《GIS平台方案》word版.doc

设备资源监管GIS平台基于GIS的社区信息展现平台解决方案 xxxx集成有限公司第一部分 设备资源监管GIS平台系统分析1行业背景 随着“数字政府、数字社会”概念的进一步实现，社会各行各业信息化建设进一步提速。在互联网时代下，网络、通讯、开发注入了有别于传统信息化的新力量，结合GIS技术、电子地图技术，可以有效对各种设备资源通过图形化的方式展现出来，为达到以上目的建立的设备资源监管GIS平台具有以下意义：1 统一规范企业设备管理标准，实现设备管理有据可依，维护有标准可循。2 实现企业设备维护管理的可视化管理，做到企业设备管理的快捷性和较高的信息检索率，达到管理的高效化。3 为企业设备监管部门提供有效的管理手段，合理制定相关计划，提高设备管理资金合理运用，提高设备完好率，降低故障发生率，保障安全生产，节省人力物力。 3系统建设原则3.1可靠性和稳定性系统的整体设计完全采用模块化、组件式设计思路，相关核心软件也完全采用模块化的设计思路，支持相关独立模块的在线卸载和重载。从而保证了系统的高可靠性和容错性，使系统能不间断正常运行和有足够的延时来处理系统的故障，以确保在发生意外故障和突发事件时，系统都应该保持正常运行。3.2系统的先进性系统建设遵循先进的设计理念，采用成熟和先进的技术的设备。我们在进行系统设计时，从系统性能、系统功能、产品稳定性、系统经济性能等方面考虑系统的先进性。完全采用目前国际上的主流技术和系统产品，保证前期所选型的系统与今后系统性能提升在技术先进性方面的可延续性。3.3系统的安全性在与公共网的接入界面上，采用专用防火墙系统，防止非法用户的恶意入侵，抵御计算机病毒的攻击，屏蔽黑客潜入通道；同时采用VPN等先进网络技术在公网上建立虚拟专网，便于进行系统内部广域业务管理，防止未授权用户进入内部系统；提供系统总体闭环检测及网管方案；实现对整个网络的自检、实时监控和自动故障报警检测以及一定程度的自恢复。3.4可扩展性和开放性系统具有良好的可扩展性，系统的升级、用户的增加做到原设备不作废，升级、可容方便、简单。同时，系统充分遵循“标准和开放”原则，支持各种应用的接口协议，使系统具有灵活性和扩展性。能够支持多种硬件设备和网络系统。网站系统、数据库系统和信息通讯枢纽采用标准数据接口，具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力。计算机网络系统适应将来的系统容量扩展，支持数据分组通讯、支持统一标准的软硬件接口。3.5系统经济和实用性系统设计在性能最优的情况下尽量降低成本，追求性价比的最大化；基于保证性能、降低价格的原则，在考虑建设投入的同时还必须考虑系统的运营和维护费用；软件系统全部独力开发，便于长期合作，也保证软件系统的经济性。第二部分 系统架构设计1系统结构分析根据系统建设目标，系统的结构与功能将从总体结构设计和功能分配两个方面进行考虑，确保系统的数据库及软件模块可以在今后应用中得到方便更新和扩展，以减少系统开发工作的总工作量，提高工作效率。在系统的总体结构上，将采用三层模型(Three-Tier)，按数据服务层、应用逻辑层、表现层等层次构造系统。软件设计与实现将采用面向对象的方法，以软件对象(类)和逻辑相关的软件对象构成的应用组件(Component)为基础进行开发，利用系统分析与设计过程构造的UML类图和类图基础上构造的UML部件视图(Component View)进行编程和组织。整个系统的数据和应用程序是运行于Windows XP操作系统环境下的，所有的数据(包括图形数据、文本数据、多媒体数据等)都用大型关系数据库Oracle 10g统一管理，在系统的开发过程中，采用B/S结构的运行模式， 进行属于自己权限范围内的各项操作。整个系统采用基于业界标准的三层体系结构，采用这种体系结构无论从平台开发的角度还是从用户需求方面，均是一个结构灵活，便于调整的WebGIS系统。其中：(1) 表示层表示层提供用户服务，通过可视化的用户界面表示信息和收集数据，是用户使用应用系统的接口。在该信息系统中，表示层作为用户的地图表现界面，文本、图像等信息通过浏览器提供，整个客户端软件风格遵循于Web界面风格，兼顾用户的计算机使用习惯及应用要求显示信息，系统的服务器端负责处理用户通过客户端发出的各种数据请求。(2) 应用逻辑层应用逻辑层是实际用户请求的执行部分。