基于WebGIS的宁德市旅游地理信息系统设计研究

张世良

（宁德师范学院 计算机与信息工程系，福建 宁德 352100）

基于WebGIS的宁德市旅游地理信息系统设计研究

张世良

（宁德师范学院 计算机与信息工程系，福建 宁德 352100）

本文针对现有宁德旅游信息的封闭性，其系统功能的不完整性，提出旅游信息系统的GIS解决方案.根据实际需求，在分析关键技术、网络结构的基础上，对系统的架构、数据库设计、地图文件处理、用户界面设计和系统功能模块设计等进行较为详尽分析和设计，并初步完成系统了开发，验证了其可行性.系统的开发不仅为宁德旅游注入新的活力，对其可持续发展起着重要的作用.

旅游系统；TGIS；W ebGIS；虚拟现实

由于宁德市旅游信息的不畅通性，滞后性，严重阻碍了宁德市旅游业的发展，进而影响了宁德市的旅游经济的发展.为了促进宁德旅游业的高速发展，作者设计并开发了基于WebGIS宁德市旅游地理信息系统.该系统与其它旅游信息系统相比具有的优越性主要表现在：一般的旅游信息系统没有与多媒体相结合的实现动态的放映信息，只是一些简单的静态图片加以展览，更谈不上虚拟三维漫游这些特定功能，只能使游客获得二维的简单信息，对地图也只能实现相对简单的操作，如漫游，放大，缩小，及较弱的信息查询功能.本系统加入了这两个新的三维地理信息的动态显示功能，以及利用ESRT公司的ARCSERVER强大的地图发布功能，使得游客能够很容易地通过操作简洁的界面，利用系统提供的相对强大的功能就能实时准确地获取丰富的旅游资源信息.

1 系统建设关键技术分析

1.1 电子地图技术

电子地图技术是建立旅游地理信息系统（TGIS）的核心技术之一.电子地图不仅具有传统地图的那些优点，而且更具有其自身的新特点包括存放大量的旅游数据信息、丰富的查询功能、多样的使用方式，而且其它多媒体信息还可以直接定位在电子地图上，使人们理解和使用更加方便.

1.2 多媒体技术

TGIS利用多媒体技术就是将文本、图形、图像、音频、视频等多种媒体信息融合在一起，这样不仅充实了系统的功能和内容，而且增强系统的可视性，同时更有利于游客方便地获取所需要的旅游信息.

1.3 空间数据库技术

建立旅游地理信息系统中的一个重要任务就是设计和建立旅游地理信息空间数据库.TGIS中包含大量的音频、视频、图形、图像数据，需要一个功能相对强大的数据库来管理这些数据文件.

1.4 虚拟现实技术

在TGIS中引入虚拟现实技术（Virtual Environment），对景区地形环境进行仿真，能够真实地展现景区的景观，使游客产生身临其境的感觉，旅游管理者和决策者也可以把模拟和仿真技术应用于对各类景区的规划设计中，得到相应的应用效果图，以便他们进一步完善设计方案[1,2].

1.5 WEBGIS技术

随着网络技术的迅猛发展，更多的旅游地理信息系统的开发设计是基于主流的WEBGIS技术，以MO、AO、ARCIMS、C#、VB 等工具开发出具有 B/S结构的开放式的应用系统.这样的系统可操作性强，从万维网上的任意一个节点，用户就可以随意浏览旅游地理信息系统站点中的各类信息，进行多种查询、分析.随着通信技术的飞速发展，在未来的日子里，随着WebGIS不断发展，TGIS还可以潜入到手机、掌上电脑以及车载系统中，以满足消费者全方位、多层次的需要[3].

1.6 三层架构技术

在网络内部采用星型局域网进行连接，然后通过防火墙再与Internet相连，整个网络结构如图1所示.

