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MapGuide的系统架构

Posted on 2011-04-20 09:39 帅子 阅读(1074) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: MapGuide
 MapGuide由四个独立的组件(Component)构成,它们分别是:MapGuide Server MapGuide Web Extensions MapGuide Studio MapGuide Viewer

MapGuide的系统架构 - 气体分子 - 气体分子

    MapGuide Studio和MapGuide Viewer是MapGuide Server的客户端,来自客户端请求使用HTTP协议发送到Web Extentions,Web Extensions的WebAgent组件对这些请求进行处理最后发送到MapGuide Server。当MapGuide Server接收到一个请求,它会访问存储在资源库中资源,以图像或DWF格式创建和渲染地图,最后将地图返回到MapGuide Viewer。MapGuide View用于在屏幕上显示地图、管理图层和要素的属性数据。对于DWF Viewer,返回DWF格式的地图;对于AJAX Viewer,返回图像格式的地图。MapGuide Studio包含了一个内建的DWF Viewer。

1. MapGuide Server
    MapGuide Server用来管理连接(Connection)、线程池(Thread Pools)、日志,提供各种类型的服务(Service),响应客户端的服务请求。
    运行于Web应用程序服务器上的程序通过MapGuide Service API访问MapGuide Server提供的服务。MapGuide Service API使用了MapGuide服务TCP/IP协议与MapGuide进行通讯。MapGuide服务TCP/IP协议是一个简单的二进制传输协议,它会将连接和操作请求进行编码发送到MapGuide服务器,并且将MapGuide服务器的响应结果进行解码返回给调用者。
    MapGuide Service API对于MapGuide二次开发人员来说是透明的,如果你不打算研究MapGuide的源代码,那么无需了解MapGuide Service API。

MapGuide的系统架构 - 气体分子 - 气体分子

1.1 站点(Site)和服务器(Server)
    为了解决负载平衡的问题,MapGuide引入了站点(Site)的概念,站点是用来处理MapGuide的服务请求的一系列服务器的集合。用户可以将MapGuide的服务部署到站点内的多个服务器上,这些服务器共享一个独立的资源库(Resource Repository)。资源库存储着要素源(Feature Source)、地图(Map)、图层(Layer)等资源。
    在下图中,站点有两台服务器组成,其中一台用来作为站点服务器。站点服务器上部署着资源库,并且连接到站点内的其他服务器和数据库服务器。

MapGuide的系统架构 - 气体分子 - 气体分子

     MapGuide Server提供了七种服务:站点服务(Site Service)、资源服务(Resource)、制图服务(Drawing)、要素服务(Feature Service)、地图服务(Drawing Service)、渲染服务(Rendering Service)和分块服务(Tile Service)。如果你使用的是单机服务器,所有的服务都运行在这一台服务器上。站点服务和资源服务只能运行在站点服务器上,因为站点服务器负责数据的访问和管理站点内的所有资源。如果你有两台或更多的服务器,你可以将除站点服务和资源服务外的任意服务部署到其他服务器上。例如,地图服务和渲染服务是最耗时的操作,我们可以将这两种服务部署到一台独立的服务器,从而提高系统的性能。
    在安装Web Extensions时,会同时安装一个站点管理程序(Site Administrator Program),通过它你可以管理站点和服务器。这是一个Web界面的应用程序,用户可以通过浏览器来使用它。打开浏览器,在地址栏中输入http://servername/mapguide/mapadmin/login.php,你就可以启动这个程序。其中,“servername”代表安装Web Extensions的服务器的IP地址或名称。
    登录站点管理程序,你可以

管理站点。例如:增加、删除服务器,将服务器置为离线(Offline)以进行维护。 分派服务到不同的服务器。例如:一台服务器可以处理地图服务,另一台处理渲染服务。 监测任何服务器的状态。 定义用户和组,管理他们的权限。

