基于WebGIS 的大范围区域安全防护监测系统的设计
黄震，陈今润，杨永维
重庆大学自动化学院，重庆 (400030)
E-mail：huangyuchen_2000@163.com
摘 要：分析了GIS 开发模式、WEBGIS 技术优势，探讨了MAPXTREME JAVA 的基本组
成和工作原理。在此基础上，深入研究了基于MAPJAVA 的四种WEBGIS 开发技术。以城
市安防监控WEBGIS 系统为背景，提出了基于SPRINGMVC 框架的WEBGIS 具体实现。该
技术架构可以广泛应用于各类企业级WEBGIS 系统构建。
关键词：WebGIS;B/S 模式;远程数据采集;安防系统
中图分类号：TP273
1. 引言
随着重庆市各种安全防护安全问题的日显凸出，安全问题不仅影响地区人民的生命财产
安全，而且也会影响整个重庆市辖区的经济可持续发展。但是，目前我国现有的安全防护监
测体系自动化程度和信息化总体程度普遍还偏低，因此，采用先进科技学技术对重庆市各个
安防单位安全监测进行总体设计规划已势在必行。随着计算机技术、自动化技术和通信技术
的迅速发展，实现大范围区域的安防监测技术已经成熟。鉴于此，本方案设计了基于WebGIS
的重庆市安全监测体系。
2. GIS 开发模式
GIS 是一种为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化数据库
管理系统。目前GIS 应用开发主要有三种方式[1]：
①独立开发。不依赖任何GIS 开发工具，从空间数据采集、编辑到数据处理、显示，
所有算法有开发者独立设计与实现。该开发模式仅限于特殊领域的关键应用。
② 简单二次开发。完全借助GIS 工具软件提供的开发语言( 例如MAPINFO
PROFESSIONAL 内嵌的MAPBASIC 语言)进行简单应用系统开发。这种方式仅限于地图
功能要求不高的场合。
③集成二次开发。利用GIS 开发商提供的OCX 空间(例如MAPX)，通过编程直接将
地理信息系统的各种功能嵌入客户应用程序。传统GIS 应用系统大多采用这种开发模式。
随着INTERNET/INTRANET 的迅速普及，在WEB 上实现GIS 应用得到了人们的广泛关注。
同传统的GIS 应用相比，WEBGIS 具有：
①支持更广范围的访问。WEBGIS 允许通过INTERNET 远程访问GIS 系统。
②平台的独立性和可集成性[2]。WEBGIS 允许用户通过WEB 浏览器透明访问远端GIS
数据，用户无需关心客户机/GIS 服务器的软硬件环境。
③更简便的操作与更低的系统成本。WEBGIS 允许多个用户共享一套GIS 系统，有效
地节约了成本开支。
④更灵活的体系结构与更高的效率。通过综合运用胖客户端、中型客户端和瘦客户端等
多种开发模式，WEBGIS 能充分利用服务器集群和网络资源进行更合理的资源分配，提高
系统效率。
3. 系统总体方案设计
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本系统的设计原则按照三层结构设计：
信息层：主要是对数据进行处理和发布，并对用户进行权限分级访问;传输层：主要是
通过Internet 有线和GPRS 无线数据传输方式，将现场采集的数据传输到监测中心;采集层：
主要是采集重庆安全防护监测点的原始数据，并对原始数据进行处理，可通过各种传输方式
向上位机传输数据。系统结构示意图如图1 所示。
图1 系统的结构示意图
Fig1 Sketch Map of the System Structure
其监控中心软件功能结构图如图2 所示。
图2 软件系统功能结构图
Fig2 Structure Diagram of Software System function
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4. 网络的构建
由于区域分布范围广、检测点分散众多;网络节点性质差异大，数据信息流量差异大;
网络要求实时性强、可靠性高、能及时做出反应，防患于未然。为便于分级管理、实现网络
化、智能化、自动化、实时性、准确性等高效率的的安全防护监控系统，故利用现有的行政
单位分级构建分层、分级网络构架。非煤矿山、化粪池安全防护监控系统可以分为子站层(各
区、县内各个监控点)、主站层(各区、县安防监控站)、中心站(重庆市安防监控中心)
层四个层次结构，构成了一个分布、分散式的网络化的非煤矿山、化粪池安全防护监控系统。
如图3 所示。
图3 系统网络结构图
Fig3 System network structure
5. 整体设计
5.1 开发平台及工具的选择
① 服务器采用Windows2000/2003 Server 系统平台;
② 客户端安装Internet Explorer 6.0 及以上版本;
③ Web 服务器安装Microsoft IIS(Microsoft Internet Information Server) 6.0;
④ 开发工具:Microsoft Visual Studio 2005;
⑤ 开发语言：ASP.NET 和C#;
⑥ 数据库软件：Microsoft SQL Server 2000。
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⑦ WebGIS 开发平台：MAPGIS-IMS(Internet Map Server)
使用ASP.NET 开发WebGIS 具有自己的优势，首先可以将网页的设计和功能的实现任
务分开;同时它可以使用多种语言开发，方便不同的用户;又因为它具有ActiveX 嵌入和自定
义控件的功能，可以在网页上嵌入专门的地图视图控件，对于ASP.NET 所有的这一切都是
在服务器端运行的，用户只要发出请求就能得到相应的操作结果，用户对系统的访问和普通
网页没有任何区别，非常方便。
