开放原始码的Web的GIS工具：MapGuide的开放源码

开放原始码的Web的GIS工具：MapGuide的开放源码

前言

Autodesk公司是一家以生产制图产品而闻名的公司，其中最著名的产品即AutoCAD系列，广泛应用于设计、营建、工程等等相关领域，其用户遍及制造业、建筑业、政府单位等。 Autodesk于1966年收购了Argus公司，并将他们生产的MapGuide重新包装，成为网际网路地理资讯系统（Web-GIS）的先驱产品，能开发以网页浏览器介面来与用户互动的地理资讯系统，部署、管理、传播空间资料，并能设计客制化的应用程式，具有良好的效能。

虽然MapGuide产品在GIS的市场上取得了不错的成绩，但它仍有一些小小的限制，例如整个架构中使用了大量的用户端外挂（client plug-in），因此用户端必须要使用一些ActiveX控制项或Java Applet；而在伺服端所能使用的平台也只能限于微软的IIS伺服器。此外，由于Mapguide产品在Web-GIS系统中，属于侧重于用户端应用之系统，所有的空间分析并非直接后端的空间资料作控制，而是在用户端进行运算，因此，当用户端处理能力不足时，即可能造成运作缓慢之现象。

由于Web-GIS产品近年来的竞争逐渐激烈，Autodesk发展出新一代的Web-GIS 产品：Autodesk Mapguide Enterprise。过去需要在客户端层级执行的ActiveX 控制项，改用已PHP、ASP .NET或Java所撰写的新API，在伺服端来执行。 Autodesk 并体认到采用开放原始码的方式，能让产品协同合作开发更新更为快速，于是Autodesk赞助、协助成立了开放原始码地理资讯基金会（Open Source Geospatial Foundation），并于2005年释出了MapGuide产品中一部份的原始码予基金会，称之为MapGuide Open Source，并采用LGPL（较宽松公共许可证）的授权方式，而

原有的产品仍称为Autodesk MapGuide Enterprise。

MapGuide的开放源码简介

MapGuide Open Source（以下简称Mapguide）乃是执行于一个三层式架构，如【图1】。这些元件可以执行于任何单一的电脑、或是以分散式的架构横跨多台电脑，让使用者快速开发、部署网路地图应用及地理资讯服务的网路平台。

MapGuide可以在Linux跟Windows上使用；支援Apache以及IIS网路伺服器，提供以PHP、.Net、Java以及Javascript的APIs来开发应用程式，其所有设定是透过一组XML的资料档案来管理。此外，MapGuide支援读取了许多常用的地理资

料格式、资料库及标准规格，并能将其他站台的WMS及WFS纳入网站部署中。在用户端具有一个互动性的viewer，支援了许多传统的地理资讯功能，如图征选取、属性查询、buffer、测量等功能。

图1 MapGuide架构图

MapGuide的三层式架构可以在一台电脑或多台电脑上执行。本文参考MapGuide计画网页，简单介绍MapGuide架构中的各个元件：

MapGuide Server：MapGuide Server乃是MapGuide Open Source services 的主机，处理透过TCP/IP通讯协定，来自用户端应用程式的请求并回应。它提供了七种服务类型，包括：Site Service、Resource Service、Drawing Service、Feature Service、Mapping Service、Rendering Service、以及Tile Service。MapGuide Web Server Extensions：MapGuide Web Server Extensions为Mapguide 内部的元件，没有任何使用者介面（UI），但可透过MapGuide Web API进行存取。Web Extensions包含了一组MapAgent CGI/Fast-CGI模组，允许服务提供给用户端的应用程式，以及使用PHP、.Net、Java进行开发的元件。

MapGuide Viewer：MapGuide Open Source提供了两种viewer：DWF Viewer 与AJAX Viewer。这两个都提供了常用的使用者介面以及JavaScript API；然而

以Microsoft ActiveX为基础的DWF Viewer只能运作于Microsoft的IE浏览器，用于IE，且要另外安装Autodesk DWF Viewer，较不方便，在此不建议使用。而AJAX Viewer是纯粹的DHTML Viewer，不需要额外的外挂，可以使用在IE、Mozilla Firefox以及Safari。

Autodesk MapGuideTM Studio：MapGuide Studio是一个商用授权的工具，用来管理MapGuide Open Source。它处理所有使用的地图、地理资料，提供一个一致的环境以及容易熟悉的介面，使使用者能快速的创建空间应用。而MapGuide Studio只能执行于Windows平台。安装试用版与相关资讯可至其网址取得。MapGuide Web Studio：MapGuide Web Studio是一web-based的管理工具，定义MapGuide Server使用的资料来源、图层等。由于是以AJAX为基础，其使用可以跨越多个平台以及多个浏览器，包括：FireFox、Safari、Internet Explorer。与Autodesk MapGuideTM Studio不同，它并不是一个分割的产品，在安装时即为MapGuide Web Server Extensions的一部份。

