WebGIS的杭州公交线路查询系统设计与实现.docx
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WebGIS的杭州公交线路查询系统设计与实现
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基于WebGIS的杭州公交线路查询系统设计与实现
——站点信息图-文互查
摘要
随着Internet的发展，很多开发者已经开始从互联网上获取公交线路查询信息，结合WebGIS技术，具有很大的实用价值，已在诸多领域中得以广泛应用。
以往非GIS的公交线路查询系统存在很多的缺陷，给出行的人员带来了不同程度的不便。
当WebGIS应用于公交线路查询系统开发时，结合公交查询系统的实际需要，考虑基于WebGIS的杭州公交线路查询系统的总体目标．同时提出公交线路查询系统的数据库设计方案、系统功能模块设计方法和关键技术。
在基于WebGIS的杭州公交线路查询系统站点信息查询模块中，实现智能查询，能够进行清晰查询，模糊查询以及周围建筑查询，从而实现了大范围内全方位发挥的实时、准确、高效的运输综合管理，使人、车、路密切配合，和谐统一，大大改善了交通环境。
【关键词】WebGIS、公交查询、站点信息、空间数据
DesignandRealizationofHangzhouBusesLineQueryingSystemBasedonWebGIS
—StationInformationQueryingbyChart-Attribute
ABSTRACT
WiththedevelopmentoftheInternet,manydevelopershavebegunenquiriesfromtheInternettoobtainpublicinformationlines,withWebGIStechnologyhasgreatpracticalvalue,whichcanbewidelyappliedinmanyfields.GISpreviousnon-existenceofthebuslineenquirysystemmanymistakes,goonajourneytobringpersonnelwithvaryingdegreesofinconvenience.WhenappliedtothebuslineenquiriesWebGISsystemdevelopment,integrationofpublicenquirysystemneedstoconsidertheHangzhou-basedWebGISbuslineenquirysystemoverallobjectives.Atthesametimeraisepublicenquirylinedatabasesystemdesign,systemdesignmethodologyandkeyfunctionalmodulestechnology.
WebGISintheHangzhou-basedbuslineenquirysystemwebsiteInformationReferralmodule,andachievingwisdomenquiriescouldclearenquiriesvagueenquiriesandthesurroundingbuildingsenquiries,thusachievingbroadercontextofacomprehensivereal-time,accurate,comprehensiveandefficienttransportmanagement,people,cars,roadsclosely,harmonyandunity.greatlyimprovedthetrafficenvironment.
KEYWORDS:
WebGIS,publictransitinquiry,stationinformation,spatialdata
目录
第一章引言7
1.1选题的提出7
1.2选题的目的和意义7
1.3选题目前在国内外的研究现状8
第二章系统设计的关键技术9
2.1WebGIS9
2.2MapX与Mapxtreme10
2.3ASP.Net技术的开发11
第三章系统需求分析13
3.1可行性分析13
3.1.1技术可行性分析13
3.1.2操作可行性分析13
3.1.3经济可行性分析13
3.1.4社会环境可行性分析14
3.2系统功能需求分析14
3.2.1功能描述14
3.2.2数据流图（DFD）15
