摘　要：分析了在WebGIS平台 MapXtreme的条件下，利用空间数据库管理系统OracleSpatial管理数据可能遇到的 问题，并提出了解决的方法。描述了基于MapXtreme的WebGIS的4层体系结构，并分 析了在这种结构下网站的扩展性策略等关键技术，最后简要介绍了一个基于 OracleSpatial的运行实例。
　　关键词：WebGIS； Mapxtreme；Oraclespatial；扩展性 
　　Abstract : This paper analyzes the principle and structure of the MapXtreme which is a representative Web GIS software platform, and analyzes the problems happened in the process managing data with OracleSpatial and provides the methods of resolvent .It describes a WebGIS architecture based on MapXtreme, and describes the scalability based on this architecture .At last, an actual running example is given.
　　 Key words : WebGIS; MapXtreme; OracleSpatial; Scalability
　　Internet技术和地理信息系统技术(GIS)作为当代信 息技术飞速发展的前沿，已经结合得非常紧密。如何把GIS和Internet结合起来，即 采用B/S的计算模式，客户方不需要任何特殊的配置便可进行交互式地图操作以及方 便的信息查询，是当前地理信息系统领域的一个研究热点。
　　传统的GIS系统 ，地图数据以文件的格式存放，地图数据与属性数据分开存放，但是基于文件格式 的GIS数据管理方法不能实现并发控制，不支持多用户并发操作，对于海量数据容易 引起混乱，并且空间数据和属性数据的分开管理，会带来数据的不一致性和操作效 率等问题。因此如何利用空间数据库来实现空间数据和属性数据的一体化管理，充 分利用目前大型商业数据库的优势，实现分布式结构，多用户等功能，在GIS领域已 经引起了越来越多的重视和研究。
　　MapXtreme是MapInfo公司推出的WebGIS 解决方案，具有地图功能强大、容易扩充、开发简单等特点。本文提出并实现了一 种用MapXtreme来开发WebGIS的机制，并对利用空间数据库管理系统OracleSpatial 管理GIS数据进行了探讨。
1　MapXtreme原理及特点
　　 MapXtreme是MapInfo公司推出的基于Internet/Intranet的地图服务器。通过对GIS 软件MapInfo和MapX的功能集成，信息管理员只需要在Web服务器上安装MapXtreme， 并对其进行编程和管理，用户即可通过Internet/Intranet利用Web浏览器访问 MapXtreme，并获得MapXtreme所提供的GIS功能，如地图的显示、缩放、漫游、访问 地图上连接的信息，以及制作专题地图进行地理分析等。
　　MapXtreme系统主 要由个3层次组成。顶层是Internet技术，采用TCP/IP、CGI、HTML等技术标准，保 证了系统的标准性、开放性和先进性；底层是图形平台MapInfo Professional和基 于ActiveX 技术的MapX控件技术；中间是MapXtreme，作为服务器端的新一代地图应 用服务运行模式，采用内置开发工具、进程调度器、分布应用模式等多种新技术。 MapXtreme基本不改变服务器端的原有的GIS系统函数，几乎承担了所有的操作分析 ，此运行模式有利于充分利用服务器端的资源，最大限度地发挥服务器的潜力，如 图1所示。

2　4层体系结构
　　我们采用4层 体系结构(如图2)，4层结构包括浏览器、Web服务器、应用服务器以及GIS数据服务 器(Oracle-Spatail)。浏览器用于向服务器发送数据请求并显示所请求的数据，Web 服务器接收请求，并把应用服务器的处理结果返回给用户，应用服务器负责应用处 理过程，数据服务器端只进行数据的管理工作。在基于MapXterme的工作方式下，所 有的地图数据和应用程序都放在Server端，客户端只是提出请求，所有的响应都在 Server端完成，只需在Server端进行系统维护即可，客户端无须任何维护，大大降 低了系统维护的工作量。实际操作时，应用服务器和Web服务器可以安装在同一个服 务器机器上。数据库服务器可以单独安装，也可以与应用服务器和Web服务器安装在 一起。