MapGuide Site Administrator：此元件不包含在上述架构图中，乃属MapGuide Web Server Extensions所安装的一组套件。它是一个相当重要、方便的站台管理工具，可以用来管理Mapguide网站与伺服器的应用程式。透过MapGuide Site Administrator能够新增或移除伺服器，将伺服器设定为离线并作维护，更新伺服器的设定情况等等。它能够使用于不同的浏览器，并非一个分割的产品，在安装时即为MapGuide Web Server Extensions的一部份。

Feature Data Objects：此元件亦为MapGuide Web Server Extensions所安装的一组套件。 Feature Data Objects（FDO）API是一组指令，用来操作、定义以及分析地理资讯。此API亦为Autodesk公司捐献给OSGeo。 MapGuide Open Source透过FDO来存取不同地理来源的资料，每个FDO Provider是一个FDO API

的特定实作。软体元件提供了存取特定的资料格式或资料仓储（data stores），如ArcSDE、Oracle等。

Windows下安装Mapguide Open Source

1.安装Mapguide所需的档案

介绍完Mapguide的架构后，我们就可以来尝试安装看看！首先到OSGeo下Mapguide计画的网址下载Mapguide安装档。

网页内包含数个档案：

MgServerSetup.exe[14,947 kb]：在Windows上安装MapGuide Serve的执行档。安装后建立C:\Program Files\MapGuideOpenSource\以下的资料夹。

MgWebServerExtensionsSetup.exe[31,464 kb]：将会安装Apache Web Server、PHP、Tomcat，也可以选择使用现有的IIS。

Additional FDO Provider Previews：额外的FDO Providers提供了连结ArcSDE、ODBC、WMS、WFS以及网格（影像）资料的档案。下载后只要解压缩、将档案加入FDO目录下（如C:\Program

Files\MapGuideOpenSource\Server\Bin\FDO）再修改providers.xml档案即可。

phpviewersample.zip：这是一个application的范例，以php所撰写，展示如何使用MapGuide APIs。下载后解压缩到www资料夹（C:\Program Files

\MapGuideOpenSource \WebServerExtensions \www），目前亦提供了.Net及Java 的viewer sample。

范例档案Sheboygan.mgp：这是一个sample的package，提供了Sheboygan地区所需要的data、layer、map、web layout的resource来执行范例应用，下载后拷贝至C:\Program Files\MapGuideOpenSource\Server\Packages 。

2.安装Mapguide之程序

安装必须元件：首先执行MgServerSetup.exe：只要按Next一步步安装即可。

执行MgWebServerExtensionsSetup.exe。

MgWebServerExtensions提供了三种选项：bundled configuration将会安装Apache HTTP Server、PHP及Tomcat（JSP）（二选一）。 IIS configuration

则可选择要以PHP或https://www.360docs.net/doc/d118343870.html,进行开发。 manual configuration则可以自订要安装PHP、https://www.360docs.net/doc/d118343870.html,、JSP，然而安装过程将不会设定web server。

由于目前Open Source的GIS软体常出现中文字无法正确显示的缺憾，经笔者测试后，建议使用bundled configuration option的搭配，Shape file资料中的属性中文字才能够正确地显示。

而无论选择bundled或IIS Configuration，安装过程后系统会自动调整需求设定；如使用manual configuration，则可以自己决定要使用Apache或是IIS，搭配PHP或https://www.360docs.net/doc/d118343870.html,等，由于过程比较复杂，在此不详述。

3. 操作Site Administrator

登入管理介面：

完成上列安装后，即可登入管理介面（MapGuide Site Administrator）管理Mapguide Server。如果用Bundle configuration，需先于Windows的服务中将Mapguide Servder服务启动。启动后在浏览器键入以下网址：http://本机位址:8008/mapguide/mapadmin/login.php（使用bundle configuration时，Apache 预设的port为8008），待页面显示后，输入预设的帐号/密码为

Administrator/admin，登入Site Administrator后即可使用，变更Server的一些设定、使用者名称密码、外部连结WMS/WFS Server设定，详见【图2】。

图2 site administrator登入页面

在Site Admin中载入范例档案Sheboygan.mgp

如已正确将压缩档放置正确目录下，选择Manage Packages，即将Sheboygan.mgp上载（load package）入Server中（若已放入package目录，却无法显示在site admin页面上，请注意副档名是否为.mgp）。

