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1、网络地图服务平台的研究与实践可行性研究报告一、选题的必要性“数字城市”是当前政府、学术界和产业界研究的热点，国家科技部在“十五”863计划中专门列题支持“数字城市”的理论研究、产品开发与产业化促进。科技部、建设部和信息产业部在全国各地选择了近百个城市进行“数字城市”试验与示范。数字城市已经作为一项战略，在各省市及大中城市贯彻实施。目前，已有近150个城市明确提出了“数字城市”战略。但是，“数字城市”是一项复杂的巨系统工程，“数字城市”工程需要大量的人力、物力、财力的投入。“数字城市”的研究与示范，目前主要集中在北京、上海、广州等特大城市、省会城市和区域性中心城市，还难以全面实施。作为“数字城市
2、”的重要基础和先行条件，网络地图服务受到了前所未有的关注。互联网为地图服务提供了新的操作平台，互联网与地图服务的结合，即网络地图服务，是地图服务发展的必然趋势。网络地图服务使用户不必购买昂贵的软件，而直接通过WWW获取地图数据和使用地图服务功能，以满足不同层次用户对地图数据的使用要求。网络地图服务平台在用户和空间数据之间提供可操作的工具，而且这种数据信息是动态的、实时的。网络地图服务平台的优点是在客户端与服务器端均能提供方便的、可执行进程，能有效地平衡客户端与服务器端之间的处理负载，可以使诸如动态地理数据获取、分析等进程分配在服务器端进行。而空间查询、地图缩放、平移和专题地图生成等进程任务，则
3、分配在客户端进行。这样可以强化服务器对数据访问的响应性能，使得有更方便的方法实现与空间数据相关的应用分析。这种客户机与服务器之间的进程分布式处理，能够最大限度地发挥现有计算机硬件资源的有效利用。网络地图服务平台的开发技术随Internet/Intranet网络应用开发技术的发展而发展，经历了第一代的CGI技术到第二代的Plug-in技术及目前流行的以Java为代表的Internet网络开发。到目前为止实现网络地图服务应用开发的技术方法主要有：CGI，即通用网关接口技术方法；Plug-in技术方法，即应用程序插件技术方法；ActiveX控件技术方法以及Java语言编程技术方法。网络与通信技术的发
4、展使得地图服务的应用领域不断得到扩展，并逐步进入百姓生活。网络地图服务是伴随网络技术的发展而发展起来的，与网络地图服务相关的基础技术除了空间数据库管理技术、面向对象技术、组件技术等技术外，还与分布式计算技术、空间数据仓库技术、数据压缩技、三维表示与虚拟现实技术、元数据发布技术、负载平衡技术、 Agent技术、空间信息网格技术、互操作技术、网络服务（Web Services）技术等密切相关，这些技术对互联网地理信息系统的下一步发展具有很重要的作用。面向对象技术、组件技术是网络地图服务开发的主要技术，也是网络地图服务客户端和服务器端的主要构建技术。互操作技术、Web Services技术是为了实现
5、空间信息共享和空间信息服务，提高空间信息利用率，消除空间信息孤岛的关键技术，也是目前网络地图服务研究与开发的主要热点。总之，网络地图服务是网络与地图服务发展的必然产物，符合技术与产业发展的要求。随着“数字城市”建设步伐的加快和电子政务的实施，网络地图服务也将越来越有市场需求，测绘、国土、城市规划、农林、公安消防以及资源环境管理等部门都迫切需要网络地图服务平台提供强有力的支持。同时，很多公司和企事业单位对网络地图服务软件也有很大的兴趣，具有良好的市场前景和产业化的潜力。所以，本项目的研究面向国民经济建设主战场，以解决国民经济和社会发展中带有方向性、综合性、关键性技术问题。一旦实施，能促进产业技术