3 基于OracleSpatial的GIS数据管理
　　GIS数据分为空间数据和属性数据，二者的紧密结合形成对地物 的描述，对一类数据的操作必然会影响与之相关的另一类数据，如何在计算机中有 效地存储和管理这两类数据是GIS 的基本问题，也是GIS中最底层和最基本的技术。
　　传统的GIS系统，地图数据以文件的格式存放，地图数据与属性数据分开存 放，地图信息通过ID与属性信息挂接，这种处理方式结构简单，可以根据应用自行 定制文件格式，对于小系统来说，用文件格式开销比较小。但文件的缺点是不能并 发控制，数据几乎都不支持多用户并发操作，对于海量数据容易引起混乱；并且空 间数据和属性数据的分开管理，会带来数据的不一致性和操作效率等问题。空间数 据库型GIS采用空间数据库来实现空间数据和属性数据的一体化管理，这可以充分利 用目前大型商业数据库的优势，容易实现分布式结构，多源数据库连接，多用户等 功能，因此空间数据库是GIS领域的一个研究热点。
　　我们采用Oracle公司的 空间数据库管理系统OracleSpatial来管理地图数据，利用OracleSpatial需要注意 以下几个问题：
　　(1)地图数据的导入
　　现有的地图数据大多以.tab文 件的格式存放，首先需要把以文件格式存放的GIS数据导入服务器端的 OracleSpatial中，数据导入工具采用Mapinfo公司的数据转化工具Easyloader，导 入操作可以在客户端执行也可以在服务器端执行。导入结束后，OracleSpatial会为 每一个导入的.tab文件在数据库中新建一个同名的表格，表格的字段包含.tab文件 中地图对象的所有属性字段和GEOM子段，GEOM的子段类型是SDO_GEOMETRY，它是 OracleSpatial定义的用来存放地图对象的空间结构；.tab文件中的每一个地图对象 对应于表格中的一条记录，空间数据存放在GEOM子段中，属性数据存放在表格的对 应字段中。
　　(2)地图对象样式的恢复
　　由于在将Mapinfo的文件格式 的GIS数据上载到OracleSpatial空间数据库中时，OracleSpatial只将.tab文件中每 一类空间对象(点、线、面)的第个对象的对象样式保存到MAPINFO_MAPCATALOG视图 中(地图数据导入时自动建立)，当用户再通过Mapinfo Professional将上载表下载 到Mapinfo中显示时，Mapinfo只能将该表中的每一种对象(点、线、面)恢复成其第 一个对象的样式，这引起了地图对象样式的丢失，如一个图层上既有铁路也有公路 ，这两种对象采用不同的线形分别表示，数据上传时在OracleSpatial中仅保留一种 线形，当这个表重新下载显示时，图层中的铁路和公路就会是同一种线形。
　 　利用Easyloader上载Mapinfo表之前，可以先在表中增加几个属性字段，将点、线 、面的样式特性当作对象的属性值保存到表中，并连同表的其它属性一起上载到 Oracle数据库中。当用户通过程序将该表从OracleSpatial中下载到Mapinfo中后， 再根据点、线、面的样式信息，利用程序将点、线、面的样式恢复出来，这就可以 解决对象样式的丢失问题。
　　让EasyLoader自动将样式信息提取出来， EasyLoader程序支持带参数运行，用户通过Command Line方式带参数运行 Easyloader(Easyloader\Easyloader /Y)，就可将点、线、面的样式自动提取到一 个名为MI_SYMBOLOGY的字段中，并随Mapinfo表一起上载，如表1。MapXtreme的处理 模块MapX具有分析这些样式字段的功能，能对字段MI_SYMBOLOGY进行分析，并把分 析结构用于地图对象的显示。
　　RoadName　　　　MI_SYMBOLOGY　　　　 Linewidth　　　　......
　　北京大道　　　　Pen[2,2,16711680]　　　2　 　　　　　　.....
　　新华路　　　　　Pen[2,30,0]　　　　　　2　　　　 　　　......
