病虫害监测系统建设方案-V.doc

病虫害监测系统建设方案北京山海经纬信息技术有限公司2010-7目 录1系统概述32系统设计42.1系统结构42.2系统物理结构62.3硬件设备列表72.4软件列表82.5手机短信管理平台82.5.1短消息接收112.5.2短消息发送122.5.3短消息转发132.5.4短消息管理142.6病虫害信息处理服务142.6.1病虫害监测信息接收142.7病虫害管理信息系统152.7.1运行维护管理子系统162.7.2病虫害管理展现子系统183系统运行保障设计323.1应用系统安全设计323.1.1物理安全323.1.2数据安全323.2系统性能保障设计333.3系统可靠性保障设计343.3.1应用运行的可靠性343.3.2数据一致性343.3.3容错性设计353.3.4数据传输正确性351 系统概述一直以来，病虫害与环境保护、自然灾害、战争等一样，是全世界最为关注和头疼的问题之一，每个国家都深受病虫害的危害和困扰。病虫害问题往小说关乎着一个国家或地区农、林、牧业能否持久的健康发展，往大说关乎着人类的生存和健康。因此如何有效防治病虫害成为全世界一项共同的重要研究课题，而病虫害的防治，首先则在于如何对病虫害进行实时、有效监测。进入二十一世纪以来，在网络、通讯、计算机等信息化基础技术飞速发展的强有力支撑下，地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）、遥感（RS）等大批新系统与新技术得到了蓬勃的发展与完善。目前，通过GIS结合其他成熟的信息技术研发病虫害监测系统以实现对病虫害的全面、实时、有效监测已经成为世界各国的主流方法。病虫害监测系统建设核心有三，一是制定出科学的病虫害业务信息编码规范和病虫害监测业务流程；二是建设一个迅捷的手机短信管理平台；三是研发一个面向对象的病虫害管理信息系统。系统意在实现病虫害信息与地图的良好结合，满足病虫害信息实时进行采集、上送、统计、查询和在地图上动态渲染展现等要求。2 系统设计2.1 系统结构系统结构如下图所示。系统结构图整个软件系统由手机短信管理平台、病虫害信息处理服务、山海易绘EZDISA与病虫害管理信息系统四个部分组成。手机短信管理平台软件运行在短信平台服务器上，通过短信猫和移动通信网络实现与监测站手机终端的短信收发等多项功能，主要包括接收和发送短信、查询短信、保存历史短信记录、外部接口等。病虫害信息处理服务软件运行在应用服务器上，通过手机短信管理平台将病虫害管理信息系统发布的病虫害监测任务发送至各监测站的手机终端，并解析通过手机短信管理平台接收到的各监测站反馈回的病虫害监测短信信息，将之处理后保存到病虫害监测系统数据库。山海易绘EzDISA用于提供地图瓦片服务、查询服务、WMS/WFS服务、遥感影像服务、专题图服务等，为病虫害管理信息系统的搭建提供基础支撑。病虫害管理信息系统运行在应用服务器上，一方面实现病虫害监测任务的编制与下发；另一方面实现对病虫害信息的动态查询、展现和统计分析。系统结构图中的接口1为病虫害信息处理服务与手机短信管理平台的接口，主要实现周期性的短信信息的获取与发送，短信信息的格式必须符合病虫害业务信息编码规范要求。2.2 系统物理结构系统物理结构图监测站利用手机终端、移动通信网络以及安装在手机终端上的短信系统，采用短消息的方式接收监测中心下发的病虫害监测任务或将监测到病虫害信息上送到监测中心。运行维护中心管理和维护短信平台服务器、应用服务器、GIS平台服务器和病虫害监测系统数据库服务器。短信平台服务器：运行着手机短信管理平台软件，对监测站上送的病虫害监测短消息进行接收和保存，并将通过应用服务器上的病虫害信息处理服务获取到监测中心的病虫害监测任务下发至对应的监测站手机终端。应用服务器：部署运行着病虫害信息处理服务、山海易绘EzDISA和病虫害管理信息系统三个软件。