（通信与信息系统专业论文）基于webgis的物流监控实验平台设计与实现.pdf

基于w e b g i s 的物漉监控实验平台设计与麦理 摘要 物流监控系统是现代物流信息化建设的重要方面，透过车载数据终端、无线通信 网络和物流监控平台，为物流企业管理信息化提供强有力的技术支持。物流监控平台 是整个物流监控系统的管理中抠，利用地理信息系统g i s 的空闻分析和决策技术对 物流车辆进行实时监控和科学调度 网络地理信息系统w e b g i s 综合w e b 技术和g i s 技术，利用网络技术扩展和完 善她理信息系统，实现网络环境下的空间信息管理，具有互操作性，可移植性、扩展 性和跨平台性等特点。相对于传统上基于g i s 的物流监控平台，基于w e b g i s 的物 流监控平台信息共享更方便，负载计算更平衡，数据访问更高效，成本开销更节约 课题设计并实现了一套基于w 曲g i s 的物流监控实验平台。平台由监控终端、 w e b 应用服务器、g i s 应用服务嚣和数据库服务器组成，地理信息数据和车辆信息 数据存储在数据库服务器中，由w 曲应用服务器和g i s 应用服务器协同工作处理， 最终在监控终端的电子地图上可视化显示，实现对物流车辆的监控、查询和调度。 论文在对w e b g i s 进行综述的基础上，重点研究出基于w 曲g i s 的物流监控实 验平台的设计方案，并针对实际应用，提出结合j 2 e e 标准构建分布式监控平台，引 入数据库连接池机制提高数据访问效率，使用j s p + j a v a b e a n s 技术扩展平台功能等 三项性能优化策略，并详细分析了平台关键功能的实现过程。 物流监控实验平台经过配置调试，运行稳定，能够满足较大规模的物流监控需求， 具备实际应用的价值。 关键词l 物流监控，网络地理信息系统，w e b g i s ，m a p x t r e m ej a v a 基于w 由6 璐钓物淹监控实验平台设计与实现 1 1 怕l o g i s t i c 8m o n i b r i n gs y s t e m 。w h i d lo r o v k l ue o l o n tt e d m l e a ls u o o o af a r i o o i s t i e se n t o r l 玎i s o 啊at h ev e h i c l ed a t at e r m i n a l 。w i r e l me o m m u n i c a t i o nr l l t l w o r k a n d l o g i s t i c sm o n i t o r i n go l a t f o r m hi m p o r l a n to a r t o fi l r l o d e l n i o g i s l t e s i n f o r m a t i o n i z a t i o nc o n s i i u o 曲t l la ss y s t e m 删m e n tc e r a r t j m ，t h el o g i s t i c s m o n i t o r i n gp l a t f o r mi m p l o m o r l l sr e a lt i m em o n i t o r i n ga n do o r r e 嘶a s s i g n i n gt o l o g i s t i c sv e h i c l eb yg o o g m o h ya n a l y s i n ga n dc l o e i s i o r h r 酬n gl e d l n j q t l eo fg i s 、 撇i s c o m b oo fw 曲a n c lg l s m a k e 惜eo fw e bt o c h n i t l u ee x t e n d i n ga n d r e i n f o r c i n gg i l 3 。s oa 8 协r e a l i z e9 g 忸p h j c 硼i n f o m l a l i o nm a n s g e l t l e d ti nw e b e n v i r o n m e n t i d o r o o v o r , w o l 呛l $ o o s s o s s o st h ec t 饿陷c 怕瞎o fm u t u a lo o o r a l t o n 。 p o a a b i l i t y , e x o a n s i b i l l t ya n d m p a a b i 够c o m 唧o c lw i t h l r a d i l i o r m lb 呼s 妇 m o n i t o r i n gp l l l l f 0 1 1 1 1 1b a s e do ng i s 价ei ，l a l f o r m 嘲嘲喇o l lw o l 心1 8bi c ，e t t e r i n j n f o r m a t i o ns h a r o i n g ，l o a dc o m p u t i n g 。d a t aa c c e s s i n ga n d 皱s p e n d i n g 。 