应用逻辑层通过将特定的过程和规则应用于相关数据来实现客户通过表示层发出的请求。在此三层体系框架中，专有的GIS模块在业务层中使用COM技术，将各种GIS应用操作及分析封装在一个或几个COM组件中形成基础地理信息系统；应用逻辑层也通过使用COM技术通过表现层向外提供服务。通过这样的处理，GIS系统在功能表现上实现了最大的灵活性和稳定性。(3) 数据层数据层是空间数据和属性数据的存放地。数据层使用空间数据引擎(ArcSDE)操纵组件和元数据组件来实现空间数据的集中管理，同时使用关系型数据库Oracle，该数据库同时可作为空间数据引擎的宿主数据库，来实现数据的存储，并集中管理这些数据，保障公共基础空间数据库属性数据的完整性、安全性和灾难防护。由于系统采用了三层结构，把界面组件与数据访问组件分离，前端界面部分采用Web技术，数据访问部分采用中间件技术，从而决定的系统具有如下的特点：(1) 开放性系统可以调用其他系统的中间件采集/访问其他系统的数据源，具有良好的数据开放性。(2) 易扩展性系统只需要在应用层添加相应的中间件及Web Server上的应用程序，即可完成系统功能的扩展。(3) 易维护性只需要维护应用层的中间件及Web Server上的应用程序，即可实现系统的维护升级。(4) 可靠性由于系统与平台的紧密集成，使系统具有与平台一致的可靠性。2空间数据模型及数据库设计数据库是实现系统GIS功能的基础。数据库的设计要综合考虑选用的GIS平台软件特点、系统结构、系统功能、使用人员的专业习惯等因素，达到数据完备、冗余小、视图设计合理的目标，提高查询统计分析运算效率。发布GIS系统涉及到的数据数量大、范围广，整个数据库系统的设计是一项极其庞大的工作。2.1 数据库设计原则数据库设计中应尽量减少冗余，同时应保留适当的冗余。主要应基于下面几点考虑：(1)为了提高性能：如果数据的记录数较多，执行多表联合查询时会显著降低性能。通过在表中保留多份拷贝，使用单表即可完成相应操作，会显著改善性能。(2)为实现耦合关系的松弛，需要保留冗余信息。否则当数据记录不同步时，会因为其中一个子系统无法运行而导致整个系统均无法运行。(3)为备份而冗余。如果其中某些数据或某些子系统不是一直可用，则可以考虑在可用时保存到本系统的数据库中以提高整个系统的可用性。2.2 数据的组织、存储与管理系统采用空间数据库技术进行基础地形图数据和属性数据的管理，空间数据采用ArcSDE空间数据引擎将电子地图数据和属性数据存储到Oracle数据库中，实现空间数据和属性数据一体化存储。数据库命名规则总体上以“汉语拼音和常见英语单词相结合”的方式，汉语拼音即是采用每一个汉字拼音的第一个字母的方式，代表该数据库的隶属区域；英语单词采用整个英文单词或可以识别的英文单词缩写的方式，代表数据库所存储的内容和用途。系统数据库物理划分的原则是以独立松散的方式组织数据库。把数据库分类组织划分为几个独立数据库，分别为：权限管理数据库、基础地理信息数据库、设备资源数据库等。其中权限管理数据库包含各种用户的帐号、密码；基础地理信息数据库采用Oracle+ArcSDE存储管理，将基础地理信息分成若干图层，如道路层、建筑物层、医院层、水系层、绿化带等等；设备资源数据库则包含设备资源相关信息表，用来存储设备资源分布和基本情况等。3.核心技术选择3.1 地理信息系统（GIS）地理信息系统（Geographic Information System或 GeoInformation system，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。经过了40多年的发展，到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。尤其是近些年，GIS更以其强大的地理信息空间分析功能，发挥着越来越重要的作用。GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。3.2 通讯协议TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，简单地说，就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。