6、水平的发展，创造出巨大的经济效益和社会效益。本项目的研究实施不但是切实可行的，而且是时代发展和产业发展迫切需要的。二、产业化方案论述本项目现处于开发阶段，其技术水平达到国内先进，省内领先，具有良好的产业化前景。本项目采用Java Applet实现，其开发流程如图1所示。服务器端作为地图数据发布中心，区别于一般服务器，除了提供必须的Web服务外，重要的一点就是提供地图服务。基于Java的地图服务器端，可以采用Java程序（Java Application）或者其他语言开发的其他形式组织地图数据，维护用户管理，实现特定查询。Java Map空间查询图层控制热点管理图形操作其他功能属性数据库空间数据
7、Socket协议服务器端客户端用户管理专业服务等ApplicationApplet 图1 总的开发流程客户端主要通过嵌入浏览器的Applet小程序实现地图显示、图层管理、空间查询、地图操作和其他相关一些功能。Applet小程序是运行于网页中的Java程序，在网页启动的时候，可以自动加载。在此基础上，可以结合ASP网页技术以及网页中的描述语言JavaScript，与Applet进行双向交互，增强Applet的信息表达功能。为了保证二者的实时通信，可采用面向连接的传输模式Socket协议（高层仍然是TCP/IP协议）。用户有数据请求或者查询请求，先在服务器与客户端之间建立连接，再传输数据，传输完成
8、后，断开连接。用户的具体操作需要与服务器交互，重新申请连接，再进一步处理。这种服务器端与客户端功能的总体划分，并没有非常明确的界限。在实现过程中，我们可以将某个具体功能进一步细分，复杂应用具体的实现部分放在服务器端，用户感兴趣的数据表达放在客户端。例如公交换乘查询，服务器端采用COM组件完成查询，通过服务器端接口，将查询结果传回客户端，用户看不到复杂的实现过程，但可以清楚的看到查询结果。本项目一旦完成，即可投入实施。既可以以项目合作的形式去完成一个个具体的网络地图服务项目，也可以以一个拥有自主知识产权的软件产品的形式去商业化运作。无论哪种方式都会有巨大的市场需求，估计年创纯利润40万元以上，年
9、交税六万八千元以上。产品的生命周期保守估计至少有五年，所以创造的经济效益是非常可观的。本项目的实施拟以项目合作单位江西省测绘局为突破口，通过在省测绘局的试点运行，首先在测绘部门扩大影响。因为本身是网络地图服务软件，所以只要产品质量过硬，有绝对的竞争优势，很快就能打开市场。率先在测绘部门打开市场之后，慢慢就要通过各种渠道渗透到需要用到网络地图服务的各个部门，诸如国土、城市规划、农林、公安消防以及资源环境管理等部门。通过与各个部门的合作，逐渐扩大产品的用户范围并与之建立良好的合作关系。力争使本产品首先在江西省站稳脚跟，占据绝对的领先优势，然后逐步向全国推广，做成一个有特色，有市场，有影响的网络地图
10、服务平台软件。我们的目标是首先为地方经济服务，然后以此为契机，做大做强我们的产品和服务，创造出更多的税收和利润，为地方的发展创造出更大的经济效益和社会效益。项目资金预算使用情况如表一、表二和表三所示。表一 项目投资与资金筹措表单位：万元序号项 目金 额1投资总额6.5固定资产投资1.2流动资金5.32资金筹措6.5自筹资金2其中：已完成投资1.2 新增投资0.8申请科技三项经费4.5借（贷）款0表二 项目拟购设备清单序号设备名称规格型号单 位数量单价 (万元)金额 (万元)1工作站P4 CPU，512M，80G，100M网卡台10.750.752UPS500W个 10.050.053打印机激光
11、打印机台10.250.254扫描仪A4扫描仪台10.150.15表三 申请科技三项经费使用预算表序号名 称单位数量金额(万元)使用时间1开发费4.02005.9-2006.3项目开发人员费2.02005.9-2006.3原材料动力费0.52005.9检测费0.52006.3调研费0.42005.7查新费0.22005.7技术咨询费0.22005.7转让、合作费0.22006.72设备费1.22005.6申请三项经费资助设备：工作站UPS打印机扫描仪台个台台11110.750.050.250.152005.62005.62005.62005.63试制费0.72006.5人员费0.22006.5原
