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城市地质信息管理与网络服务系统结构设计.doc

城市地质信息管理与网络服务系统结构设计.doc

上传者: 爱情_掉在那里 2017-10-27 评分 3 0 10 1 46 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《城市地质信息管理与网络服务系统结构设计doc》,可适用于市场营销领域,主题内容包含城市地质信息管理与网络服务系统结构设计城市地质信息管理与网络服务系统结构设计摘要:城市地质信息管理与服务系统是面向城市地质领域的数据管理和共享平台。符等。

城市地质信息管理与网络服务系统结构设计城市地质信息管理与网络服务系统结构设计摘要:城市地质信息管理与服务系统是面向城市地质领域的数据管理和共享平台。分析了该系统的总体目标和总体框架,在此基础上讨论与该系统匹配的网络运行环境和软件体系结构模式紧扣城市地质数据和应用特点从系统整体上提出各构成子系统的技术开发路线理清了各系统功能和技术上的关系。关键词:城市地质网络管理平台中图分类号:TP文献标识码:A引言随着我国经济的快速发展和城市化进程加速,城市建设也加快导致了地面塌陷、地面沉降、地裂缝、土壤和地下水污染、地下水资源紧缺等各种城市地质问题,成为影响和制约城市安全与可持续发展的主要因素之一。当城市建筑越来越多,位置要求越来越精确,地下地质信息的完备和准确,对于城市规划、设计、施工以及地下空间开发利用等至关重要。因此,需要充分利用计算机、现代网络技术和虚拟现实等信息化发展的最新成果,对城市地质数据进行有效地存贮管理、信息可视化展示与网络化服务,切实为城市规划、建设和管理服务。构建能够提供最新详细信息的城市地质信息管理与网络服务系统成为城市可持续发展的迫切需要。“城市地质”这一概念最早是由RFIegget提出的,是一门关于在城市及周边地区或潜在城市化地区的特定空间范围内,综合考虑各种地质要素,研究这些要素为城市发展所提供的资源、施加的约束条件和城市发展对各种地质要素所产生的影响,为城市规划、建设和管理服务的学科。在许多发达国家和地区随着城市化进程从外延式发展转向以城市现代化建设为重点的内涵式发展,地质信息的有效传递和表达受到普遍重视。这些城市正在以空间数据库、异构网络共享环境和GIS为依托构建一个基于网络的数据管理和共享的城市地质信息平台。在西欧国家已经建立完整复杂的数据库管理系统。例如英国伦敦地区实施了的地质填图项目即“伦敦计算机化地下与地表地质”项目以便为伦敦城市地区的土地利用规划、环境管理和工程与土工建设提供支持。美国地质调查局也在加紧区域性地学立体空间数据共享和可视化研究,加拿大提出了垂直地质填图的要求澳大利亚为获取深部信息实施了三维研究计划香港规划处也一直在开发地学数据库用于对辖区的地质、地球物理和地球化学数据进行储存、综合、解译和展示。我国在城市地质信息系统的研发与应用方面都处于起步阶段比发达国家要落后,年。中国地调局从年起开始在北京、上海、杭州、南京、广州和天津六个试点城市实施城市地质信息系统建设工程,在城市地质数据库建设、城市地质建模和可视化以及数据共享与服务方面都取得一些进展。近几年来,随着我国各大主要城市进入了大规模城市重新规划改造的新时期,迫切需要利用现代信息技术与手段,针对城市地质中的问题充分发挥信息科学的发展带来的机遇建设城市地质空间数据库和网络服务系统,实现城市地质数字化、信息可视化和服务网络化及时满足城市建设和发展对地学信息的需求。总体目标城市地质信息管理与网络服务系统是一个集成的多源信息网络管理和数据共享平台面向城市地质工作提供软件技术支撑系统包括三个体系即基础数据获取体系、综合数据管理与分析评价体系、数据共享与发布体系。同时三个体系又建立起以数据为媒介的彼此通讯和相互协作。该系统集成目前先进的数据库、GIS、三维可视化、计算机网络技术于一体的高效、大型、开放、动态软件系统需要在数据管理、分析、评价等多方面为工程技术人员提供一个综合化、规范化的工具平台为城市建设规划与管理及社会公众信息需求提供一个基础服务平台。系统总体框架根据系统目标城市地质信息管理与网络服务系统需要满足不同层次用户的基本需求实现数据库维护生产、城市地质建模分析、基于网络的数据共享与服务等功能。系统的总体框架如图分为三个层次:图系统目标和总体框架底层是基础数据的采集获取。各地质数据生产采集部门通过城市地质信息数据录入与管理系统实现各种基础数据的汇总与管理。基础数据种类包括基础地理数据、基岩地质基础数据、新生界基础数据、水文地质基础数据、工程地质基础数据、环境地质基础数据等。城市地质信息数据录入与管理系统实现基础数据库的数据录入和一般管理满足于各种数据表格的数据录入更新、图形自动生成或导入、多功能的数据查询、数据统计与报表生成、多种时序曲线的生成数据信息的多功能输出等功能。中间层是综合数据的管理与分析应用。一方面实现基础库到城市地质综合库的数据集成和管理功能包括空间数据调用维护、元数据管理、数据转换(格式和内容)、操作管理(配置、权限等)。综合库中存放的数据类型主要包括原始数据、基础数据、模型数据、成果数据和元数据。另一方面实现城市地质的建模及分析应用即实现从综合数据库中提取地质建模使用的原始数据用于地质模型的生成分析应用以及多种模型的一体化耦合显示。