基于WebGIS架构下的地理信息系统构建探究

摘 要：WebGIS架构下建立起来的地理信息系统，在定位地理位置的过程中精确度较高，同时还能将各种信息实时展示出来，本文就此进行了简单的研究，文章首先介绍了系统结构设计，随后介绍了系统模块建构，包括WebGIS架构下的网络组网设计、硬件平台设计和软件平台设计等内容，希望能给相关人士提供一些参考。

关键词：WebGIS架构;地理信息;系统构建

0 引言

地理信息系统能够对各种地理位置信息进行综合管理，自动测量地理位置坐标，并根据测量结果绘制地图，属于一种综合性的管理系统，随着地理信息技术的不断发展，在结合百度地图和谷歌地图等信息软件，其信息集成功能和定位精确度也逐渐提高，在融合物联网等技术，就形成了网络组网设计，也就是WebGIS架构。在WebGIS架构下，能够创建集地理信息收集和共享的综合管理系统，本文就此进行了简单的研究。

1 系统结构设计

WebGIS架構下设计地理信息系统，主要包括下面几个部分，分别是地理信息检索环节、Web网络服务器环节、地理信息数据库、信息收集环节等部分组成的，各个环节在一起构成了一种多模式依赖互联状态，同时能够实现信息的共享与传输，通过WebGIS编辑器、WebGIS服务器和WebGIS浏览器还能实现层次化异构模式的地理信息系统结。[1]系统的软件平台体系和中间件结构主要包括四种层次，分别是应用开发层次、通信模块CC2420、基础软件层次和数据传输层次GPRS等，同时在信息输出的终端位置配置了业务适配层，从而能够有效查询相关地理信息，并促进信息的输出。网络适配层的建构主要是通过物联网来进行的，并在基础软件环节中设置网络节点，网络适配器的主要功能就是能够为WebGIS架构进行接入工作，同时还能提供网络生成服务，网络的中间件的设计模式主要是模块化和层次化结构的，在经过整合后，中间件能够使WebGIS架构下地理信息资源进行分布式计算，这一过程主要是以云计算模块为基础的，在分析总体结构设计的基础上，能够得出下面的地理信息系统图。

参考图1中整体结构设计对地理信息系统进行模块分组设计，在开发系统流程的过程中主要是通过从上到下的模式进行设计的，以嵌入式环境Linux为基础，设计构件地理信息数据库，开发驱动程序。通过局部总线快速控制措施对软件接口进行科学设计，从而促进数据信息的实时检索，以及信息记录等工作，利用异构模式的云计算系统对信息的分布形式进行迅速计算，促进WebGIS的处理能力和信息加工能力。在设计地理信息系统组成的云计算平台时，可以借助OpenStack来设计云控制器，并通过云平台系统终端进入信息管理系统，利用Nova代号的控制器将互联网和地理信息数据库连接起来，促进资源的共享。

2 系统模块建构

2.1 WebGIS架构下的网络组网设计

参考上文所描述的系统整体结构设计，对地理信息系统进行全面的优化设计，第一项内容就是组网设计，WebGIS架构下的网络组网设计主要可以分成四种现实对象，分别是感知视场、中间件、观测节点和本地信息处理等。将网络适配层设计在地理信息任务远程管理环境当中，在利用Internet或是卫星通信系统将信息连接起来，构建基础的软件层，义务应用适配层和应用开发层等。网络中间件的主要作用就是能够实现地理位置的无线感知，而应用开发层能够进行网络自愈合，并提供网络生成服务。将感知环节操作系统和地理信息收集系统设置到Web服务平台当中，通过PXI将地理信息和各种含有一定联系的数据信息及时储存到地理信息数据库当中。[2]将VPP仪器设置在最顶层，促进程序驱动，进行信息的调用，在采集地理空间参数的过程中可以使用传感器DHT11，会定时发送采样脉冲，间隔时间为4MS左右，利用终端节点ZigBee进行信息采样工作，能够及时收集各种时刻的信息，利用串口还能将测量信息传送到协调器当中，将无线射频模块设置到ZigBee协调器当中，在无线射频装置的基础上，能够促进地理位置信息及时传送到上位机中，随后再由上位机对各种信息进行处理分析。从上述内容中我们可以了解到WebGIS架构下的网络建立流程。

