某市地理信息子系统设计方案研讨

郑州市环境监控指挥系统地理信息子系统设计方案郑州新光源电子工程有限公司文件状态文件标志 草稿文件 正式文件 更改正式文件当前版本V1.0作者张世光完成日期2003.6.14版本历史版本/状态作者参与者日期备注V0.9草稿文件张世光2003.6.12张世光起草V1.0正式文件张世光2003.6.14审校：冯宝成 马朝杰张世光修正稿中错误1、 引言1. 1编写目的由于本系统是环保系统的一个部分，涉及到数据库同步和数据库资源一致化设计，以及数据流的接口，故编写本设计以多方交流和今后系统详细设计，减少因为信息认识理解的差异而造成的各种问题。1. 2背景以与市环保局信息中心、监理支队的多次交流的文档和一期项目开发协议书为依据编写。本设计只涉及到项目一期开发任务。在线监测（包括大气子站、监测断面、排污点源）与监测查询，在线报警显示与报警记录查询，空气质量日报发布，排污企业的基本情况查询,办公信息查询，社会信息查询，所有功能的结果都能在电子地图上显示。1. 3定义本文件中用到的专门术语的定义和外文首字母组词的原词组如下：B/S：Browser/server ；C/S：Client/Server ；GIS：Geographic Information System；IMS：Internet Map Server;DBMS:DataBase Manager Server;IIS：Internet Information Server;OID:Object ID;电子地图：电子地图是将纸质模拟地图，矢量化数字化，以数字形式存在的地图。地图以数据的形式存放在文件内（而不是图形的形式），当显示时按各种对象的空间关系构建成图形，故它可以无极放大缩小。图文互查：指通过输入条件查询并在电子地图上显示，也能通过点击地图来显示被点击的对象的属性信息；支持内、外网的无限级缩放：在局域网和互联网上都能打开电子地图并进行在地图正常显示范围内的无限级放大与缩小；污染物因子：污染物类型，如废气，废水。1.4参考资料1.4.1郑州市环境保护在线监测系统之地理信息系统（一期项目）开发协议书1.4.2郑州市环境监控指挥系统地理信息子系统需求方案（监理支队）2、 总体设计2.1需求规定地理信息系统（GIS）作为监控指挥系统的一部分，与其它各个子系统之间有着密不可分的关系。地理信息系统（GIS）基于WEB和CLIENT两种方式进行操作。通过登录名和密码根据所拥有的权限，就可以在本局的局域网或INTERNET上进行相应的操作，（比如查询污染源、污染源单位等信息）。基于在线监测子系统的动态监控、人员合理调配、自然环境对象的预控监理、工业企业规划的合理分布等。郑州市环保在线监测之地理信息系统需求描述如下：2.1.1 基于WEB和CLIENT 开发，在WEB上完成数据流量相对较小的功能操作，在CLIENT上完成数据流量相对较大的功能操作。WEB上完成的功能有：污染源在线监测查询与在电子地图上显示，污染源在线报警查询与在电子地图上显示，空气质量日报自动发布，污染源单位信息查询与在电子地图上显示，社会信息查询与在电子地图上显示。CLIENT上完成的功能有：专业图层信息管理（专业图层的编辑等），用户与图层分级管理。2.1.2在线监测企业工作状态是否正常，应能在电子地图上直观显示(视在线监测设备功能而定)；支持在线监测中央控制室(通过授权)进行实时监测数据的查询，对远程点的实时控制查询等业务；监测历史记录查询；能够取出每天的在线监测数据的平均值来反应污染源排放污染物的趋势。2.1.3支持网络信息发布，能够实时显示空气质量日报的状态(与环保局空气子站链接)，以图例和色彩来区分不同程度的数据；2.1.4动态报警功能，可将在线监测点的超排、线路故障、设备故障等非正常状态情况，自动报警显示，根据污染物数据来自单位的代码在电子地图上标记出污染源单位的位置，根据污染物因子及污染程度，分别以不同的图例及颜色在电子地图上标记出来；报警历史记录查询功能,输入查询条件就能查询出来数据库中所有满足条件的报警数据，并且在电子地图上标记出来（单位地址、污染物因子、污染等级、数据来源等信息）；能够自定义显示门限（单位小时），在电子地图上只能显示门限范围之内的数据。