（管理科学与工程专业论文）基于struts架构的管理信息系统中webgis的应用研究.pdf

摘要 随着港口生产规模的扩大，港口生产组织趋于复杂，传统的依靠人力和人的 经验进行港口生产调度合理决策已变得愈加困难。为此，借助于计算机进行辅助 港口生产调度，实现港口信息化便显得越来越重要。在前期港口信息化的基础上 还需要进一步加强对堆场的管理。一期的堆场场地管理和维护是通过传统的数据 界面显示，数据量大、不直观极易出错。如果能利用地理信息系统平台，将堆场 场地地图从地图生成、修改、维护到堆场调度等工作使用图形化方式由计算机辅 助实现，以达到生产调度的可视化，将极大的降低成本及工作量。 原有的港口管理信息系统已经采用了成熟的s t r u t s 框架，将显示逻辑、业务 逻辑和处理逻辑分离，但对于数据层的处理上仍沿用了传统的d a o + j d b c + d a t a b a s e 方式，造成大量s q l 语句的堆砌。 本文对原系统模型加以改进，在s t r u t s 框架下引入持久数据层，h i b e r n a t e 技术能解决访问数据库带来的复杂编码和大量维护的问题。这样在不改变原系统 结构的基础上将架构优化为s t r u t s + d a 0 + h i b e r n a t e + d a t a b a s e 。随着空间数据库的 发展，属性数据和空间数据实现了一体化存储。而采用m a p x t r e m ef o rj a v a 做地 图服务器可以简化空间计算、查询和处理结果的显示。通过对以上技术的研究、 分析及试验，提出了优化的w e b g i s 一般设计模型，该模型可以充分发挥各个技术 的优势，实现多层次、模块化、可扩展、易移植且平台独立性强的w e b g i s 应用。 本文最后将该w e b g i s 一般模型应用到港口信息系统的改造中，对系统的改造 进行了深入的研究和探讨，针对用户需求，增加了堆场地图的生成与维护模块、 货物种类信息模块、安排场位模块、堆场操作历史数据导出模块、地图查询模块、 专题统计模块，成功实现了堆场的可视化管理。也验证了所提出w e b g i s 一般模型 的可行性。 关键词：w e b g i s ：o r a c l es p a t i a l ；h i b e r n a t e ：m a p x t r e m e ：港口信息化 a p p l i c a t i o nr e s e a r c ho fw e b g i si nm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e mb a s e d o ns t r u t s a b s t r a c t w i t ht h ee x p a n s i o no ft h es c a l eo ft h ep o r t ，t h eo r g a n i z a t i o n so ft h ep o r tt e n dt o c o m p l e x i th a sb e c o m ed i f f i c u l tf o rs o u n dd e c i s i o n m a l t i n gf o rt h et r a d i t i o n a lw a yo f p r o d u c t i o nt h a tr e l i e so nh u m a na n dp e o p l e se x p e r i e n c e s f o rt h er e a s o ni t b e c o m e s m o r ea n dm o r ei m p o r t a n tt or e a l i z et h ep o r ti n f o r m a t i o nb yc o m p u t e rt oh e l pf o r p r o d u c t i o nc o n t r 0 1 b a s e do nt h ef i r s tm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mo f p o r t ，i tn e e d s t os u e n g t h e nt h em a n a g e m e n to fy a r d s t h ef i r s te d i t i o nt h r o u g ht h et r a d i t i o n a ls h o w m a n a g e sa n dm a i n t a i n st h ey a r d s b e c a u s eo f l a r g ea m o u n t so f d a t a ，n o tv i s u a l ，i ti se a s y t om a k em i s t a k e s i fw ec a r lu s eg i s ，u s i n gc o m p u t e rt or e a l i z et h ec r e a t i n g ，m o d i f y i n g ， m a i n t a i n i