12、材料动力费0.32006.5检测费0.22006.54鉴定验收费0.62006.7三、项目实施支撑条件课题主持单位江西财经大学软件学院具有强大的软件研发能力，有一支特别能战斗、特别能吃苦的优秀博士团队。项目负责人一直从事网络地图数据处理、发布以及网络地图软件的开发工作。1999年2001年作为骨干人员参与深圳市规划国土局重点项目深圳大型网络地图工程；2002年完成武汉大学科技发展基金项目基于网络电子地图的信息查询系统研究，建立了网络地图查询发布模型；20032004年完成武汉市交通科学研究所项目武汉公交网络查询系统。通过这几个项目的研究与实践，课题组在网络地图开发方面积累了丰富的经验，具备了开
13、发一套通用网络地图服务平台软件的实力。在项目实施期间，还发表了几篇与网络地图服务相关的核心期刊论文。并且，项目负责人之一黄茂军的博士论文是基于本体的网络地图服务体系研究，在网络地图服务的理论与实践方面都做了深入透彻的研究。黄茂军博士的基本情况是：1996年进入原武汉测绘科技大学土地科学学院学习资源环境与城乡规划管理专业，经过四年本科的学习，系统掌握了利用地理信息系统、地图学知识进行资源环境规划、管理、开发利用的基本理论和基本知识。2000年本科毕业后以第一名的成绩考上该院（2000年8月合并到武汉大学，后更名为武汉大学资源与环境科学学院）硕士研究生，师从杜清运教授学习地图学与地理信息系统专业。
14、因读研期间成绩优秀，科研能力突出，是该专业2002年唯一硕士提前毕业并保送提前攻博者。经过硕士和博士阶段的学习，全面掌握地图学及地理信息系统知识，并了解其最新进展和发展动态。广泛地参与各种横向生产项目、纵向基金项目以及科研开发项目，代表性项目除了上面提到的三个外，还有广州市芳村区地籍数据库管理信息系统建设、组件GIS平台TeleGIS的设计与开发、国家自然科学基金面上项目地球空间多维信息的表达图形学基础框架研究、国家测绘局测绘基金项目基于大型数字地图数据库系统的空间结构识别与知识发现技术研究等等。软件学院领导对本项目的开发也寄予了厚望，从人力、物力和财力上给予了大量的支持。人员上配备了最强的研
15、发力量，设备上安排了最好的实验室，资金上投入了专门的研发启动经费。课题合作单位江西省测绘局积累了丰富的地图数据，并且它们有把这些数据发布到网上的迫切需求。在本项目中，它们提供地图试验数据并且是项目的最初用户。四、预期经济效益项目的主要技术成果是一套拥有自主知识产权的网络地图服务软件。随着网络技术的不断发展，网络地图服务会逐步取代传统的纸质地图和电子地图成为地图服务的主导产品。并且，随着“数字城市”建设步伐的加快和电子政务的实施，网络地图服务也将越来越有市场需求，测绘、国土、城市规划、农林、公安消防以及资源环境管理等部门都是本项目的潜在用户，预计本项目的相关技术和软件将达到120万元左右的市场收
16、入。同时，很多公司和企事业单位对网络地图服务软件也有很大的兴趣，可以与之长期合作，创造出更大的经济效益。目前国内通用的网络地图服务平台软件还比较少，大部分是功能单一、面向行业的项目应用型的地图服务软件。现有产品不仅功能单一，而且地图表示效果差，绝大部分用户不能忍受。所以本项目的产品一旦投入市场，具有很强的竞争力，产品面临的市场风险是很小的。问题的关键是需要尽早投入市场，早一步就抢占了市场的先机。五、预期社会效益网络地图服务的日益完善将会给人们的生活带来极大的便利，人们足不出户就可以畅游世界，人们的生活方式将会发生巨大的变化。网络地图服务的完善还会给资源的共享和管理带来根本性的变革，节约大量的社会成本，使得资源的管理更加高效。网络地图服务是“数字城市”的重要组成部分。科技部、建设部、信息产业部在全国各地选择了近百个城市进行“数字城市”试验与示范。数字城市已经作为一项战略，在各省市及大中城市贯彻实施，目前，已有近150个城市明确提出了“数字城市”战略。网络地图服务的完善对于数字城市的建设将会产生积极的影响和深远的意义。9