5.2 模型体系结构设计
系统分为三层：页面层(包含Client/Browse 层，WEB Server 层)、业务逻辑层和DataBase
层。系统前端表示原始地理数据库的形成，主要由MAPGIS 的图形库管理子系统和属性库
管理子系统来完成。
基于WebGIS 的安全防护监测结构图见图4 所示。在基于WebGIS 的管理信息系统中，
客户端的空间数据、拓扑关系以及属性数据[3]是无缝连接的，需要服务器端对数据作有效的
组织与管理、建立目录服务与元数据检索机制;其次，分布式数据库管理服务器与浏览器端
WebGIS 必须定义基于TCP/IP 协议的数据通讯结构。通讯结构的作用在于建立服务器与浏
览器端的GIS 数据传输通道。一方面通过浏览器端的数据通讯接口接受用户的请求：另一
方面，服务器端GIS 通讯接口侦听并接受请求，经过分析传送到相应的服务器(如查询服务
器、专题制图服务器、分析服务器)分布式处理后，综合处理结果，再反馈到服务器端通讯
接口统一返回、响应到浏览器端。
5.3 WebGIS 属性和空间数据库设计
① 属性数据库结构设计
属性数据库属于关系数据库，属性数据库的建立与录入可独立于空间数据库和地理信息
图4 WebGIS 模型体系结构
Fig4 The Model Architecture of WebGIS
Web浏览器(IE、
NS)
Web服务器(IIS、
WebGIS)
ASP.NET、客服端函
数
页面层
业务逻辑层
数据层
Sql Server MAPGIS
平台
ADO.NET MAPGIS_IMS
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系统，本系统在MS SQL SERVER 2000 下建立。包含了两属性数据库表：监测点信息表、
实时数据表和数据类别单位表，
② 空间数据库与属性数据库的连接
本系统采用不同的数据模型分别对属性数据和空间数据进行存储管理，属性数据采用关
系模型，空间数据采用网状模型。利用图形单元标识码，将空间数据和属性数据形成关联，
完成对地图的模拟。关联将两种数据模型联成一体，可以方便地从空间数据检索属性数据或
从属性数据检索空间数据。
③ 基于B/S 模式的实时数据发布技术
客户机/服务器(Client/Server)模型是一种两层结构的分布计算模型，它通过客户机和
服务器把应用的处理要求一分为二，其中客户机主要负责发送请求，分析、显示从服务器接
受的数据，而服务器则为多个客户机的应用程序管理数据，如图5 所示。
图5 Client/Server 体系结构
Fig 5 Structure of Client/Server system
6. 结论
城市安防报警监控GIS是在整合公安和社会报警监控资源的基础上，结合WEBGIS，综
合运用实时监控、远程访问与控制、分布式数据存储、远程报警传输、多级安全管理等多种
技术构建的一种城市安防报警信息网络。以城市安防报警监控WEBGIS开发为背景，提出了
基于SPRINGMVC开发瘦客户端WEBGIS的具体实现。实践表明，该技术方案具有软件架构
清晰、系统扩展性强、开发周期短、部署简单等诸多优点，因此可以广泛应用于不同领域
WEBGIS系统的开发。
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参考文献
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(4)： 225-227.
[2] 孙立坚，刘继平. 基于WebServices 技术的GIS 体系结构研究[J]. 地理信息世界, 2005, 3(3):21-25
[3] 赵江洪, 赵莹雪. WebGIS 在土地市场检测预测系统中应用[J]. 测绘科学, 2008,33(10):194-195
The Monitoring System of Security Protection Based on
WebGIS
Huang zhen, Chen Jinrun, Yang Yongwei
Dept. Of Automation, ChongQing University, Chongqing (400030)
Abstract
GIS development model and technology advantage of WEBGIS are analyzed briefly.the basic
composition and principles of MAPXTREME JAVA are discussed.and then ,the four class methods to
develop WEBGIS is studied deeply based on mapxtreme java.finally,the WEBGIS implementation of
sofeware architecture applying springmvc framework is proposed based on webgis construction of city
safeguard and alarming system. Research shows that this architecture can be used to develop many
kinds of enterprise webgis system.
Keywords: WebGIS(Geology Information System); B/S model; Remote data acquisition; Security and
defense system
作者简介：
黄震，男，1983年生，硕士研究生，主要研究方向是检测技术及其自动化装置。
陈今润，男，1949年生，副教授，主要研究方向是自动化仪表及现场总线。