n go f t h ey a r dm a pa n dc o n t r o l l i n gt h ef l o wb ym e a n so f g r a p h i c s ，w i l ig r e a t l y r e d u c ec o s t sa n dw o r k l o a d o r i g i n a lp o r tm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mh a sb e e nu s e dm a t u r ef r a m e w o r k - s t r u t s ，h a ss e p a r a t e ds h o wl o g i c ，b u s i n e s sl o g i ca n dp r o c e s s i n gl o g i c ，b u tf o rt h ed a t a l a y e rs t i l lf o l l o w i n gt h et r a d i t i o n a lw a yd a o + j d b c + d a t a b a s e ，h a sp r o d u c e d al a r g e n u m b e ro fs q ls t a t e m e n t s t h i st h e s i si m p r o v e so nt h eo r i g i n a ls y s t e m ，i n t r o d u c e d p e r s i s t e n td a t al a y e r si ns t r u t sf r a m e w o r ka n du s i n gh i b e r n a t ev i s i td a t a b a s ew i l ls o l v e t h ep r o b l e m so fc o m p l e xc o d i n ga n dag r e a td e a lm a i n t e n a n c e w i t h o u tc h a n g i n gt h e s t r u c t u r eo f t h eo r i g i n a ls y s t e m t h ef r a m e w o r kh a sb e c o m es t r u t s + d a o + h i b e r n a t e + d a t a b a s e w i t hs p a t i a ld a t a b a s ed e v e l o p m e n t ，a t t r i b u t ed a t aa n ds p a t i a ld a t ac a nb et o s t o r a g ew h o l l y u s i n gt h es o f t w a r eo fm a p x t r e m ef o rj a v af o rt h em a ps e r v e rc a n s i m p l i f yt h ec a l c u l a t i o n ，i n q u i r yo fs p a t i a ld a t aa n dt h es h o wo f t h er e s u l t s t h r o u g ht h e r e s e a r c h ，a n a l y s i sa n dt e s t i n g ，t h ed e s i g no fg e n e r a lm o d e lo fw e b g i sh a sb e e np u t f o r w a r d ，t h i sm o d e lc a nt a k ef u l la d v a n t a g eo fa l lt h et e c h n i c a la d v a n t a g e s ，a n da c h i e v e m u t t i l e v e l ，m o d u l a r , e x t e n s i b l ea n de a s yt ot r a n s p l a n ta n ds t r o n gi n d e p e n d e n c e a tl a s tt h i st h e s i sd i s c u s s e sh o wt ou s i n gt h i sg e n e r a lm o d e lo ft h ew e b g i st o r e a l i z et h et r a n s f o r m a t i o no fp o r ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，a n dh a sa l l - i n - d e p t hs t u d ya n d e x p l o r a t i o no ft r a n s f o r m a t i o no ft h i ss y s t e m i nr e s p o n s et ou s e