WebGisS应用设计方案
__________校园应用实例 一. 引言............................................................................................ 1 1. 选题背景及意义................................................................... 1 2.系统的总体设计.................................................................... 3 2.1系统的总体目标 ........................................................... 3 2.2 系统的总体结构 .......................................................... 3 2.3系统设计 ........................................................................ 5 2.4系统功能设计 ............................................................... 6 二、需求分析 .................................................................................. 9 1. 功能需求分析 ...................................................................... 9 1.1 前台功能需求 .............................................................. 9 1.2 后台功能需求 ............................................................ 10 三. 开发及运行环境 .................................................................... 11 1 硬件、软件环境平台 ......................................................... 11 2 开发平台核心技术 ............................................................. 12 3 MVC系统架构 ....................................................................... 14
一. 引言
1. 选题背景及意义
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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[2]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:
1)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。
2)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。
3)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。
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4)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。
5)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。 2.系统的总体设计 2.1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。 2.2 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 B/S 多层结构。ArcIMS 的组件构成主要有 Web 服务器、Servlet Engine、Servlet Connectors 和 Java Runtime Environment。
1) 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 Internet Explorer/Netscape 浏览器,甚至是无线接受设备。
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2)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 Java Serv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、Ser-vlets、 Servlet Engine 、Servlet Connectors、ArcIMS应用服务连接器、应用服务器和ArcIMS Monitor 来实现的。
① Web 服务器接受客户端请求,并创建网页在客户端发布。
② 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 Servlet En-gine 和 Servlet Connector。
③ 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 ArcIMS Ser-vlet Connector、Java Connector、ColdFusion Connector、ActiveX Connector 和 . NET Link 五种。Servlet Connector是 ArcIMS 标准连接器。
④ 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。
⑤ ArcIMS Monitor 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。
3)服务器。
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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 ArcIMS Tasker。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。 2.3系统设计
1)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:(1)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。(2)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。(3)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。
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