摘要：着重阐述了在Internet/Intranet环境下，基于ArcIMS的信息系统的总体结构及关键技术，讨论了空间数据的获取方法，介绍了网络信息发布的一般方法，并研究了WebGIS的实现技术。通过结合万州区土壤信息系统的建立，证明了利用ArcIMS制作网络信息管理系统的可行性。  (文章来源：无忧GIS网)
关键词： ArcIMS ; 土壤信息系统 ;MapObjects ;Internet/Intranet

 
  Abstract:This paper focuses on the ensemble structure and key technology of Information system in Internet/Intranet enviroment based on ArcIMS. Then discusses the current method about the Information distribution in Internet. The achievement of WebGIS is also discussed.Through the building up of Wanzhou soil information system,proves the feasibility of the WebGIS creation using ArcIMS
Keywords: ArcIMS; soil information system ; MapObjects ;Internet/Intranet 
引言
随着Internet技术的飞速发展，客户机/服务器体系的逐步完善，各大GIS厂商将GIS与Web浏览器紧密结合在一起推出了真正意义上的WebGIS平台软件。典型的软件平台有：ESRI公司的 ArcIMS(Internet Map Server)；Intergraph 公司的Intergraph GeoMedia WebMap；MapInfo公司的 MapXtreme等[1]。
以往的土壤信息系统基本上都是基于单机模型的系统，在Internet技术飞速发展的今天，资源共享和开放的需要使得建立网络土壤信息系统，实现空间土壤信息的网上发布已经成为不可避免的现实。 (文章来源：无忧GIS网)
在目前来讲，虽然WebGIS的建立有多种方法，但是很多厂家和个人更加倾向于使用MapInfo公司的 MapXtreme，而ArcIMS却相对来说用的比较少，本着研究与探讨的目的，本系统决定使用ESRI公司的 ArcIMS(Internet Map Server)来建立。
1   ArcIMS简介
 ArcIMS是ESRI最新推出的第二代互联网地理信息系统，其结构经过特别设计来满足在Internet上提供地理数据和服务的需要。ArcIMS的多层结构由展示层（Prentation Tier）,逻辑事务层（Business Logic Tier）和数据存储层（Data Store Tier）组成。展示层是指ArcIMS Viewers,是ArcIMS的客户端。逻辑事务层是由 WebServer, ArcIMS应用服务器和ArcIMS应用服务连接器及ArcIMS空间服务器构成。数据存储层指数据源。（图1）。 

图1  ArcIMS的多层结构
Fig.1 The Architecture of ArcIMS  (文章来源：无忧GIS网)
ArcIMS的Web服务器收到请求时，交由下列三个ArcIMS应用服务器连接器的一个继续处理
*Servlet
*ColdFusion
*ActiveX
由Servlet连接器处理完的ArcIMS的请求、被迅速地交给ArcIMS应用服务器。应用服务器负责负载分发并跟踪记录哪个地图服务运行在哪个空间服务器上。当使用ColdFusion和ASP时，请求相应的交给ColdFusion和ASP应用服务器。处理过的请求通过连接器交给应用服务器。（图2）  (文章来源：无忧GIS网)
 
图2  ArcIMS处理请求和响应的步骤  (文章来源：无忧GIS网)
Fig.2 The process of dealing with request and response using ArcIMS