病虫害信息处理服务对通过接口获取手机短信管理平台接收到的各监测站上送病虫害监测信息进行严格的解析和处理，然后保存到病虫害监测系统数据库中；同时，病虫害信息处理服务将监测中心通过应用服务器上的病虫害管理信息系统下发的的病虫害监测任务进行重新编码和格式化，然后发送给手机短信管理平台。山海易绘EzDISA主要为病虫害管理信息系统提供地图瓦片服务、查询服务、WMS/WFS服务、遥感影像服务、专题图服务等。病虫害管理信息系统则主要通过监测中心监测客户端进行访问调用。病虫害监测系统数据库服务器：部署运行Oracle10g与ArcSDE9.2，实现对病虫害管理信息系统空间和非空间数据高效、稳定的管理、维护和访问。监测中心通过监测客户端、计算机网格以及安装在监测客户端上的浏览器访问运行病虫害管理信息系统，实现对病虫害信息的动态查询、展现和统计分析。2.3 硬件设备列表设备说明数量监测客户端PC机CPU： 2.83GHz 内存： 2G显卡： 256M 硬盘： 300 G不限病虫害监测系统数据库服务器小型机（PC服务器）结合实际提出具体要求1-2应用服务器PC服务器CPU： 2.00GHz 2CPU 内存： 8G硬盘： 146GB SAS*4/raid5千兆网卡1短信平台服务器PC服务器CPU： 2.00GHz 2CPU 内存： 8G硬盘： 146GB SAS*4/raid5千兆网卡1短信猫4口以上每小时发送短信数目不低于800条1手机终端（含SIM卡）可正常收发短信不限其它设备以太网交换机（cisco2950 24FE口）1机架（或由需方提供）12.4 软件列表软件模块名称安装位置病虫害管理信息系统监测客户端Oracle10g（第三方）与ArcSDE9.2（第三方）病虫害监测系统数据库服务器山海易绘EZDISA应用服务器病虫害信息处理服务与病虫害管理信息系统应用服务器手机短信管理平台（第三方）短信平台服务器2.5 手机短信管理平台手机短信管理平台通过短信猫和移动通信网，能够与监测站手机终端之间实现短信收发，同时能够利用接口将短消息转发给病虫害信息处理服务并通过该服务获取到病虫害监测信息整改建议。平台主要分为四大功能，分别为短消息接收、短消息发送、短消息转发和短消息管理。功能名称功能描述短消息接收通过短信猫接收监测站手机终端发送的短消息并保存到短信数据库中。短消息发送通过短信猫将短信数据库中的病虫害监测任务或监测信息整改建议采用短消息方式发送到监测站手机终端。短消息转发将接收到的短消息通过接口转发给病虫害信息处理服务或将病虫害信息处理服务处理后的监测信息整改建议保存到短信数据库。短消息管理对短消息进行增、删、改、查。信息在手机终端、运行维护中心和监测中心三者间的流程图：系统信息流程图主要包括以下5个流程：1、 病虫害监测任务的下发：在运行维护中心，短信平台服务器的手机短信管理平台通过短消息方式将病虫害监测任务信息发送到监测站手机终端。2、 病虫害监测信息的上送：在监测站，手机终端通过短消息方式将病虫害监测信息上送到运行维护中心短信平台服务器的手机短信管理平台。3、 病虫害监测信息的转发：在运行维护中心，短信平台服务器的手机短信管理平台将病虫害监测信息转发给应用服务器的病虫害信息处理服务。4、 病虫害监测信息整改建议的下发：在维护中心，短信平台服务器的手机短信管理平台通过短消息方式将病虫害监测信息整改建议下发到监测站手机终端。5、 病虫害监测信息的综合使用：在监测客户端，利用病虫害管理信息系统对病虫害监测信息进行查询、展现和分析统计。手机短信管理平台通过短信猫实现了短消息的接收、发送、转发、增加、删除、修改和查询。2.5.1 短消息接收短消息接收主要负责： 建立并保持监测站手机终端与移动通信网的正常连接。 监测站手机终端通过短消息方式发送标准格式的病虫害监测信息或任务查询信息到移动通信网。 