基于ArcIMS的小区信息系统设计
翟初明1 官云兰2 周黎2
（1.南宁市相思湖新区管委会 广西南宁
2.东华理工学院地测学院 江西抚州 344000）
【摘 要】 社会经济的发展和计算机技术的不断进步，导致了城市向多元化前进。与此同时，城镇居民的小区规模日趋庞大，因此有必要利用计算机技术对城市小区信息数据进行统一管理，进行资源优化配置，实现信息快速传递，建设现代化小区。本文首先简要介绍了GIS和WebGIS的概念，着重对ArcIMS 进行了探讨。并在此基础上，设计了基于ArcIMS的小区信息系统，实现了包括地图放大缩小漫游功能、专题地图查询功能、物业报修功能、房产信息查询功能等。
【关键词】 住宅小区 GIS webGIS ArcIMS
Information system design of residential Community based on ArcIMS
【Abstract】 With the development of the social economy and the computer’s technology， cities in China are going to the more and more multiplex， and the scale of the inhabitants' residential district are larger than ever. So ， it's necessary to build up a modern residential community， with managing information of residential district using the computer technology. In this paper， firstly， the development and a series of functions about the GIS and the WebGIS are briefly introduced， emphatically discussing ArcIMS. Then， a residential distinct information system based on ArcIMS is designed. The system has the functions of scaling， panning and roaming on the map. Also it has the function of map inquiry， repairing requests， the function of the real estate information inquiry and so on.
【Keywords】 residential Community ；GIS ；WebGIS ；ArcIMS
1 前言
社会经济的发展和计算机技术的不断进步，导致了城市向多元化前进。与此同时，城镇居民的小区规模日趋庞大，因此有必要利用计算机技术对城市小区信息数据进行统一的管理，进行资源优化配置和科学管理，实现信息快速传递，建设现代化小区。
地理信息系统（GIS）是采集、存储、管理、检索、分析和描述整个或部分地球表面与空间地理分布数据的空间信息系统。它是一种能把图形管理系统和数据管理系统有机地结合起来的信息技术，既管理对象的位置又管理对象的其它属性，而且位置和其它属性是自动关联的。它最基本的功能是将分散收集到的各种空间、非空间信息输入到计算机中，建立起有相互联系的数据库。自从20世纪60年代以来，GIS在经过半个世纪的演变和发展，已经在众多领域得到了很大的应用，包括农业、林业、水利、地矿、交通、通讯、新闻媒体、城市建设、教育、资源（土地、森林、水、矿物、海洋等）、环境、人口、海洋以及军事等几十个领域。
GIS不仅具有完备的空间信息管理技术，还有丰富的空间分析技术。这种面向空间决策分析的GIS应用正是住宅小区管理决策支持系统所要求的定性、定量、和定位相结合的综合分析的技术体现。居民消费水平和观念的改变致使他们对自身居住环境条件要求越来越高，也给住宅小区管理带来了巨大的压力。如何有效地管理功能日益繁杂的住宅小区，引导住宅小区向良性的序列发展，利用自动化高的GIS方法是一种趋势。GIS具有巨大的空间信息管理分析功能，而这些正是住宅小区管理所必须的。
WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物，是基于Internet的新一代GIS，它结合了Internet和GIS两方面的优点，利用Internet在Web上发布空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，并能制作专题图以及进行各种空间检索和空间分析。WebGIS不仅开拓了地理信息资源利用的新领域，而且为地理信息的高度社会化共享提供了可能。
WebGIS具有操作简单、跨平台、可扩展、信息分布共享、高效的负载平衡等特点，它在诸多领域中都得到了广泛的应用。通过Internet，用户可以浏览WebGIS站点中的数据﹑制作专题图以及进行各种空间检索和空间分析，从而使GIS进入千家万户。
2 ARCIMS的简介
ArcIMS是ESRI公司开发的强大的、可伸缩、可扩展的、基于标准的软件程序，是一个基于Internet的GIS应用系统开发软件，它提供了多方位的WebGIS解决策略，并应用Java Applet、Java Servlet、XML等技术。ArcIMS可集中建立大范围的GIS地图、数据和应用服务，并将这些结果提供给组织内部或Internet上的广大用户。应用ArcIMS还能随时扩展服务器，以满足日益增长的需求，因此用ArcIMS构建WebGIS应用是比较理想的。
2.1 ARCIMS的组成
ArcIMS总体上由4部分组成，分别是客户端表示层、业务逻辑层、数据管理层和ArcIMS网站管理工具。
客户端可以是IE/Netscape浏览器，甚至是无线接收设备；业务逻辑层各部分之间的通信通过ArcXML来完成，地图定义文件、请求和回复信息、操作指令等都用ArcXML表示。当一个ArcIMS请求生成之后，首先由WebServer处理，通过某个连接器提交给ArcIMS Application Server，Application Server再把请求传输给相应的Spatial Server处理。Application Server是所有服务的“大脑”，它及时地将请求送到相应的Spatial Server，并且处理负载平衡和进行流量控制。Spatial Server处理实际的工作，如创建地图、传输矢量数据、图层处理等。ArcIMS连接器通过TCP和Application Server通信，缺省的连接器是Java Servlet。
数据管理层提供了对其他桌面式GIS应用系统的访问，便于对空间数据库进行管理。
网站管理工具包括Author、Administrator、Designer三部分，如图1所示。