t h i so r o i o e tc l o $ 1 9 n sa n di m p l e m e n t sas e to fi o g i s l j e sm o n i l 脚i n gs l m u l a l t o n p l a t f o r mb a s o d o l lw e b g i $ t h ep l a t f o r mi se o m o o s o ao fm o n i t o r i n gt o r m i n a l w e b a p l o l i e a t i o ns e r v e r g i sa p p l i c a t i o ns e l v e t t a n c ld a t a b a s es s r v e r o ( 3 0 0 9 r a p h l c i n f o r m a t i o nd a t aa n dv o h i c l oi n f o r m a t i o nd a t a , s t o r o c li nd a t a b a s e8 g l v e t r , l i f e c o - p r o c o s s o db yw e ba o o l i c a t i o ns e l v o ra n dg i sa p l o l i c a t i o ns e n e l f , a n df i n a l l ya l t o v i s u a l l yd i s p l a y o di nt h em a po fm o n i t o r i n gt e r m i n a lw h o r eu s s r sc o u l de x e c u t e o p e r a t i o n ss u c h 勰m o n i t o r i n g 。s e a r c h i n ga n da s s i g n i n gt o w a r d sl o g i s t i c sv o h i e l o s 。 t h i st h e s i st i r s t l y9 u m m a r i z e sw e b g i s a n dt h e no u te m p h a s e s0 1 1d o $ i g n l n g s e h o m oo fi o g l s t i e 8m o n i t o r i n gs i m u l a l i o np l a t f o r mb a s e do l lw o b l 3 1 $ 。i nw h i c h l h 怕e o o t i m i z o do o l l e i o s8 1 r eo u tf o c w o r df o rp r a e t i e e , i n c l u d i n g c o n s l n 1 c l s d i g a i b u t e dm o n i t o r i n go l a t f o r mc o m b i n i n gw i t hj 2 e es t a n d a r d i m p r o v e sd a 值 a c c e s s i n go f f i e i e n e yi m o o r l i n gd a t a b a s ee o n n o e t o o o lm o e h a r l i s ma n do x t o n d 8 p l a t f o r mf u n c t i o na 的硼n gj s p + j a v a l 3 e a n $ t e c h n i q u e a f t o rc o n f i g u r i n ga n dd e b u g g i n g 。t t l el o g i s t i c sm o n i t o r i n gs t m u l a l i o ni 口l a t f o r mb p r o v e dt ob er u n n i n g 翻a b i y t t l i sc o u l d 副m s v 劬r e q u i r e m e n to fb i g g e rs c a l e i o g i s t i em o n i t o r i n g ，a n di sv s l u e a b l e 聃b u s i n e s s 印p i b 粕n k e y w o n l s ：k 垮i s t i cm o n i t o r i n g 。w 曲伊的g 陀p | 蛔f o m 嘲t l o ns y s t e m 。w o i 如i s m a p x t r o r n od l l v a m 基于w c b g i s 的物流监控实验平台设计与实现 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除特别 加以标注和致谢的地方外，不包含其他人、其他机构已经发表或撰写过的研究成果。 其他同志对本研究的启发和所做的贡献已在论文中作了明确的声明并表示了感谢。 