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1.2 资源库(Resource Repository)
    资源库是一个基于Berkeley DB XML的XML数据库,用于管理层次结构的资源。一个站点内只能有一个资源库,并且必须驻留在站点服务器。
    在MapGuide中,资源是设计来共享和重用的。资源库中包含两种类型的节点:资源文件夹节点和资源文档节点。资源文件夹代表一个可以包含资源文档和其它资源文件夹的容器,资源文档用来存储一个文档。每种类型的资源节点都有一个唯一的ID、名称、路径和相关的访问权限,我们可以通过资源的ID或路径加文件名访问任意一个资源节点。用户对每个资源节点的访问权限是由它的访问权限决定的,子节点总是继承父节点的访问权限,子节点可以通过覆盖父节点访问权限改变对自己的访问权限。
    一个资源可以引用另一个资源。例如:地图、图层、要素源(Feature Source)被存储为三种不同的资源,地图引用了地图内的所有图层,图层引用了要素源。当原始的要素源更新后,图层也会自动更新。一般情况下,一个资源通过ID来引用另一个资源。这样的话,即使资源被移动或重命名,也无需进行任何修改。
    一个资源也可以是独立的,不引用任何其他资源。例如:打印布局(Print Layerout)。资源库支持如下类型的资源:

Web布局(Web Layerout) 打印布局(Print Layerout) 地图(Map) 图层(Layer) 符号库(Symbol Libary) 制图源(Drawing Source) 要素源(Feature Source): 过程(Procedure) 文件夹(Folder)

    每个资源还可以拥有自己的资源数据(Resource Data),资源数据可以存储为文件、流和字符串。

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2. MapGuide Web Extensions
    MapGuide Web Extensions是一个可以通过Web Extensions API访问的内部组件,它暴露了MapGuide Server提供给客户端的服务。Web Extensions也是一个应用程序开发平台,开发人员可以调用Web Extensions API开发Web应用程序。目前,Web Extensions API支持PHP、ASP和JSP三种语言。
    WebAgent用来处理来自MapGuide Studio或MapGudie Viewer的请求,将其传输给MapGuide Server。WebAgent实现了MapGuide服务HTTP协议,用于将请求转发给服务器。WebAgent处理传入请求的参数,建立与服务器的连接,调用相应服务的API。在得到API的响应后,将API返回的数据以流的方式返回给客户端。
    OpenGIS Agent实现了多个OpenGIS Web地图协议,使用户可以通过标准OpenGIS客户端的访问MapGuide提供的服务。作为Web服务的空间数据服务规范,只要某一个GIS软件支持这些OpenGIS Web地图协议,其他GIS软件就可以通过这些地图协议定义的接口得到所需要的数据。目前,OpenGIS Web Agent完成了如下协议:

Web地图服务(Web Map Service):Web地图服务提供了一个简单的HTTP接口,从地理空间数据库中返回图层级的地图影像数据。这个规范定义了三个操作:GetCapabitities返回服务级元数据,它是对服务信息内容和要求参数的一种描述;GetMap返回一个地图影像,其地理空间参考和大小参数是明确定义了的;GetFeatureInfo(可选)返回显示在地图上的某些特殊要素的信息。
Web要素服务(Web Feature Service):Web要素服务地图服务提供了一个简单的HTTP接口,从地理空间数据库中返回是要素的GML编码,并提供对要素的增加、修改、删除等事务操作。Web要素服务允许客户端从多个Web要素服务中取得使用地理标记语言(GML)编码的地理空间数据,定义了五个操作:GetCapabilites返回Web要素服务性能描述文档(用XML描述);DescribeFeatureType返回描述可以提供服务的任何要素结构的XML文档;GetFeature为一个获取要素实例的请求提供服务;Transaction为事务请求提供服务;LockFeature处理在一个事务期间对一个或多个要素类型实例上锁的请求。
Web覆盖服务(Web Coverage Service):Web覆盖服务定义了一个简单的接口和一些操作,用于访问地理空间“覆盖”(Coverage)数据。Web覆盖服务由三种操作组成:GetCapabilities,GetCoverage和DescribeCoverageType。GetCapabilities操作返回描述服务和数据集的XML文档。GetCoverage操作是在GetCapabilities确定什么样的查询可以执行、什么样的数据能够获取之后执行的,它使用通用的覆盖格式返回地理位置的值或属性。DescribeCoverageType操作允许客户端请求由具体的WCS服务器提供的任一覆盖层的完全描述。
注:覆盖是将闭合区域区内的位置关联于一些属性值的要素。“网络覆盖”(Grid Coverages)一般指卫星影像、航拍影像、遥感图像、数字高程数据等数据,每个像素代表或关联于一个属性值。

