（地图学与地理信息系统专业论文）基于wcf的崇明生态建设决策支持系统研究.pdf

ad i s s e r t a t i o nf o rm a s t e r sd e g r e e ，2 010u n i v e r s i t y r e g i s t r a t i o nn u m b e r ：5 1 0 7 0 8 0 1 0 2 8 e a s tc h i n an o r m a l u n i v e r s i t y s t u d yo ne c o - i s l a n dd e c i s i o n a s s i s t a n ts y s t e m f o r c o l l e g e ： c h o n g m i n g b a s e do nw c f s c h o o lo fr e s o u r c e s e n v i r o n m e n t s c i e n c e m a j o rf i e l d ：b 曼g i q 卫垒l 丛垒壁垒g 曼堡曼n ! 垒望鱼旦s 一 a d v i s o r ：p r o f e s s o rj i a n h u ax u g r a d u a t e ： h 坠q i 堕g m a y , 2 0 1 0 乃 弘治髓叫 华东师范大学学位论文原创性声明 郑重声明：本人呈交的学位论文寒予u c f = 哥9 崇明噬惫建设欲肇童了手东俊研雾 是在华东师范大学攻读硕士博士( 请勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的研究工作 撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说 作者签名： 姐盔 日期：a 。f 戽月z 日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 募于i ) c ：汹象口月，圭惫建设派虿支扬系统研劫系本人在华东师范大学攻读 学位期间在导师指导下完成的硕左博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华东 师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文，并向主管 部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网”送交学位论文的印刷版和电子版；允 许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同意学校将学位论文加入 全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版， 采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) () 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部”或“涉密 学位论文掌， 于年月日解密，解密后适用上述授权。 ( 2 不保密，适用上述授权。 导师签名本人签名麴盔 2d 阳年歹月2 日 “涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定过的学位 论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方为有效) ，未经上 述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用 上述授权) 。 塑壹硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 季民河教授华东师范大学主席 李治洪副教授华东师范大学委员 周坚华副教授华东师范大学委员 华东师范人学2 0 1 0 届硕十学位论文 摘要 摘要 根据上海市发布的崇明生态岛建设纲要( 2 0 1 0 2 0 2 0 ) ) ) ，崇明岛将按照建设世界级 生态岛的总体目标，把生态保护和环境建设放在更加突出的位置。因此，为了更好的推 进崇明生态建设，不仅需要将已有的崇明生态建设研究成果和数字资源进行整合，实现 资源的信息化、可视化和综合管理，还要满足决策者对崇明生态建设中关心的问题进行 决策分析和预测统计。以期能够更好地服务于崇明，为崇明的发展添砖加瓦。 本文根据崇明大量生态环境要素的基础数据及其因果关系和已有研究成果，利用决 策支持技术、地理信息系统技术、数据库技术、模型库技术以及w c f ( w i n d o w s c o m m u n i c a t i o nf o u n d a t i o n ) 技术，针对崇明生态建设中的重大生态和环境问题，构建基 于w c f 客户服务模式的决策支持系统。实现了崇明生态环境基础数据及已有研究成果 的信息化、可视化和综合管理；生态环境要素间因果关系的模型管理功能。并能以此为 数据和模型基础，根据决策者所关心的生态环境问题，给出准确的解答。本文主要研究 成果如下： 首先，运用数据库技术，针对崇明大量生态环境基础数据及已有研究成果，设计并 实现了崇明生态岛数据库系统；结合模型库技术和g i s 技术，基于面向对象思想，针对 崇明生态环境要素间的因果关系，构建了崇明生态岛模型库系统。实现了崇明生态环境 数据和成果的信息化、可视化、综合管理以及模型的管理功能。 