作者签名： 论文使用授权声明 日期：们，留t y 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交 论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网公布论文的全部和部分内容，可 以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。 作者签名 翩躲龇吼幽：翌：! f 基于w c b g i s 的物流监控实验平台设计与实现 1 1 物流监控系统概述 第一章绪论 物流监控系统是现代物流信息系统的重要组成部分，它集全球定位( g p s ) 技术， 无线射频识别( r f i d ) 技术，无线通信( 如g s m g p r s ) 技术，网络( w e b ) 技术 和地理信息系统( g i s ) 技术于一体，实现车辆的状态监控、调度，为物流企业实现 管理信息化提供了强有力的技术支持。 物流监控系统由车载数据终端、无线通信网络、物流监控平台三个部分组成。其 中数据终端安装在移动的物流车辆上，用于获取车辆和产品的实时，包括g p s 模块、 通信模块、r f i d 模块、车载控制单元、显示器件和相应的传感器件等：无线通信 网络负责数据终端和监控平台的双向通信业务，可选用无线电台、卫星通信、无线分 组接入、数字蜂窝网络等通信方式【s i ，目前常用的是g s m g p r s 数字蜂窝通信网络， 相应数据终端的通信模块采用g s m g p r s 模块；物流监控平台是系统的核心，由监 控终端、g l s 服务器、w e b 服务器和数据库服务器组成，主要完成各种信息处理， 以实现对车辆的监控和管理。系统结构如图1 1 所示： 图1 1 物流监控系统结构 物流监控系统的工作原理是车载数据终端利用g p s i r f i d 技术将目标的动态位 置( 经度、纬度) 、时间、状态等信息，实时地通过无线通信网络发送到监控平台， 物流监控平台将接收到的数据信息进行解析盾存入数据库，进而在电子地图上可视化 显示，实现对物流车辆的监控和查询，物流监控平台也可以通过无线通信网络向数据 终端发送指令，对车辆进行科学调度，提高物流运营效率，确保安全。 基于w e b g s 的物流监控实验平台设计与实现 1 2 课题研究背景及意义 物流监控平台是整个物流监控系统的管理中枢，主要通过地理信息系统( g l s ) 的空间分析和决策技术实现对物流车辆的实时监控、科学调度和路线优化等功能 但是，传统上基于g i s 的物流监控平台在实际应用中存在不足，主要体现在， ( 1 ) 共享性差 由于地理信息系统数据千差万剐，格式各异，没有实现真正的跨平台操作，给物 流监控平台的信息共享带来了极大不便 ( 2 ) 系统成本高 g i s 多数属于单机版或有限节点模式，有些用户使用g i s 仅限于一般功能，而 每个物流监控平台的客户端都要配备昂贵的专业g i s 软件，这无异是巨大浪费 ( 3 ) 效率低下 多数g l s 系统基于文件共享的低级分布式结构，数据集中于服务器，由空间数 据库进行统一管理“l 1 2 1 由于需要在客户端进行远程文件调用，所以物流监控平台 的处理能力完全依赖于客户端，效率低下 ( 4 ) 没有面向大众 基于g i s 的物流监控平台操作复杂，需要使用者具有一定的专业基础并进行长 期培训，不适合企业及大众化应用。 ( 5 ) 数据处理能力低下 客户端的任何操作都要将服务器文件远程复制到本地进行，当多用户并发操作 时，网上存在多个备份，数据完整性难以得到控制，大量数据频繁传输，容易造成网 络瓶颈，降低系统性能 正是由于g i s 在实际应用中的诸多限制，结合网络( w e b ) 技术和地理信息系 统( g i s ) 技术的网络地理信息系统( v v e b g i s ) 便应运而生w e b g i s 是在i n t e m e t 或i n t r a n e t 网络环境下的一种兼容、存储、处理、分析和显示与应用地理信息有关的 计算机系统1 1 6 1 。其基本出发点就是利用互联网发布地理信息，让客户通过浏览器获 取地理信息系统中的数据和服务 褶对于传统上基于g i s 的物流监控平台，基于讹b g i s 的物流监控平台主要具 有以下优势： ( 1 ) 更简单的操作，更低的开发管理成本 w e b g i s 利用测览器进行地理信息发布，使客户不必接受专业培训，更不需要购 买昂贵的专业g i s 平台，也不用关心空间数据库的维护，就可以直接通过测览器获 2 基予w c b g i s 的物流监控实验平台设计与实现 取所需的数据，进行各种地理信息的分析 ( 2 ) 更方便的信息共享 全球范围内任意一个w e b 站点的g i s 用户都能获得w e b g i s 服务器提供的服 务，并且w e b g i s 实现了客户可同时访问不同服务嚣上的最新数据，从而真正的实 现了g l s 的大众化 ( 3 ) 与其它w e b 应用的无缝集成 开放的、非专用的i n t e m e t 技术标准为w e b g i s 进一步扩展提供了极大的空间， 并为w e b g i s 与其他信息服务进行无缝集成提供了最好的平台，从而使w e b g i s 的 功能更丰富 ( 4 ) 平台的独立性 不论客户端软硬件环境如何，只要能用w e b 浏览器，就可以访问w e b g i s 数据， 特别是随着s u no n e 和m i c r o s o f t 公司的n e t 计划的发展，使w e b g i s 的跨平台性 向熏深层次发展1 6 j ( 5 ) 高效的平衡计算负载 w e b g i s 系统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， 丽对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成i 。