一、前言
地理信息系统（GIS，geographio information system)是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个学科。GIS是将计算机硬件、软件、地理数据以及系统管理人员组织而成的对任一形式的地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。GIS已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查、交通、能源、通讯、地图测绘、林业、房地产管理与开发、自然灾害的监测与评估，金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析，运输与导航、110报警系统公共汽车调度等方面得到了具体应用。
随着城市建设步伐的加快以及住房制度改革的进一步深入，房产管理业务量迅速增加，权属变更日益频繁，各行各业对房产管理水平也提出了更高的要求。我处自从实施测绘数字化成图以来，随着数字化成图数据量的不断扩大，建立一套图与档相结合有效的全面的房产地理信息综合管理系统十分必要。而房产地理信息综合管理系统的建立首先是GIS网的基本建设。
二、GIS网的建设要求与特征
GIS建设首先是网络建设，网络在整个GIS项目中处于至关重要的地位。GIS应用与常规事务处理有很大的不同，突出表现在巨大的数据量、复杂的处理方式、空间的分布性，以及对安全容错机制的要求上，网络设计必须满足：
（1）网络性能高，传输速率快。GIS处理对象以图形图像为主，数据量大，非常规类型。当用户较多时，网络传输繁重，容易造成网络阻塞，因而要求有足够带宽和灵活的传送技术。
（2）Client/Server，Intranet结构，分布式数据处理。GIS系统是一个有机组合的群体，通过网络将地理上分散、具有自治功能的多个计算机系统互联，实现信息交换、资源共享和协同工作。支持空间分布性、联机事务处理、多用户并发操作，是GIS网络基本特征。
（3）多媒体数据同步传输。GIS处理越来越多地涉及声音、动画、影视等多媒体数据，因此需要实现时间敏感数据的同步传输。
（4）空间操作的复杂性，长型事务处理。GIS基于空间数据的操作，例如图形修改、拓扑关系建立，都要求独占主机和网络资源，网络必须对此提供足够的支持，而且一旦操作失败，应具备容错和恢复等安全机制。
（5）GIS网络构成复杂，涉及诸多硬件平台、操作系统、网络类型的综合集成。GIS硬件平台从传统小型机到各种UNIX服务器直至流行的个人工作站，几乎包括了计算产品的各种类型，还有数字化仪、硬盘阵列、扫描仪、绘图仪等专用设备；GIS系统必须同时支持UNIX、Windows2000等操作系统及Web/Browser应用，其客户端、服务器、中间件、开发工具等产品种类繁多、性能各异；网络设备选择涉及集线器、交换机、路由器、远程访问服务器等各个方面；如何从实际出发，对计算资源进行合理选型与配置以发挥最佳效益，是GIS网络设计的关键所在。
根据GIS上述特征要求，应采取结构化网络设计方式，进行细致的工作群组划分和网络分段，按照应用特点选择不同的网络技术，充分发挥各自优势，使用高性能服务器，交换机以提升网络主干性能。
三、实施方案
由于应用规模和实际需求不同，GIS网络设计存在较大差别，本文通过GIS小型快速共享局域网，中型交换式局域网、大型千兆广域网三个实例，较为全面地介绍GIS网络建设的不同模式。
一、GIS小型快速局域网系统主机为SunGraph G2500系列三维图形工作站12台和1台UNIX服务器。网络设备采用3Com SuperStnok Ⅱ Hub100快速以太网集线器，具有24个端口共享100Mb/s带宽，通过UTP连接为墨型拓扑结构。11台工作站安装Windows-professonal作为客户端，1台安装Windows2000 Server作为服务器，接入交换机100Mb/s端口，配置NETBEUI、TCP/IP网络协议，进行域名服务、网络资源管理，通过PC NFS实现与UNIX服务器的数据传输。
系统运行INTERGRAPH Client/Server结构GIS软件MGE，应用服务以MS SQL Server数据库作为后台支持。通过Windows2000 Server定义各个节点的网络地址、用户、共享应用程序、磁盘空间和各种外设（包括数字化仪、扫描仪、绘图仪、制版机等），将GIS进程优化到网络上，实现数据输入、预处理、分色分版、修改和胶片制作等功能，完成大型地图产品输入、编辑、输出的一体化过程。
●网络特点简单实用，易于建立，是低成本的GIS网络解决方案。但网络传输速率低，缺乏有效的管理和容错机制，适用于上网设备较少，对实时性、安全性要求不高的部门级应用。
二、GIS中型交换局域网系统硬件包括20台UNIX工作站/服务器，30台PC工作站/服务器，以及扫描仪、绘图仪、网络打印机、数字化仪等各种外部设备，运行ARCINFO、EDARS，SYBASE分布式应用软件，进行国家级重大灾害的实时监测和快速反应。
网络设计实施过程中，将网络资源按照其性能、用途划分为4个子网，网络中心采用Bay Accelar1200路由交换机，连接3台3Com,LinkSwitch3C16900桌面交换机，构成网络主干，将SunGraph G380A、SGI Origin2000、HP LH PRO300服务器和20台Sun、SGI、DEC工作站直接接入Accelar1200100M交换以太模块，40台PC及网络打印机、绘图仪、扫描仪等分别通过3Com LinkSwitch3C16900集线器构成独立的10M交换子网，再连到中心交换机上。
