一种基于SharpMap的Web GIS地图图层创建方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于GPS定位信息提供本地移动地理信息服务的系统，包括无线通信网、GPS定位装置和移动终端，以及因特网和服务器，通过对一种开源的Web?GIS产品-Sharpmap地图引擎的分析，开发SharpMap相似功能，应用在车辆监控系统中，同时针对现存的地图加载速度慢等问题提出有效结果方案，并利用第三方地图引擎的方案，将第三方提供的地图引擎和本车辆监控系统协同工作，共同完成车辆定位、描绘轨迹等功能。
【专利说明】—种基于SharpMap的Web GIS地图图层创建方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地理信息系统，尤其是一种基于SharpMap的Web GIS地图。
【背景技术】
[0002]车辆监控系统融合了 GPS技术、GIS技术和无线通信技术这三种当今世界上的前沿技术，参见附图1，可随时随地对车辆进行远程跟踪监控。其中，GPS技术、GIS技术和无线通信技术是车辆监控系统的核心技术，每一项技术在车辆监控系统中都有着不可替代的作用。GPS (Global Positioning System)技术作为车辆监控系统中的定位部分,主要负责移动车辆的位置等信息的采集，GPS定位技术是随着现代科学技术的发展而建立起来的一个高精度、全天候和全球性的导航定位、定时、测速系统，它利用位于距地球2万多公里高的24颗人造卫星不断向地球发射卫星定位信号，地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到大于等于4颗定位卫星发射的定位信号，就可以解算出被测载体的运动状态，如经度、纬度、高度、时间、速度等。作为车辆监控系统的信息发布部分，地理信息系统(GeographicInformation System简称GIS)是融合计算机图形和数据库于一体,对地理数据进行采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达和应用的计算机系统，主要包括计算机硬件、软件、地理数据和用户等几个部分，它把地理位置和相关属性信息真实准确、图文并茂地展现给用户，并借助其独有的空间分析能力和可视化表达能力，满足用户对地理信息的需求。将GIS条件下的电子地图应用于车辆监控系统，可为车辆监控提供一个可视化载体，各个互联网用户可以方便地通过电子地图查询相关的地理信息和车辆信息。而无线通信技术则在GPS和GIS之间建起了一座数据通信的桥梁，使得远程监控成为可能。通过准确的定位技术、通信技术以及GIS下的电子地图，车辆监控系统可实现对车辆的定位、跟踪、监控，有效地对车辆进行了管理，从而使车辆管理走上了科学化、正规化的道路。
[0003]随着Web GIS的发展和成熟，在智能车辆监控导航领域的应用也越来越广泛。在车辆监控系统中，各个移动车辆的定位数据由通信网络传输到监控中心，监控中心通过Web GIS下的电子地图准确、直观地展现各个被控车辆的位置、行驶轨迹等信息，各网络用户通过访问监控中心网站就可以查询他们想要了解的信息，并对车辆实施相应的控制。W曲GIS作为车辆监控系统的主要信息展示媒介，结合地理特征将车辆的信息直观、准确地展现出来，更符合人们的习惯，是车辆监控系统中不可缺少的组成部分。另外，GIS在进入Internet后，其实现原理、数据组织管理、系统的应用模式、软件开发、用户界面等方面都发生了变化，GIS数据也改变了传统的发布模式，通过互联网来传播，那么就必然会受到网络传播速度的影响，这些问题的解决策略都在一定程度决定着系统能否成功，同时，Web GIS系统的开发速度和成本高低也是开发者所关注的问题。可见，面对激烈的竞争，选择一种功能全面、速度快、可靠性高、开发成本低的Web C趱平台来构建车辆监控系统至关重要。
【发明内容】
[0004]本发明的一种基于SharpMap的Web GIS地图加载方法目的在于针对现有技术中GIS地图加载速度慢，运行成本高的问题，提供了 一种基于开源代码SharpMap的Web GIS地图图层创建方法，其特征在于:1)创建地图；2)创建图层:设置图层的数据源:将其它地图格式转换为Shapefile格式的地图，地理信息通以表的形式来组织的，该地图图层可根据地图表的形式存储在空间三维数据库中，空间三维数据库存储三维坐标系统，地图图层可分地图集进行存储和显示，可存储为世界地图集、省级地图集、城市地图集，分别存储在空间数据库的不同文件夹下面；3)数据的引入:SharpMap中的数据引入机制是采取Provider模式来实现，每个图层包含了地图的一个不同方面，且每个图层都对应着一系列的数据库表，通过数据引入机制将表中包含的地图数据引入到对应的地图图层上，将用户关注的数据信息与图层代表的地图对象关联起来；4)坐标转换:地图实体的地理空间位置坐标与Shapefile格式文件中的栅格位置坐标进行转换,计算栅格分辨率,完成栅格位置坐标与二维数据单元地址的转换，在已设置好的栅格横向和纵向栅格单元数据的条件下，完成栅