这种计算模式能灵活高效地实 现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li 埘 正是由于v 悒b g i s 具有上述独特的优势，使得w e b g i s 越来越多的被物流监控 领域用来作为一种信息查询和信息分析工具，在广度上和深度上不断发展。 基于以上背景，作者决定将“基于w e b g i s 的物流监控平台设计与实现”作为 研究课题，为w e b g i s 在物流监控领域的的实际应用提供一个实验平台，并总结研 究过程中的开发思路和关键功能，使之更具有理论和实际的意义 1 3 课题主要工作和论文组织 课题设计并实现了一套基于w e b g i s 的物流监控实验平台。平台由监控终端、 w e b 应用服务器、g i s 应用服务器和数据库服务器组成，地理信息数据和车辆信息 数据存储在数据库服务器中，由w e b 应用服务器和g i s 应用服务器协同工作处理， 最终在监控终端的电子地图上可视化显示，实现对物流车辆的监控、查询和调度。 论文在对w e b g i s 进行综述的基础上，重点研究了基于w e b g i s 的物流监控实 验平台的设计方案，针对实际应用提出三个方面的性能优化策略，并详细分析了平台 关键功能的实现过程，最后进行了平台配置调试和总结 基于w d ，g i s 的物瘴监控实验平台设计与实现 论文共分六章，备章内容组织如下： 第一章绪论。介绍了物流监控系统总体概况，课题研究背景，课题研究目的和 意义。并说明了课题主要工作和论文内容组织安捧 第二章网络地理信息系统( w e b g l s ) 综述。全面阐述了w e b g i s 的基本概念、 基本原理和主要特点，分析比较了w e b g i s 的主要实现技术和开发平台，介绍了其 应用领域和发展趋势以及m a p x t r e m ej a v a 平台实现w 曲g i s 的工作过程 第三章基于w e b g i s 的物流监控实验平台设计方案。针对实际应用制定了其设 计原则、主要功能、基本结构和优化策略。该方案主要对物流监控平台提出了三个方 面的优化策略；结合j 2 e e 标准构建分布式监控平台；引入数据库连接池机制提高数 据访问效率；使用j s p + j a v a b e a n s 开发技术扩展平台功能最后，在以上工作基础 上，提出了基于w e b g i s 的物流监控实验平台应用模型 第四章基于w e b g i s 的物流监控实验平台关键功能实现详细讨论了物流监控 实验平台的用户操作界面、地图插件类、通信服务类、网络应用服务、数据库连接池、 数据组织管理等关键功能的具体实现过程 第五章监控平台配置调试与性能分析具体配置调试实验平台，并对平台性能 进行了分析。 第六章总结与展望。全面总结论文，并对进一步的工作进行了展望。 基于w c b g i s 的物蠢脏控实验平台设计与实现 第二章网络地理信息系统( w e b gis ) 综述 乏1i i d 吣l $ 概念、原理和特点 乞1 1w 0 5 6 1 8 蓁本概念 网络地理信息系统( w e b g i s ) 是在i n t e m e t 或i r d r a n e t 网络环境下存储、处理、 分析和应用地理信息的计算机信息系统地理信息是描述地球表面的空间位置和空同 关系的信息空问数据包括带有空间位置特征的图像、图形数据和与此相关的文本数 据它的基本思想就是通过w w w ( w o r l dw d ew e b ) 协议在互联网上提供地理信 息。用户可以通过测览器获取地理信息系统中的数据和功能服务1 乏1 2 知i s 纂本原理 从网络技术角度看，i n t e m e t i n t r a n e t 可以看作是以t c m p 为通信协议标准，以 d n s 域名服务_ 和s m t p 简单邮件传输协议为基础、以w w w 和f 1 甲服务为支撑、 实现多服务器和多平台的相豆连接的计算机通信网络。目前互联网已成为企业或部门 内外各种信息管理和交换服务的主要平台。从系统运行和技术上分析，g i s 要成为网 络化的分布式处理的信息系统，必须符合或相兼容i n t e m e t i n t r a n e t 相关的技术标准， 包括支持t c p i i p 网络通信协议、 r r r p 文档与文件传输协议、文档显示与应用程序 集成( h t m l 和h t m lb r o w s e r ) 、服务器端集成( w e bs e r v e rc g i 或a p i ) 、客户 端扩展( h t m l ，j a v a 和j a v a s c r i i p t ) 、服务器端扩展( c g i 和s e r v e r a p i ) 、可执行 的客户端与服务器后台进程的逻辑分布、多线程可扩展服务器、支持动态访问、强大 的客户部件、远程制作( 包括可视化远程制作工具) 、图形文档支持嵌入的u r l 等。 