2.1.5查询排污单位的基本信息情况、设备运行情况、污染处理情况等，也可以查询出每天污染源排放的平均数，做出曲线图。2.1.6电子地图操作: 全图，放大，缩小，漫游，多点漫游焦点同时显示，量算距离，量算面积,行政区划地图定位, 检查图层的可访问权限,控制环境要素图层显隐，控制社会信息图层显隐。2.1.7支持内网、外网浏览(B/S方式支持，支持下载速度50K以上)。2.1.8支持内、外网的无限级缩放、漫游、鼠标跟踪显示。2.1.9支持多窗口显示(地图窗口、文字注释、弹出窗口、跟踪文字显示)企业基本情况、在线监测各项指标（按报警表提供的数据）。2.1.10支持多种查询方式(分类、分区、多级、分时、分特征物及模糊方式查询等)。2.1.11对污染源监测点能够方便的在地理信息系统上添加、编辑、删除等操作。2.1.12支持地理图层的添加与修改，属性数据的编辑。2.1.13办公信息的查询，能方便地查询与其工作相关的有权限的信息。2.1.14省市区县政府机关位置及相关的信息查询。2.1.15郑州市区区域内相关企业的信息以及位置查询。2.2运行环境2.2.1软件环境：2.2.1.1 WINDOWS2000SERVER 操作系统2.2.1.2 SQL SERVER 2000数据库2.2.2硬件环境：2.3基本设计概念和处理流程2.3.1系统的概念定义按照功能需求，系统的概念定义如下：概念图 （图2.3.1）：监理支队省环保局数据库同步超标报警检测指令数据查询数据上报GIS系统监测指令接口(保留)数据同步报警接口查询接口(保留)上报接口(保留)12369接口(保留)GPS接口(保留)视频监控接口(保留)污染源在线监测模块污染源在线报警模块专业图层信息管理模 块用户与图层分级管理模块空气质量日报发布模 块排污企业信息查询模 块社会信息查询模 块电子地图模块信息中心分两部分，接口和GIS系统：2.3.1.1接口部分有：1) 与监理支队数据库同步接口：因为电子地图显示速度较慢，所以属性数据库等必须放在信息中心。这就要求数据同步更新。考虑到以查询监理支队的数据库方式无法准确的知道何时数据有更新以及一直占用网络资源的不和理性,故GIS系统的动态监测和报警数据更新以监理支队的数据库服务器把数据同步到GIS数据库服务器的方式来实现。这样就直接使用SQLSERVER的功能，而不必再写代码，也减少了出错的机会。2) 与监理支队实时报警接口：使用WINSOCK，TCP/IP传输协议，端口为8088，主机地址由信息中心统一分配。本功能的实现基于报警接口模块始终监听8088端口，当有数据请求时，连接接收。具体数据结构见接口部分数据结构描述。把超标报警数据形象地显示到电子地图上。3) 监测指令接口（保留）4) 12369接口（保留）5) GPS接口（保留）6) 视频监控接口(保留)2.3.1.2GIS系统数据流概念图（图2.3.1.2）报警查询与显示报警综合查询用户权限库专业图层库报警库查询指令同步数据报警数据监测库监理支队（同步请求）查询某项污染指标多种方式查询查询结果电子显示电子地图状态设置库在线监测之查询与显示专业图层库图层编辑、属性编辑地图文件专业图层信息管理用户权限库添加修改用户权限添加、删除、修改图层级别用户权限与专业图层分级管理空气质量日报日报库同步数据同步数据地图文件电子地图社会信息查询电子地图显示电子地图显示社会信息查询社会信息库办公信息查询办公信息查询办公信息库电子地图显示把2.3.1.2细化GIS地理信息系统基本功能分如下几部分：2.3.1.2.1. 排污企业查询显示：用户可以通过多种方式进行查询（法人编号，法人代表名，电话、单位名称，污染物类别（废气、废水、固废）等），提供精确与模糊查询功能。查询的结果显示到电子地图上。如果返回结果多于一个单位还可以通过选择表格记录来逐个显示。包括显示单位在电子地图上的位置以及其他属性信息的浏览。 