较高,而且需要在客户端安装很大的程序。B/S就是通常说的瘦客户端,GIS技术和Internet技术融合就是WebGIS,这个结构中几乎所有的服务都在服务应用端来处理。好处就是对客户端要求不高,就一个浏览器一般就可以,而且便于进行权限验证和安全维护。浙江省气象系统已开发了基于C/S方式的自动站实时监测系统,该系统还没有应用GIS技术来开发,而省公共气象服务平台以B/S 结构来建立基于GIS技术的气象信息动态显示平台。在目前的技术条件下,要在IE浏览器上实现各种GIS功能,采用ESRI(美国环境系统研究所)的ArcGIS Server来开发,实现的效果会比较理想[2]。

1　ArcGIS Server概述

ArcGIS Server是ESRI在ArcGIS9.0系列产品中推出的一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用的平台,提供了一套用于开发基于网络的企业级服务器端程序的组件集。ArcGIS Server支持丰富的GIS功能,例如地图、定位器和用在服务器应用中的软件对象。使用ArcGIS Server可以构建Web应用、Web 服务、以及其它运行在标准的.NET和J2EE Web 服务器上的企业应用。

ArcGIS Server包括两个部分:一是GIS Serv2 er,它是一个提供GIS服务的服务器软件产品,专门用于管理和发布地图服务和定位服务,包括一系列核心AO库和一个管理这些AO组件的可缩放的运行环境;另一个是ADF(Application Developer Framew ork),即应用程序开发框架,它有JAVA和.NET两种开发组件集,它是用来开发和部署基于GIS Server的web应用程序的产品,包括组件对象、Web控件、Web模板和开发帮助,它还有一个Web程序的Runtime,专门用于发布和部署使用ADF开发的Web程序。

ArcGIS Server的特点:

(1)具有标准的GIS框架,所有软件都是基于同一套对象构建的,降低了运用和开发的难度。

(2)支持集中管理的企业级GIS,Web服务器应用可以运行在多种Web服务器上,支持任何数量的用户访问。

(3)提供了一套Web控件,简化了将GIS功能内嵌到Web应用中的编程模型。

(4)有一套Web应用模板,供Web应用的开发人员使用。

(5)跨平台功能,支持Windows、Sun S olaris 和Linux,并且支持多种Web服务器。

(6)支持标准的开发语言。

2　平台构建

平台将是以GIS技术为支撑,以空间数据和属性数据为基础,在计算机软、硬件支持下,结合ArcGIS系列产品和数据库管理技术,以实现气象资料信息的动态显示和查询。

2.1　软硬件环境

由于本平台的气象属性数据较地图数据大,所以将Web服务和地图服务放在同一台服务器上,而将气象数据服务器于另一台服务器。以Micros oft.net为开发平台,调用企业级GIS应用的ArcGIS Server9.3实现平台构建,以目前最稳定成熟的ArcS DE为空间数据引擎,以具有最佳性能的企业级数据库管理系统Ora2 cle10G作为存储数据库。

2.2　总体结构

平台采用3层式体系结构,有数据层、服务器层和客户端浏览器组成(如图1)。数据层包括气象数据和空间数据,分别存储在不同的数据库中。服务器层包括ArcGIS Server应用服务和Web服务,ArcGIS Server应用服务负责GIS应用处理过程,提供网络地图服务,是整个We2 bGIS的核心服务;Web服务接受用户请求,并把应用处理结果返回给用户。客户端浏览器可以以多种形式轻松地连接到位于服务器端的站点,向服务器发送数据请求并显示所请求的数据[3]

。

图1　平台体系结构图

2.3　主要功能

(1)基本地图操作功能

平台具有放大、缩小、漫游、全图显示、前一视图、后一视图、量距等基本地图操作功能。地图是按图层来叠加显示的,用图层树来控制显示不同图层。

(2)属性查询功能

地图数据由图形和属性组成,在显示平台上能很直观的看到各图层的图形信息,为了能方便的了解各图形所对应的属性信息,如自动站的站名、区站号、经纬度、高度、建站环境等属性,显示平台上提供了由图形查询属性信息的功能。

(3)气象信息动态显示功能

气象信息的图形数据通过其经纬度生成相应图层显示地图上,气温、风向、风速、气压、雨量等气象要素值则通过读取数据库中数据动态标注在相应的自动站点上。对历史资料的查询以及平均温度、日照、雨量等的统计,也能将结果显示在地图上。

3　平台的开发实现

平台的实现只要包括地图数据和气象数据的组织和管理、地图服务的发布与管理、以及网站的开发实现[4]。

3.1　数据的组织和管理

平台采用的地图数据是浙江省1:5万的地形图数据,包括高速公路、水系、县点、地市点、县界、地市界、省界等图层数据,还有全球的遥感影像数据,对影像数据进行拼接和处理,并将影像数据配准到了浙江省地图数据上,使矢量数据和影像数据进行了很好的叠加显示,改善了地图的显示效果,丰富了地理信息。矢量数据和影像数据通过空间数据库引擎ArcS DE存储在Oracle数据库中。对气象的自动站点数据是根据经纬度值生成自动站点的图形数据,自动站的站名、区站号、海拔、建站环境等信息存于其属性表中。