支持i n t e m e t i n t r a n e t 通信技术标准，对于w e b g i s 来说就是实现客户端与服务器端 的数据传输通信1 5 jl “。w e b g i s 具备能在客户端与服务器端都提供功能强大、可执行 进程的体系结构，达到真正有效地平衡客户端与服务器端之间处理负荷，实现计算分 布和数据分布的目标，使系统具有互操作性。从而可以把数据量集中的处理任务由服 务器端执行，在客户端则完成诸如空间查询、专题地图生成等进程，以充分发挥客户 端与服务器各自的优势，最大限度地发挥应用系统的作用。w e b g i s 具有良好的开放 性。它使系统具有软硬件资源共享、数据多重应用、跨平台运行、易于集成等特性 可以说，w e b g i s 是一个建立于i n t e m e t j i n t r a n e t 之上的采用开放式结构、具有 统一标准和广泛适应性的网络应用系统。w e b g i s 的客户端用户不仅能使用服务器端 基于w d ，g i s 的物流监控实验平台设计与实现 的硬软件资源，而且可以方便地利用i n t e m e t 主干网的数据信息资源等1 7 l 州 一般将w e b g l s 分为两类，根据主要的图形属性数据所处理的逻辑位置不同， 可划分为服务器端和客户端两种解决方案i l o l0 4 嗍： 对于服务器端的w e b g l s 解决方案而言，空问分析和输出全部由服务嚣完成， 它能解决大型数据库的管理及完成复杂任务，客户端仅负责用户请求和数据输入，通 用网关接口o g i 负责实现与g i s 服务器的连接，最后客户端将结果显示出来。这种 模式对网络传输无疑是非常繁重的负担。日唷日v v 妯g i s 服务器端实现技术有通用网 关接口c g i c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ) ，服务器应用程序接口s e r v e r a p i 、服务 器端a c 村v e x 空间等方法跚 对于客户端解决方案，g i s 分析和数据处理工作全部在客户端完成，而不像服务 器端解决方案，几乎包办处理用户的一切请求。系统需通过服务器向客户端发送一段 运行在本机上的客户程序这个程序可以与用户相交互，处理用户的一些简单请求， 如地图的缩放、平移等，所需的矢量地理数据直接向服务器申请当客户发出一些较 复杂、高级的操作要求而客户程序不能处理时，才请求w 曲g i s 服务器处理，其处 理结果也以矢量数据的形式发回给客户端【l l 。与服务器解决方案相比，客户端方式 的w 曲g l s 具有用户操作灵活方便的特点，有效地减少网络传输和服务器的负担， 但处理大型数据库和完成复杂的g i s 空间操作的能力十分有限目前w e b g i s 客户 端实现技术有p l u g - i n 插件、客户端a c t i v e x 控件、j a v a a p p b t 等方法 有些v 悒b g i s 平台采用介于服务器端和客户端之问的平衡方案 2 1 3w e b g i s 主要特点 v v e b g i s 具有以下主要特点嗍1 1 7 i1 2 2 1 ： ( 1 ) 基于i n t e m e t i n t m n e t 标准 w e b g i s 支持i n t e m e t 网络通信和1 c p ，i p 和h t t p ( 超文本传输协议) ，采用标 准的坼m l - 测览器作为外壳支持遥信标准对怕b g l s 来说是至关重要的。支持 t c p i p 和 旷限，就是意味着w e b g l s 能与任何地方的数据相连。不论是单位内部 或外部实现这一层次的网络协议标准化是实现其他所有功能需求的基础和前提，也 是w e b g i s 结构优越性的前提 ( 2 ) 分布式服务体系结构 分布式服务体系结构是在客户端和服务器端都能提供活跃的、可执行进程的体系 结构，它能有效地平衡两者之间的处理负载，诸如动态提取数据子集并进行分析的进 程任务，一般应当在服务器端执行，而不是在客户端；空间信息查询集的选定和按比 6 基于w e b g i s 的物流监控实验平台设计与实现 例缩放地图则适合在客户端执行这种在客户机与服务器之间的进程分布式处理。最 大限度地发挥了现有计算机硬件资源的利用率把数据量集中的任务放在服务器上， 使得应用程序能支持其他的网络请求分布式处理显著地降低了带宽要求并提高了系 统的性能。它允许用户嵌入自己定制的g i s 服务，使用的数据既可以是本地的也可 以是分布的数据集，从而使传统g l s 向分布式g i s 转变 ( 3 ) 发布速度快，范围广，维护方便 由于运用了i n t e m e t 技术，w 曲g i s 的信息更新之及时、发布速度之快、发布范 围之广是其他传统地理信息系统难以比拟的w b b g i s 的体系结构包括许多应用服务 器，如制图、查询、地理编码等传统的地理信息系统，当用户规模有所扩大，数据 有所变更之后，都需对原有系统做大量的改动。