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图1 ArcIMS的管理工具 |
Author用于创建和修改包含数据源的指定、地图可视化等配置信息的ArcXML文件；这些文件也是整个ArcIMS完成具体功能的基础，没有这些文件，就不能够定义MapService，自然不能实现任何ArcIMS的功能。
Administrator用于管理ArcIMS的Server、Virtual Server和MapService，以及管理ArcIMS的站点配置信息。
Designer用来完成站点设计，其向导式操作界面可以一步一步引导用户完成站点的配置以及客户端浏览器的界面设置。
2.2 ArcIMS的定制和开发
使用IMS提供的某种特定的API可以开发一个客户端。每一种浏览器或客户端都有它自己的优势，ArcIMS可以根据需要灵活定制；当考虑如何选择连接器和Viewer时，需要重点考虑面对的用户和所需的功能这两个问题。站点是建立在Intranet还是Internet？用户使用什么浏览器？用户的GIS背景？需要使用什么功能？定制的工作量有多大？ 等等。
如果要建立一个Intranet站点，Java Viewer可能是个明智的选择。在一个机构内部，要求用户事先安装插件或在桌面端下载并安装插件是相对容易的。Java Viewer支持更丰富的功能，如MapNotes和EditNotes，这是HTML Viewer所不支持的。一旦客户端加载了Applets，地图的显示和查询速度将非常快，但相对于其他的Viewers，Java Viewer的定制功能非常有限。
如果要建立一个Internet站点，可以考虑使用HTML Viewer、ActiveX Connector、Cold Fusion Connector或Java Connector。使用HTML Viewer的主要原因是不需定制，就可以获得强大的功能。ArcIMS Designer输出了一组预先定义好的功能。HTML Viewer的文档详细描述了它的功能，变量和方法，并且HTML Viewer支持所有平台的客户端和服务器。开发者只需熟悉HTML和JavaScript就可以通过HTML Viewer建立站点。HTML Viewer的主要缺点是它比其他连接器的客户端胖，响应时间慢，特别是当访问大数据量时。
综合以上叙述，结合小区系统的多方面因素，ArcIMS提供的浏览窗口虽然提供强大功能，但是界面单一，且有些功能多余。而小区平台应该有自己特色的界面，亲和力，方便住户操作等特点。所以本系统采用Java Connector连接器、JSP技术、动态网页技术来开发属于自己的小区窗口。
3 系统设计
本系统以ArcIMS软件为平台，可以快速发布其桌面工具（ArcGIS Desktop）采集的大量地理数据，实现客户端的地图浏览。其强大的可扩展性，可以与JSP和JavaBean技术结合，调用数据库数据。系统服务器运行ArcIMS服务端程序，利用ArcIMS提供的连接器（Java Connector）进行系统的定制，构建实现小区信息发布、管理、查询、地图漫游等功能。因为分布的地图是图片形，所以对客户端要求比较低，满足现在小区住户家庭条件。
3.1 系统总体设计
3.1.1 系统体系结构
根据小区信息的特点，本系统采用B/S的3层分布结构，分别为系统表现层，应用服务层，数据服务层，如图2所示。
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图2 系统结构图 |
3.1.2 系统平台与技术方案的确定
目前国内外WebGIS的平台已经很多，如国外的ArcIMS，GeoMedia MapXtreme MapGuide，国内的也有GeoBeans，GeoSurf，SuperMapIS等，由于ArcIMS二次开发迅速灵活，安全性较高，分布式架构，跨平台性，可以通过ArcMap server直接分布由ArcMAP制作好的.MXD格式数据，可以将ArcGIS用于后台数据处理、分析和制图，为前端的ArcIMS直接提供数据，而无需数据格式转化，鉴于以上的综合分析，本系统采用了ESRI公司的ArcIMS9.0作为WEBGIS的平台。
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图3 系统平台组织 |
3.1.3 功能模块设计
小区信息系统主要是为小区住户，小区委员会，小区物业提供一个信息发布，管理的服务性平台。在保证信息的实时性和有效性的前提下，能够提供可视化的GIS图形操作界面，实现网上报修，在地图上就能知道哪里的住户有问题需要解决。实现社区服务专题，可以在地图上快速查询各种专题如超市、银行、娱乐、保安等等。图4为系统总体框架图，系统设计的功能主要包括地图操作模块、房产查询模块，专题服务模块，小区信息发布模块以及住户报修模块等。
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图4 系统总体框架图 |
3.2 数据库设计
本系统后台采用Oracle 9i数据库作为数据存储，其高性能的特点，满足系统的应用，并且利用JDBC技术进行数据的提取分析，使系统具有良好的伸缩性和可扩展性。
3.2.1 空间数据库
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图5 空间数据的组织 |
3.2.2 属性数据库
根据系统需要分析，可建立如下的属性数据库。
4 系统部分实现模块
本系统将图形数据分为道路、楼宇、绿地、商店和垃圾站五层，以Shapefile文件格式存储。图6为系统界面。
图8为住户报修模块实现。用户按照图8右侧登陆框提示输入报修信息，提交后管理员可以从地图上看到出问题的地方，地图上面会显示一个感叹号，实现可视化管理，直观、快捷。
图9为社区服务专题模块的部分实现。点击选择查询商店的专题图，可以看到小区商店的分布专题信息地图。
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图9 商店专题查询图 |
图10为房产信息查询模块实现。在小区地图上，我们可以进行图到图的查询，比如点击一栋楼房，能够查询该楼房的一些属性。在ArcMAP里输入的属性数据都可以在这查询。
5 结束语
本文在分析研究了大量有关物业信息的基础上，完成了小区信息系统的设计，并基于ArcIMS实现了部分功能。本系统还可在物业管理方面进一步完善，如进一步实现诸如地下管线、绿地养护、以及网上缴费等等功能。
物业信息管理还是个新兴的服务行业，但前景不可限量。利用WebGIS 进行管理的小区可以为小区居民创造安全、舒适和节能环保的生活和工作环境， 提供丰富的信息以及利用这些信息开发的各种服务系统。
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