3.3 双机热备（HA Cluster）为了对满足不间断的平台服务，必须保证系统的绝对可靠和稳定，因此，建议在总控中心，对于单对主机系统可作双机热备（HA），即热备的双机中一台服务器作为另一台服务器的热备份，当其中一台出现问题时，另一台可以迅速接管其工作，以保证高可用性。当然，也可以让两台服务器分别运行不同的应用程序并互为备份，以充分利用资源。双机热备（HA Cluster）时服务器可提供自动故障检测和恢复，能在服务中断后几分钟内恢复数据服务，并可支持高可用性数据服务。它的冗余硬件和软件体系结构可自动修复单一系统不能够排除的故障。双机热备系统中，必须借助高度完善的 solstice HA故障管理软件，双机热备系统才可以自动检测、查出和修复任何一个故障点（硬件或软件）。先进的故障管理程序可选择最快的修复选项来使您的服务软件重新联机运行。万一发生被监控的故障（硬件、操作系统或数据服务），内置的工具箱和API特性可使一般应用软件在排除故障期间转到第二个节点运行。附加的可用性、可靠性、可维护性通过保证可使用时间来保护系统。双机热备软件支持多节点的群集技术结构，在伙伴机发生中断后10120秒内进行替代保护，执行构成中无需重新启动Server。其特点是： 快速故障恢复 自动恢复故障机器的服务 可配置的备份及故障恢复计划 服务自动切换返回 菜单驱动的图形管理工具双机热备两主机中，主机A与主机B互为备份，共享DiskArray。双机通过PrivateNet（建议为无中间断点的直联网络线）相连，称为心跳线。建议使用两条直联心跳线效果更佳该软件同样支持单机上的网卡切换，实际使用中，配合网络设计，使用支持不同网段的双Switch HUB，则安全性及效率最佳。3.4 SuperMap系列软件SuperMap GIS是北京超图软件股份有限公司开发的，具有完全自主知识产权的大型地理信息系统软件平台。包括组件式GIS开发平台、服务式GIS开发平台、嵌入式GIS开发平台、桌面GIS平台、导航应用开发平台以及相关的空间数据生产、加工和管理工具。经过不断技术创新、市场开拓和多年技术与经验的积累，SuperMap GIS已经成为产品门类齐全，功能强大，覆盖行业范围广泛，满足各类信息系统建设的GIS软件品牌，并深入到国内各个GIS行业应用，拥有大批的二次开发商。在日本超图株式会社的推动下，SuperMap GIS已经成为日本著名的GIS品牌，并成功发展了一千多个用户，开创了国产GIS软件的国际市场先河。同时SuperMap GIS也在我国香港、澳门和台湾地区以及东南亚，北欧、印度南非等地大力开拓市场，获得越来越多的政府和企业用户的认可。SuperMap已经成为亚洲最大的GIS软件平台提供商。 SuperMap体系结构可以用下图来描述：超图软件立足自主创新，研发了服务式GIS、组件式GIS、嵌入式GIS和桌面GIS平台，形成了SuperMap GIS系列软件产品，并结合行业应用，研发了SuperMap应用平台系列软件。GIS使用web应用程序，cs程序通过嵌入浏览器组件集成到业务系统内，交换数据通过webServer ，跨平台、语言；地图里已包含数据（街道/大厦/社区等数据），通过客户端API调用查询即可；画线、点、矩形等操作，需要保存状态，通过webserver保存入库；Arcgis Server(地图服务)实现方式：通过webservers交换数据，此服务专门提供数据库操作，如要查找编号为：1001的路由器，服务提供方法如：GetRouting（string routingCode）；Cs程序可以根据需要提供不同的方法，j2ee程序也需要这个方法来获取数据。webServers需要实现个接口，接口支持C+、java、.net。第三部分 系统功能构成及特点随着网络技术的飞速发展，Internet已成为GIS新的系统发布平台。利用Internet技术，在Web上发布空间数据，供用户浏览和使用，可以给人们的日常生活带来极大的便利。将WebGIS技术应用到生活社区，开发出一个功能完善、使用方便的设备资源监管GIS平台，能够为监管部门提供各种资源信息的查询、检索和必要的空间分析等服务，同时可以为规划和管理提供决策支持，提高监控效率和管理水平。系统建设的目标是：建立一个以电子地图为主的设备资源设备管理系统，提供设备查询检索，定位展示，对象编辑及简单的GIS分析等功能。