3.3安全性需求16
3.4一致性需求17
3.5完整性需求17
第四章系统总体设计18
4.1系统目标的确定18
4.1.1项目系统模块图19
4.1.2项目系统流程图19
4.2数据库设计20
4.3WebGIS基础平台软件的选择22
4.4系统功能模块设计22
4.4.1系统的功能一览表23
4.4.2功能模块的划分23
4.4.3公交线路查询系统中的功能设计24
第五章系统功能实现25
第六章总结35
6.1主要成果35
6.2存在问题和今后工作建议35
致谢36
参考文献37
基于WebGIS的杭州公交线路查询系统设计与实现
——站点信息图-文互查
第一章引言
1.1选题的提出
随着现在社会的发展，出行人员都避免不了要到某些城市去公干或其他的事情。
一旦你对这个城市不熟悉，你的出门就会举步维艰。
打的，对于一些因公出差的人来说算不了什么，但是对于旅游者或是个人来说就不是很好的选择。
以前那些人只能靠打电话，看交通图，像熟人问路等这些传统的查询公交信息。
这样就浪费掉很多的时间在查询公交线路中，而且得到的信息也不一定是很可靠的。
随着Internet的发展，开发一个城市的公交智能线路查询系统就显得十分必要，可以说更加适应现代社会的需求。
因此提出了基于WebGIS的公交线路查询系统的设计和研究。
本系统是利用MapXtrem2004、ASP.Net、SQLSERVE2000、WebGIS开发系统开发的，页面美观、运行速度快、操作简单、内容详细，可以高效的安排自己的行程。
1.2选题的目的和意义
城市公共交通（以下简称“公交”）是与出行人员生产生活息息相关的重要基础设施。
提供良好的公交服务是建设和谐社会的基本要求。
利用高新技术改造传统的公交系统。
以信息化为基础，促进乘客、车辆、站点设施以及交通环境等要素之间的良性互动，推动智能公交系统建设。
鉴于中国目前的经济发展状况，中国人出行还是以公交车为主，所以每个城市的公交系统都比较庞大发达。
公交查询系统是近两年出现的新生事物，每个城市的发展状况也是良莠不齐。
建设电子公交线路查询运行站点查询系统、线路查询系统、换乘查询信息系统，便于市民了解公交信息，合理安排出行[1]。
在基于WebGIS的杭州公交线路查询系统模块之一——站点信息图-文互查中，出行人员可以最快时间内被查到你所要的准确站点信息和周围建筑物的线路信息。
最主要的是可以进行模糊站点查询，实现智能查询是主要的设计目的之一。
为城市居民和外地旅客搜索站点提供一条或若干条快速、经济的经过该点的线路选择，极大地方便了人们的社会活动。
1.3选题目前在国内外的研究现状
在西方国家（如美国、日本等），在城市公交网络系统上投入了极大的财力，构建了利用计算机网络和先进的通信系统的智能运输系，从而实现了大范围内全方位发挥的实时、准确、高效的运输综合管理，使人、车、路密切配合，和谐统一，大大改善了交通环境等。
国内在这方面的起步较晚，但是各地政府都给予了极大的重视，相继建立了网上公交查询系统，但是效果不甚理想。
主要存在以下一些问题：
（1）多数查询系统的形式单一，覆盖面较小。
（2）数据存储结构不够合理，不易扩充，不能支持人以两点的查询。
（3）多数没有地图显示能力，不够直观。
（4）具有地图显示能力的系统，几乎全部采用非自主产权的GIS插件，运行速度慢，查询效果差。
（5）咨询方式单一，没有充分发挥现有的各种通信资源。
第二章系统设计的关键技术
2.1WebGIS
WebGIS是建立在Internet上具有浏览器／服务器体系结构（B／S）的网络GIS，是利用万维网技术对传统GIS的改造和发展，它改变了传统GIS的运行模式，使用户可以借助方便、廉价的Internet网，通过Browser这一统一的图形用户界面，访问位于不同地区不同类型的空问信息资源。
随着Internet的发展，很多开发者已经开始从互联网上获取公交线路查询信息。
结合WebGIS技术，开发在Internet上的公交线路查询系统，具有很大的实用价值。
由于发展速度很快，出现的时间很短，WebGIS本身实际上还处于发展和变动之中。
WebGIS具体的概念和内涵都存在很多不同的理解目前，WebGIS一般都是指利用通用浏览器访问一个WWW服务站点，激活后台的GIS服务软件，获取GIS信息。
而常说的InternetGIS或网络GIS应该范围更宽一些，是泛指GIS在一种网络环境下的应用，不一定使用通用浏览器操作GIS数据[2]。
因此，综合来看，目前WebGIS具备以下这样一些基本特点：
（1）建立首次远程访问的传输协议采用HTTP，建立联系以后也可用其它协议传输信息。