ArcIMS的核心是空间服务器。服务器提供五种功能：影像表达，矢量数据流，地址匹配、查询和数据提取。空间服务器并不直接访问而是通过虚拟服务器。虚拟服务器为了管理的方便由一个或多个空间服务器组成。对某个地图服务的请求由指派给该地图的虚拟服务器中的一个空间服务器来完成。
ArcIMS支持HTML和Java客户端。Java Viewer使用Java Applet并同时支持影像和矢量地图服务。Java Viewer既提供更丰富的客户端的处理能力，支持矢量数据流，同时支持多个地图服务以及在同一窗口加入本地数据。HTML Viewer是瘦客户端，但同时只支持一个影像地图服务。HTML Viewer可以使用Servlet连接器，也可以使用ColdFusion和 ActiveX连接器[2]。
用户通过创作员，设计师和管理员工具访问ArcIMS的不同部件。这些工具可以通过管理器访问，也可以作为独立运行的部件。
ArcIMS的体系结构专为Internet的应用设计开发。它适用于小型的Intranet站点，同样可以根据需要来扩展以满足企业级系统或电子商务站点的需要。当站点需求增加时，ArcIMS可以伸缩配置以满足服务器端的要求。新的空间服务器可以快速地加到原有的虚拟服务器中。ArcIMS还可以和其他的Internet工具应用协调地工作。
2  网络土壤信息系统的建立  (文章来源：无忧GIS网)
2.1  数据搜集和分析  (文章来源：无忧GIS网)
网络土壤信息系统的数据是以以下资料为基础的：①基础空间信息数据。包括万州区的乡级行政区划图、道路图、水系图、地形图等。②专题空间信息数据。专题数据是土壤信息系统的应用数据，主要包括：土壤类型图，土壤养分图、土地利用现状图等。③影像数据。航片，卫片。以遥感手段获取的数据存储在数据库中，不仅可以利用各种分析方法进行动态监测，也是更新地形图库和专题图库的主要信息源[3]。
2.2  系统设计目标
    系统设计目标为将基础的土壤数据、地理要素、基本图件从传统的繁重档案管理中脱离出来，利用先进的设备及技术进行高效管理，并从中挖掘出传统的人工管理无法获得的信息，为统计分析、自动制图、挡案更新、开发战略服务。并在此基础上，增加远程访问功能，即利用现在流行的Internet技术，使系统能够为重庆市乃至全国各个地方的农业技术人员进行访问，以便与大家交流技术经验。
    利用GIS对空间数据进行处理，利用数据库技术对属性数据进行组织、存储、处理和分析，并且通过空间数据对属性数据的空间分布特征进行综合分析，使空间数据和属性数据做到紧密相连，实现两种数据的互相查询。
3   系统配置
系统硬件环境为星型拓扑结构的局域网。服务器为IBM Net Finity5100；工作站为P3兼容机；网络协议为TCP/IP，服务器端使用Microsoft公司的IIS（Internet Information Server），操作系统为Windows 2000 Server，其软件使用ESRI公司的ArcIMS4.0, MapObjects,建立土壤信息系统；网络客户端操作系统为Windows 2000 Professional[4],浏览器使用Microsoft公司的IE（Internet Explorer）,当客户端进行网络远程访问并使用Java浏览器时， Java Applet就会自动发送到客户端浏览器并且在客户端机器里永久驻留。
4             系统设计流程
4.1  系统总体设计
其内容主要是完成系统的总体设计，遵循模块化程序设计思想，将系统划分为若干个功能模块，并确定各个功能模块的接口，在此基础上用ArcIMS强大的Web功能将其在Internet上发布。
4.2         数据库的建立
收集整理已有的土壤养分图、土地利用现状图以及其他相关文挡数据，并对资料进行分类和筛选，满足系统的输入和管理的要求。同时建立空间数据库和属性数据库，并与地理信息系统工具软件连接，初步形成土壤信息数据库。
4.3  客户端及服务器端的系统的开发  (文章来源：无忧GIS网)
网络信息管理系统的建立,其关键技术就是在客户端和服务器端的开发技术的选择,目前用于客户端的开发技术有很多,例如Plug-in,Java Applet等,但是基于Plug-in技术的客户端的开发有其很大的缺点,那就是数据类型、操作系统的不同需要不同的Plug-in，而且必须到专门的网站去下载，这就给用户的使用带来很大的麻烦，故在客户端的开发中，我们选择了SUN公司的Java Applet．