rn e e d s ，t h em o d u l e so f g e n e r a t e da n dm a i n t e n a n c ey a r dm a p s ，t h ei n f o r m a t i o no fc a r g ot y p e s ，t h ea r r a n g e m e n t f o rs p a c e s ，h i s t o r i c a ld a t ae x p o r t e d ，e n q u i r i e so fm a p ，f e a t u r es t a t i s t i c sh a v eb e e na d d e d ， t h ev i s u a l i z a t i o nm a n a g e m e n th a sb e e nr e a l i z e ds u c c e s s f u l l y a tt h es a m et i m et h e f e a s i b i l i t yo f t h i sg e n e r a lm o d e la l s oi st e s t e d k e yw o r d s ：w e b g i s ；o r a c l es p a t i a l ；h i b e r n a t e ；m a p x t r e m e ；i n f o r m a t i o no fp o r t 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明；本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博士硕士学位论文 ! 墨王蛀握掏的鳘理焦皇丕统虫韭b 鱼! s 鳆应届 班窒：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和 集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个 人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名并稀 舻噜习月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法”，同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于：保密口 不保密由( 请在以上方框内打“，) 论文作者签名。漆隋 导师签名： 日期：喇年7 月 第1 章绪论 1 1 引言 随着i n t e r n e t i n t r a n e t 和w e b 技术的迅猛发展，管理信息系统己逐步由客 户机i 服务器体系结构( c s ) 向浏览器，服务器体系结构( b s ) 发展。j a w 是一种面 向对象的计算机程序设计语言，它借鉴了c 、s m a l l t a l k 、o b j e c tc + + 等面向对象 语言的优点，具有简单、动态性强、运行稳定、分布计算能力强、安全、容易移 植等特点，是开发b s 模式应用的首选编程语言。 与此同时，管理信息系统越来越强调人性化操作，为了给用户提供方便直观 的操作，人们越来越多的将w e b o i s 引入到管理信息系统中来，提供一些空间信息 的查询、分析等功能，有效的进行资源管理和辅助决策。w e b g i s 是在i n t e r n e t 或 i n t r a n e t 网络环境下的一种存储、处理、分析、显示和应用地理信息的计算机信 息系统。而m a p l n f o 公司开发的m a p x t r e m e f o rj a v a 是第一个基于 i n t e r n e t i n t r a n e t 技术的1 0 0 纯j a v a 地图服务器。其核心是名为 m a p x t r e m e s e r v l e t 的服务器端小程序，可以集成于w e b 服务器的s e r v l e t 容器中。 随着数据库技术的发展，一些目前较为流行的大型数据库都开始支持空间数 据的存储。而o r a c l e 数据库是支持空间数据操作的关系型数据库之一。它提供对 大量空间数据的存储、管理和查询检索功能，实现了空间数据和属性数据的一体 化存储。 1 2 课题的来源和意义 本文结合原有的港口管理信息系统，对原系统模型加以改进，引入持久数据 层框架，减少操作数据库的工作量。并在不改变原系统结构的基础上融入w e b g i s 应用，满足管理信息系统对于w e b g i s 的需求。 本课题的意义在于在原系统s t r u t s 框架下加入h i b e r n a t e 技术解决了长久以 来对数据库操作繁琐难于管理的问题；并研究出在b s 结构中w e b g i s 的实现方案， 从而增加管理信息系统的可用性，降低管理的复杂性，减少错误发生，而且可以 灵活地支持企业的生产决策，方便管理者快捷、准确的实现生产调度，使管理信 息系统向更人性化方向发展，使企业获得更大收益。 1 。3 课题研究的主要内容及论文的组织 第l 章绪论。