（2）远程地理信息的首次访问或服务启动，需要利用WWW服务器上的HTML文档。
（3）用户端一般使用能解释HTML的通用浏览器。
（4）远程服务器端提供地理信息服务时，把WWW服务器作为信息进出的重要关口。
（5）WWW使用的通用标记语言在浏览器与服务器之间的GIS信息通讯中占有重要地位，即使使用其它数据格式或者将来HTML被其它标记语言所取代，大概这一点不会改变。
2.2MapX与Mapxtreme
MapX是一个基于ActiveX（OCX）技术的可编程控件。
MapX为开发人员提供了一个快速、易用、功能强大的地图化组件。
本系统在Dot.Net可视化开发环境中，只需在设计阶段将MapX控件放入窗体中，对图层进行画点、连线，并对其进行编程，设置属性或调用方法或相应事件，即可实现数据可视化，专题分析，地理查询，地理编码等丰富的地图信息系统功能。
MapX的主要功能包括：
显示MapInfo格式的地图；对地图进行放大、缩小、漫游、选择等操作；专题地图；图层控制；数据绑定；动态图层和用户绘图图层；生成和编辑地图对象；简单地理查询：
边界查询，地址查询。
空间数据通过MapX软件进行管理和维护，以图层形式来体现。
所谓属性数据主要是指描述公交线路、站点、建筑物的互相联系以及相关信息。
由于系统要求选择查询线路、站点或建筑物时时，能够将属性信息和空间信息同时显示，因而必须解决公交线路、站点、建筑物对象的地理特征即空间数据及其属性的存储、显示、查询和分析之间的关系问题。
Mapxtreme2004是MapInfo公司的地图网上发布产品，是一个典型的基于服务器端的应用系统。
开发人员使用该工具可以创建功能更加强大的地点增强型桌面和客户机/服务器应用程序。
使用这些工具和命名空间可以创建您自己的应用程序或增强现有的应用程序，让程序包括基于地点的信息和分析功能。
MapXtreme2004开发工具包在部署桌面、企业或Web解决方案方面为开发人员提供了最大程度的控制权和灵活性。
除此之外，还可以重用为某一个平台编写的代码，增强或创建用于其它平台的解决方案，这样就可以节省大量时间并使工作成果在现在和将来都能得以体现。
用户可以使用MapXtreme2004工具包在广泛使用的Windows平台上为各种环境开发地图绘制解决方案。
我们的目标就是向开发人员提供这样的工具，能够在尽可能短的时间内构建功能最为强大的基于地图的解决方案它以MapX为引擎。
MapXtreme由3大部分组成：
（1）地图服务器管理，完成服务器的配置和地图引擎的设定，它指定了浏览器端所显示的地图表现形式；
（2）基准地图数据管理是一个管理无缝地图图层的工具，指定了基准地图数据所在目录和路径；（3）地图对象管理，由多个地理对象按选定的投影方式以适当的显示比例构成地理对象集合（Geoset），并根据不同的地理对象设置相应的缩放显示范围。
这种由上至下的设置方式实现了地图对象的逐级分类显示，可以保证图面的清晰和整洁，还允许系统设置标注属性、增减图层或改变图层属性设置[6]。
2.3ASP.Net技术的开发
本系统的开发模式为B/S，所以我们选择了ASP.NET环境下开发系统。
ASP.NET技术是由微软的.NET部分技术具体化而来的，ASP.NET完全基于模块与组件，具有更好的可扩展性与可研定制性，数据处理方面更是引入了许多激动人心的新技术。
正是这些具有革新意义的新特性，让ASP.NET给Web开发人员提供了更好的灵活性，有效的缩短了Web应用程序的开发周期[7]。
ASP.NET增强了许多内置性能。
例如，页只需编译一次，并为后面的请求而被缓存。
由于这些已编译的页保存到磁盘，因此即使整个服务器重新启动，它们也不会失效。
ASP.NET还缓存内部对象（如服务器变量），以加速用户代码的访问速度。
而且，使ASP.NET获益的还有对公共语言运行库的所有性能改进：
实时编译、同时为单处理器和多处理器计算机准备的微调公共语言运行库，等等。
ASP.NET改进了配置、伸缩性、安全性和可靠性。
对于简单的ASP应用程序，配置其实并不算什么问题，但是当你移植到一个利用组件的N层结构中时就会遇到问题。
当你对这些应用程序进行配置和维护时，DLL陷阱问题（组件注册、版本、锁定的DLL等等）就会出现。
ASP.NET中则取消了组件注册以及DLL锁定，全面使用了XML配置文件，从而解决了这个问题。
这样你只需要执行复制文件的工作就能配置一个Web应用程序。
但是，所有这些改进都无法使您避免编写那些性能不佳的代码。
最终，您必须保证应用程序可以满足用户的要求。
ASP.NET对各种不同的浏览器提供了更好的支持。