    从技术实现的角度,可以将Web服务理解为一个应用程序,它向外界暴露出一个能通过Web进行调用的接口,允许被任何平台、任何系统,用任何语言编写的程序调用。这个应用程序可以用现有的各种编程语言实现。Web服务最大的特点是可以实现跨平台、跨语言、跨硬件的互操作。

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3. MapGuide Viewer
    MapGuide Viewer提供了一种途径让用户可以在Web浏览器中浏览地图。目前,最新版本的MapGuide有三种风格的View:

DWF Viewer:这种类型的Viewer只能工作在Windows平台的IE浏览器,需要用户下载和安装一个ActiveX控件以支持显示DWF格式的数据。
AJAX Viewer: 这是一个零客户端Viewer,用户无需下载或安装任何软件。它能够工作在Windows平台Microsoft Internet Explorer和MacOS或Linux的Firefox上。
基于Fusion的AJAX Viewer:这种Viewer极大地提高了AJAX Viewer从功能和界面方面进行定制的能力。

3.1 DWF Viewer
    MapGuide DWF Viewer是基于DWF和Autodesk DWF Viewer (ADV)的。DWF (Design Web Formt) 是Autodesk公司开发的、用户共享工程设计数据的、一种开放、安全的文件格式。DWF文件是一个压缩文件,一般非常小,所以非常易于传输和查看。Autodesk DWF Viewer是用于浏览DWF格式文件的一个工具,它只支持标准的包含二维EPlot文档和三维EModel文档的DWF文件。
    非常遗憾的是Autodesk Design Review 2010不再包含MapGuide DWF Viewer所使用的组件, Autodesk不再支持和维护DWF Viewer,所以MapGuide 2010及其后的版本不再支持DWF Viewer。对于那些仍然依赖于DWF Viewer的MapGuide应用程序,可以通过安装Autodesk Design Review 2009继续使用它们。
    MapGuide DWF Viewer的架构如下图所示:

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    Map文档是MapGuide对现有DWF文件格式的一种扩展,定义了地图的名称、坐标系、范围、地图图层列表、地图图层分组和一系列应用程序扩展。一个DWF文件可以包含多个EMap文档。
    EMap View是对现有Autodesk DWF Viewer的扩展,用来支持显示EMap文档。EMap View可以枚举DWF文件中的所有EMap文档、显示当前的EMap文档、枚举EMap文档中的所有图层、改变每个图层的可见性(Visibility)。同样,EMap Viewer可以利用Autodesk DWF Viewer已有的功能缩放、选择地图上的要素。EMap Viewer使用了如下三种用户界面组件:

地图导航控件(Map Navigation Control):用于选择DWF文件中当前显示的EMap,与地图图例(Map Legend)交互、执行预定的查询等。
地图控件(Map Control):用于浏览地图,按照当前比例尺显示或隐藏图层,计算标注的位置等。
属性浏览控件(Property Browsers Control):用户显示关联到地图、图层、要素的属性信息。这个控件是标准Autodesk DWF Viewer的一部分。

    MapGuide Viewer API适配器(Adapter)暴露了MapGuide 6.x API,提供了一种将以前版本的MapGuide应用程序升级到新版本的解决方案。


3.2 AJAX Viewer
    DWF Viewer有不错的性能,因为DWF是一种向量格式的文件,在平移和缩放地图的时候无需向服务器重新发送请求。但是,DWF Viewer只能工作在Windows平台,这非常大地限制了MapGuide的应用。在MapGuide 6.5之后,MapGuide引入了AJAX Viewer来解决这个问题,使MapGuide可以工作在Linux平台。
    使用AJAX Viewer时,地图总是被渲染为图像传送到AJAX Viewer。每次平移或缩放地图,AJAX Viewer会向服务器发送请求,要求重新渲染地图,所以性能要比DWF Viewer差一点。

