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WEBGIS设计方案——校园应用实例.doc

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上传者: Fitch西赞 2017-09-21 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《WEBGIS设计方案——校园应用实例doc》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含WEBGIS设计方案校园应用实例WebGisS应用设计方案校园应用实例一引言选题背景及意义系统的总体设计系统的总体目标系统的总体结构系统设计系统功能符等。

WEBGIS设计方案校园应用实例WebGisS应用设计方案校园应用实例一引言选题背景及意义系统的总体设计系统的总体目标系统的总体结构系统设计系统功能设计二、需求分析功能需求分析前台功能需求后台功能需求三开发及运行环境硬件、软件环境平台开发平台核心技术MVC系统架构一引言选题背景及意义地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析显示与应用地理信息的计算机系统以数字化的形式反映地球空间现势和变迁的各种空间数据以及描述这些空间数据特征的属性以模型化的方法来模拟地球空间对象的行为在计算机软、硬件的支持下以特定的格式支持输入输出、存贮、显示以及进行地理空间信息查询、综合分析、辅助决策为人们提供了处理地理信息最佳的方法和手段。校园在空间上是一个区域其包含的信息大多具有空间属性。GIS是管理空间信息最有效的工具在数字校园中引入GIS将使校园教学、行政、科研、生活等等相关的信息与空间位置建立紧密的联系从而为人们提供最为直观的深层次的信息交互。因此GIS在数字校园框架中有不可替代的位置。具体的说GIS在数字校园中的作用主要有:科学的组织和管理校园的空间数据并可以与外界WebGIS进行数据交换实现校园导航通过互联网为师生以及公共用户提供校园环境的空间信息浏览、定位、导航等服务。传统校园地图不仅在空间上不能给用户完整的展示而且在查询和辨识上也有不足基于WebGIS的校园电子地图能够很好的解决上述问题与传统校园地图相比校园电子地图具有以下特性和功能:)可操作性。WebGIS将GIS软件与Web服务器集成利用通用的浏览器进行地理信息的发布并使用通常免费的插件ActiveX或JavaApplet从而大大地降低了终端客户的培训成本和技术负担。)开放性。WebGIS实现了在国家和世界范围内的分布式环境下地理空间数据和地理信息处理资源的共享它允许用户通过网络实时获取不同系统中的地理信息而无需考虑数据和处理的起源地和规格避免了冗余数据存储是实现地理空间数据共享的一次深刻的技术革命。)通用性。利用多种技术的WebGIS能做到“一次编写到处运行”。真正发挥跨平台的技术优势。WebGIS能够让GIS系统的用户通过网络不但能够访问本系统中分散在不同站点的数据和数据处理服务同时还能维持系统的一致性以及平衡这种访问的网络负载。)信息共享性。WebGIS使用了通用的浏览器进行信息发布用户就可以透明地访问WebGIS数据在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析实现远程异构数据的共享。)高效性。WebGIS能充分利用网络资源将基础性、全局性的处理交由服务器执行而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配是一种较理想的优化模式。基于WebGIS技术建立的校园电子地图能将多种校园信息服务以可视化的方式呈现可以快速、准确的对校园各类信息进行查询和定位有利于校园信息的有序化管理将校园内外的生活、学习、商业信息与空间信息相结合。为管理和设计规划提供准确而周详的数据极大的方便了师生的学习和生活。系统的总体设计系统的总体目标系统总体目标是以学校基础地理数据库为依据以GIS技术的理论和方法为支撑结合其他技术手段建立基于Web技术的校园GIS。该系统是以大比例尺数字地图为核心通过对空间数据的分层管理实现对校园地理信息的浏览、查询、定位、量测、空间分析等功能面向学校学生以及来学校参观、学习和工作的客人提供网上电子地图服务实现网站与客户之间的空间信息互动功能。