主要介绍了目前管理信息系统的现状，及本论文的研究目的和 意义。 第2 章管理信息系统的框架介绍。主要介绍了本系统所采用的框架技术： s t r u t s 框架、h i b e r n a t e 框架，并给出了优化后的结构设计。 第3 章w e b g i s 及空间数据库理论研究。重点介绍了有关w e b o i s 技术；对象 关系型数据库和其他数据库作为w e b g i s 空间数据库的优缺点及o r a c l e s p a t i a l 地 理空间数据的存储访问；基于m a p x t r e m ef o r7 a v a 的w e b g i s 解决方案。最后提 出了w e b g i s 模型的总体设计。 第4 章基于空间数据库的系统设计和实现。将提出的w e b g i s 模型应用到具 体的港口管理信息系统的改造中。对系统的改造进行了深入的研究和探讨，针对 用户需求，增加了堆场地图的生成与维护模块、货物种类信息模块、安排场位模 块、堆场操作历史数据导出模块、地图查询模块、专题统计模块，成功实现了堆 场的可视化管理。最后给出了运行界面，同时也验证了所提出w e b g i s 一般模型的 可行性。 第5 章总结与展望。对本文进行总结，提出创新点，并对未来的发展和进一 步的研究进行展望。 第2 章管理信息系统框架 2 1 s t r u t s 体系结构 m v c 由t r y g v er e e n s k a u g 提出，首先被应用在s m a l l t a l k 8 0 环境中，是许多 交互和界面系统的构成基础。m v c 把交互系统的组成分解成模型、视图、控制三 个核心组件，而作为一个m v c 的框架，s t r u t s 对模型、视图和控制都提供了对应 的实现组件，对应下图2 1 ，分别进行介绍 1 1 。 罩a c t i o nm a p p i n g 塑一窖马垂 ：使用，创建 ：使用，剖建 模型的蕺据 _ _ 上2 f 。 = 一m m t 一罟m l 匕型j l 匕= j 图2 1s t r u t s 框架组件 f i g 2 1t h em o d u l e so fs t r u t 5 1 控制器( c o n t r o l l e r ) ；控制器的作用是从客户端接受请求，并且选择执行 相应的业务逻辑，然后把响应结果送回到客户端。在s t r u t s 中c o n t r o l l e r 功能是由 a c t i o n s e r v l e t 和a c t i o n m a p p l n g 对象构成：核心是一个s e r v l e t 类型的对象 a c t i o n s e r v l e t ，它用来接受客户端的请求。a c t i o n s e r v l c t 包括一组基于配置的 a c t i e n m a p p i n g 对象，每个a c t i o n l v l a p p i n g 对象实现了一个请求到一个具体的m o d e l 部分中a e t i o n 处理器对象之间的映射。 2 模型( m o d e l ) ：m v c 系统中的m o d e l 部分从概念上可以分为两类一一系 统的内部状态，和改变系统状态的动作。s t r u t s 为m o d e l 部分提供了a c t i o n 和 a c t i o n f o r m 对象。a c t i o n 处理器对象封装了具体的处理逻辑，调用业务逻辑模块 并且把响应提交到合适的v i e w 组件以产生响应；s t r u t s 提供的a c t i o n f o r m 组件对 并且把响应提交到合适的v i e w 组件以产生响应。s t r u t s 提供的a c t i o n f o r m 组件对 = 一 一 h 一 宦+ 争 卦 一 第2 章管理信息系统框架 2 1s t r u t s 体系结构 m v c 由t r y g v er e e n s k a u g 提出，首先被应用在s m a u t a l k 8 0 环境中，是许多 交互和界面系统的构成基础。m v c 把交互系统的组成分解成模型、视图、控制三 个核心组件，而作为一个m v c 的框架，s t r u t s 对模型、视图和控制都提供了对应 的实现组件，对应下图2 1 ，分别进行介绍【1 】。 榛型的事务辽鼻 创建 创建 马垂 塞 答銎i 苎趣模型的数据 t 三。一j t 三j 埋璺翼塞 ij!璺：j鬯璧；至。苞一一争基 控制器 视窗组件 图2 1s t r u t s 框架组件 f i g 2 1t h em o d u l e so f s 计u 船 1 控制器( c o n t r o l l e r ) ：控制器的作用是从客户端接受请求，并且选择执行 相应的业务逻辑，然后把响应结果送回到客户端。在s t r u t s 中c o n t r o l l e r 功能是由 a c t i o n s e r v l e t 和a c t i o n m a p p i n g 对象构成 核心是一个s e r v l e t 类型的对象 a c t i o n s e r v l e t ，它用来接受客户端的请求。