建立并保持短信猫与移动通信网的正常连接。 通过短信猫从移动通信网下载短消息 将接收到的短消息保存到短信平台服务器的数据。短消息接收序列图2.5.2 短消息发送短消息发送主要负责： 建立并保持短信猫与移动通信网络的正常连接。 从短信平台服务器的数据库中提取待发短消息。 通过短信猫将病虫害监测任务信息或病虫害监测信息整改建议以短消息方式发送到移动通信网。 建立并保持监测站手机终端与移动通信网的正常连接。 通过监测站手机终端从移动通信网下载短消息。短消息发送序列图2.5.3 短消息转发短消息转送主要负责： 通过接口建立并保持与病虫害信息处理服务的正常连接。 通过接口向手机短信管理平台发起短消息获取请求。 手机短信管理平台根据标识位提取出应转发的短消息。 手机短信管理平台通过接口将提取的短消息转发给病虫害信息处理服务。 短消息转发成功后手机短信管理平台在短信数据库中将对其进行标识，避免短消息重复发送。 病虫害信息处理服务通过接口将病虫害监测信息整改建议发送给手机短信管理平台。 手机管理平台将接收到的病虫害监测信息整改建议保存到短信数据库中。短消息转发序列图2.5.4 短消息管理短消息管理主要负责： 通过手机短信管理平台新编制短消息。 通过手机短信管理平台删除短消息。 通过手机短信管理平台修改短消息。 通过手机短信管理平台查询短消息。 通过手机短信管理平台导入、导出短消息。2.6 病虫害信息处理服务病虫害信息处理服务通过接口与手机短信管理平台进行结合，能够严格按照病虫害业务信息编码规范对病虫害监测信息进行解析，若解析失败，则将整改建议通过手机短信管理平台下发到监测站手机终端，成功则继续处理并保存到病虫害监测系统数据库。本模块主要实现病虫害监测信息接收功能。功能名称功能描述病虫害监测信息接收通过接口从手机短信管理平台获取病虫害监测信息，进行解析、处理后保存到病虫害监测系统数据库。2.6.1 病虫害监测信息接收病虫害监测信息接收主要完成： 手机短信管理平台通过接口将病虫害监测信息转发到病虫害信息处理服务。 病虫害信息处理服务严格按照病虫害业务信息编码规范解析接收到的病虫害监测信息。 病虫害信息处理服务解析病虫害监测信息失败则产生整改建议下发到手机短信管理平台。 病虫害信息处理服务解析病虫害监测信息成功则进行关联处理后保存到病虫害监测系统数据库中并标识对应的监测任务。病虫害监测新息接收序列图2.7 病虫害管理信息系统病虫害管理信息系统基于山海易绘EZDISA，以电子地图为基础，实现对监测站上报的病虫害业务信息的查询、统计和动态渲染展现。本系统主要由运行维护管理子系统和病虫害管理展现子系统两个部分构成。功能名称功能描述运行维护管理子系统主要实现组织机构管理、用户管理、角色管理、权限管理和日志管理。病虫害管理展现子系统基于电子地图，实现对监测站上报的病虫害业务信息的查询、统计和动态渲染展现。2.7.1 运行维护管理子系统运行维护子系统由组织机构管理、用户管理、角色管理、权限管理和日志管理四个部分构成。 组织机构管理主要用来管理系统用户的单位信息。组织机构管理 用户管理主要用来管理用户的基本信息、用户分配的功能权限、数据权限等。用户必须属于一个组织机构。用户管理 角色管理主要管理角色的基本信息、分配功能权限和数据权限，然后通过用户分配角色来实现批量分配用户权限的效果。角色管理 权限管理主要用来管理应用系统、应用系统下的模块、模块下的功能信息。同时可以通过功能分配用户权限和角色权限。权限管理 日志管理将系统进行各种操作，生成完整的工作日志信息，进行存储和分析。帮助用户了解系统应用状态，对尤其对整个系统中出现的各种问题进行回溯。日志管理2.7.2 病虫害管理展现子系统病虫害管理展现子系统以电子地图为基础实现了对监测站上报的病虫害业务信息的查询、统计和动态渲染展现。系统主要由地图基本操作、综合信息查询、病虫害监测、病虫害专题、历史对比、我的地图等构成。