4.3. 聚合应用的设计与开发

4.3.1. 构建聚合的步骤 #

构建聚合应用一般有如下步骤：

① 理解项目要求,明确要完成的目标。

② 进行系统设计,按照基础底图、可操作图层（即业务图层）和任务这一模式列举出该项目所需要的Web资源。

③ 使用地理信息门户网站（见第6章）和Web搜索引擎查找你所需的Web资源。 根据项目的需求,评估这些资源的质量、可用性和编程接口， 并估算这些资源的费用（有些Web资源是收费的）和聚合它们所需工作量。

④ 如果有一些你需要的资源在互联网上找不到，你要自己采集或购买数据，通过自己的WebGIS服务器或云GIS服务器，发布服务。

⑤ 聚合，根据项目要求，把这些Web资源按基础底图、业务图层和任务整合起来。 聚合不一定需要编程，很多情况下可以通过配置的方法实现。

• 配置（无需编程）：地图浏览器，诸如ArcGIS Flex浏览器、ArcGIS Silverlight 浏览器、 ArcGIS.com z? GIS的地图浏览器（见第7章）、ArcGISExplorer桌面和在线版等， 能够聚合多种资源，无需编程，你只需要修改一些配置文件。 例如，ArcGIS Flex浏览器（下载方法和相关文档见 http://links.esri.com/flexviewer/ ) 可以快速地搭建WebGIS应用,实现数据显示、图形查询和属性查询、在线编辑、数据提取、地理编码和打印等功能。 它是基于Flex微件的，其界面和功能可以通过手工修改XML配置文件或利用ArcGIS应用程序生成器 （ArcGIS Application Builder for Flex;图 4. 12)来自动修改XML文件来进行灵活的配置和组合。 又如，ArcGIS Online云GIS的地图浏览器可以把Web服务聚合起来，不用编程， 在鼠标的点击之间就可实现，而且提供了 Web地图应用模板和托管功能（见第7. 3节）。

• 编程:如果有独特的需求，需要编程定制才能实现。在大部分情况下， 你可以考虑在上述地图浏览器基础之上进行修改或扩展，这样能降低开发的费用和加快开发的速度。 例如，ArcGIS Flex地图浏览器和Silverlight浏览器的源程序都可以免费下载。 这两种浏览器都已经有了良好的架构，便于扩展。 ArcGIS Online提供的Web地图应用模板的源程序也可以下载， 你可以在这些程序的基础上进行改进。在少数情况下，你可能需要从零开始，

开发你自己全新的应用。 如前所述，ArcGIS的Java Script、Flex和Silver-light接口简单易用， 是很好的选择， 它们相关的文档分别在 httP://linkS.esri.com/javascript ,http://links.esri.com/flex 和 http://links.esri.com/Silver-light 。

⑥ 测试、调试和改进。

⑦ 部署和发布。

近几年,Web服务与云计算（即网络中具有高度弹性的计算机中心所提供的服务）的进展， 使各种可利用的Web资源数量大增。 WebGIS项目一般不需要自己再创建底图，因为ArcGIS Online、谷歌公司、微软公司以及很多国家的测绘部门已经发布了多样的、详尽的基础底图。 当然，你也会发现所需要的一些Web资源往往难于被直接使用，甚至在Web上不存在。 对于前者，你需要对Web资源进行预处理,包括数据抓取、格式转换和地理定位等； 对于后者，你要收集自己的数据,并把它发布成Web服务（图4. 13)。 每个机构都拥有自己权威的、最新的、有时还相当关键的专题数据或分析模型。 例如，企业通常有更高精度的地下管道数据、重要设施分布、私人直升机的位置、客户地址和商业分析模型， 他们可以把自己的数据、地图和分析模型发布为Web服务，如果需要，还可以加密保护， 然后利用它构建自身业务需要的聚合应用。

4.3.2. 案例研究:事态感知聚合 #

聚合适合于多种应用，尤其是事态感知、应急管理和制作情势图。 在这些情况下，指挥中心的决策事关生命，需要争分夺秒，指挥人员需要掌握准确、全面且及时的信息， 以便迅速地做出正确的决策。 聚合正好能满足这些要求，它能把很多来源的信息动态地组合起来，综合展示成一览图。 因为聚合的源数据仍留在其所有者手中，当数据源更新时，聚合也能随之更新，保证了信息的及时性。

美国洛玛琳达大学医疗中心（Loma Linda University Medical Center,LLUMC)的高级应急响应GIS( Advanced Emergency GIS, AEGIS)是一个使用聚合进行医疗应急响应的成功案例。 医疗方面的紧急事件一般不像地震和海啸那样破坏力大和影响广泛，但各种灾难大都会导致医疗事件， 医疗方面的突发事件每天都在发生， 医疗方面的应急系统每天都要运作,所以本系统对其他的应急处理具有借鉴意义。

1. 项目目标和要求

洛玛琳达大学医疗中心位于加利福尼亚州洛杉矶地区的东部。 该地区有广阔的腹地和大量的居民，这一带也是地震和山林野火的高发区。 作为该地区规模最大的医院， 该医疗中心需要应付诸如车祸、紧急病症、暴力犯罪、地震和火灾等诸多与医疗相关的突发性事件,需要一个应急指挥信息系统， 能把本地区的实时事态可视化， 能够实时地显示突发性事件的位置、应急人员和设备的分布、本地区的地面交通状况和空中（特别是山区）气象条件的GIS系统， 以辅助指挥中心作出最快、最优的决策，把病人以最快的方法运送到最合适的医院， 抢救他们的生命(Fike, 2007; Kolbasuk McGee, 2008)。