a c t i o n s e r v l e t 包括一组基于配置的 a c t i o n m a p p i n g 对象，每个a c t i o n m a p p i n g 对象实现了一个请求到一个具体的m o d e l 部分中a c t i o n 处理器对象之间的映射。 2 模型( m o d e l ) ：m v c 系统中的m o d e l 部分从概念上可以分为两类一一系 统的内部状态，和改变系统状态的动作。s t r u t s 为m o d e l 部分提供了a c t i o n 和 a c t i o n f o r m 对象。a c t i o n 处理器对象封装了具体的处理逻辑，调用业务逻辑模块， 并且把响应提交到合适的v i e w 组件以产生响应。s t r u t s 提供的a c t i o n y o r m 组件对 象，可以通过定义属性描述客户端表单数据。开发者利用它和s t r u t s 提供的自定义 标记库结合可以实现对客户端的表单数据的良好封装和支持，a c t i o n 处理器对象 可以直接对它进行读写，而不再需要和r e q u e s t 、r e s p o n s e 对象进行数据交互。通过 a c t i o n f o r m 组件对象实现了对v i e w 和m o d e l 之间交互的支持。 3 视图( v i e w ) ：s t r u t s 应用中的v i e w 部分是通过j s p 技术实现的。s t r u t s 提供了自定义的标记库，通过这些自定义标记可以非常好地和系统的m o d e l 部分 交互，通过使用这些自定义标记创建的j s p 表单，可以实现和m o d e l 部分中的 a c t i o n f o r m 的映射，完成对用户数据的封装。 s t r u t s 框架的处理流程清楚的体现了m v c 系统的特点，a c t i o n s e r v l e t 处理客 户请求，利用配置的a c t i o n m a p p i n g 对象把请求映射到a c t i o n 处理器对象进行处 理。a c d o n 处理对象访问a c t i o n f o r m 中的数据，处理和响应客户请求，它还调用 后台的b e a n 组件，这些组件封装了具体的业务逻辑。a c t i o n 处理器对象根据处理 结果通知c o n t r o l l e r ，c o n t r o l l e r 进行下一步的处理。 2 2 基于hib e r n a t e 框架的数据持久层设计 面向对象的开发方法是当今的主流，但是同时我们又不得不使用关系型数据 库。于是就只能在上层的应用层找解决方案。j d b c 可以说是访问持久数据层最原 始、最直接的方法，用d a 0 模式把数据访问封装起来，然后在其他层中统一调用。 这种方法的优点是运行效率高，但缺点是很难做到把关系表记录完整的映射到持 久对象的关系上来，这主要体现在多表的关系无法直接映射到对持久对象的映射 上来，比如说可能会造成一个表映射多个持久对象，也可能多个表映射一个持久 对象，更有可能的是表的某些字段映射到一个持久对象，但是另外一些字段映射 到别的持久对象上，于是进行一次数据库操作，变成了大量s q l 语句的堆砌。d a o 对象和s q l 语言紧密耦合导致代码难以维护，最后结果是往往会抛弃对于持久层 的对象设计，返回到完全按照表字段进行操作的面向过程的方法中去。 h i b e r n a t e 是一种新的o r m 映射工具，它不仅提供了从j a v a 类到数据表之间 的映射( 包括j a v a 数据类型到s q l 数据类型的映射) ，也提供了数据查询和恢复 机制。相对于使用m b c 和s q l 来手工操作数据库，使用h i b e r n a t e 可以大大减少 操作数据库的工作量。并且对于那些在基于j a v a 的中间层应用中，使用h i b e r n a t e 也可以很容易实现面向对象的业务模型和商业逻辑【2 1 。 h i b e r n a t e 在应用程序中的一个基本架构如图2 2 所示 a p p i i c a t i o n 爿p 。r s i ：t 。n to b j 。t 。 h i b e r n a t e f 露瓣眄面i 1 图2 2h i b e r n a t e 基本架构图 f i g 2 2t h ef r a m eo f h i b e r n a t e 这个框架说明了h i b e m a t e 应用数据库和配置数据来提供持久对象( p e r s i s t e n t o b j e c t s ) 给应用程序( a p p l i c a t i o n ) 。通过设置x m l 映射或配置文件 h i b e r n a t e p r o p e r t i e s 来代替大量复杂的j d b c 编程。其特点主要有1 4 j ： ( 1 ) h i b e r n a t e 是j d b c 的轻量级的对象封装，避免引入过多复杂的问题，调 试容易。它是一个独立的对象持久层框架，可以代替j d b c 编程。 ( 2 ) h i b e r n a t e 是一个和j d b c 密切关联的框架，h i b e m a t e 的兼容性只与i d b c 驱动和数据库有一定的关系，与j a v a 程序和应用程序服务器没有任何关系。 ( 3 ) 具有可扩展性，a p i 开放，当本身功能不够用的时候，可以自己编码进 行扩展，并且开发者活跃，产品有稳定的发展保障。 2 3s t r u t s * hib e r n a t e 的系统框架 原有系统的基本架构是s t r u t s + d a o + j o b c + d a t a b a s e 5 1 。s t r u t s 的引入实现了应 用程序的显示逻辑和业务逻辑的分离，但是由于采用d a o + j d b c 给访问数据库带 来了复杂的编码和大量的维护工作，特别是当表格属性发生变动，或业务滚程发 成变化，给修改工作带来了难以想象的困难，尤其在数据库表关系复杂时。基于 上述原因，我们在对原有系统改造时引入了h i b e r n a t e ，它能够将对象映射到关系 数据库中的行，从而不再需要复杂的持久层和编写复杂的s q l 语句。现在的架构 就成了s t r u t s + d a o + h i b e m a t e + d a t a b a s e 【6 】。基于此种架构，具体介绍一下数据在各 层的界限划分。 表示层s t r u t s j 芒j 芒j 亡 业务层 j e 实 体( t a b l e v i e w ) ”的等级方式，与空间数据的规划方式保持同步。 ，明 酣博 裟裟 黧； ： 藿 2 、对于简单的属性数据( 属性栏目可以固定下来的) ，则直接在空间数据表 中并入，不再单独设立底层属性数据表或单独的属性数据库，每个图层安排与该 图层紧密对应的属性数据列或属性数据集合。 3 、对于复杂的属性数据( 属性栏目可能要扩充) ，则只在空间数据表中设立 关键字段，另外再单独设立底层属性数据表或单独的属性数据库。 4 、复杂属性数据库的设计。主要指建立起主题数据库模型，在弄清所有业务 过程或业务活动所涉及的数据实体及其属性的基础上，分析数据实体及其相互之 间的联系，依据数据间依赖关系的紧密程度，业务活动的集中程度，以及地理相 邻和网络连接情况，将数据字典中的数据划分到不同的集合中去。 3 3 基于m a p x t r e m ef o rj a v a 的w e b g i s 解决方案 3 3 1m a p x t r e m ef o rj a v a 概述 m a p x t r e m ef o rj a v a 是m a p i n f o 公司开发的一个基于i n t e r n e t i n t r a n e t 技术 的1 0 0 纯j a v a 地图服务器，符合s u nj 2 e e 规范【2 2 】。能满足对跨平台、高品质、高 性能地图产品的需要。通过对m a p i n f o 和m a p x 功能集成，信息管理员只需在w e b , i 务器上安装m a p x t r e m e ，并对其进行编程和管理，用户即可通过i n t e r n e t i n t r 8 n e t 使用w e b 拉l j 览器访问m a p x t r e m e ，并获得m a p x t r e m e 所提供的g i s 功能，如地图的缩 放、漫游，访问地图上连接的信息，制作专题地图，进行地理分析等。使用m a p x t r e m e 开发w e b g i s 应用，开发人员能集中地控制和维护地图和数据库数据，并集中实现 地图应用程序功能，适合信息量大、访问用户多的实际情8 2 3 1 。此外，由于使用 w e b 浏览器作为m a p x t r e m e 应用的客户端用户使用界面，可使开发人员将地理信息 系统紧密地与其它系统结合，给用户提供统一、完整的综合信息系统。 3 3 2m a p x t r a m ef o rj a v a 的组成 m x t $ 主要由m a p x t r e m e s e r v l e t 、m a p j 、r e n d e r e r s 、d a t ap r o v i d e r s 四部分 构成1 2 2 。 m a p x t r e m e s e r v l e t 是系统的地图服务供给者，它提供如下服务： 1 提供栅格地图数据服务，2 提供矢量地图数据服务，3 提供图元文件数据 服务( 例：t a b 表里的属性信息) 。 m a p j 位于m a p x t r e m e 客户端应用程序开发包a p i 的最顶端作用有二；1 管理 地图集的各种状态( 例：地图中心位置、地图视野、地图坐标系等) ，2 通过向 m a p x t r e m e s e r v l e t 服务实例转发客户请求获得s e r v l e t 响应的数据和图片。 r e n d e r e r 用来生成返回客户端地图数据的组件，有四种： m a p x t r e m e l m a g e r e n d e r e r 、i n t r a s e r v l e t c o n t a i n e r r e n d e r e r 、l o c a l r e n d e r e r 、 c o m p o s i t e r e n d e r e r 。