　　南阳路　　　　　Pen[2,2,16711680]　　　2　　　　　　 　.....
　　(3) 文本对象的显示
　　因为现在OracleSpatial还无法接收 Mapinfo的文本对象，所以用户将Mapinfo的文本对象图层上载到Oracle表中后，再 下载到Mapinfo环境中时，所有的文本对象都会丢失。利用Easyloader上载Mapinfo 表之前，先在表中增加几个属性字段，将文本对象的信息(如文本对象的内容、文本 样式等)当作对象的属性值保存到表中，并连同表的其它属性一起上载到Oracle数据 库中，实现的方法和点、线、面的方式相同。当用户通过程序将该表从Oracle Spatial中下载到Mapinfo中后，再根据保存在表中的文本对象的信息，利用程序为 每个记录再重新创建一个文本对象。
　　(4)地图数据的读取显示
　　利用 MapXtreme提供的接口连接并读取OracleSpatial中的GIS数据，OracleSpatial中每 一个表格对应于MapInfo中一个实际的图层，MapXtreme的功能模块MapX本身提供处 理表格中的空间数据的功能，可以把每一个表格中的GIS数据进行分析并显示为一个 图层，把所有的图层叠加就可以形成一幅完整的地图。在显示的地图上可以进行缩 放、漫游、访问地图上连接的信息，以及制作专题地图进行地理分析等相关的操作 ，连接OracleSpatial并生成图层的代码如下。
    ...
    Set Info = CreateObject("mapx.layerinfo.5")
    Info.Type = 4 '设置type为miLayerInfoTypeServer
    Info.AddParameter "TOOLKIT","ORAINET"
    '连接数据库
    Info.AddParameter"CONNECTSTRING","SRVR=OraDB;UID=SYSTEM;PWD=MANAGER"
& nbsp;   Info.AddParameter "CACHE","ON"
    Info.AddParameter "MBRSEARCH","ON"
    '读取空间数据库 中图层ASIA上的数据
    Info.AddParameter "SELECT GEOLOC,COUNTRY,MI_ SYMBOLOGY FROM ASIA"
    Info.AddParameter "NAME","ASIA" '生成图层名字
    Session(cMapXObject).Layers.Add Info
    ...

4　扩展机制
　　在构建WebGIS应 用之前，应事先考虑到网站的扩展问题。对MapXtreme来说，地图引擎在用户的每一 个会话期间都要创建一个MapXServer对象实例，并保持其激活状态直至用户会话结 束；每个MapXServer都会占用自己独立的处理空间(CPU 、内存硬件资源)，如同时 有几百甚至上千个用户同时访问，服务器将面临严峻的考验，严重时还将导致服务 器崩溃；另外为每一个用户都维持一个激活的MapXServer实例是一种低效的做法， 如何解决这个问题将直接关系到开发的系统是否具有实用价值，是否具有生存价值 。
　　可以采用两种工作机制来实现平衡以解决这个问题：横向扩展和纵向扩 展。
　　(1)横向扩展。横向扩展指的是一种分布式配置方式，这种扩展方式， 是通过增加服务器的数目来分担单台服务器的过重负载的。这种方式，需要在每台 服务器上安装MapXtreme，适合于访问量非常大的系统，但是代价非常昂贵。
　 　(2)纵向扩展。纵向扩展是通过MapXtreme的MapXBroke组件优化Web服务器来实现 的。MapXBroker是作为一种系统服务运行于服务器系统上的，当它启动时就会创建 一个MapXServer的共享池(称为预启动机制)，当一个MapXtreme应用程序需要执行与 地图操作相关的请求时，就向MapXBroker申请一个MapXServer对象实例；当含地图 的主页动态生成以后，再把MapXServer实例释放给共享池，以便其它用户申请。这 种共享机制使有限的资源可以支持多个用户并发请求；这种机制的另一个好处在于 当应用程序申请MapXServer对象时，该对象已经存在于共享池中并运行着(预启动机 制)，因而比申请时再创建一个MapXServer对象要快得多，如图3。