2.2 硬件平台设计

在完成WebGIS架构下地理信息系统的网络组设计工作后，就需要进行硬件设计工作，通过云计算平台OpenStack构建信息传感系统，并将S3C2440当作是地理信息系统中的核心控制部件，系统中的网络微型控制器可以将其内核选择为RISCARM920T，促进地理信息系统实现信息扩展和以太网连接的目标，同时还能满足虚拟计算服务和对象储存等地理信息需求。系统中的地理收集板块主要是由四种定位基站共同构成的一套地理位置信息收集基阵，同时对X和Y方向等方位进行定位，主要是通过坐标签进行标注，最终能够得出位置信息和地形的测量结果。[3]可以在小型的定位系统当中安装定位板块，并将各种收集到的信息传送到A8处理器当中，这一设备的处理性能较好，能够对各种信息进行智能化的集成处理，随后利用TCP/IP协议输送到WebGIS架构下地理信息系统的终端当中，智能传输终端内的硬件平台主要是使用触摸式的PC机来充当的，并通过TCP/IP协议和客户端与服务器之间进行有效的连接，还能通过该终端系统，查询浏览各种地理导航信息和地理信息等，为导航目标与地图的绘制工作提供准确、可靠的参考信息。

2.3 软件平台设计

本文在设计WebGIS架构下系统开发平台时，主要是通过Linux开放源码操作系统进行设计的，软件设计包括主程序编写、Linux内核编译、Linux操作系统等内容组成。在结束交叉编译后，从串口当中读取相完整的数据包，并通过两种线程 writer thread和reader thread在地理信息系统的数据库当中进行读写工作。在设计系统终端平面的过程中，可以将QT/EMBEDDED冲淡GUI，并为地理信息系统建立起能够进行可视化操作的平台，并结合硬件设备，对Linux系统进行启动操作，制定init命令，针对各个文件系统设计出相应的图形中间件，能够为用于查询浏览WebGIS信息提供更多的便利，简化查询浏览操作过程。

地理信息系统中的内核管理主要包括网络设备管理、系统文件管理以及内存管理等三种形式，在设计Linux嵌入式平台时，可以通过Linux内核源码将引导程序启动，在硬件平台ARM中移植软件，并通过由上到下的模式逐一进行WebGIS架构下的测试、编码、设计和信息收集等工作，在结束编译，并形成一种能够有效落实的程序代码之后，将已经完成的编译程序和开发程序通过USB接口、串口、网口等渠道输入进虚拟机VIRTUALBOX当中，在WINDOWS中进行代码编辑工作，并利用C编译器对GCC运行命令进行准确的编译工作。最后通过布局总线快速控制方法对地理信息的输送与储存工作进行全面控制。

3 结语

随着信息技术和网络技术的持续发展，也为WebGIS架构下的信息系统建构提供的新的渠道，能够从更深的角度挖掘各种信息资源。通过云计算信息处理传感网，能够促进地理信息系统Web技术有效融合，从而能够进行地理信息的远程监控、调用、计算和储存等工作。这种处理系统的储存规模比较大，同时计算速度也比较快，系统运行较为稳定，是地理信息系统管理的重要支撑。

参考文献：

[1] 任若菡，张淼.基于WebGIS架构下的地理信息系统构建探究[J].民营科技，2018（10）：138.

[2] 刘锋. WebGIS架构下的地理信息系统构建研究[J].计算机测量与控制，2017，25（06）：264-266+301.

[3] 高觅谛.基于WebGIS的地理信息支撑技术在水质安全预警系统中的应用研究[D].浙江大学，2012.

作者简介：雪连（1990—），女，内蒙古兴安盟人，硕士，助教，研究方向：地理信息系统集成。