从以上的网络结构设计中体现了三层架构的思想，三层架构就是在客户与服务之间加入了一个"中间层"，也叫组件层.它与客户层、服务器共同构成了三层体系.通过引入中间层，将复杂的商业逻辑从传统的双层结构应用模型中分离出来，并提供了可伸缩、易于访问、易于管理的方法.图1中的Web服务器属于逻辑层，浏览器（客户端）、工作站以及Internet用户都属于用户层，数字旅游系统及GIS组件一般都分布在Web服务器上，用户通过数字旅游系统来访问数据库，而数据库就在数据库服务器上，也就是数据层.这里需要指出的是，有时数据库也可能放在Web服务器上.为了提高它们的安全性，数据服务器和Web服务器用不同的服务器来承担.

图1 数字旅游系统的网络拓扑图

2 数据库设计

一个良好的系统必须以后台数据库做为支撑，为系统的各项功能提供所需的数据，因此它是系统的关键组成部分.在系统数据库的管理中，数据库设计的关键是如何将各种数据按照一定的规则、结构组织进行存储和管理，以便提高系统对信息查询或处理的效率.基于WebGIS的宁德市旅游地理信息系统数据库中的数据主要由两类数据组成，其中图形数据以二进制文件形式存储，并按工程、图层、图元的顺序进行组织.属性数据以关系数据库形式存储，按数据库、数据表、记录的顺序进行组织.这些要素在地理信息系统内部又被分为矢量数据和属性数据，矢量数据表达要素的空间几何坐标位置，而属性数据表达要素的物理意义.在不同的地理数据之间，系统采用分层存储管理办法，图上所有要素均按点、线、面要素进行分层，每个图层只是表达整个地图的某一个方面.各层信息严格依照数据分类编码体系规范化分类编码[4，5].系统依据宁德市各类旅游资源建立各类属性实体表，它们分别为旅游景点、政府部门、宾馆饭店、医院、旅游线路五个类别，以旅游景点属性表为例，属性表结构如表1所示.

3 系统功能模块设计

通过研究宁德市的旅游资源以及游客的具体需求,开发了宁德市旅游地理信息系统,主要承担宁德各区县景点数据采集管理功能、信息高效检索查询、多媒体信息与虚拟信息的表达、气象服务和交通旅游线路查询等功能.整个系统主要由三个相对独立的子系统构成，整个系统结构如图2所示，它们分别是旅游目的地信息子系统、旅游信息服务子系统和旅游信息管理子系统.

表1 景点属性表结构

图2 系统结构图

3.1 旅游目的地信息子系统

包括历史文化背景介绍、自然人文景观特色以及旅游纪念品与土特产三部分组成.为了使旅游者及潜在的游客能够详细了解旅游目的地的各种资源和特色，本系统提供视频音频信息、旅游电子地图、多媒体信息等，同时辅以照片，文字等说明，全面介绍宁德市全区及各区的主要风景名胜、娱乐场所、酒店、宾馆、地方特色风俗、饮食及音视频演示等，给他们以最新旅游动态信息数据，从而增加潜在的游客到此旅游的欲望.

3.2 旅游信息服务子系统

主要包括各区县交通状况（包括公交车查询）、主要景点旅游线路选择、预定系统（包括客房预定、票务预定、导游预定、出租车预定等），气象报告（包括天气预报、48小时卫星云图等）、旅游投诉与论坛.系统提供的交通信息查询功能可以实现公交线路查询、公交换乘查询及站到站查询.因此用户只要在地图上点击起始点与终止点，从起始位置到目的地所需的相关信息就会以列表方式显示出，内容涵盖乘车路线、沿途车站、换乘车次等信息.根据游客需求，围绕食、住、行、游、娱、购等，提供旅游交通路线信息、主要景点、各大宾馆酒店分布图并向游客提供丰富的信息检索查询服务涉及机关、团体、车站码头、大型商场、邮电、娱乐场所、医疗等.此外具有丰富的地图操作功能：图层放大、缩小、漫游、距离量算、最佳路径分析、空间信息和属性信息的准确定位，包括对空间数据和属性数据进行检索，空间信息和属性信息的双向检索查询，还可进行逻辑查询，模糊查询等.