对于ASP开发人员来说，浏览器兼容问题好象是一个永恒的问题。
你或者为低一级的浏览器编写代码，例如用HTML3.2，或者限制页面的浏览范围。
无线应用程序协议WAP设备的引入还会深化这个问题。
本文中Web表单这部分描述了ASP.NET是如何解决浏览器兼容性问题的。
ASP.NET造就了一类新的Web应用程序。
目前的Web应用程序通常都是同一种模式：
一套线性应用程序，然后将逻辑植入其中之一。
ASP.NET允许开发人员打破这种单一模式，创造出更加动态而且伸缩性更强的应用程序，这种应用程序能够更好地满足公司的商业需求，并提供一个更加丰富的开发环境。
第三章系统需求分析
需求分析工作是系统设计的出发点和依据。
概括地说线路查询系统的需求分析就是要根据出行人员的具体需求情况，明确需要什么样的查询系统，需要什么样的功能和性能，为什么需要，以及各种需求的紧迫程度如何。
只有需求明确了，按需求建立起来的线路查询系统才能达到预期的目标，取得预定的效果。
3.1可行性分析
3.1.1技术可行性分析
本系统采用的是MapXtrem2004、ASP.Net、SQLSERVE2000数据库相结合的方法，将所有收集的数据信息按其属性分类存储到数据库中，再通过程序调用这些数据信息实现各种查询及管理，即所谓的"程序设计数据化，数据管理程序化"思想。
基于这种思想的查询系统的理论及技术已日趋成熟，加之这些软件的应用性和移植性都非常优秀而且其发展也到了较成熟的阶段，这就保障了日后的系统维护工作，并可不断更新。
所以本系统在技术上是绝对可行的。
而且该系统对于操作环境的要求不高，现在普遍使用的计算机都可以运行该系统。
3.1.2操作可行性分析
本系统界面美观明了，提供的信息语言通俗易懂，而且操作容易，用户只要懂得初步的计算机操作即可。
3.1.3经济可行性分析
从成本上看来，开发及维护系统所需的计算机、网络等硬件设备，电话、网络等通信费用，软件支持等基本上都是现有的。
从收益看来：
本系统作为公交线路查询的具体应用，是带有实验性、贡献性的，在一定时期内无经济上收益。
是注重以后的潜在发展，是在概念上、形象上的不断升值。
3.1.4社会环境可行性分析
如今城市改造日益加快，公交线路也不断增多，使得交通的便捷性难上加难，给出行人员选择出行乘车线路造成一定的困难，特别是在旅游城市，游客在乘公交车时选择线路比较困难，它不仅可以给市民游客的乘车提供向导，同时可以对外展现城市的现代风貌，体现出一个城市公交信息数字化和信息化的发展水平。
所以本系统拥有非常成熟的市场。
3.2系统功能需求分析
目前公交线路查询以C/S开发为多，传统的C/S架构（客户机/服务器，Client/Server）方式中，业务逻辑位于客户端，每完成一项事务，都要频繁地访问数据库，使得网络上数据流量非常大，对于慢速连接的用户，甚至无法使用。
而基于WebGIS的杭州公交线路查询系统具有智能化，是以B/S开发的。
B/S构架具有极大的优越性，对于本系统的扩展更方便，也更便于维护[5]。
3.2.1功能描述
经过进一步的调研、讨论对该系统的需求做如下的简述：
1.系统管理员登入管理员界面后，具有删除站点、删除线路、修改站点、添加线路的功能，管理员具有普通用户所有的功能权限。
2.普通用户可以通过线路查询，用户可以获得该线路会经过的站点，地图上大致的行程路线，以及起末班时间、价格、站点周围的相关建筑信息等等。
3.普通用户也可以在站点查询模块里的，首先可以通过站点的精确查询功能里根据站点的确切信息，根据查询站点的相关信息，比如所经过该站点的线路，以及这些线路所经过的站点，并且在地图上高亮居中显示该站点。
可以通过站点模糊查询功能，根据站点的模糊信息，查询出与模糊信息相关的所有信息。
同时还可以通过建筑物模糊查询功能，根据用户输入的建筑物信息，查询与该建筑物相关的线路信息。
4.普通用户还可以通过公交换乘这个功能，选择直达或是一次换乘，实现换乘信息的查询。
系统结构类图3.1如下:
图3.1系统结构图
3.2.2数据流图（DFD）
用户查询的DFD，如图3.2：
用户输入信息，系统处理查询信息，系统获得信息内容后，向数据库搜索查询信息，如果有，产生查询结果并且输入，如果没有，系统给出相关提示。
图3.2用户查询DFD
管理员的DFD，如图3.3：
管理员进入后台后，根据需要，对相关信息进行处理，系统提交到数据库。
图3.3管理员DFD
3.3安全性需求
考虑到管理员和用户的权限不同，管理员必须输入用户名和密码，才能对系统的数据行进修改。
管理员有权力行使所有的管理功能，而普通用户只能进行一般的查询。