上层是面向政府管理部门、企事业单位、研究机构、社会公众的数据共享与社会化服务体系。通过用户授权方式实现不同用户服务的差异性提供的功能包括数据的查询检索、专题图表制作、多功能输出等。运行环境设计支撑城市地质信息管理与网络服务系统的网络系统包括内部局域网和外网(Internet)。为保证机密地质资料的安全内网与国际互联网之间采用防火墙等隔离措施分开并由此形成内网(运行管理信息系统)和外网(运行信息发布和社会化服务系统)两部分。支撑系统运行的网络体系结构如图。该系统将运行于PC环境、局域网和广域网上分别使用不同的应用软件系统面向不同的用户群体。图系统硬件网络体系图软件技术体系城市地质信息管理与网络服务系统是一个复合软件系统由不同的应用软件组合而成这就需要相配套的运行环境、操作系统和支撑软件。系统体系结构主要分为客户服务器结构(ClientServer)和浏览器服务器(BrowserServer)结构。CS方式可以充分利用服务器端和客户端的资源其优点在于交互性较强客户端有一整套完整的应用程序在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能从目前的应用来看CS比BS少一层结构运行速度总体较BS快处理大容量数据有一定优势。其缺点是维护量较大、结构不够灵活、用户界面可能不统一并且不适合远程访问和移动办公等。BS方式是网络发展的方向和主流其优点在于:客户端界面统一、简洁只需安装通用的浏览器软件维护简单简化了系统的开发和维护只需把所有的功能都实现在Web上并就不同的功能为各个组别的用户设置权限就可以了系统结构相当灵活。当系统需要扩展时只需在后台增加相应的Web软硬件即可满足使用要求特别适合网上信息发布和信息查询功能。其主要缺点是交互能力不强、运行速度较慢、安全性较差等。城市地质信息管理与网络服务系统是为地质调查工作服务的最终目的是实现对地质调查成果的信息化管理与社会化服务。系统主要功能是数据库维护生产、地质建模分析、基于paperedu中国科技论文在线网络的数据共享与服务等方面。根据BS和CS方式的特点数据共享与服务功能采用BS和CS联合方式较合适而数据库维护生产、地质建模交互能力强CS模式较合适。鉴于BS方式是计算机应用的发展方向为使系统更好的为用户服务系统的体系结构采用CS和BS相结合的方式并且不同的功能采用不同的体系结构。数据共享与服务采用BS和CS结合方式数据库维护生产、地质建模采用CS结构。系统技术体系结构如图所示。系统的总体技术实现过程是:通过建立统一的属性空间一体化的地质信息综合数据库(信息资源库)将系统中涉及到的所有数据全部入库属性数据通过ORACLEg进行管理空间数据通过MAPGISSDE进行管理。针对不同的用户设定不同的访问权限保证数据的安全。另外所有的应用都将围绕着信息资源库展开。地质信息录入和管理子系统主要通过各地质数据生产单位通过专门的应用工具来提供对数据资源的统一汇总和管理。业务人员可以将各种电子表格导入到数据库中可以对属性数据进行编辑、修改、查询也可以进行报表生成和打印输出。对于处理好的图形和属性数据可通过系统图形数据管理模块提交到综合数据库然后由系统管理人员统一对进入信息资源库的内容进行核实和更新。地质信息共享与服务子系统包括两方面内容。一方面是实现地质专业用户的信息资源共享另一方面是面向公众用户的信息发布。地质专业用户通过身份认证的方式来实现不同用户对数据的访问权限定义为多级:不可见可见可编辑可替换更新等。外部用户通过多用户管理授予的不同权限实现不同详细程度数据的浏览。共享和发布的内容包括信息资源库内的各种基础地形图、基础地质图、专业地质图等空间信息各种基础及专业的属性信息。信息发布和共享系统采用BS模式当用户将共享数据下载到本地后可通过CS的工具来对数据进行进一步的显示、查询及输出。系统管理共享数据资源库工程地质环境地质新生界数据基础地形基岩地质水文地质关系数据库管理系统(Oracleg)硬件及网络系统平台数据采集录入与更新属性数据录入、转换与更新图形数据、影像数据录入、转换与更新MapGIS,ACCESS数据终端WebServerMapGISIMS用户管理权限管理运行监控统计分析初始数据录入与转换BS模式空间数据应用服务平台(二维、三维)SDECS模式数据共享与社会化服务应用地质资料查询统计报表分析专题图展示空间分析三维地质建模型与分析应用数据导入提取三维交互建模三维模型分析模型耦合显示汇总ASPVC图系统技术体系结构图paperedu中国科技论文在线安全设计硬件网络安全设计采用内外网使用防火墙进行逻辑隔离的措施通过防火墙的内容检测、过滤等功能实现对非授权外部用户的访问进行限制建立漏洞扫描和入侵检测体系通过专门的网络漏洞扫描和入侵检测工具对系统的硬件网络体系进行漏洞扫描和入侵检测有效防止非法入侵。建立严格规范的防病毒体系在服务器端安装服务器端防病毒系统以提供对病毒的检测、清除、免疫和对抗能力建立审计机制对关键设备(主要服务器、网络交换机、路由器、防火墙、操作系统、数据库)等配置安全审计系统完成对系统的审计跟踪记录每个用户的每次活动以及系统出错和配置修改等信息。软件安全设计城市地质信息管理与网络服务系统的三个应用子系统都需要进行用户管理从而可能会造成用户信息的不一致性和用户使用的复杂度。统一的身份认证体系能够实现用户的统一管理和身份认证、用户权限的集中管理和授权。