功能名称功能描述地图基本操作主要实现地图的漫游、全图、放大、缩小、测距、测面积、清楚、鹰眼、图例和打印等。综合信息查询模糊、圆选、框选、多边形选等方式对对与病虫害相关的业务对象图层进行查询，并可在地图上进行定位展现查询结果。病虫害监测主要实现对上报的病虫害监测信息的查询与定位展现。病虫害专题根据设置条件过滤病虫害专题图层数据，利用专业的专题图工具进行渲染后在地图上进行叠加显示。病虫害统计分析通过自定义查询和统计报表两种方式对病虫害业务信息进行查询和统计分析。病虫害历史对比通过专题图叠加和报表统计等方式对病虫害监测信息进行历史同期纵向对比。我的地图定制进入系统时的地图显示级别、显示中心点以及初始地图设定。2.7.2.1 地图基本操作地图基本操作是在山海易绘EZDISA的地图瓦片服务支撑下实现，主要由地图工具栏、地图层级控制栏、地图类型转换栏三部分构成。1. 地图工具栏：实现地图的放大、缩小、漫游、测距、测面积、全图、鹰眼、清除、和打印。地图工具栏a） 放大：在系统中显示图标为：，点击放大后，可以进行点击放大和拉框放大。操作方法是：1、点击放大，选中放大后，在地图上单击鼠标左键，地图就会放大。2、拉框放大，选中放大后，在地图点击鼠标左键不放，再拉框，则地图会放大。b） 缩小：在系统中显示图标为：，点击缩小后，可以进行点击缩小和拉框缩小。操作方法是：1、点击缩小，选中缩小后，在地图上单击鼠标左键，地图就会缩小。2、拉框缩小，选中放大后，在地图点击鼠标左键不放，再拉框，则地图会缩小。c） 漫游：系统显示图标为：，点击漫游后，可以拖动漫游整个地图。操纵方法是，选择漫游，然后在视图区即地图上点击左键，摁住左键不放，拖动地图，来漫游地图。d） 测距：系统显示图标为：，点击测距后，可测量地图上两点间或者某条路线的实际距离。操作方法是：选中测距，然后点击出发点，再点击目的地，最后点击鼠标右键来计算距离。测距实例e） 测面积：在系统中显示图标为：，使用测面积测出所划区域的面积。操作方法是：选中测距，然后在地图上点选划出所要测的区域，最后点击鼠标右键来计算出所要测量的区域面积。测面积实例f） 全图：系统显示图标为：，点击全图后，全市范围地图都显示在视图区内。g） 鹰眼：在系统中显示图标为：，功能是将地图显示窗口中的信息在鹰眼窗口中以较小比例显示出来，方便用户了解当前所观察区域在全图中的位置，操作方法是拖动地图显示窗口的地图，或拖动鹰眼窗口淡蓝色小区域，实现两个窗口的联动。鹰眼显示区鹰眼实例h） 清除：在系统中显示图标为：，功能是清除地图在叠加时或者在测量距离和面积的时候留下的痕迹。单击清除按钮即可清除残留痕迹。i） 打印：在系统中显示图标为：，作用是单击打印，即可打印出当前显示的地图。2. 地图层级控制栏：可以通过鼠标精确控制显示地图的层级。地图层级控制栏3. 地图类型转换栏：可以控制显示不同类型的电子地图。地图类型转换栏2.7.2.2 综合信息查询结合ArcGIS Server（或ArcIMS）与山海易绘EZDISA提供的地图瓦片服务和查询服务，可以使用叠加展现、属性查询、空间查询的方式对病虫害业务对象图层进行查询和展现。1. 叠加展现：利用ArcGIS Server（或ArcIMS）提供的WMS服务，将勾选的病虫害业务对象图层叠加到地图上进行直观展现。效果如下所示：图层叠加展现2. 模糊查询：具有模糊查询功能，可以按照用户输入某个字、词，系统根据病虫害业务对象图层勾选情况进行病虫害业务对象的模糊查询，并且可以对查询的结果进行定位展现和属性信息查看。效果如下所示：模糊查询3. 点周边查询：设定点周边查询的范围后，在地图上选择一个点，查询以该点为圆心，设定的范围为半径的区域内的病虫害业务对象，并且可以对查询的结果进行定位展现和属性信息查看。效果如下所示：点周边查询4. 