3.4一致性需求
在线路查询系统相关的表之间，有较强的关联性，为了实现一致性的需求，我们在各个表之间建立起了一致性约束。
3.5完整性需求
根据线路查询系统的要求，为保持数据的完整性，采用了数据库的事务机制，防止出现操作故障。
第四章系统总体设计
4.1系统目标的确定
系统目标在于为广大乘客提供最新公交信息和公交查询信息的同时，还为公交管理者供简单、实用的后台管理平台。
采用安全可靠的现代化处理和控制技术，及时准确、可靠地更新公交信息，建立完备、便捷的公交查询系统。
1.线路查询模块：
用户进入系统后，在线路查询模块的输入框中输入要查询的线路，点击查询按钮，系统首先检查用户所查询的线路是否存在，如果不存在给出出错提示，如果存在给出这条线路的相关信息，如：
双向早晚车的工作时间，票价，经过的站点，经过的站点的周围有哪些明显的建筑，同时还会在地图上居中高亮显示这条线路的走向。
2.站点查询模块：
用户进入系统后，在站点查询模块中有三种选择，第一个是按站点的确切信息也就是完全匹配查询，此时用户要给出站点的全称，当点击查询按钮后，系统会在数据库中检测该站点是否存在，如果存在，系统显示这个站点的相关信息。
比如：
经过这个站点共有哪些线路，这些线路又各经过哪些站点，同时在地图上也会高亮居中显示这个问题站点的具体位置；第二个选择是站点的模糊查询，也就是不完全匹配，用户只需输入站点名称和部分字符信息，系统便会给出与此相关的所有站点信息。
第三个选择是按显著的建筑查询，也就是用户可以根据自已想去的某个地方的显著建筑来查询经过那个地方的一些线路相关信息。
3.换乘查询模块：
用户进入系统后，在主页面的换乘查询模块中有两种选择，第一是直达，第二个是一次换乘。
用户可以在起点站输入框中输入自已的出发点，然后在终点站输入框输入出行的终点，如果选择直达，系统便会检测这两个站点间是否有直达车，如果没有直达车，系统会给出相关提示。
那么用户便可以选择一次换乘，系统会检测是否有一次换乘方案，如果有系统会给出所以换乘方案，在每条详细换乘方案后会有一个是计算距离功能按钮和一个地图显示功能按钮，用户可以点击计算距离来获得本条换乘方案所用路线的距离，也可以点击地图显示，来看到本条换乘方案所用到的路线和它们的走向。
4.系统管理员登入管理员界面后，具有删除站点、删除线路、修改站点、添加线路的功能，管理员具有普通用户所有的功能权限。
4.1.1项目系统模块图
图4.1项目系统模块图
4.1.2项目系统流程图
在Windows环境中的该项目完成品最终是以数据库体现运行程序，将用户想要查询的信息从数据库中查找、匹配然后通过语言界面输出，并从空间数据库中读出地图显示。
但对其运行后的结果不能进行查找和增加、删减等操作，只能由管理员在指定的界面操作或直接对数据库编辑。
图4.2项目流程图
4.2数据库设计
系统方案进行设计．它是系统的整体解决方案。
其目标为：
建立包括公交线路属性数据库、公交站点属性数据库等公交信息所必需的数据库：
建立包括公交线路空间数据库、公交站点空间数据库等公交信息所必需的数据库：
建立基于WebGIS的公交线路数据库的查询系统，使出行人员可有重点地查询相关信息。
数据库的规划和设计在整个系统中占有非常重要的地位，它不但起着存储各种信息以供统计、查询、分析使用等作用，而且还关系到不同查询信息之间的数据传递。
数据库设计要考虑其合理性、规范性和适用性。
目前用于应用系统开发的数据库大多在SQLSERVE、Oracle、Informix等主流数据库之间进行选择。
结合实际，经过综合比较，本系统最终选用了SQLSERVE2000数据库平台，就可以行使基于网络连接的用户认证。
从而给不同的子系统分配不同的数据库使用角色，让他们彼此之间使用的数据库隔离开来，以达到较高的安全性。
其优点是：
有较好的可靠性、安全性、容错性及开放性，并能很好地支持空间数据存贮。
空间数据是地理信息系统的核心，同时也是地理信息系统区别于一般管理信息系统的主要标志。
获取是地理信息系统建设首先要进行的任务，而扫描矢量化是当前使用普遍的空间信息录入方式，把一个完整的矢量电子地图，进行修改、标注、计算和等编辑处理。
此公交查询系统软件与其它软件有所不同，它小巧实用，主要利用数据库来实现：
a.将所有的数据分类都存入数据库的相关列表中
b.程序调用的数据都来自数据库
c.能随意的输入数据和输出数据
d.通过过滤的功能来查找出来的记录中找到所需的项
e.可直接在数据库中对数据信息进行修改、添加、删除等操作
根据系统的功能要求和实际情况，本系统属性数据库主要包括的实体有
升级会员 