系统的总体结构本系统拟使用ESRI公司推出的第二代网络地理信息系统平台ArcIMS属于基于中间件的BS多层结构。ArcIMS的组件构成主要有Web服务器、ServletEngine、ServletConnectors和JavaRuntimeEnvironment。)客户端。客户端是通过HTTP协议从服务器获取另一台计算机服务并接受服务器响应的一个计算机系统。客户端可以是InternetExplorerNetscape浏览器甚至是无线接受设备。)中间件。中间件是协调应用程序和网络之间的软件。它使用了JavaServ技术合成了GIS应用模块管理不同计算平台程序之间的交互。在ArcIMS中客户和服务器之间的通讯是通过Web浏览器、Servlets、ServletEngine、ServletConnectors、ArcIMS应用服务连接器、应用服务器和ArcIMSMonitor来实现的。Web服务器接受客户端请求并创建网页在客户端发布。Servlets是能响应客户请求的一个JAVA程序它最常的功能就是能够扩展Web服务器的功能使之动态地调整网页的内容。它还可以用来接受客户请求获取并处理客户所需要的数据以及将结果返回客户端。Web服务器正是通过Servlets与ArcIMS进行通信的所以需要安装支持Servlet通信的组件包括ServletEngine和ServletConnector。ArcIMS应用服务连接器是用来连接Web浏览器和ArcIMS应用服务器的。连接器主要有ArcIMSServletConnector、JavaConnector、ColdFusionConnector、ActiveXConnector和NETLink五种。ServletConnector是ArcIMS标准连接器。ArcIMS应用服务器是处理输入请求负载平衡的程序。它是Java语言编写的应用程序并作为一种后台程序来运行。此外它还能够提供跟踪地图服务及地图服务运行所在的ArcIMS空间服务器的目录。应用服务器正是在这种信息的基础上合理分配空间服务器的。多个Web服务器可以同时和应用服务器进行通信。ArcIMSMonitor是一个与空间服务器一起在后台运行的程序其作用是启动新的地图服务和空间服务器并在空间服务器或计算机出现故障时重新启动地图服务。)服务器。数据存储层提供了对其他桌面式GIS应用系统的访问便于对空间数据库进行管理。客户和服务器之间的连接一般是通过网络上经过编码的请求和响应来传递信息的。ArcIMS空间服务器是接受处理客户请求并向客户返回地图的程序。服务器始终运行着等待客户端向其发出请求。服务器端包括ArcIMS空间服务器、数据服务器和ArcIMSTasker。ArcIMS空间服务器是ArcIMS的主要处理中心。空间数据在ArcIMS的空间服务器中进行处理并将输出的地图与数据返回给Web服务器。此外还有查询服务器允许进行数据库搜索、地理编码服务器进行地址匹配操作、提取服务器允许对数据进行剪裁提取子集。Tasker是整理服务器的清道夫。它根据用户在每个地图服务设置中指定的间隔时间删除影像地图服务生成的临时文件。系统设计)确定存储方式GIS系统数据一般包含两部分即空间数据和属性数据与一般数据库的不同主要在于空间数据的存储。空间数据包含地理实体的坐标信息、几何信息与实体间的空间关系比一般信息处理中的数据更复杂主要体现在数据类型多、数据输出形式多样化、数据量大等方面并且在数据组织和管理方面具有非结构化的特征面对这样的数据主要的存储方式有:()文件存储方式即将所有的空间数据和属性数据都存储在一个或多个文件中优点是可以任意定义自己的文件格式缺点是需要自己开发工具来实现数据的更新、查询、检索等操作增加了数据管理的工作量。不能多用户并发操作数据数据共享是最大的问题二维GIS软件仍就哟本地文件形式存储和组织这些数据如VegaLynx的adf格式VRMap软件的vm格式VPRLatfrom的vrp格式。()数据库存储方式:利用数据库存储所有空间数据和属性数据解决了用文件存储空间数据时对数据不能进行并发操作的缺点但数据转换过程复杂。()存储虚拟化技术:将系统中各种异构的存储设备映射为一个单一的存储资源对用户来讲完全透明。单个存储设备的容量、速度等物理特性对用户而言是不可见的无论后台的物理存储采用什么进行对应达到同时使用文件和关系数据库管理GIS数据。)