3.3 旅游信息管理子系统

本系统包括数据发布、数据维护、数据分析和地图管理子系统构成.后台管理人员包含各旅游景点、旅游相关企业、旅游局.数据发布系统主要实现各部门在成功登录系统后，可以按照规定数据格式，上传最新的旅游数据，及时更新数据库资源.各部门按自己的权限发布相应数据，不能越权使用.如旅游局管理员可以发布最近出台的旅游法规和优惠政策，旅游景点管理员可以发布最佳旅游路线等信息，服务广大游客.数据分析子系统完成对最新采集到的旅游数据进行分析，为旅游管理部门提供决策服务，如旅游旺季各景点导游调度、旅游景区规划、旅游销售预测等.数据查询子系统主要实现点击查询、矩形查询、圆形查询、多边形查询等方式.地图管理子系统实现对图层的基本操作，缓冲区分析及地图的编辑维护等[4].

4 系统实现

系统基于组件技术进行深入地二次开发，在Vs2005开发环境下，借助于ArcGIS提供强大功能的组件、ADO控件和第三方控件搭建而成.组件式GIS的基本思想是把GIS按功能划分为不同的控件，每个控件完成不同的功能，用户只要通过控件所提供的接口，编制少量特定代码来实现其相应的功能.然后在可视化开发环境下只要将ARCGIS控件与C#.NET控件集成在一起，用微软Visual Studio.NET开发环境，并使用ESRI interop程序集，它服务于被放置在.NET窗体上的、位于.NET窗体控件中的ArcGIS控件，这些程序集在托管的.NET代码和非托管的COM代码之间起了桥梁作用，每个控件对象及其功能可以与其他ESRI ArcObjects和自定义控件组合使用，创建用户化的客户应用程序,形成最终所需的GIS应用系统.本系统数据管理主要采用ADO空间数据引擎对属性数据和空间数据实行管理，为了实现对空间数据的快速存取与检索，系统采用属性数据与空间数据集成统一地管理[6,7].最终生成系统主界面如图3所示.

为了提高最短路径的算法性能，更加直观地表现道路间的拓扑关系，采用封装对象的方法把地图中的道路及其节点分别用类进行封装,可以更有效地存储和管理地图中的数据，同时对Dijkstra算法进行改进，在边的类中增加线段的方向，在搜索中首先用此方向与源点到目的地构成的方向进行比较，使它们的夹角在阈值范围内才进行搜索，这样缩小搜索范围，提高算法效率，若要避开某些节点,在改进的算法中加入判断语句，不加到红点集中.

图3 系统首页图

5 结束语

本文利用WebGIS 技术、集成技术以及多媒体技术、三维虚拟技术开发了宁德市旅游地理信息系统,实现了对旅游信息的发布、多种多式的查询、数据管理、更新以及地理空间分析等功能.为了较好地满足当前日益增长的旅游的需求，采用基于.Net平台WebGIS旅游系统其具有易于维护性、部署性、跨语言性等特点.另外更重要的是利用其较强的空间分析和业务处理能力，并能有效节省投资等特点.因此WebGIS作为GIS发展的一个方向，可以预测在旅游业方面有着非常广阔的应用前景.

〔1〕洪炳镕，蔡则苏，等.虚拟现实技术及其应用[M].北京：国防工业出版社，2010.06.

〔2〕邓霞,高德政，等.基于GIS的绵阳市旅游地理信息系统研究和开发[J].资源与产业.2006,8（5）:52-55.

〔3〕刘光，唐大仕.W ebGIS开发—ArcGIS Server与.NET[M].北京：清华大学出版社，2009.

〔4〕何正国，杜娟.ArcGIS Server开发从入门到精通[M].北京：人民邮电出版社，2010.

〔5〕Shiliang Zhang,Xiaobin huang.Development of virtual Campus System Based on ArcGIS 2011 International Conference on computers,Communications,Control and Automation.Hong Kong,China,February,2011 IEEE,volume（2）:39-42.

〔6〕张世良.基于ArcEngine的校园地理信息系统的设计与实现[J].江西理工大学学报,2010,31（3）:28-30.

〔7〕张世良.基于GPS/3G/GIS的多功能海上台风预警和搜救系统的研究[J].长江大学学报，2009,6（4）:217-219.

TP311；TP393

A

1673-260X（2011）09-0022-03