表1 系统主要功能用例列表功能模块用例名称用例简要描述基本地图操作放大对用户拉框坐标进行判断，并将地图放大至拉框范围缩小对用户拉框坐标进行判断，并将地图缩小至拉框范围平移对用户拖动鼠标进行处理，将地图进行相应的平移前一视图显示前一个操作的视图后一视图显示后一个操作的视图全图全局显示地图鹰眼地图缩略视图，也叫导航器，可展示当前地图在全地图范围空间查询，属性查询及服务查询长度查询用户点击地图上感兴趣的目标，可获得该目标的周长面积查询用户点击地图上感兴趣的目标，可获得该目标的面积属性查询根据用户输入的查询条件，可查到目标的属性信息设备查询查看各类设备资源位置信息、属性信息统计与分析属性统计按某一图层的属性信息进行统计，比如某一片区某一电信设备数量、位置等空间统计按照地物的数量、长度、面积等进行的统计缓冲区分析对感兴趣的目标地物进行缓冲区分析、影响范围分析等数据编辑更新兴趣点标注用户可以在地图上标注兴趣点数据编辑更新有特定权限的用户可以对地图进行修改，删除，新增等编辑操作系统安全管理用户管理管理用户权限管理用户权限管理，对于特定用户分配特定权限接口和服务接口和服务为其他平台或系统预留接口，便于系统扩展1.基本电子地图功能GIS功能设计与实现以地图数据为基础，作为系统背景展示出来，可实现地图浏览、信息搜索查询、地图量测、地物查询定位、新增标注兴趣点等功能，能方便快捷直观的方式展现数据信息。1.1地图缩放系统支持多种形式的地图缩放，可以定点定比例缩放，可以拉框放大、缩小，还可以通过滚轮实现地图缩放。1.2地图浏览用户可以在图上按住鼠标左键拖拽地图来进行地图平移漫游来查看感兴趣区域。1.3 视图控制用户可以通过前一视图、后一视图来对过往视图和当前视图窗口进行切换。1.4鹰眼用户点击“鹰眼”，在鹰眼视图上方会出现地图缩略视图，其中，鹰眼图上的方框表示目前地图窗口范围。可在该视图上拉矩形框以控制方框大小，从而改变地图窗口中的显示范围。1.5地图量算系统提供量算功能，包括距离量算和面积量算，可以用于测量途上任意两点间距离，地物面积。“距离量算”，即测距，点击距离量算按钮，然后在地图上画线，测距结果表示目前两点间距离。点“面积量算”按钮，即面积计算，在地图上画多边形，即可获得该多边形面积。1.6查询定位功能系统提供多种样式的的查询功能，用户可以进行点选、线选、区域选（矩形框选、圈选、多边形选）。同样也是在地图上点选、画线选或者拉框、拉圈、画多边形即可选中激活的要素，获得要查询的要素信息，并能够对用户查询到的要素进行定位放大展示，该功能可以方便实现街道、设备资源、公共基础设施等快速查询定位。1.7兴趣点标注功能用户可以根据需要在地图上新增兴趣点，并且可以对新增兴趣点增加注释说明以及样式修改，系统将兴趣位置及属性信息保存在数据库中，用户在下次浏览的时候就可以看到自己所标注的信息点了，还可以灵活方面的修改、删除兴趣点基本信息。2权限管理子系统权限管理是项目中比较关键的环节，因此需要权限管理系统进行权限检测，让经过授权的用户可以正常合法的使用已授权的功能，而对那些未授权的非法用户拒之门外。 一个好的权限管理系统应该对每一类或每一个用户，分配不同的系统操作权限，并应具有扩展性，也就是它可以加入到任何一个带有权限管理的项目中，就像构件一样可以被重复使用。 同时，还要提醒开发者，开发一个项目时，应尽可能的将整个系统细化，分解为若干个子模块，最后组合成一个完整的应用。也只有这样，才容易实现为每一类或每一个用户分配不同的操作权限。本系统的权限管理按照平台的技术规范，实现统一用户管理、单点登录、统一身份认证等功能。3信息展示子系统信息展示以GIS地图为基础，能够分街道、分片区展现设备资源分布情况，同时可以基于设备数量、类型、建设年份等属性信息数据通过特定形式展示在地图上特定位置。4 . 查询子系统(1) 设备查询可以根据不同用户不同的查询条件，比如设备名称、类型、设备所属单位等模糊或精确查询某一区域的设备资源状况，给予列表展示。同时，系统还提供图查属性功能，就是用户可以点击地图上相应的区域，然后就可以弹出列表框，展示该区域的设备状况。(2) 定位按照各种查询条件查询到的信息列表，可以通过点击某一条感兴趣的记录，可以方便的定位到地图上某个区域，并给予高亮显示。5统计报表子系统按照特定的统计条件，给予统计分析，并以特定形式展示出来。利用GIS系统我们还可以通过多种形式展示设备资源数据，你可以按数据类别，数据时间段等根据其地理分布直观地赋予不同的颜色。展示的形式可以包括柱状图