数据库选择关系型数据库则在数据库领域内处于主要地位。SQLServer在WindowsServerDatacenterEdition上支持多达个节点的集群在WindowsServerEnterpriseEdition和WindowsServerDatacenterEdition上支持个节点集群在WindowsServerAdvancedEdition上支持节点集群其安装过程和管理工具都支持集群。SQLServerEnterpriseEdition还通过堆多个服务器间的数据进行分区提供了提高可用性的能力。而且其价格满足客户的高可用性要求。因此采用SQLServer数据库。)开发工具选择为了快捷构建GIS应用系统几乎每个GIS平台开发商都提供了自己的二次开发语言。这些开发语言都有自己的语法和结构只能在固定的开发商的软件环境下运行。用专门的开发语言卡发的程序很难扩展和维护。固定的文件格式无法共享数据。GIS开发人员需要具有构建领域专用且易于使用的应用软件的能力软件需将广泛应用的GIS技术与友好用户的经验结合起来。现阶段组件技术已经广泛的被引入到GIS软件的设计与开发中使得高效便捷的开发应用地理信息系统成为现实。MapObjects的开发难度比较低因此采用MapObjects进行WEBGIS的开发。MapObjects提供了对地图缩放和漫游风格设置、图形属性编辑、拓扑处理、空间分析、三位建模与分析、三位可视化、布局打印等以标准ActiveX组建的形式提供了GIS的全部功能目前主流的开发语言如JAVAC#等都有可以采用。MapObjects的优点是专门面向二次开发者设计的全组件式开发平台给予该平台开发的GIS应用软件可以独立奋发运行并不依赖于任何其他软件降低了应用软件的成本。系统功能设计根据校园总体规划与发展布局进一步扩展和完善空间数据基准。在这里应考虑与现有国家坐标系统和国家新一代地心、三维、动态大地基准之间的联系与融合。建立起有效的空间基础数据特别是框架数据更新机制努力完善空间基础数据的分级、尺度和内容体系实现数据形式的多样化、标准化促使DOM、DEM、框架DLG以及三维数据成为未来空间数据的主导形式。建立空间数据的分发和服务体系使空间基础数据更好地为数字化校园、数字社区建设服务。通过建立良好的数据分发与服务模式最大程度地发挥空间数据产品的应用潜力和效益。发展先进实用的空间信息获取、更新、管理与应用服务技术支撑体系为地理空间基础框架建设提供技术保障。数字化校园地理信息系统功能主要包括以下几个部分:)校区导航各层次的用户可以通过各种终端连接地理信息系统在自己的权限范围内查询校内设施、道路的详细数据。系统提供搜索功能让用户快速定位自己需要寻找的建筑或单位。)管网管理对各类管线进行快速方便的编辑、查询、定位与统计制出标准的管线剖面图具有故障定位、关阀方案、最佳路径、最短路径等管网分析功能可实现管网的自动标注、自动捕点自动提示安全间距并能显示及打印标准的管线图与三维管线图。极大的简便工作人员的操作管理同时能提供辅助决策支持。包括燃气管网管理供水管网管理电力输配管网系统。()环卫地理信息环卫地理信息提供对厕所分布、垃圾箱分布、果壳箱分布、道路清扫面积、垃圾产量及清运等信息的地图查询及记录查询、分析、统计。同时提供对各类基础设施的损坏及维修进行记录、跟踪、分析、查询。)路灯地理信息路灯地理信息提供道路路灯、校区路灯分布信息的地图查询及记录查询、分析、统计。同时对路灯的巡视检查、损坏、维修、检修等信息进行记录、跟踪、查询。)养护地理信息养护地理信息提供对道路、桥梁、排水设施等基础设施的地图查询、跟踪、统计、查询。它可以对这些基础设施的抽查、检查、巡视、维修、施工质量、竣工验收等工作记录、统计、查询。)绿化地理信息绿化地理信息提供对绿地、行道树、古树名木等信息的地图查询、统计对绿地、行道树、古树名木的修剪、施肥、巡视、移植的跟踪、统计及审批同时对绿化养护设施的损坏、维修、质量检查的记录、统计。)消防地理信息消防地理信息提供对校内消防设施、设备、通道的地图查询、跟踪、统计、查询。同时对它们的损坏及维修进行记录、跟踪、分析、查询。)土地利用规划管理该系统是针对土地利用现状及规划数据的建库、管理、空间分析和图形输出而开发的一个应用系统实现图形数据采集、编辑及各种属性数据的录入和修改。