而在w b b g i s 中，则只需维护服务 器端的数据，客户端的用户就可以及时看到更新的数据 ( 4 ) 数据来源丰富、分布存储 w e b g i s 能充分利用已有的g i s 数据资源和属性数据库数据。将常用的多种g i s 数据转挨成自己的空间数据格式和相应的关系数据库，保护用户的先期投资服务器 端的g l s 数据( 包括图形和属性数据) 不需要全部集中在一台机器上，可以分散安 装在不同的多台机器上，这些机器可分布在空阆距离很远的地方，只要通过 i n t e m e t i n t r a n e t 相联就可以。这种分散存储数据的方式对于降低系统负载，加快访 问速度，降低成本等方面都很有帮助这是w e b g i s 一个极其重要的优势 ( 5 ) 用户界面友好 w e b g i s 使用标准的i n t e m e t 浏览器作为用户使用界面和工具。可通过与用户交 互定制网页。开发工具丰富。功能强大。所开发的用户界面具有较强的多媒体效果， 甚至使人获得虚拟现实的感受：并且操作简单明了，形象直观，一般用户也能使用 ( 6 ) 系统建设投资少 利用i n t e r n e t 的基础设施，以极少的投资就可以建立一套覆盖整个企业或全行业 甚至世界范围内的空间信息发布体系终端用户不需要购买任何专门的g i s 软件， 就可以享受到真正的、实时的g i s 信息服务。 ( 7 ) 系统安全性 w e b g i s 软件具有对数据访问的安全控制通过口令密码可以限制访问人员的范 围以及可访问的内容对于面向全社会的专业信息系统，在实际应用中，往往要求根 据不同的用户( a 行政首长、各级部门工作人员、一般用户等) 提供相应的信息 ( 8 ) 系统协同性 遍布全球的代理商可以直接为用户发布数据并提供服务用户可以将广泛分布的 7 基于w e b i s 的物漉监控实验平台设计与实现 数据和本地数据结合在一起，使不同地区的计算机主机协同工作。这种技术使得全球 的存储在g i s 数据库中的现有的空间信息发挥出巨大的效力。w e b g i s 的用户可以 在任何时间、任何地点共享和使用彼此的数据。任何人通过一个简单的浏览器界面就 可以访问经过复杂丽专业的g i s 分析产生的数据。通过不断提高的访问g i s 信息的 能力，全社会和各种组织作为一个整体将会更有效地利用现有的空间数据资源。 2 2w e b o i s 实现技术 w e b g i s 实现技术具有多样性，主要包括：通用网关接口c g l ( c o m m o ng a t e w a y i n t e r f a c e ) 技术、服务器应用程序接口s e r v e r a p i 技术、插件p l u g i n 技术、a c t i v e x 控件技术、动态服务器页a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e ) 技术和j a v aa p p l e t 技术嘲。 2 2 1 通用网关接口c o l 通用网关接口c g l 技术是较早应用于w e b g i s 开发的一种技术，它建立了w e b 服务器与其它应用程序之间的接口，是最早实现动态网页的技术。c g i 技术使用户可 以通过浏览器进行交互操作并得到相应的操作结果。这种技术比较成熟，基于c g i 技术的w e b g i s 体系结构如图2 1 所示。 图2 - 1基于c g i 技术的w e b g i s 体系结构 基于c g i 技术的w e b g i s 是按照如下方式实现网络交互操作的：远程用户通过 客户端浏览器发送数据或者操作请求到服务器，服务器通过运行在其中的c g i 程序 把该请求发送到后端运行的g i s 应用程序，由g l s 应用程序提取用户的请求参数后 进行相应的处理，生成结果交还给w e b 服务器，w e b 服务器再把结果传递列用户端 显示。 利用c g i 技术实现w e b g i s 时，在服务器中需要运行g i s 应用程序，同时开发 暑 基于w c b g l s 的物流监控实验平台设计与实现 c g i 程序实现w e b 服务器与g i s 应用程序之问的通讯c g i 程序可以用任何一种能 运行在服务器上的语言如c ，c + + ，v b 等编写。由于只涉及到服务器端程序的开发， 因此这种方式实现起来简便迅速，开发效率高同时由于客户端使用的是支持标准 h t m l 的w e b 浏览器，操作结果是以静态的j p e g 或g i f 格式图片的形式表现，因 此客户机端与平台无关 但c g i 机制本身也有个很大的缺陷。即对于每个客户机的请求或者用户的每 次访问，服务器都需要启动一个独立的进程来运行c g i 程序，因此当用户的连接数、 访问量很大时，网络通信量将会相当大，服务器的负载也会急剧地增加，从而造成整 个系统效率急尉下降m 】此外由于网络传递是栅格图像因此地图的缩放、漫游等 操作不能在本地进行，需要传递到服务器进行处理，在服务器端生成新的栅格图像， 然后再传递到客户端显示，不能直接在客户端进行复杂的空间分析 2 2 2 服务器端应用程序接口& r v e r 脾i s e r v e ra 纠技术是为了解决c g l 应用程序效率低下的问题而研发的，是一种经 过扩充的c g i 工具。 