Accelar1200具有8个插槽，可扩展至96个100M以太网端口，并支持千兆以太网。Accelar1200将第三层交换与IP路由相结合，9Gb/s交换能力可满足大型GIS应用传输要求。为确保网络中枢安全性，提供冗余电源、后备模块甚至CPU处理单元，所有模块均可带电更换。通过Bay Optivity网络软件，Accelar1200支持创建最多127个端口或协议的虚拟网划分，从而有效地提高网络灵活性。
●网络特点采用业界先进的千兆以太网技术，大幅度提高网络主干速度：实现VLAN划分。智能管理、安全容错机制；网络资源多样，包括UNIX工作站/服务器，WINSOW2000工作站/服务器，以及各种外部设备的互连，是较为典型的GIS局域网应用系统。
三、GIS大型千兆广域网国土规划房产管理信息系统是连接市土地局，规划局信息中心、房管局等各局各业务处室及五个下属分局的广域系统，主要特点是物理位置分散，信息量大、网络安全要求高。为保证网络系统的高效运行，网络设计应该满足以下要求：（1）符合国际规范和标准，具有开放性；（2）网络容量满足各局业务不断发展的需要，网络中避免出现通道瓶颈；（3）具有良好的可靠性、安全性、互操作性和可扩充性。
系统硬件平台采用UNIX、PC工作站/服务器，采用普通以太网作为末端类型，通过交换/路由设备与千兆主干网相连接。使用ARCINFO地理信息系统。Oracle数据库软件，支持分布式数据处理，在UNIX，NT系统下，实现数据访问，资源共享与应用分割，提供文件和打印服务，满足各局办公自动化需求。
具体网络设计实施中，应该把握各局各级机构的物理分布、业务特点和数据流程，采取由上至下、由主至从的分层设计方法，针对不同层次特点使用不同的网络技术和产品，以获得最佳网络效益。根据各分局、各局业务管理、物理分布及网络设计经济实用原则等，将信息系统分解成四个局域子网，即三个各局子网、信息中心子网、各子网拥有独立的应用服务器，各局和信息中心共享总服务器，各服务器之间通过网络系统与应用程序实时地保持数据一致性。
系统组成如下：（1）千兆以太主干网络：连接各局服务器、各局各业务处室网各信息中心网的高速通道；（2）快速以太局域子网：各局各业务处室网、局信息中心网及；（3）DDN、PSTN广域子网；通过专用、公用通信线路实现各局连接并提供对外服务。
1.千兆以太光纤主干网在各局办公大楼中实施，连接两台Sun Uitra SPA RC Server4000服务器，包括各局各业务处室局域网和局信息中心局域网，是整个系统的中枢，其安全性能对于整个信息系统的高效运行至关重要，系统采用千兆以太网组建全局主干网络。因为千兆以太网具有下列优势：（1）满足大量GIS图形数据的高速传输及多媒体应用的性能要求；（2）光纤介质抗电磁干扰，无泄漏，具有强保密性；（3）兼容普通/交换以太网，保证投资的连续性。
根据管理信息系统的网络要求，结合各部门的物理分布，采用下列措施具体实施千兆光纤主干网：（1）通过两台中心交换机Cisco Cataiyst5000和多台千兆/快速以太网交换机Cisco Caralyst2000构成千兆网主干，将服务器安装双网卡分别挂接到两台中心交换机上，增强服务器的吞吐能力，消除通信瓶颈，提高网络整体性能，服务器/交换机之间提供备份连接，不会因为一台设备的故障导致系统崩溃，为网络安全可靠性提供有力保证；（2）对于局信息中心及各局各业务处室的局域子网，分别通过使用Cisco Caralyst2000交换机接入千兆主干网；（3）采用Cisco4000路由器、Cisco2511远程访问服务器连接广域网，为下属分局和外界机构连接主干网提供通路。
2.局信息中心、各局各业务处室联网方案信息中心、各业务处室采用交换式快速以太网技术分别组建独立的局域子网，配置Sun150作为子网服务器，使各部门大部分信息在当地网络上传输和处理，减少主干网上的交通流量，提高了网络的整体性能。对于某些有大量数据传输要求的用户节点（高档图形工作站和网管工作站）通过中心交换机直接接入千兆光纤主网，一般节点通过Catalyst2000交换机进入主干网，获得10Mb/s的传输速率。各传输通道可以通过交换机/配线架随意改变在整个大厦的物理分布，以适应局信息中心和各局各业务处室对快速通道的要求。
3.广域网系统以电讯线路方式来实现各局主干网与各局局域子网的远程连接。每个局域子网使用远程路由器，租用专用高速通信线路（DDN）或公共数据交换网（X.25）来实现和各局主干网的连接。在各局主干网安装中心路由器Cisco4000，在各个局子网中各安装分支路由器Cisco2514，使局子网与各局主网实现互访，通过在各局安装Cisco2511远程接入路由器和Modem Pool，向用户提供电话线拨号访问服务。
●网络特点整个系统是由各局服务器、信息中心局域子网、各局业务处室局域子网组成的分布式联机事务处理综合性广域网络系统；通过千兆以太主干网提供较高的传输速率，满足GIS特殊处理的需要；通过DDN专线实现各局的数据共享与业务交互，通过PSTN远程拨号接入向广大用户提供城市土地、规划、房产信息服务。
四、总结
本文对GIS网络的建设的要求、原则进行了简要的阐述，然后根据本市城建各部门对GIS网络的需求在网络实施规模上提出了三种方案并进行了简要的分析，希望在城市建设土地管理、国土规划、房产管理等方面的GIS网的建设提供一些新的思路。