用于服务器端的开发技术也有很多，我们选择了微软公司的ASP(Active Server Page).ASP技术能够很好的克服传统的CGI技术带来的诸如网络负荷太大,服务器端负担太重的问题．ASP以线程代替了进程，在处理多个用户同时在线时的响应问题上有着自己的优势．故目前来说，ASP技术是一种比较好的选择．
４.４网络发布系统的建立  (文章来源：无忧GIS网)
将处理好的土壤信息各个图件，利用ArcIMS4.0的各个工具将其在网上发布，ArcIMS4.0主要部件有Author,Designer 和Asministrator。Author用来组织原始数据，其功能类似于ESRI ArcView，处理好的图形数据、属性数据以.axl格式将其存储，再利用Designer设计站点，（图3）。
图3  ArcIMS工作流程
fig.3 The work flow of ArcIMS
5             系统的主要功能  (文章来源：无忧GIS网)
服务器端
    连接模块：通过Servlet的连接，进而连接空间数据库，把空间数据库中存在的图层在Internet Explorer上显示出来，供用户使用。
核心模块：将整个系统在服务器端模块化，通过ArcIMS将其在Internet发布，并协调其他模块在服务器端运行。
客户端
信息查询：包括空间查询和属性查询。ArcIMS提供了三种查询方式（1）通过Identify进行空间查询。空间查询是在给定的待查区域内的地理范围（地理坐标）或行政范围，或是在某个专题图形上根据需要进行查询，结果将会给出区域内的属性信息（2）通过SQL（结构化查询语言）语句进行特定的特征查询，其结果是在图形上显示出用户所需要的全部信息。（3）通过Locate进行定位查询。
数据更新：客户端以服务器授权的方式，给用户一定的权限对小范围的图形数据以编辑，更改，添加等操作。对属性数据包括数据库字段的添加、删除、连接等操作，这一切修改不会立即在客户端显示出来，而是通过Servlet存储在服务器端Asministrator中，Web管理员在经过核实检查之后，才会在客户端进行发布，这就避免了因为一些用户的胡乱修改造成图形属性数据的丢失。
系统工具：鉴于目前使用ArcIMS来制作网络地理信息系统的人员还很少，为了增强系统的可推广性和实用性，帮助用户很快地熟悉系统的功能和操作方法，通过HTML建立了帮助系统，主要就是以图文并茂的形式向广大用户详细的介绍ArcIMS及由此建立的网络发布系统的使用方法。另外ArcIMS还提
供了MapNotes功能，用户可以通过MapNotes向管理员咨询一些使用上以及网络上的问题。
6  结束语
本系统从用户的需要出发，以计算机和地理信息系统工具、数据库管理系统为工具，采用模块化程序设计方法，系统操作菜单化，功能模块化，并利用WebGIS工具ArcIMS，建立了网络地理信息系统。系统建成以后，用户通过网络远程终端的查询访问，基本上达到了预期的效果，但是在其建立和优化过程中，发现了很多不足的地方，在以后的发展过程中，迫切需要解决以下几个问题：
①数据是建立信息系统的基础，信息系统中数据量的多少直接决定了它的生存与发展。土壤信息系统中涉及到大量的数据需要各相关部门的大力支持。 
②空间数据库的更新是整个系统的“血脉”。采用人工数字化方法不仅更新周期长，而且还消耗了大量的人力，物力与财力。运用遥感（RS）、全球定位系统（GPS）等技术，实现空间数据库的自动更新，将成为以后研究的重点。  
③涉及到网络，就不得不涉及到网络的安全问题，如何防黑防病毒，是以后网络信息管理系统研究的一个重要方向。
 
参考文献：  (文章来源：无优GIS网)
[1]  王兴玲. 基于XML的地理信息Web服务研究[学位论文]. 北京：中国科学院遥感应用研究所2002.6:16~18
[2]  赵昂. 基于WebGIS的信息系统的分析与实现[学位论文]. 武汉：武汉理工大学信息工程学院，2002.3:63~65
[3]  武伟，刘洪斌，谢德体,等.  重庆市土壤信息系统的建立与应用[J]. 计算机与现代化 2003,95(7):20~26
[4]  李佳田,刘洪斌，武伟，等. SDE在区域土壤信息系统中的应用研究[J]. 计算机与现代化 2003,95(7):23~26