格所对应的数组下标与二维数组单元地址的双向转换，从而完成坐标转换；5)符号和文字标注过程:地图符号和文字要素的几何数据、属性数据对应存储到图表中，并同时存储在空间数据库的一个文件夹下，该文件夹不同于上述存储地图数据的文件夹，提供该符号地图集的访问接口，空间图层信息发生变化后，确定需要更新地图符和文字信息，触发显示模块根据需要更新的地图对象去更新相应的地图符号，将更新后的符号和文字标准过程更新到相应的地图图层中；6) SharpMap地图基本功能实现:改变Map类的Center属性和Zoom属性，可完成SharpMap地图基本功能，如地图的颜色设置、轮廓设置、初始比例、比例尺设置、缩放比例设置、指南针设置，Center属性表示地图显示范围的中心点，Zoom属性是指视野，表示当前显示地图范围的宽；7)地图图层、地图符号和文字的合成和加载过程，所述地图的加载过程可采用动态A J A X技术分块加载并显示地图，完成地图的创建、绘制和显示。
[0005]本发明提出的基于Sharpmap的WebGIS地图加载,有效解决了地图的高成本、加载速度慢的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1车辆监控系统总体结构；
[0007]图2ASP.NET2.0的运行过程；
[0008]图3SharpMap中地图的生成与显示过程；
【具体实施方式】
[0009]首先，深入分析了 Sharpmap的源代码结构。SharpMap地图引擎的源代码是开放的，从互联网上可以免费地下载到，目前稳定的运行版本为0.9。从下载到的SharpMap的源代码可以看到，SharpMap的核心源代码主要包括两个文件夹:SharpMap和SharpMap.UI。其中，SharpMap工程是主体，下面包括了 14个命名空间，包括MAP、图层、数据转换、坐标、数据、样式、几何体、渲染等，它们包含了可以实现地图不同功能的函数，通过对相关函数的调用，可以对SharpMap进行功能扩展,增加很多需求的功能。SharpMap.UI是另一个和用户界面相关的文件夹，包含了 Forms、Ajax等命名空间，它提供了和用户界面相关的功能的实现。这两个包含了地图源代码的文件夹通过编译被封装成了 dll文件，存放在ASE.NET2.0的开发网站下，在SharpMap的实现过程中自动被调用。本文详细分析了这两个文件夹中各个命名空间下的函数的功能及其意义，只有在了解了这些函数的功能及其意义后，才能扩展Sharpmap的功能然后将其应用在车辆监控系统中。
[0010]SharpMap的运行机制分析，SharpMap是一个基于.Net2.0的Map渲染类库,是采用ASP.NET, Sharpmap的实现结合了 ASP.NET2.0的运行过程和地图的生成与显示过程，它们的协同工作共同完成了 Sharpmap地图的生成与显示，ASENET是Web服务器(通常是IIS服务器)下的ISAPI扩展，它通常是存在于Web服务器上的。当IIS Web服务器接收到从浏览器发来的请求时，会检查所请求的文件的扩展名，根据文件扩展名将该请求交给合适的ASENET (即ISAPI扩展)来处理，从数据库或者其他资源获取必要的数据，然后ASENET将处理结果返回给IIS Web服务器，再返回到浏览器端，其运行过程如图2所示。
[0011]Sharpmap中地图的生成与显示过程，Sharpmap中地图的生成与显示过程分为创建地图，创建图层并设置图层的数据源，图层样式设置，添加图层到地图，地图背景、比例、中心点设置和绘制并生成地图等几个步骤，创建地图，如图3所示:其过程包括:一种基于SharpMap的Web GIS地图图层创建方法，其特征在于:1)创建地图；2)创建图层:设置图层的数据源:将其它地图格式转换为Shapefile格式的地图，地理信息通以表的形式来组织的，该地图图层可根据地图表的形式存储在空间三维数据库中，空间三维数据库存储三维坐标系统，地图图层可分地图集进行存储和显示，可存储为世界地图集、省级地图集、城市地图集，分别存储在空间数据库的不同文件夹下面；3)数据的引入=SharpMap中的数据引入机制是采取Provider模式来实现，每个图层包含了地图的一个不同方面，且每个图层都对应着一系列的数据库表，通过数据引入机制将表中包含的地图数据引入到对应的地图图层上，将用户关注的数据信息与图层代表的地图对象关联起来；4)坐标转换:地图实体的地理空间位置坐标与Shapefile格式文件中的栅格位置坐标进行转换，计算栅格分辨率，完成栅格位置坐标与二维数据单元地址的转换，在已设置好的栅格横向和纵向栅格单元数据的条件下，完成栅格所对应的数组下标与二维数组单元地址的双向转换，从而完成坐标转换；5)符号和文字标注过程:地图符号和文字要素的几何数据、属性数据对应存储到图表中，并同时存储在空间数据库的一个文件夹下，该文件夹不同于上述存储地图数据的文件夹，提供该符号地图集的访问接口，空间图层信息发生变化后，确定需要更新地图符和文字信息，触发显示模块根据需要更新的地图对象去更新相应的地图符号，将更新后的符号和文字标准过程更新到相应的地图图层中；6) SharpMap地图基本功能实现:改变Map类的Center属性和Zoom属性,可完成SharpMap地图基本功能,如地图的颜色设置、轮廓设置、初始比例、比例尺设置、缩放比例设置、指南针设置，Center属性表示地图显示范围的中心点，Zoom属性是指视野，表示当前显示地图范围的宽；7)地图图层、地图符号和文字的合成和加载过程，所述地图的加载过程可采用动态A J A X技术分块加载并显示地图，完成地图的创建、绘制和显示。