图形数据获取可通过数字化仪数字化或屏幕数字化也可直接将其它格式的图形数据导入系统提供了多种数据转换功能。系统功能模块提供了对数据库中各种比例尺专题地图进行浏览和编辑的方法和手段包括索引图、基本要素分布图等。地图显示功能有放大、缩小、漫游、地图刷新等。地图控制和综合信息查询功能有信息查询、图层控制、距离量测、信息定位、区域查询、空间分析、专题图显示、预测决策数据提供等。以下分别进行叙述。清水河校区地理信息系统功能设计地图浏览功能其它功能电子地图控制功能综合信息查询功能地空距最图地图间地离鹰全信信信资短放图层数图面眼图息息息源路大漫控据打积地显查查定配径缩游制更印测图示看询位送查小功功新功量功功功功功功询功功功能能能功能能能能能能能能能能建筑物内部信息查看功能图基于WebGIS数字化校园地理信息系统功能需求二、需求分析功能需求分析前台功能需求前台功能需求即普通用户对系统的功能需求。、地点查询。根据用户输入的关键字查询地点通过点击地点在地图上显示该地点的详细信息。、活动查询。根据用户查询的活动计算出活动各个地点之间的路线。主要是最短路径查询。、专题查询。根据用户查询的专题在地图上标识出专题的所有地点。、生活信息查询和展示。在地图上显示出商铺、活动信息通过点击查看该地点的详细信息包括图片联系方式以及评论等。、信息分类列表。将校园信息根据功能分类作成列表方便用户点击查找。后台功能需求后台功能需求即管理员对系统的功能需求。、地标管理。后台管理员能对地标信息进行增、删、改、查等操作。、生活信息管理。后台管理员能对生活信息进行增、删、改、查等操作。、地图管理。后台管理员能对地图进行更新等操作。、用户管理。后台管理员能对用户信息进行查、禁封、解除禁封等操作。、数据生成。后台管理员能对地标数据进行批量生成管理。系统性能需求可理解性:网站地图目录结构和索引。用户界面及其友好性:包括产品宣传的易得性、信息的本土化、业务规则说明、沟通渠道、下载设施、色彩的协调性、响应时间的一致性。性能:系统在响应时间、存储空间和加载能力等方面应该能满足客户需求。电子商务系统要求展开*小时的服务。可靠性:提供*小时的无故障服务要求系统可以连续正常工作即系统应具有一定的错误识别能力错误处理能力具有一定的健壮性最好有双机备份机制。可维护性:易于故障的排除和日常管理操作方便。可重用性:系统的组成模块或者成分应该是结构化和参数化的并且按照适当的方式存档。注意反映领域知识、领域模块。灵活性和可扩充性:系统的规模可能会随着时间的推移进一步扩大应满足系统生存期间的额外的要求。可跟踪性:识别出原来的需求与被规范的功能之间关系的可能性便于系统升级。三开发及运行环境硬件、软件环境平台apachemysqlphp)本系统在LAMP环境下开发系统可运行于LAMP(linux和WAMP(windowsapachemysqlphp)环境下。()开发环境表开发环境TableServersideoperatingenvironment硬件环境软件环境CPUIntel(R)Core(TM)操作系统LinuxubuntuWeb服务器Apache内存GB数据库系统Mysql硬盘GPHP版本PHP()运行环境服务器端表服务器端运行环境TableServersideoperatingenvironment硬件环境软件环境CPU操作系统Intel(R)Xeon(R)WindowsNTXP以上VISta、UNIX、LinuxWeb服务器Apache内存BG以上数据库系统Mysql硬盘OG以上PHP版本PHP开发平台核心技术主要采用的技术有php、mysql、JavaScript、ajax、Google地图API等。()PHP技术PHP(PersonalHomePage)是一种跨平台的服务器端嵌入式脚本语言。它最初是由RasmusLerdorf于年开发的。早期的版本提供了访客留言本、访客计数器等简单功能。随后在第二版中增加了对mSQL的支持。自此奠定了PHP在动态网页开发上的影响力并迅速在Internet上流传开来。截止年月在Google中搜索“php”你将获得亿条搜索记录可见php在当今互联网时代是非常流行的。PHP的源代码完全公开在OpenSource意识抬头的今天它更是这方面的中流砥柱。随着新函数库的不断加入使PHP无论在Unix、Linux或是Win的平台上都可以有更多新的功能。如今PHP已更新至版。在语法方面PHP混合了C、Java、Perl以及PHP以前版本的优点。