其次，运用w c f 技术，l i n q ( l a n g u a g ei n t e g r a t e dq u e r y ) 技术，基于自主开发的 崇明生态岛模型库系统，针对决策者所关心的重大生态环境问题，构建基于客户j j 侵务模 式的决策支持系统，为决策者提供决策分析和预测统计功能。 最后，以系统中具有代表性的模块为例，针对决策者所关心的生态环境问题，做了 应用分析和评价，结果表明系统能较好的为决策者服务。 关键词：崇明岛，w i n d o w s 通信基础，决策支持系统，模型库，地理信息系统 a b s t r a c t a c c o r d i n gt o ”c h o n g m i n g e c o i s l a n dc o n s t r u c t i o np r o g r a m ( 2 0 1 0 - 2 0 2 0 ) ”，t h e e c o l o g i c a l p r o t e c t i o na n de n v i r o n m e n t a lc o n s t r u c t i o nw i l lb ep l a c e do nam o r ep r o m i n e n t p l a c ei nl i g h to ft h eo v e r a l lt a r g e to fb u i l d i n ga w o r l d c l a s se c o l o g i c a li s l a n d t h e r e f o r e ，i n o r d e rt op r o m o t et h ec o n s t r u c t i o no fc h o n g m i n ge c o - i s l a n di nab e t t e rw a y , w en o to n l yn e e d t oi n t e g r a t ee x i s t i n gr e s e a r c hr e s u l t so ft h ec h o n g m i n ge c o - i s l a n dc o n s t r u c t i o na n dd i g i t a l r e s o u r c e st oa c h i e v ei n f o r m a t i o n i z a t i o n ，v i s u a l i z a t i o na n di n t e g r a t e dm a n a g e m e n to f t h e s e r e s o u r c e s ，b u ta l s oc a nm a k ed e c i s i o na n a l y s i sa n df o r e c a s t i n go nd e c i s i o nm a k e r s c o n c e r n o nt h ec h o n g m i n ge c o l o g i c a li s l a n dc o n s t r u c t i o ni s s u e s ，w i t hav i e wt os e r v et h ec h o n g m i n g m u c hb e t t e ra n db u i l d i n gb l o c k sf o rt h ed e v e l o p m e n to fc h o n g m i n g b a s e do nal a r g en u m b e ro fe c o l o g i c a la n de n v i r o n m e n t a lb a s i cd a t ao fc h o n g m i n g i s l a n d ，e c o l o g i c a la n de n v i r o n m e n t a lc a u s a lr e l a t i o n s h i p ，a n dr e s e a r c hr e s u l t sr e l e v a n t w eu s e t h ed s s t e c h n o l o g y , g i st e c h n o l o g y , d a t a b a s et e c h n o l o g y a n d w c f ( w i n d o w s c o m m u n i c a t i o nf o u n d a t i o n ) t e c h n o l o g y , f o rt h em a j o re c o l o g i c a la n d e n v i r o n m e n t a l p r o b l e m si nc o n s t r u c t i o no fc h o n g m i n ge c o i s l a n d w eb u i l dad s s b a s e do nc l i e n ts e r v e r m o d e lu s i n gw c ft e c h n o l o g y ；a c h i e v et h ei n f o r m a t i o n i z a t i o n ，v i s u a l i z a t i o na n di n t e g r a t e d m a n a g e m e n to fc h o n g m i n g se c o l o g ye n v i r o n m e n t