线周边查询：设定线周边查询的范围后，在地图上画一条线，查询出该线设定范围的周边区域内的病虫害业务对象，并且可以对查询的结果进行定位展现和属性信息查看。效果如下所示：线周边查询5. 圆选查询：根据鼠标在地图上画出的圆的范围，查询出该圆区域内符合条件的病虫害业务对象，并且可以对查询的结果进行定位展现和属性信息查看。效果如下所示：圆选查询6. 框选查询：根据鼠标在地图上拉框的范围，查询出该框选区域内符合条件的病虫害业务对象，并且可以对查询的结果进行定位展现和属性信息查看。效果如下所示：拉框查询7. 多边形查询：根据鼠标在地图上画出的多边形范围，查询出该多边形区域内符合条件的病虫害业务对象，并且可以对查询的结果进行定位展现和属性信息查看。效果如下所示：多边形查询2.7.2.3 病虫害监测结合山海易绘EZDISA提供的地图瓦片服务和查询服务，实现病虫害的实时监测和病虫害监测信息查询。病虫害监测1. 病虫害实时监测：系统主动提取最新病虫害信息处理服务接收的病虫害监测信息，采用图文结合声音方式在监控台进行进行实时展现，并可方便查看病虫害监测详细信息。2. 病虫害监测信息查询：根据设置条件实现对病虫害监测信息的查询、定位和信息展现。2.7.2.4 病虫害专题动态设置条件过滤病虫害专题图层数据，利用ArcGIS Server或ArcIMS进行渲染后在地图上进行直观叠加显示。病虫害专题2.7.2.5 病虫害统计分析通过自定义查询和统计报表两种方式对病虫害业务信息进行查询和统计分析。自定义查询统计报表2.7.2.6 病虫害历史对比对病虫害业务信息进行历史同期纵向对比，为科学决策和规划提供有效参考。对比方式有两种：专题图与统计图。病虫害历史对比-专题图病虫害历史对比-统计图2.7.2.7 我的地图病虫害管理展现子系统用户可通过我的地图功能定制进入子系统时的地图显示级别、显示中心点以及初始地图设定。我的地图3 系统运行保障设计3.1 应用系统安全设计信息系统的安全涉及到物理安全、网络安全和数据安全及数据访问控制等。物理级的安全包括对机房设施和环境、计算机硬件和软件、网络联接方式等采取防范措施；网络级的安全主要是对连网用户远程访问的控制方法，保证不使非法用户入侵系统资源。数据安全包括数据的安全存放和应急恢复以及数据的分级管理。3.1.1 物理安全系统具备详细的安全策略，能够防范蓄意的和意外的威胁，而对资源提供物理保护措施。物理级的安全包括对机房设施和环境、计算机硬件和软件、网络联接方式等采取防范措施。通过防火墙隔离定位服务器、入网用户单位以及其它外部信息系统, 使用杀毒软件保证系统安全。3.1.2 数据安全病虫害监测系统中的数据安全性尤为重要，系统从网络安全、系统权限、数据加密的方面保证数据的安全性，提供可靠的数据保护。1、网络安全对于客户端用户来讲，需要限定固定的IP地址，系统将限定指定的用户在指定IP地址上能够运行系统和读取系统数据。2、数据加密对于系统中的重要信息，需要经过加密后进行存储，查询展示时需要进行解密。3、数据可控系统提供全面的权限管理手段，可以根据用户对不同数据访问的需要，设置不同的权限，并严格控制数据的编辑、查询以及分析控制。确保数据不会遭受以非授权方式所作的篡改和破坏。4、数据备份根据实际情况制定相应的数据备份策略。及时对数据进行导出和备份。3.2 系统性能保障设计系统中各种指标性能功能，达到如下效果：在政务外网或者局域网内，保证地图操作时，平滑流畅，不能出现明显的等待时间和露白现象，以方便用户操作。系统应具有高稳定性、较强的容错能力，支持724小时正常运转，具备长期和稳定的工作能力。为了提高系统的性能，本系统将采取以下措施：1、 本系统体系结构上采用三层结构框架设计，为系统的可靠性、稳定性、扩展性以及大并发量访问等提供保障。2、 对于一些频繁使用的系统配置参数，系统一次性读入内存，以减少读盘