它相当于Script与CGI的结合语言但是其执行将效率却比CGI更好程序编写也比HTML更便利且更富有弹性程序的安全性及保密性也比Script好。在函数支持方面PHP几乎覆盖了Web应用的各个方面其中最有特色的是数据库函数使用PHP完成一个含有数据库功能的网页非常简单而PHP支持的数据库也非常丰富目前包括:MySQL、Oracle、Sybase、mSQL、Informix等。()Mysql技术MySQL是一个小型关系型数据库管理系统开发者为瑞典MySQLAB公司在年月号被Sun公司收购。MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低尤其是开放源码这一特点许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。其特点是:核心线程使用完全多线程这意味着它能很容易地利用多CPU支持PHP、C、C、Eiffel、Java、Perl、Python和TCLAPI等客户工具和API可运行在不同的操作系统平台上利用一个优化的一遍扫描多重联结可快速地进行联结全面支持SQL的GROUPBY和ORDERBY子句支持聚合函数COUNT()、COUNT(DISTINCT)、AVG()、STD()、SUM()、MAX()和MIN()一个非常灵活且安全的权限和口令系统并且它允许基于主机的认证MYSQL特有的SHOW命令可用来检索数据库、表和索引的信息EXPLAIN命令可用来解释优化器如何执行一个查询。()JavaScript技术JavaScript是一种广泛用于客户端Web开发的脚本语言常用来给HTML网页添加动态功能比如响应用户的各种操作。它最初由网景公司的BrendanEich设计是一种动态、弱类型、基于原型的语言内置支持类。以它为基础制定了ECMAScript标准。()Ajax技术Ajax是当今最为热门的浏览器端开发技术之一,简单的来说,它是众多成熟技术的集合。Ajax的出现,为传统开发技术带来全新的应用方式,极大地提高了用户对程序的操作体验。Ajax使用XMLHttpRequest对象以异步的方式与服务器通信,从服务器获取需要的数据后在页面上进行局部刷新。AJAX技术给BS模式下的客户端和服务器交互方式带来了巨大的变化,使得BS模式的前后台交互方式也与CS模式一样,成为API级别的交互。()Google地图APIGoogle地图API是由美国Google公司免费开放的电子地图应用接口。灵活提供了flash、JavaScript等多种形式的接口可以满足网站类(BS结构)和非网站类(CS结构)的应用。以HTTP为基础的WebAPI的普及也降低了应用服务整合的门坎地图应用接口可以非常简单把地图集成到网站中使基于互联网地图应用的开发变得十分的简单。同时谷歌地图API是一项免费的服务任何非盈利性网站均可使用。()jQuery技术jQuery是继prototype之后又一个优秀的Javascrīpt框架。它是轻量级的js库能够兼容众多浏览器而且支持CSS。jQuery使用户能更方便地处理HTMLdocuments、events、实现动画效果并且方便地为网站提供AJAX交互。有许多成熟的插件可供选择。MVC系统架构发明的一MVC是XeroxPARC在世纪年代为编程语言Smalltalk种软件设计模式至今已被广泛使用。MVC本来是存在于Desktop程序中的M是指数据模型V是指用户界面C则是控制器使用MVC的目的是将M和V的实现代码分离从而使同一个程序可以使用不同的表现形式比如一批统计数据你可以分别用柱状图、饼图来表示C存在的目的则是确保M和V的同步一但M改变V应该同步更新在MVC模式中三个层各施其职所以如果一旦哪一层的需求发生了变化就只需要更改相应的层中的代码而不会影响到其它层中的代码。在MVC模式中由于按层把系统分开那么就能更好的实现开发中的分工分层后更有利于组件的重用如控制层可独立成一个能用的组件视图层也可做成通用的操作界面。如图视图V对应表现层本层只负责数据的显示和样式渲染控制器C只负责视图V和模型M的逻辑交互(消息传递)模型M根据控制器C的交付指令完成数据运算、数据存储、返回运算结果。三层各施其职互不干涉易于系统开发、维护和扩展。

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