a ld a t aa n de x i s t i n gr e s e a r c h ，a sw e l la st h e m o d e lm a n a g e m e n tf o rt h ec a u s a lr e l a t i o n s h i pa m o n ge c o l o g i c a la n de n v i r o n m e n t a lf a c t o r s a n dc o u l ds e r v ea st h ed a t aa n dm o d e lb a s i s ，a c c o r d i n gt od e c i s i o nm a k e r s c o n c e r no n e c o l o g ya n de n v i r o n m e n t a lp r o b l e m s ，t h es y s t e mg i v e sa c c u r a t ea n s w e r s t h em a i nr e s u l t si n t h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s f i r s t l y , w eu s ed a t a b a s et e c h n o l o g y , b a s e d o n al a r g en u m b e ro fe c o l o g i c a la n d e n v i r o n m e n t a lb a s i cd a t af o rc h o n g m i n ga n dt h ee x i s t i n gr e s e a r c ha c h i e v e m e n t s ，d e s i g na n d i m p l e m e n tc h o n g m i n ge c o i s l a n dd a t a b a s es y s t e m ；c o m b i n e dw i t hm o d e lb a s et e c h n o l o g y , g i st e c h n o l o g y , b a s e do no b j e c t o r i e n t e dt h i n k i n g ，b u i l dt h ec h o n g m i n ge c o _ i s l a n dm o d e l b a s es y s t e mf o rc a u s a lr e l a t i o n s h i pa m o n ge c o l o g i c a la n de n v i r o n m e n t a lf a c t o r s a c h i e v et h e i n f o r m a t i o n i z a t i o n ，v i s u a l i z a t i o n a n d i n t e g r a t e dm a n a g e m e n t f u n c t i o nf o rc h o n g r n i n g e c o e n v i r o n m e n t a ld a t aa n dm a n a g e m e n tf o rt h em o d e l s s e c o n d l y , w eu s ew c ft e c h n o l o g y , l i n q ( l a n g u a g ei n t e g r a t e dq u e r y ) t e c h n o l o g y , b a s e do ns e l f - d e v e l o p e dc h o n g m i n ge c o i s l a n dm o d e lb a s es y s t e m ，b u i l dt h ec l i e n ts e r v e r d s sf o rm a j o re c o l o g i c a la n de n v i r o n m e n t a lp r o b l e m so nd e c i s i o nm a k e r s c o n c e r n ，p r o v i d e i i d e c i s i o na n a l y s i s ，f o r e c a s t i n ga n ds t a t i s t i c a lf u n c t i o n s f i n a l l y , t a k et h et y p i c a lm o d u l ef o re x a m p l e ，t h ea u t h o rd ot h ea p p l i c a t i o na n a l y s i sa n d e v a l u a t i o nf o rt h ee c o l o g i c a la n de n v i r o n m e n t a lp r o b l e m so nd e c i s i o nm a k e r s c o n c e r n t h e r e s u l t sd e m o n s t r a t et h a tt h es y s t e mc a np r o v i d eg o o ds e r v i c ef o rd e c i s i o n - m a k e r s k e yw o r d s ：c h o n g m i n gi s l a n d ，w c ed s s ，m o d e lb a s e ，g i s i i i 华东师范人学2 0 1 0 届硕十学位论文 目录 目录 摘要1 a b s t r a ( 了r u 第一章导论1 1 1 论文背景与研究意义1 l - 2 研究目的与内容3 1 3 研究方法与技术路线4 第二章理论与关键技术7 2 1 决策支持系统与地理信息系统。