3.3 基于Fusion的Viewer
    Fusion框架是一个灵活的、可扩展的模版系统,它可以将应用程序的界面和功能模块分割开来。在最简单的情况下,一个Fusion应用程序模版(Fusion Application Template)由一个HTML页面组成。通过将Javescript脚本库fusion.js加载HTML页面中,在onload事件中初始化Fusion对象,就可以创建一个Fusion应用程序。Fusion使用了一个专有的XML文档来决定在页面中创建哪些功能模块,MapGuide中这个XML文件作为一个ApplicationDefinition资源存储在MapGuide资源库中。
    我们将Fusion应用程序的每个功能片称之为Widgets,一个Widget包含一种独立的功能。通常情况下,Widget是自包容的,不依赖于任何其他的Widget。但实际中,如果没有其他的Widget,有一些Widget是毫无意义的。一个Widget通常包含了一些用户界面,例如按钮或图例(Legend)。Widget的显示位置是由应用程序模版中的HTML id属性来控制的,但并不受限于Fusion框架。Widget是设计的用于显示在HTML页面中的,它会根据容器的大小自动缩放。同时,Widget也设计为可配置的(Configurable),通过修改ApplicationDefinition可以订制Widget的功能。通过覆盖某些CSS类,也可以改变Widget的外观。
    Fusion框架使用了Jx库来简化支持不同浏览器的问题。Jx是一个独立的Javascript库,最开始是开发用来支持WebStudio的。当定制一个应用程序的外观时,开发人员通常是定制Jx模块,而不是Widget自身。例如:将所有按钮Widget外观效仿Window XP样式,开发人员实际上会提供一个CSS文件覆盖Jx默认的CSS文件。通常来说,Fusion Widget不包含自己的CSS或可视样式(Visual Style)。
    尽管Fusion由Javascript编写而成,但是它有一种机制可以异步地调用服务器脚本。这样可以大大提升MapGuide Web Extensions API的能力,从而提供更多高级的功能。Fusion的架构是设计的可以支持任何服务器端脚本语言,但是现在只实现了对PHP的支持。
    Fusion的引入是为了解决MapGuide原有的AJAX Viewer在功能和界面方面难于定制的问题。MapGuide创建了一系列widget来复制原有AJAX Viewer的功能,并且开发了几个基本的应用程序模版作为开发新的应用程序的基础。

4. MapGuide Studio
    MapGuide Studio是一个用来制作收集、准备地理空间数据和制作地图的工具。它只能运行在Windows平台,MapGuide开源版提供了一个免费的预览版Studio,这个版本没有经过严格的测试。MapGuide企业版提供了一个经过严格测试的完全版Studio,不过它是需要付费的。当你使用MapGuide Studio的时候,一般会遵循如下的几个步骤:

为地理空间数据在资源库中创建相应的资源。你既可以直接加载文件类型的数据,也可以连接到一个外部的数据库。
创建图层(Layer)。
编辑地图(Map),将所需的图层加入地图。
将地图嵌入一个Web Layout中。

    在有了一个Web Layout后,你就可以通过添加自己的代码定制Web应用程序的界面和功能。最后一步就是将完成的Web应用程序发布到Internet或Intranet供用户浏览和交互。
    MapGuide Studio接口分为了三个部分:

    当打开MapGuid Studio连接到站点服务器,站点管理器会显示存储在资源库中的所有资源。双击站点管理器中的任何一个资源,对应的编辑器会打开,用户可以修改资源的信息。如果资源是图层或地图,Viewer会打开并显示数据的预览。

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“即使资源被移动或重命名,也无需进行任何修改” 资源之间的dependency没有强制关联,比如LayerDefinition 引用了 FeatureSource,但是如果移动或者重命名这个FeatureSource,在LayerDefinition中引用的地址不会自动更新的,从而引用关系丢失。在2011中有计划加入一个参数,使得移动或者重命名时能够保持关系。不过从本质上来讲,MapGuide的资源没有像RDBMS那样具有“外键”约束。一点小问题: MapGuide Server提供了七种服务:站点服务(Site Service)、资源服务(Resource)、制图服务(Drawing)、要素服务(Feature Service)、地图服务(Drawing Service)、渲染服务(Rendering Service)和分块服务(Tile Service)。 Drawing Service ----绘图服务/制图服务 Mapping Service ----地图服务


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