3.2　地图服务的发布与管理

在ArcGIS Server中,地图服务的发布和管理有两种方式,ArcGIS Server Manager方式以及Ar2 cCatalog方式,使用agsadmin组中的账户登录,就能管理ArcGIS Server。

本平台中ArcGIS Server在桌面端由ArcCat2 alog来管理,服务对象也由ArcCatalog进行创建。首先在ArcCatalog里添加GIS Server,输人要添加的GIS服务器的机器名称等信息。在ArcCat2 alog中添加GIS Server后用户在ArcCatalog中就可以对GIS服务器进行管理。以zjqx.zjmb.local 为服务器机器,通过“Add Server Object”创建服务对象的向导,服务创建成功后,ArcGIS Server 就可以将它作为网络服务对外发布创建网络应用。

3.3　网站的开发实现

采用B/S的结构,以Micros oft.net为开发平台,用ASP.net开发网站界面,各功能是利用Visual Studio.net调用ArcGIS Server相关功能控件来实现,采用的编程语言为C#。在.net2008中新建一个网站以后首先连接ArcGIS Server,然后获取服务器对象,最后使用服务器对象。其中气象信息动态显示部分的主要代码如下: ESRI.ArcGIS.ADF.Web.Display.G raphics.

E lementG raphics Layer glayer=null;

//查找E lementG raphics Layer

ESRI.ArcGIS.ADF.Web.DataS ources.I Map2 Functionality T em pfunc=Map1.G etFunctionality (“label”);

ESRI.ArcGIS.ADF.Web.DataS ources.G raph2 ics.MapRes ource gRes ource=T em pfunc.Res ource as ESRI.ArcGIS.ADF.Web.DataS ources.G raphics. MapRes ource;

foreach(System.Data.DataT able dt in gRe2 s ource.G raphics.T ables)

{if(dt is ESRI.ArcGIS.ADF.Web.Display.

G raphics.E lementG raphics Layer)

{glayer=(ESRI.ArcGIS.ADF.Web.Dis2 play.G raphics.E lementG raphics Layer)dt;

break;

}

}

//如果没有E lementG raphics Layer就新增加一个E lementG raphics Layer

if(glayer==null)

{

glayer=new ESRI.ArcGIS.ADF.Web.Dis2 play.G raphics.E lementG raphics Layer();

gRes ource.G raphics.T ables.Add(glayer);

ESRI.ArcGIS.ADF.Web.G eometry.P oint point

=new ESRI.ArcGIS.ADF.Web.G eometry. P oint(X,Y);

//此处X,Y即为需要标注的某一点要素的X,Y坐标值

ESRI.ArcGIS.ADF.Web.Display.Symbol. T extMarkerSymbol pMarkerSymbol=new ESRI.Ar2 cGIS.ADF.Web.Display.Symbol.T extMarkerSymbol ();

pMarkerSymbol.T ext=string.F ormat(“{0}”, str);

pMarkerSymbol.F ont.Size=12;

pMarkerSymbol.F ont.Name=“BatangChe”;

pMarkerSymbol.F ont.Style=ESRI.ArcGIS. ADF.Web.F ontStyle.Regular;

pMarkerSymbol.T ransparency=0;

ESRI.ArcGIS.ADF.Web.Display.G raphics.

G raphicE lement ge1=new ESRI.ArcGIS.ADF. Web.Display.G raphics.G raphicE lement(point, pMarkerSymbol);

glayer.Add(ge1);

string strname=gRes ource.Name;

Map1.RefreshRes ource (gRes ource.Name );

浙江省气象信息动态显示平台为用户实时

查找信息提供了可视化的Web 平台,平台主界

面如图2

。

图2　平台主界面

4　结束语

气象信息动态显示平台是在探索气象与

WebGIS 相结合的一个实用型地理信息系统。将ArcGIS Server 引入气象领域,充分利用ArcGIS Server 能在Web 中实现地图图形和属性数据动

态交互的优势。为气象服务提供了一个很好的

Web 平台,使用户能非常直观的浏览数据,大大提高了工作效率。更多气象资料在Web 上的显示和分析有待进一步扩展。

参考文献

[1]　李江南.GIS 在气象数据处理中的应用.广东气象,2002

(4):14～16

[2]　赖永兴,张　艳,益建芳,等.基于ArcGIS Server 的城市规

划管理信息系统设计.测绘与空间地理信息,2008,31(3):

114～117

[3]　李盛盛,方鹏程,于冠男.基于W ebGIS 的村镇土地监察内

业处理系统设计与实现.地理信息世界,2009(4):73～76

[4]　李　鹏,郑平健.基于ArcI MS 的滁州市统计年鉴系统的设

计与实现.测绘与空间地理信息,2008,31(3):112～113