[0012]Sharpmap中应用了 AJAX技术，AJAX技术是当今世界上一种无人不知无人不晓的时尚前沿技术，它改变了传统的浏览器与服务器的交互模式，做到了按需索取数据、局部刷新页面、异步发送请求，是一种构建网站的强大方法。Web2.0的诞生使Ajax得到了很好的应用，给网站的构建带来了一片全新的局面，目前，Canai 1、Amazon、A9.tom搜索都采用了Ajax技术，它将桌面应用程序所具有的动态性和快速性在Web应用程序中体现出来，实现了高效的Web开发。而将这项技术应用在数据量大、地图加载速度慢的GIS领域是再合适不过韵了，像Google Earth、Google Maps都因采用了 Ajax技术而在GIS领域出尽了风头。在Sharp Ns ap中也引入了 Ajax技术,使SharpMap强大起来。
[0013]Sharpmap可实现地图的中文显示；存储数据的数据库可为二维数据库；可实现分地图集现实地图数据功能实现。
[0014]Sharpmap地图可用来显示车辆的定位信息、实时跟踪车辆；可进行车辆轨迹跟踪、动态路径规划、车辆导航。
[0015]Sharpmap中的所述数据库可与地图显示在同一终端，也可在远程终端；可在地图上标准餐饮、酒店等旅游信息。
[0016]最后说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种基于SharpMap的Web GIS地图图层创建方法，其特征在于: 1)创建地图； 2)创建图层:设置图层的数据源:将其它地图格式转换为Shapefile格式的地图，地理信息通以表的形式来组织的，该地图图层可根据地图表的形式存储在空间三维数据库中，空间三维数据库存储三维坐标系统，地图图层可分地图集进行存储和显示，可存储为世界地图集、省级地图集、城市地图集，分别存储在空间数据库的不同文件夹下面， 3)数据的引入:SharpMap中的数据引入机制是采取Provider模式来实现,每个图层包含了地图的一个不同方面，且每个图层都对应着一系列的数据库表，通过数据引入机制将表中包含的地图数据引入到对应的地图图层上，将用户关注的数据信息与图层代表的地图对象关联起来； 4)坐标转换:地图实体的地理空间位置坐标与Shapefile格式文件中的栅格位置坐标进行转换，计算栅格分辨率，完成栅格位置坐标与二维数据单元地址的转换，在已设置好的栅格横向和纵向栅格单元数据的条件下，完成栅格所对应的数组下标与二维数组单元地址的双向转换，从而完成坐标转换； 5)符号和文字标注过程:地图符号和文字要素的几何数据、属性数据对应存储到图表中，并同时存储在空间数据库的一个文件夹下，该文件夹不同于上述存储地图数据的文件夹，提供该符号地图集的访问接口，空间图层信息发生变化后，确定需要更新地图符和文字信息，触发显示模块根据需要更新的地图对象去更新相应的地图符号，将更新后的符号和文字标准过程更新到相应的地图图层中； 6)SharpMap地图基本功能实现:改变Map类的Center属性和Zoom属性，可完成SharpMap地图基本功能，如地图的颜色设置、轮廓设置、初始比例、比例尺设置、缩放比例设置、指南针设置，Center属性表示地图显示范围的中心点，Zoom属性是指视野，表示当前显示地图范围的宽； 7)地图图层、地图符号和文字的合成和加载过程，所述地图的加载过程可采用动态AJAX技术分块加载并显示地图，完成地图的创建、绘制和显示。
2.根据权利要求1所述的基于SharpMap的WebGIS地图图层创建方法,可实现地图的中文显示。
3.根据权利要求1所述的基于SharpMap的WebGIS地图图层创建方法,所述数据库可为二维数据库。
4.根据权利要求1所述的基于SharpMap的WebGIS地图图层创建方法,可实现分地图集现实地图数据功能实现。
5.根据权利要求1所述的基于SharpMap的WebGIS地图图层创建方法，可用来显示车辆的定位信息、实时跟踪车辆。
6.根据权利要求1所述的基于SharpMap的WebGIS地图图层创建方法,可进行车辆轨迹跟踪、动态路径规划、车辆导航。
7.根据权利要求3所述的基于SharpMap的WebGIS地图图层创建方法,所述数据库可与地图显示在同一终端，所述数据库也可在远程终端。
8.根据权利要求1所述的基于SharpMap的WebGIS地图图层创建方法,可在地图上标准餐饮、酒店等旅游信息。
【文档编号】G06F17/30GK103927374SQ201410169881
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】徐静, 杨洋, 姚志垒, 徐森, 吴素芹, 许秋艳 申请人:盐城工学院