排污企业查询显示模块数据流图如下：（图2.3.1.2.1）OIDOIDRESETSQLOID显示图片资料未授权用户名、密码权限级别用户名、密码用户权限用户判断查询电子地图表格排污企业库多种方式、条件地图操作RESET显示授权用户数据流解释：1) 用户名、密码：用户登录需要输入用户名、密码。或判断模块向数据库程序提交的参数。2) 权限级别：用户的访问权限级别代码。3) 未授权：用户权限判断结果是无此权限，提示信息。4) 授权用户：授权用户标志。5) 多种方式、条件：用户选择或输入的查询条件组合。6) SQL：组合SQL语句。7) RESET：结果集。8) 显示图片资料：在界面上显示图片资料。9) OID：地图实体身份码。10) 地图操作：电子地图基本操作。2.3.1.2.2在线监测 包括在线监测和查询两部分数据流图（图2.3.1.2.2）：选择电子地图污染物因子等级图例时序控制时段条件OIDSql语句OID结果集监测状态控制图例库结果集结果集地图操作图层选择空间条件结果Sql语句级别用户名密码OID空间条件权限级别用户名密码未授权输入用户权限判断查询处理表格集用户权限库监测记录库专业图层库专业图层集专业图层输入检查授权用户级别属性条件（1）在线显示一定时间内的监测信息：（如上图）在线监测企业工作状态（视在线监测设备功能而定），直观显示到电子地图上。通过设置时间段，可以显示本时段内的所有监测记录到电子地图上和表格中，还可以通过选择表格记录来逐个显示（手动方式）。考虑到如果记录很多时全部显示到电子地图上会使系统反映很慢，故还采用按一定的时间间隔逐个显示排污点状态（自动方式）和全部显示方式（一次全部显示），三种方式可以切换（手动方式、自动方式和一次全部显示）。显示内容根据时间变化而变化。显示的图例和颜色由预先定义决定效果（2）查询一定时间内的检测信息。（如上图）通过输入时间段，查询到检测历史记录，显示方式采用手动方式、自动方式和一次全部显示方式，三种方式可以切换。显示内容根据时间变化不变。显示的图例和颜色由预先定义决定效果。数据流解释：1) 用户名、密码：用户登录需要输入用户名、密码。或判断模块向数据库程序提交的参数。2) 权限级别：用户的访问权限级别代码。3) 未授权：用户权限判断结果是无此权限，提示信息。4) 授权用户级别：授权用户级别标志。5) 级别：级别参数决定该用户可以访问的专业图层集6) 专业图层集：用户可以访问的专业图层集7) 选择：用户通过专业图层上选择而得到空间条件。和通过图上选择而得到空间条件。8) 输入：用户输入属性条件。9) 属性条件：输入检查后的可用属性条件。10) 空间条件：地图上选择得到空间条件11) 图层选择：地图上选择图层操作。12) Sql语句：查询处理产生的SQL语句13) 结果：查询结果集合14) 结果集：要显示到表格中的记录集。15) OID：结果的实体身份码16) 地图操作：电子地图基本操作。17) 时序控制：控制结果记录逐条显示。18) 时段条件：用户要显示特定时间段内的监测记录，要设置此条件。19) 污染物因子，等级：电子地图显示污染源状态时要按设置图例及颜色显示，此为查询条件20) 图例：当前状态的显示效果。2.3.1.2.3在线超标报警 包括在线报警显示和查询两部分（1）接口模块收到超标报警信息后，按一定的方式解读信息，并立即显示到电子地图上，显示的图例和颜色由预先定义决定效果。如果电子地图同时在做其它操作则停止其它操作。（2）报警信息查询按输入的时间段查询超标报警历史记录，显示方式采用手动方式、自动方式和一次全部显示方式，三种方式可以切换。显示内容根据时间变化不变。显示的图例和颜色由预先定义决定效果。超标报警模块细化数据流图如下：数据流解释：1) 名、密码：用户登录需要输入用户名、密码。或判断模块向数据库程序提交的参数。2) 权限级别：用户的访问权限级别代码。3) 未授权：用户权限判断结果是无此权限，提示信息。4) 授权用户级别：授权用户级别标志。5) 级别：级别参数决定该用户可以访问的专业图层集6) 专业图层集：用户可以访问的专业图层集7) 选择：用户通过专业图层上选择而得到空间条件。和通过图上选择而得到空间条件。8) 输入：用户输入属性条件。