以范例档案phpviewersample中开启这个package

将下载的phpviewer置放于WWW目录下，若为IIS中，则将phpviewersample 设为虚拟目录，即可透过以下连结开启ajax viewer展示的Sheboygan 资料（http://本机位址:8008/mapguide/

phpviewersample/ajaxtiledviewersample.php）。至此，应该就能够在Mapguide 上正确展示Sheboygan区域的资料，如【图3】。

图3 以PHP撰写的AJAX Viewer展示页面

安装与使用Autodesk MapGuide Studio

Mapguide透过浏览器所提供的site administrator的功能比较简单，但一个比较麻烦的问题是，使用者没有工具能够把自己的图档压缩成mgp档案载入。因此，对于Mapguide的管理来说，还是透过MapGuide Studio较为方便。 Mapguide Studio提供的功能包括：

浏览电脑里所有的地图资源设定为图层（Layer），无论是档案形式的资料或是外部的资料库。

编辑要展示的主题图层图例、编译成地图。

将地图发布成网页。

而这些功能是透过Studio介面三个部份：站台浏览器（site explorer）、MapGuide Viewer、编辑器（editior）来达成。虽然MapGuide Studio是需要另外购买的软体，但由于提供长达半年的试用期，使用者可以先试用再决定是否要购买。请下载MapGuide Studio后执行执行档安装即可。

安装完成后，进入MapGuide Studio必须先填入正确的帐号密码。 Site为：http://本机位址:8008/mapguide/，参见【图4】。

图4 MapGuide Studio系统介面图

(1) 新增一笔资料与载入资源

在Mapguide中，透过浏览器展示的页面称之为WebLayout；一个WebLayout

则是由Map（地图）所构成，而Map则由Layer（图层）组成。因此，安装好MapGuide Studio后，我们就开始从主机新增资料到Mapguide Server上。登入从Getting Started选单中按find data或是toolbar中的new可以新增一笔资料，目前支援格式为shape file、Autodesk sdf、dwf，如果安装了其他的FDO，则可以载入其他格式的资料。

新增资料后，可以调整资料的座标系统，资料要储存的工作目录等。预设的座标为经纬度座标，单位为公尺，虽然可以选择台湾相关的投影座标系统，但选项中并没有包含常用的67TM2度分带或97TM2度分带，因此建议先转为经纬度座标再载入。

新增成功后按下方的载入资源（Load Resource），会转档为Mapguide的SDF 档案格式，如【图5】。此外，在这个步骤中，也可以用File选单中的Package Spatial Data功能打包成一个Package，也就是mgp档案，给site administrator 来使用。

图5 新增一笔资料后，载入资源成为Layer可以读取的档案（2）新增一个Layer

从Getting Started选单中选取create a new layer或是从toolbar中新增一个Layer。可以在Layer中设定哪些属性要在viewer中被查询展示、图征的样式（Style）、要不要Label的名称等；若属性表中含有中文字，Label的字形可设定为AR MinghtM BIG-5，参见【图6】。

图6 Layer编辑页面

（3）新增一个Map

Map是设定Web上要展示的Layer的集合，一张地图往往包含了好多张的Layer。在此可以设定Map的座标系统，包含哪些Layer、以及Base Layer。 Base

Layer是展示时控制图层开与关的的目录功能；然而设定base layer时，要修改total number of scales：可以展示的比例尺，否则ajax viewer中的zoom in/out 的toolbar无法发挥功能，参见【图7】。

图7 Map编辑页面

（4）新增一个Web Layout

Web Layout的意义，就是设计一个最终展示在使用者端的地图画面。新增一个Web Layout后，载入想要展示的Map，即可在预设的mapviewer上做展示（需要填入帐号密码）；如要变更Mapviewer的版面与toolbar也要在这个部分设定。

设定好之后，储存档案，就可以选择用AJAX Viewer或是DWF Viewer来作Preview了，参见【图8】。

图8 Web Layout编辑存档后用Ajax Viewer展示（5）将WebLayout展示在网页上

设定好WebLayout后，我们就可以透过简单的PHP动态网页，来呼叫这个WebLayout了。一段范例的PHP程式码如下：

$installDir =

'C:\Program Files\MapGuideOpenSource\\';

$extensionsDir = $installDir . 'WebServerExtensions\www\\';

$viewerDir = $installDir . 'mapviewerphp\\';

include $viewerDir . 'constants.php';

MgInitializeWebTier($extensionsDir . 'webconfig.ini');

$site = new MgSite();