使用矾a p x t r e m e i m a g e r e n d e r 可以在远程产生地图图像，包 含m a p j 的应用程序和远程一个m a p x t r e m e s e r v l e t 实例通讯，产生地图图像；使 用i n t r a s e r v l e t c o n t a i n e r r e n d e r e r 不需s o c k e tc o n n e c t i o n ，从而 m a p x t r e m e s e v l e t 将地图直接传回给客户端；l o c a l r e n d e r 将地图输出为j a v a 2 d g r a p h i c s 2 d 对象，所有的r e n d e r 在客户端产生，也即所谓地图的矢量传输方式； c o m p o s i t er e n d e r e r 将地图分为动态与静态图层，当需要更新地图时，可只更新 动态图层，而静态图层仅生成一次。 d a t a p r o v i d e r 是l a y e r ( 图层) 对象的内部对象，它不是直接由用户创建的， 但是它的描述是对图层的定义。要描述d a t ap r o v i d e r 通过如下接口： t a b l e d e s c h e l p e r 一描述数据；d a t a p r o v i d e r h e l p e r 一定义数据的源； d a t a p r o v i d e r r e f 一描述获取数据的方式。 3 3 3m a p x tr e m ef o rj a v a 的开发模式 m a p x t r e m e 有三种程序开发模式】： a 瘦客户机朋民务器模式：在此模式中，服务器端通过s e r v l e t 程序向客户机端 提供i m a g e 图片( g i f ，j p e g 格式) ，客户机只需要安装浏览器来浏览嵌入图片的h t m l 网页。客户端对地图的所有操作都有服务器来处理。因此并不需要编写任何客户 端j a v a 程序。 b 胖客户机服务器模式：在此模式中，服务器端向客户机端传递的是矢量数 据而不是位图数据，客户机浏览器需要含有j a v a 解释器，并且需要下载a p p l e t 控 件。 c 冲等客户机服务器模式：介于前两种模式之间的一种模式，结合两者的特 点。服务器端通过s e r v l e t 程序向客户机端提供i m a g e 图片。客户机浏览器端网页 里含有a p p l e t 下载控件，需要客户机浏览器含有j a v a 解释器，客户端包含a p p l e t 控件使用户界面更友好，交互性更强。 表3 2 三种模式性能比较 t a b 3 2t h ec o m p a r eo f t h r e em o d e s p e r f o r l n a l l c e 瘦客户机服务器模式中等客户机服务器模式胖客户机服务器模式 传输的图形格式 栅格图 栅格图矢量图 传输速率快中慢 交互性弱中等强 3 。3 。4 基于m a p x t r e m ef o rj a v a 的w e h g l s 存取方案 通过前面的分析，我们发现三种模式各有各的优点及缺点。基于本系统的功 能分析，我们为用户提供堆场图的基本操作( 工具对象的拾取，地图的放大、缩小、 漫游，地图对象点选、区域选择，分层及全景图等) 、实现空间数据显示( 处理区域 显示的所有变化，包括地图的显示和刷新等) 、查询统计分析功能( 查找空间对象的 属性数据、查找满足条件的空间对象、属性数据统计等) 、专题地图制作等功能。 该模块作为整个信息系统的一部分，要求适时性强，用户操作简单，版本易于管 理。基于上述问题的考虑，无论采用中等客户机服务器模式还是胖客户机服务器 模式都需要用户额外安装插件，那就意昧着增加了用户的使用难度及存在版本管 理等一系列的问题，所以我们采用了瘦客户机，服务器模式，虽然其交互性不强， 但由于所需功能都不需要用户在本地机上做任何的空间运算，所以影响不大a 这样整个层次为在客户端使用j s p n j a v a s c r i p t 为用户提供图形界面；使用 j a v a 技术( 主要采用s t r u t s 框架和h i b e r n a t e 数据映射) 在服务器端开发s e r v l e t 程序；m a p x t r e m ef o rj a v a 作为地图服务器，用t o m c a t 来作为m a p x t r e m e 发布的w e b 服务器；最后采用o r a c l e 空间数据库作为数据层。 m a p x t r e m e 通过其核心m a p x t r e m e s e r v l e t 的服务器端小程序与w e b 服务器相连接， 通过地图引擎来向应用程序提供可供程序语言使用的地图对象、属性和方法a 而 m a p x t r e m e 则通过这些地图对象、属性和方法进行基于电子地图的各种空间分析。 