9) 属性条件：输入检查后的可用属性条件。10) 空间条件：地图上选择得到空间条件11) 图层：地图上选择图层操作，电子地图要显示相应的专业图层。12) Sql：查询处理产生的SQL语句13) RESET：查询结果集合，要显示到表格中的记录集。14) OID：结果的实体身份码15) 地图操作：电子地图基本操作。16) 时序控制：控制结果记录逐条显示。17) 时段条件：用户要显示特定时间段内的监测记录，要设置此条件。18) 污染物因子，等级：电子地图显示污染源状态时要按设置图例及颜色显示，此为查询条件19) 图例：当前状态的显示效果。20) 监理支队报警数据：接口数据。详细内容参见接口定义部分。21) 报警显示：按接口定义分检出来的数据。超标报警数据流图如下：（图2.3.1.2.3）报警显示报警库OIDOIDOID图例污染物因子、等级RESET时段控制时序控制监理支队报警数据授权用户SQLRESET地图操作报警状态控制接口控制表格集电子地图图例库查询处理RESET空间条件RESETOIDSQL属性条件用户权限判断用户权限输入检查组别输入专业图层集专业图层空间条件专业图层选择图层授权用户名、密码权限级别名、密码未授权2.3.1.2.4 空气质量日报发布空气质量日报由监理支队把空气质量日报表同步到信息中心后，本功能模块直接读出并按表格方式显示到相应的页面。空气质量日报数据流图：（图2.3.1.2.4）日报OIDARRAY空间属性子站日期RESET日报表格电子地图大气子站专业图层日报库图例污染因子、等级图例库OIDOID日报数据数据流解释：1) 日期：每天按时发布空气质量日报，按日期读取日报库2) RESET：日报结果3) 日报OIDARRAY：大气子站的实体码4) OID：大气子站的实体码5) 污染物因子，等级：电子地图显示污染源状态时要按设置图例及颜色显示，此为查询条件6) 图例：当前状态的显示效果。7) 子站：选择子站2.3.1.2.5 用户权限管理给管理员搭建一个人员管理，图层管理接口。用户权限管理、数据流图：（图2.3.1.2.5）图层用户层级别组别用户组（级别）管理用户权限专业图层（级别）管理用户组库用户库用户权限库图层库专业图层级别库数据流解释：1) 组别：用户组代码2) 用户：用户代码3) 层级别：专业图层级别代码4) 图层：专业图层名2.3.1.2.6 社会信息查询用户可以通过多种方式进行查询（单位名称等），可以图文互查。社会信息查询电子地图电子地图显示社会信息查询社会信息库图2.3.1.2.6 数据流解释：1) 组别：用户组代码2) 用户：用户代码2.3.1.2.7 办公信息查询用户可以通过多种方式进行查询（单位名称，电话，领导名等），可以图文互查。办公信息查询电子地图电子地图显示办公信息查询办公信息库图2.3.1.2.6数据流解释：1) 组别：用户组代码2) 用户：用户代码2.4结构系统由五部分组成a) IMS服务器提供数据，提供 Internet访问服务b) 在线监测即系统用户查询系统提供地图操作，数据查询、在线污染指标查询、报警实时显示，统计，复合图高级功能c) 系统服务器管理系统提供地图操作，数据查询，统计，复合图高级功能，数据处理，用户管理（用户组-图层管理），环境要素编辑（专业图层编辑）d) Mapengine 桌面系统提供地图数据编辑功能，这是一个通用平台e) Mapengine 排版系统提供图形排版，打印输出本系统是根据客户/服务器结构建立起来的，整个逻辑框架图如下: 图（2.4.1）逻辑框架细分模块如下图：地图操作在线监测查询报警显示专业图层分级管理网络通讯模块分级分用户管理环境保护地理网络信息系统Mapengine桌面系统在线检测即用户查询模块系统服务器管理Mapengine排版系统IMS服务器+DBMS专业数据统计复合图高级功能数据导入、导出、整理专业图层网络编辑、其它图层编辑排污单位信息查询2.5功能需求与程序关系功能程序在线检测在线监测查询报警显示超标报警在线监测查询报警显示排污单位信息查询排污单位信息查询地图操作地图操作复合图高级功能复合图高级功能附注：结构图为完整系统功能，本部分只列出了开发第一期要完成的功能。