基于WebGIS的室内地图协同编辑系统设计与实现

发布时间：2020-09-15 13:27

　　随着城市化的快速发展,大型复杂的建筑越来越多得涌现出来,给人们的认知造成了一定的困难,为了在室内空间中快速查找兴趣点,室内地图应运而生。近年来室内定位技术取得了一定的突破,相对而言室内地图的研究却相对落后。在以往的室内地图应用中,数据采集工作量繁重,耗资巨大,数据维护工作必须交由专业人员完成,门槛很高,商场中商铺更新频繁,室内地图的数据难以及时更新。由于这些问题的存在极大阻碍了室内地图技术的发展,亟需一种简单快速便捷的室内地图生成与更新方法。本文在分析了现有室内地图应用不足的基础上,结合WebGIS与CSCW技术,提出一种基于WebGIS的室内地图协同编辑系统。本系统以WebGIS客户端作为室内地图编辑平台,极大的降低了室内地图编辑的门槛,增强了系统的适应性。开创性的引入协同编辑,使得更广泛的用户可以参与到室内地图的编辑中来。本系统基于B/S架构:以浏览器作为客户端,使得其具有良好的跨平台性能。利用前后端分离的开发模式,浏览器与服务器交互数据采用JSON编码,使得未来客户端很方便迁移到移动平台上。在数据库方面,采用PostgreSQL+PostGIS组合,既保证了空间数据的高效存取,又使得在空间数据验证和计算方面不依赖第三方库。对于地图数据的采用GeoJSON形式进行编码,使得很好与JavaScript环境契合。在浏览器方面,采用Leaflet客户端简化了地图的基本操作,利用AngularJS强大的模块化功能,实现了前端的工程化和前后端分离。提高了系统的可用性和开发效率。在服务器方面,采用Node.js作为基础运行环境,使得前后台能够使用统一的编程语言编程,并且,利用Node.js强大的异步特性,使得高并发的服务端程序开发更加简单。在协同编辑方面,利用WebSocket的全双工通信,实现了不同客户端之间的数据同步,对室内地图在元素级别实现版本控制功能,实现实时协同编辑,极大提高了室内地图的编辑效率。本文通过整合数据库、浏览器和服务器端开发,构建了一个丰富的Web应用,高效的室内地图协同编辑系统。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52
【部分图文】：

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华中科技大学硕士学位论文协同编辑功能。基于浏览器的协同编辑功能需要不仅需要浏览器能够发送辑操作数据，更要能够监听其他用户对于室内地图的编辑，为了实现服务器推送数据，常用的实现技术包括定时轮询、Ajax 长轮询、Server-Sent-EvSocket 等[37]。定时轮询时序图如图 2-4 所示。

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图 2-6Ajax 长轮询时序图Ajax 长轮询的优点是实时性较好，但是，需要服务器端支持才能够进行长轮询。并且，由于连接一直被保持，用户较多时，服务器会维护很多的空闲线程，占用大量的服务器资源。Server-Sent-Event 是让浏览器能够通过 EventSource 对象接收服务器产生的事件来实现服务器推送文本信息，这种模式实时性较好，但是只能实现单向推送。WebSocket 是 HTML5 中提出一项基于 TCP 的浏览器和服务器之间全双工的通信协议，实时性好，适合多人协作平台，但是由于该技术提出较晚，早期版本的 IE并不支持 WebSocket。Socket.io 是基于 Websocket 的 B/S 实时通信库，底层封装了 WebSocket 方法和长轮询等服务端推送方法[39]。Socket.io 同时工作于服务端和浏览器端，在浏览器端，其底层基于 Engine.io，这个库将在低版本的浏览器里面使用长轮询代替 WebSocket。

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图 4-4 室外地图显示效果4.2.2 室内地图叠加实现上一节已经实现了室外地图的显示，在这个基础上，再进一步实现室内地图的显示。室内地图的显示，首先是获取当前视图中的室内地图列表，通过往服务器的 url发送查询请求可以获取到当前视图中的所有的室内地图的列表，如果列表为空，则表示当前视图中没有室内地图，否则即返回一个数组，表示当前视图的室内地图信息。遍历数组，通过建筑物 id 实例化 Indoor 类，再通过建筑物 id 获取室内地图的详细信息，并在 Indoor 实例中添加相应的内容，并添加到室外地图之中，实现室内地图的叠加显示。其中室内地图扩展库 Indoor.js 中主要实现了两个类 L.Indoor 和 L.Control.Level，分别负责室内地图数据的处理和楼层切换控件。类图定义如图 4-5 所示。

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