作为服务器的新一代地图应用服务运行模式，m a p x t r e m e 采用了内置开发工具、进 程调度器、分布应用模式等多种新技术，基本上服务器端原有雕3 g i s 系统函数，可 以承担所有的操作、分析。此运行模式有利于充分利用服务器资源，发挥服务器 2 l 的最大潜力。整套系统具有平台独立性、平衡高效的计算负载、大规模降低成本、 更广泛的访问范围等特点。基于m a p x t r e m ef o rj a v a 的方案如图3 5 所示。 倒3 5 基于m a p x t r e m ef o rj a v a 的解决方案 f i g 3 5t h es o l u t i o nb a s e do nm a p x t r e m ef o rj a v a 3 4w e b g l s 模型的总体设计 一个完整的w e b g i s 模型不仅仅指它是一个管理空间数据的系统，它更应该包 括对于空间数据和属性数据的分析，发现隐藏在数据背后的关系、规则和发展趋 势。所以在此提出一个改造的w e b g i s 模型，将空间数据的管理和数据的分析结合 起来，以利于分析决策。 2 2 图3 6w e b g i s 模型 f i g 3 6t h em o d e lo f w e b g i s 该w e b g i s 模型是一个包括客户层、w e b 服务层、地图服务器和应用服务器层、 数据层共4 层组成的分布式系统。客户层完成地图等各个应用界面的显示和用户 对地理信息的操纵，是用户与w e b g i s 交互的接口。中间多层是整个w e b g i s 处理 的核心，采用会话服务完成与浏览器客户端的交互，其中业务层包含了处理业务 的所有逻辑，包括空间处理、分析，空间数据管理，属性处理及对空间数据属性 数据的抽取转化、统计、清洗、综合。数据层完成对空间数据和属性数据的存储 管理及部分空闽数据分析功能。 第4 章基于空间数据库的系统设计和实现 4 1 系统的总体设计 4 1 1 项目背景 港口功能的发挥不仅需要现代化设施，而且需要港1 3 管理与生产组织的现代 化。随着港口生产规模的扩大，业务量的增加，使港1 3 生产过程中的信息量骤增， 港口生产组织趋于复杂，传统的依靠人力和人的经验进行港口生产调度合理决策 已变得愈加困难。为此，借助于计算机进行辅助港口生产调度，实现港口信息化 便显得越来越重要。在前期港口信息化的基础上还需要进一步加强对堆场的管理。 早期的堆场场地管理和维护是由人工进行，工作量大旦容易出错，不便于维护。 如果能利用地理信息系统平台，将堆场场地地图从场地测量、数据库生成、地图 修改、地图维护到堆场使用等工作使用图形化方式由计算机辅助实现，将极大的 降低成本及工作量。 4 1 2 需求分析 用户使用产品的目的是能够更高效地完成他们所期望完成的任务，而不是在 于使用产品本身。产品的价值在于其对于用户完成任务过程的帮助。用户在各自 的知识和经验的基础上建立起完成任务的思维模式。如果产品的设计与用户的思 维模式相吻合，用户只需要花费很短的时间和很少的精力就可以理解系统的操作 方式，并且很快就能够熟练使用以达到提高效率的目的。相反，如果产品的设计 与用户的思维模式不符，用户就需要将较多的时间、精力用来理解系统的设计逻 辑，学习系统的操作方式，这些时间和精力的花费不能直接服务于完成任务的需 要。在这种情况下，即使完全掌握操作方式以后，在使用过程中也更可能出现各 种各样的困难和错误，在最差的情况下，用户可以最终发现采用某产品事半功倍， 而决定放弃使用。由此可见需求分析在项目开发中的重要作用。 人们对图形的感受是最直接，最自然，对图形的反应也最迅速。单纯的数字 化信息系统过于抽象的处理使实际管理人员难于理解和接受，丽图形仿真贝n 具有 以下更强的表现能力【2 5 】： 1 ) 强化对用户分析问题的支持。直观的界面，使用户对系统的动态变化特征 了解得更清楚，更有助于对系统对象的准确分析。 2 ) 改善系统的人机界面。采用地图使用户如身临其境，用户只需要花费很短 的时间和很少的精力就可以理解系统的操作方式，并可以一目了然的掌握目前的 运行状况，增强了系统的友善性。 3 ) 有助手决策。通过直观的动态图形的变化对统计数据进行统计，使决策人 员更容易做出决策，为港口管理的数据可视化、思维可视化提供一种崭新的决策 支持手段。 4 1 3 系统设计 1 、系统总体逻辑框架 根据需求分析，下图绘出了系统总体逻辑框架： 图4 1 系统总体逻辑框架 f i g 4 1t h em a i nl o g i cf r a m eo f t h es y s t e m 该系统可分为对空间数据的操作和不涉及空间数据的操作。对空间数据的操 作主要体现在对堆场的管理上，实现对堆场的适时监控，即堆场图上总是反映当 前堆场上的实际情况，而对堆场上的历史数据则通过抽取转换导入业务数据表中。 本系统是对前期已经建好的信息系统的改造和扩充，所以首先介绍原有系统的功 能模块，然后给出扩展功能的设计。 港口管理信息系统 础 信 息 管 理 子 系 综 合 计 划 子 j 毛 统 合 同 瞥 理 予 系 统 综 合 调 度 子 系 统 货 物 代 理 子 系 统 物 堆 场 装 卸 子 蒹 综 台 统 计 子 系 统 综合数据库 设 备 管