2.6尚未解决的问题无3、 接口设计3.1外部接口：3.1.1超标报警数据接口：采用WINSOCK，TCP/IP协议,我方为服务端，始终监听8088端口，具体IP地址由环保局统一设置；3.1.1.1废水报警数据结构：字段类型长度备注报警类别N31:废水报警，2：废气报警，企业代码CHAR12企业名称VARCHAR30报警时间DATETIMECODFLOAT8.3报警门限状态CHAR低限/高限报警类型CHAR21仪器2通讯3数据4其他预留FLOAT8.3预留FLOAT8.3预留CHAR4预留CHAR43.1.1.2废气超标报警数据结构：字段类型长度备注报警类别N31:废水报警，2：废气报警，企业代码CHAR12企业名称VARCHAR30报警时间DATETIMESO2浓度FLOAT8.3NOX浓度FLOAT8.3黑度INT报警门限状态CHAR 2低限/高限报警类型CHAR21仪器2通讯3数据4其他预留FLOAT8.3 预留FLOAT8.3预留预留CHARCHAR44注：上表各字段的类型参考监理支队提供的文件资料。建议：因为不知道企业代码是否指“法人代码”，所以有变化如下：a) 如果是指“法人代码”，则上面列表中去掉第三个字段即“企业名称”；b) 如果不是指“法人代码”，请按上面列表为准。所有字段都转换成文本串并以“+”按固定顺序连接。即我们接收到的是按上面列表顺序为序的以加号连接的字符串。如废水报警数据示例文本串：1+-012+2003-06-19 16:21:02+457.869+低限+3解析：1 ：废水-012 ：超标企业法人代码2003-06-19 16:21:02 ：超标报警时间457.869 ：COD指标低限 ： 报警门限状态3 ： 报警类型4、 系统数据结构设计4.1逻辑结构设计要点本系统所有使用的数据结构以监理支队数据库为标准，如有新增数据结构另附。4.2物理结构设计要点本系统所有使用的数据结构的每个数据项的存储以监理支队数据库为标准，如有新增数据结构另附。4.3数据结构与程序的关系（略）5、 系统维护设计（略）文件状态文件标志 草稿文件 正式文件 更改正式文件当前版本V1.0作者张世光完成日期2003.6.14版本历史版本/状态作者参与者日期备注V0.2草稿文件张世光2003.6.12张世光起草V1.0正式文件张世光2003.6.14审校：冯宝成 马朝杰张世光修正稿中错误12369监理车辆GPS通讯调度指挥系统组网简介GPS监理车辆通讯调度指挥系统，是利用美国发射的全球定位卫星系统，对监理车辆进行动态、静态自动跟踪定位，通过无线通讯网络，将车辆运行的各种数据和信息实时的传送到调度指挥中心，并自动地在中心电子地图上显示所在位置、运行方向，以便指挥人员进行有效的监控指挥、定位导航。（一）、目前国内GPS使用无线电通讯组网有以下几种方式：超短波专网、GSM公网、短波专网、GPRS公网等，但这几种无线电组网方式因服务对象不同各有优势：1、 超短波专网：优点：可以使用150MHZ、350MHZ、450MHZ、800MHZ频段，实时性好，数话兼容，无需按数据量、通讯量交纳费用，通讯距离半经30-50公里（视塔高），现公安、金融、铁路、出租车等行业均在使用。缺点：需建无线铁塔和转讯设备，有时会有通讯干扰。2、 短波专网：适用其它无线设备网络无法解决长距离通讯问题，通讯半经2000-3000公里，通讯干扰大，适用于特殊作业环境工作需求。3、 GSM公网：优点：使用移动或联通的数字GSM网络短信息功能，无需自己建网，通讯距离不受限制，数、话兼容，主要适用于长距离通讯调度指挥的长途客、货运输行业。缺点：实时性能差（节假日数据传输时），通话费用高昂。4、 GPRS公网：GPRS无线在线数据传输，是近年内新的技术方式，因网络运行质量不稳定（在GPS应用方面），使用费用变量较大，故国内在GPS卫星定位技术上应用较少。根据10辆监理车辆的工作性质，主要是接受12369环保热线的调度指挥。据了解暂按12369热线每日受理电话量在20-150个之间，平均量100个，其中：咨询电话30