身份认证体系不仅实现了集中统一的用户管理并且能有效解决各应用系统之间的基本用户信息共享。身份认证体系设计满足:统一用户信息管理集中分布式授权统一用户认证。用户身份的统一管理采用标准协议进行管理和访问满足新的应用系统时可以直接使用已有的用户身份管理功能同时提供对异构系统的支持如可以支持标准的LDAP、关系型数据库、非结构化的数据库系统的支持保护用户身份信息在整个平台内数据准确性、一致性和连续性。集中分布式授权统一用户认证管理系统提供普通的用户名口令(将来可扩展到数字证书)的管理方式构建各应用系统的统一注册和登录入口对所有用户进行集中管理统一用户认证管理系统将提供整个系统范围内的可信用户身份验证服务以构建统一的认证体系。身份认证模块的具体实现是通过提供统一的用户登录入口来实现并基于此统一认证服务完成登录功能。数据安全设计系统设计中选用ORACLEg作为信息资源库的数据库管理系统。ORACLEg在完整性、并发访问控制、安全性、容错性等方面具有非常强大的支持满足系统建设所涉及到的数据安全问题。除了利用数据库管理系统强大的功能之外系统还对数据安全性进行设计:建立严格的用户认证体系通过不同的身份来限制可以访问的数据以及数据的访问类型建立完善的数据备份机制确保数据的全面安全和发生灾难时的可恢复。结语本文分析了城市地质信息管理与网络服务系统的总体目标和总体框架,在此基础上讨论与该系统匹配的网络运行环境和软件体系结构模式紧扣城市地质数据和应用特点从系统整体上提出各构成子系统的技术开发路线理清各系统功能和技术上的关系,降低系统开发和大规模推广应用的成本。paperedu中国科技论文在线参考文献吴冲龙牛瑞卿刘刚等(城市地质信息系统建设的目标与解决方案〔J〕(地质科技情报():(BergougnouxP(APerspectiveOnDynamicAndMultidimensionalGISInThestCenturyJ(GeoInformatica,():朱良峰吴信才刘修国(DGIS支持下的城市三维地质信息系统研究〔J〕(岩土力学():(李友枝庄育勋蔡纲等(城市地质国家地质工作的新领域〔J〕(地质通报():(BelangerJR(TheUseValueOfUrbanGeologyInCanada:ACaseStudyInNationalCapitalRegionJ(GeoscineceCanada,():罗国煜(关于当前我国城市地质研究的认识〔J〕(江苏地质():(张丽君(国际城市地质工作的主要态势〔J〕(国土资源情报:(庄育勋杜子图李友枝(支撑城市可持续发展的地质调查工作〔J〕(地质通报():(屈红刚潘懋吕晓俭等(城市三维地质信息管理与服务系统设计与开发〔J〕(北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本)():(尚建嘎刘修国(城市地质领域三维空间信息系统的开发研究〔J〕(华中科技大学学报(城市科学版)(增刊):(吴自兴潘懋屈红刚等(城市地质领域信息管理与服务系统体系结构〔J〕(计算机工程():(ArchitectureDesignoftheUrbanGeologicalDataManagementandServiceSystemWangShali,WangZhangangSchoolofGeophysicsandinformationTechnology,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing()StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing()AbstractUrbanGeologicalDataManagementandServiceSystemisadatamanagementandsharingplatformforcitydevelopmentTheoverallobjectiveandthegeneralframeworkofthesystemwereproposedandthenetworkrunningenvironmentandsoftwarearchitecturewerediscussedindetailMoreover,accordingtothecharactersandapplicationsoftheurbangeologicaldata,thetechnologicaldevelopmentschemeandrelationshipsbetweenthesubsystemswassetupintermsofthemainfunctionandtechnichKeywords:UrbanGeologicalmetworkManagementplatform作者简介:王莎丽(,)女中国地质大学(北京)在读硕士研究生主要研究领域为三维图像处理。年进入中国地质大学(北京)电子信息工程系本科期间学习成绩优秀多次获得学校专业奖学金并于年保送至中国地质大学信息与通信工程专业研究生。王占刚邮箱:millwzg>#ffff'>通讯地址:北京市海淀区学院路丁号中国矿业大学国家重点实验室民族楼B()

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