基于s e r v e r a p i 技术的w e b g i s 的工作方式和组成与采用c g l 技术的基本相同。 但是利用s e r v e r a p i 开发的应用程序是以一种共享库的形式工作，如v 忻n d o w s 环境 下的d l l 和u n i x 环境下的共享对象s o 。这些程序一经启动便作为一个进程长期运 行于服务器中，服务器请求后端g l s 应用程序时不用重新启动该程序。而是通过进 程闻通讯i p c ( i n t e r - p r o c e s sc o m m u n i c a t i o n ) 与这些程序进行信息交换，因此s e r v e r a p l 成为一种进程内i n - p r o c e s s 扩充的方法它使得进程创建和进程闯通信负载大 大减少，避免了因c g i 程序频繁启动而造成的服务器中进程数量急剧增加，运行速 度比c g i 程序要快得多嘲 s e r v e r a p i 技术最大的缺点在于它没有统一的标准，往往依赖于特定的w e b 服 务器。目前，s e r v e r a p i 的技术规范主要有m i c r o s o l t 的i s a p i 和n e t s c a p e 的n s a p i 一旦采用了某种s e r v e ra p i ，那么服务器端将依赖于这种服务器程序，像m i c r o s o f l 的i 囟妒i 就依附于因特网信息服务i i s ( i n t e m e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ) ，只能在 w i n d o w s 平台下运行所以说这种技术的可移植性较差 2 z 3p l u r i n 插件 标准的w e b 浏览器只提供一些最基本的浏览和导航功能，缺乏处理地理空间数 据的能力解决这个问题的一种方法是在客户端安装能和w e b 浏览器交换信息的专 9 基于w c b g i s 的物漉监控实验平台设计与实现 门g i s 软件，这种能增加w e b 测览器功能的技术就叫插件p l u g - i n 技术。p l u g - i n 技 术是通过浏览器提供的一套应用程序开发接口a p i 开发出特定的应用程序来扩展浏 览器的功能的。基予p l u g - i n 技术的w e b g i s 体系结构如图2 2 所示。 图2 - 2 基于p l u g i n 技术的w e b g i s 体系结构 基于p l u g - i n 技术的w e b g i s 就是开发出能够处理g f s 数据的应用程序( 即g i s 插件程序) 并安装在用户的浏览器中。这样用户每次浏览g i s 数据时，浏览器便调 用g i s 插件程序实现g i s 数据的显示和操作。基于p l u g i n 技术的w e b g i s 工作原 理如下：首先用户从w e b 浏览器发出g i s 数据显示操作请求，w e b 服务器接收到用 户的请求后进行处理，然后将用户所需要的g i s 数据传送到客户机端的w e b 浏览器。 客户机接受到w e b 服务器传过来的g i s 数据并对g i s 数据类型进行解析，然后从本 地系统查找与此g i s 数据相关的p l u g i n ，如果找到对应的g i sp l u g i n ，则直接用它 来显示g i s 数据。如果没有，则需要安装对应的g i sp l u g i n 来显示g i s 数据。 g i sp l u g i n 插件不但可以增加网络浏览器处理地理空间数据的能力，使人们更 容易获取地理数据，而且减少了网络服务器的信息流量，从而使服务器可以为更多的 用户服务。 p l u g - i n 技术的主要缺点是：虽然它使得客户端具有了处理g i s 数据的能力，但 客户机中必须首先安装相应的插件程序。此外由于g i sp l u g i n 与运行平台、操作系 统以及g l s 数据类型是相关的，即对于不同的浏览器、不同的操作系统、不同的g i s 数据类型需要不同的g i sp l u g i n 来支持。对g i s 用户而言，如果使用多种g i s 数据 类型( 如a r c l n f o ，m a p l n f o 等g i s 数据格式) ，则必须安装多个g i sp l u g i n 程序i l ” 因此g i sp l u g - i n 程序的版本不兼容和版本升级问题也是需要考虑的。 2 2 4a c t i v e x 控件 a c t i v e x 是由m i c r o s o f t 公司开发的一套应用予瞬络应用程序开发的技术标准。 它是在对象连接与嵌入o l e ( o b j e c tl i n k i n ga n de m b e d d i n g ) 技术之上发展起来的 1 0 基予w e t ) g i s 的物流监控实验平台设计与实现 因特网新技术，其基础是组件对象模型c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) ，是为了 扩展m i c r o s o f t 的w e b 铡览器功能而提供的公共框架。