$site->Open(new MgUserInformation("Anonymous", ""));

$sessionId = $site->CreateSession();

$webLayout =

"Library://Data/Layers/Taipei.WebLayout";

?>

上列PHP语法中的几个变数，即安装过程中预设的资料夹及档案。唯一需要变动的是变数$webLayout；详细的路径要透过Mapguide Studio才能够看出来。例如，上例中的PHP中，笔者所制作的WebLayout乃存放于Data/Layers/下，档名

为Taipei，故$webLayout ="Library://Data/Layers/Taipei.WebLayout"。

编修完成后，将此档案命名为您想要的档名，如test.php，存放于WWW目录下，再开启网址

，即能透过PHP网页展示您的地图，参见【图9】。

图9 透过PHP动态网页展示您所制作的WebLayout （6）发布WMS在Google Earth上

由于OGC定义了数项开放式的网际网路服务标准，使得各个厂牌的地图伺服器所发布的地图都可以透过符合这些标准产品，跨平台地套叠到同个使用者端平台上。目前在OGC的网路服务标准中，最广为被接受应用的为WMS规格。由于Google Earth支援存取WMS规格，故我们也可以将MapGuide Open Source所发布的影响档套叠到Google Earth上，做一些加值的应用处理，参见【图10】。

在MapGuide Open Source，当Data被设为一个Layer时，使用者就可以透过http协定，使用WMS request来存取；其设定方式是将request中的LAYERS以「LAYERS=Layers/图层名称」表示，如LAYERS=Layers/TaipeiCity。参见一段请求的例子。

然而本研究测试设定成PNG档时，GE会出现unsupported format，据推测为GE不支援32 bit的PNG图档，目前只能使用GIF或JPG档。目前展示时会出现一个白色外框，无法设定为透明，目前笔者尚无法解决此问题。

圖10 展示行政區圖於Google Earth

安裝其他FDO Provider

安裝Mapguide後，僅能使用shape file或Mapguide的SDF格式。其他檔案格式必須下載相對應的FDO Provider，如下載Raster.zip，即能在Mapguide OS中開啟影像（raster）資料（Mapguide支援GDAL Raster，包含了大部份的影像格式）。

下載後先停止Mapguide的服務，將解壓縮的檔案（dll檔）複製至安裝目錄的FDO資料夾中，並參考解壓縮檔案中的XML檔，修改FDO資料夾原有的providers.xml檔；如raster資料需要新增如下的FeatureProvider元素至providers.xml中。

完成之后，即能够在Mapguide Open Source中展示影像图层。开启后必须要上传（Lord Resource）才能成为一个Data Resource；之后再将之设定为Layer，即可成功地展示在Google Earth或是Mapguide的LayOut中，参见【图11】。

图11 展示影像图层于Google Earth

小结

近几年来，开放原始码之软体（自由软体）在实务的资讯应用中愈来愈受到重视；对地理资讯社群而言，开放原始码软体的使用社群在开放的环境下，可以不断地提供新的实验性方法刺激GIS技术的进步，而且系统建置的软体成本较为低廉。大部分的开放原始码软体遵循GNU/GPL（大众公有版权，GNU General Public License），保障使用者能够自由的使用、修改、共享这些开放原始码的软体，也因此系统功能能够随着使用者的创意、不断地扩充强大。就地理资讯软体而言，OSGeo底下的数个专案：FreeGIS、The Carbon Project等，皆具有许多使用社群，对于地理资讯的发展与创新都有很大的影响。

此外，中国大陆亦已在今年九月成立了OSGeo之中国中心，对OSGeo各专案用户提供开发及支援。相对而言，我国在过去以开放原始码进行实质应用的GIS建置并不普遍，但由于近年来国内由经济部及中研院开始推动「自由软体铸造厂」计画，鼓励业界及政府利用开放原始码软体，创造商机，强化现有优势，相信未来开放原始码的GIS将会更加普遍。就地理资讯社群而言，这种非传统的地理资讯以及网路技术的结合，

将会是民众参与、合作的新元素（Huang and Chuang, 2005），期望这个社群能蓬勃发展，让每个人都能受益于地理资讯所带来的各项好处。（本文作者洪国智任职于台湾大学地理环境资讯学系、廖泫铭任职于计算中心）参考资料

Install and Configure MgOpenSource OnWindows

MapGuide Developers Guide

Autodesk MapGuide Studio Help

Huang, A WH and Chuang, TR(2005) Commonsense Geography meets Web Technology: Online Community Mapping, 第二届开放式地理资讯系统暨网际网路地理资讯系统应用研讨会。