2. 项目所需的Web资源

作为一个医疗机构，洛玛琳达大学医疗中心当时基本上没有任何地理信息资源，需要从其他的部门和机构获取。

• 基础底图

  • 街道图:从ArcGIS Online获取，用于基本的空间参照。

  • 航空影像:从ArcGIS Online获取，用于更好地观察地面环境。

  • 重要设施:从附近的县（郡）政府地理信息部门获取数据， 包括消防站、警察局、机场、商厦和学校等位置信息。通过ArcGIS Server发布成地图服务。

• 可操作图层

  • 交通事故:来自加州高速公路巡警的网站,HTML格式。

  • 髙速公路车速与照片:来自加州交通部的网站格式。

  • 救援飞机和地面车辆:包括医疗直升飞机、警用直升飞机、消防车、救护车和警车等的实时位置等, 来自于Air-Tmk公司提供的SOAP类型Web服务（Air-Trak，2006)。

  • 医院分流状态:描述各医院急救部的状况、目前是否满员、是否能接收新病人。 信息来自于南加州医院协会提供的Web服务,XML格式。

  • 天气:基于NOAA的一个气象服务,用于直升机飞行线路选择。

• 任务

  • 地址匹配:来自ArcGIS Online的Web服务，用于把紧急求救电话报告的地址转换为坐标。

  • 事故查询:本项目开发的REST Web服务。

  • 其他:本项目主要是实时的事态整合，对分析的功能要求并不多。其他分析功能， 如基于实时的道路堵塞情况计算最佳行车路径、计算危险品泄漏的大气扩散模型和影响范围等， 在需要的情况下也是可以被集成起来的。

3. 系统架构

上述的这些Web内容与功能并不是全部都能直接利用浏览器端API实现。 交通事故、交通车速信息、空中救护直升机的位置等并没有正式的编程接口。 地面车辆和直升机的信息是基于SOAP的Web服务，难以被浏览器端编程语言使用； 而医院分流状态信息也没有地理坐标。

这些内容通过抓屏、地址匹配、投影转换和格式转换等技术进行预处理，生成GeoRSS这一容易使用的格式。 这些预处理比较复杂，所以本项目把它们放到了服务器端，编写.NET技术程序来做这些处理。 之后，采用ArcGIS的Java¬ScriptAPI 在浏览器端完成聚合 （图 4.14) 。

4. 聚合

该项目于2005年基于ArcIMS开发，并于2008年升级到ArcGIS Server平

台，数据处理在服务器端采用.NET程序实现，浏览器端采用ArcGIS JavaScript接口进行聚合， 并增加了一个移动版本，利用ArcGISMobile在智能手机平台上实现聚合。

• 底图的聚合：ArcGIS JavaScript接口可以很方便地聚合ArcGIS Server发布的地图服务和来自于ArcGIS Online的地图服务。 用户可以选择街道和影像等地图。

• 可操作图层的聚合：它们大都被预处理成了 GeoRSS格式。本项目采用AJAX技术，对不同的数据层， 以数秒到数分钟的频率，不断地把它们读取到浏览器端, 然后从GeoRSS文档中进一步解析出地理要素的坐标和属性数据，以便显示它们。 为了方便医院这些非地理专业用户理解这些信息，本系统利用ArcGIS JavaScript接口的graphics技术, 结合一些直观和动画式的图标来清晰地表现这些图层的类别和状态（图4. 14)。 例如，以用旋转的螺旋桨和图标的方向表示直升机的飞行状态和飞行方向； 以不同的颜色和图标表示医院的急诊室是否已经饱和、是否能够接收急诊病人 （如黄色表示该医院的应急服务达到了最大负荷，提示将病人送到其他医院）； 用绿色、黄色和红色来显示高速公路的车速是通畅还是堵塞等。为了便于快速地信息查询， 本系统采用ArcGIS JavaScriptAPI的信息窗口功能，用户只需把鼠标放到感兴趣的图标上, 就能够立刻得到该交通事故的状况、高速公路的图片或医院能胜任的手术类别等（图4. 15)。 每一类数据可以被单独显示或隐藏,从而能避免屏幕上图标过度拥挤。

• 任务的聚合:采用ArcGIS JavaScript来调用服务器端的地址匹配和事故查询等功能。

5. 应用

聚合是一种松散耦合的系统，对其测试尤其要注意其系统的稳定性。 通过测试和用户签收后，这个系统便被部署，投入运行使用。

AEGIS的价值在于它通过聚合所产生信息的全面性和实时性。本系统所包含的信息在各个信息源都能找到。 例如，你可以在交通部门的网站上看到交通状况;在机场指挥中心看到直升飞机的状况； 在气象网站上看到气象信息。 但把这些多样的信息及时地综合在一张地图上就创造了新的价值，能够揭示这些图层之间的空间关系， 指挥中心可以直观地解决病患运输中的实际问题，例如：

• 病人伤员在哪里？（可通过地址匹配、野外人员的手机报告、交通事故等方式获得。）

• 直升机、救护车和紧急救援车辆在哪里？哪些距离事发地点较近？

• 哪个医院距离病人最近，该医院的急救室是否能接收该病人？

• 突发事件附件的交通状况如何？是否有交通阻塞？

• 目前气象状况如何？直升飞机是否要飞越山区？山区的气象条件如何？

• 是否应该调遣地面交通或空中交通进行救援？

利用AEGIS,医院的调度中心和野外营救人员能够在地图上一览本地的事态， 全面、准确和及时地了解本地区的突发性事件的状况和救援资源的分布，从而能够迅速地制定优化的营救方案， 拯救生命。