a c t j v e x 是用于完成具体任务 和信息通讯的软件模块g i sa c t t v e x 控件用于处理g i s 数据和完成g i s 分析 a c t i v e x 控件和p l u g - i n 非常相似，都是扩展w e b 浏览器功能的动态模块。所不 同的是，a c 垃v e x 能被支持o l e 标准的任何程序语言或应用系统所使用。而p l u g - i n 则只能在某一具体的浏览器中使用 基于a c t i v e x 技术的w e b g i s 工作原理如下s 首先用户从w e b 测览器发出g i s 数据显示操作请求，w e b 服务器接受到用户的请求后，进行处理然后将用户所需 要的g i s 数据对象和g i sa c t j v e x 控件传送到客户机端的w e b 浏览器客户机端接 收到从w e b 服务器传来的g i s 数据和g i s a c t i v e x 控件后，启动g i s a c t i v e x 控件， 对g l s 数据进行处理，完成g l s 操作。 基于a c t i v e x 技术的w e b g l s 主要缺点是；兼容性较差，a c t i v e x 控件目前只有 m i c r o s o f l c 的i e 浏览器金面支持，在使用其它浏览器( 如n e t s ( a p e ) ，必须有特制的 插件才能运行；与平台相关，对于不同的平台，必须提供不同的g i sa c t j v e x 控件# 安全性较差，a c t v e x 控件需要下载，不仅占用客户机的磁盘空闻，而且由对客户机 进行了磁盘写操作，降低了系统的安全性 2 2 5 动态服务器页 算 动态服务器页a s p 是一套微软公司开发的服务器端脚本环境，它与因特网信息 服务i i s ( i n t e m e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ) 协同使用，能提供方便的服务器方开发接口。 通过a s p 可以结合h 1 m l 网页、a s p 指令和a c t i v e x 控件建立动态、交互且高效的 w e b 服务器应用程序 当客户机发出一个a s p 请求时，浏览器通过h t l p 将这个请求传递给w e b 服 务器( 如i i s ) 。w e b 服务器取出相应的a s p 文件，同时位于w e b 服务器上的a s p 脚本主杌a s p 删，根据a s p 文件中的脚本语言，调用相应的a s p 脚本引擎 ( j a v a s c r i p t 或v 酷c r i p t ) ，来解释该a s p 文件n 7 1 如果脚本命令中包含访问数据 库的请求，则通过o l e d b 与后台数据库相连，由数据库访问组件执行对数据库的 操作i ”脚本引擎解释完这些脚本后，返回札流绘脚本主机然后脚本主机将 这些返回的h 瑚l 流组合起来返回给w e b 服务器，w e b 服务器再将它包含在卜r r r p 响应中传送给浏览器客户机的浏览嚣处理返回的卜r m l 流并显示w e b 页面其工 作原理如图2 - 3 所示l 基于w e b g i s 的物漉监控实验平台设计与实现 图2 3 基于a s p 技术的w e b g i s 体系结构 a s p 技术的优点在于书写和编译方便，源程序代码安全。编写页面代码时，需 要一个文本编辑器或其他的w e b 开发工具( 如f r o n t p a g e ，i n t e r d e v 等) ，发布页面 时，需要一个支持a s p 的w e b 服务器：查看和测试页面时，需要一个用户端浏览器。 另外，由于a s p 在服务器端执行，用户端浏览器无需支持它，只要使用可解释h t m l 代码的浏览器即可，所以a s p 技术具有与浏览器无关的优点。a s p 技术最为重要的 一个特征是它能调用服务器方组件来实现各种功能并将结果返回给客户端。所有的网 络交互过程可以通过a s p 透明地处理。这就意味着不再需要使用c g i 或者i s a p i ， 可以使用任何可以开发o l e 组件的工具，如v b ，v c 等来开发服务器方组件，实现 需要的数据访问功能，并方便地从客户端得到各种参数并将结果返回。实际上，软件 本身已经含有这样一个组件，即a d o ( a c t i v e xd a t a b a s e o b j e c t ) 使用与d a o ( d a t a a c c e s so b j e c t ) 基本一样的方式进行数据的存取。a s p 解决了c g l 接口对象化的难 题，可自动解析收集来的网页的数据。另外，作为一种微软公司的w e b 集成技术， a s p 可以使用w i n d o w s 环境下的其它a c t i v e x 对象。 但是采用a s p 技术作为w e b g i s 的解决方案，由于w e b g i s 客户端同样不具备 数据管理模块。因此与c g i ，s e r v e r a p i 技术类似，具有网络传输负载重的缺点。 2 2 6j a v ak o p l t 程序 w e b g i s 插件可以和浏览器一起有效地处理空间数据，但是其明显的不足之处在 于计算集中在客户端进行，