7 2 2 模型与模型库理论8 2 3 面向对象思想与面向服务思想。9 2 4w c f 技术与l i 技术。1 1 第三章系统总体框架设计1 5 3 1 系统需求分析与功能分析1 5 3 2 系统总体框架设计1 8 3 3 数据库和模裂库设计1 9 3 4 业务逻辑层设计2 2 3 5 服务层设计2 2 3 6 用户表示层设计2 3 第四章崇明生态建设决策支持系统实现。2 4 4 1 系统开发环境2 4 4 2 模型库实现j 2 5 4 3 业务逻辑模块实现3 1 4 4 服务端实现与部署3 3 4 5 客户端实现与部署3 5 第五章崇明生态建设决策支持系统应用与评价3 8 5 1 决策模块应用与评价3 8 5 2 展示模块应j j 与评价。4 1 5 3 技术支持模块应用与评价4 3 第六章结论与展望4 4 6 1 结论4 4 6 2 展望4 6 附录a ：主要功能模型接口描述4 7 附录b ：部分关键技术的实际应用介绍5 1 b 1 决策支持技术在系统中的实际应用5 1 b 2 地理信息系统技术在系统中的实际应用5 1 b 3 面向对象技术在系统中的实际应用5 3 b 4lln 0 技术在系统中的实际应用5 4 参考文献5 6 后记5 8 i v 华东师范人学2 0 1 0 届硕士学位论文 第一章导论 1 1 论文背景与研究意义 第一章导论 崇明岛地处长江门户，是我国第三大岛，也是世界上最大的河1 3 冲击岛。作为上海 唯一的国家级生态示范区，崇明的发展要按照科学发展观的要求，切实规划好，建设好。 岛屿作为特殊的地理区域，其环境、物种以及自然灾害等的分布格局和时空演变都 有独特的规律。相对陆地其生态环境更加脆弱，土地利用的变更、人口的变迁、开发程 度的变化均会对其生态环境演变产生深远影响( 沈琪2 0 0 9 ) 。对崇明人口、土地资源、 水资源承载力以及生态承载力与崇明生态岛建设的研究已经取得很大成果( 徐丹2 0 0 7 朱颖2 0 0 7 等) ，王亮( 2 0 0 7 ) 从核心区、缓冲区、生态廊道和关键点4 个方面构建了崇 明岛的景观生态安全格局，李红( 2 0 0 9 ) 研究了快速城市化背景下的崇明植被覆盖度景 观格局，徐祖信( 2 0 0 3 ) 对崇明岛生态建设与环境保护规划进行了相关研究，杨洁( 2 0 0 2 ) 探讨了崇明岛开发建设与发展定位问题。b a o r o n gh u a n g ( 2 0 0 8 ) 以崇明岛为例提出了 几点建设生态岛的建议。上述研究成果都是崇明生态建设的宝贵财富，为崇明生态岛建 设决策支持系统提供了决策依据，需要将它们集成到系统中。实现成果的信息化、可视 化和综合管理功能，并根据需要对部分成果以服务的形式发布共享。 伴随着科学技术的飞速发展，越来越多的资源都借助于计算机技术实现了数字化、 信息化和系统化。针对崇明已有的各种生态基础数据和前人的研究成果，同样需要利用 相关技术手段进行资源的整合利用，实现对生态系统中各类生态要素的存储显示、管理 和动态分析、模拟和预测，这样就可以实现生态系统中管理过程的监督和分析，为决策 者提供决策依据。s h r e es n a t h ( 2 0 0 0 ) 等人将g i s 技术应用于水产业、海洋资源、自 然灾害、医疗保健等行业，取得了丰硕的成果。黄猛( 2 0 0 7 ) 以辽宁省朝阳市为例，研 究了a r c g i se n g i n e 组件技术在水土保持决策支持系统中的应用，构建了一个提供基本 图形操作、数据编辑、图形显示、空间分析等功能的决策系统平台。夏志华( 2 0 0 4 ) 对 上海市城市地理信息系统综合应用进行了比较全面、系统和深入的研究，提出了上海市 地理信息系统综合应用的几个关键因素。g i s 技术在各行各业的应用日趋成熟，硕果累 累。然而为了构建一个复杂的生态决策支持系统，单单是g i s 技术还不足以解决这个问 题，因此，为了满足决策者的决策需求，需要以决策支持技术结合g i s 技术共同完成。 决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，简称d s s ) 是以信息技术为手段，综合应用 数学、管理科学、决策科学、行为科学、计算机技术、人工智能等多种科学与技术，以 支持决策为目的的人机交互式的信息系统，它能有效地改善决策者的决策能力，提高决 策的科学性和信息化程度( 胡于进2 0 0 6 ) 。e h a a s t r u p ( 1 9 9 8 ) 就决策支持技术在城市 华东师范大学2 0 10 届硕士学位论文 第一章导论 垃圾管理系统中应用做了相关研究。马爱军( 2 0 0 2 ) 对基于g i s 的决策支持系统数据集 成技术进行了研究，提出了一种新的模式，将决策支持架构在空间数据上，为领导提供 更直观、更生动、更形象的信息服务。程亮，王善福( 2 0 0 7 ) 就基于g i s 的决策支持系 统在高速公路养护，矿井应急辅助方面做了深入研究。潘文安( 2 0 0 7 ) 就g i s 决策支持 系统下的物流中心配送分区进行了研究，蔡中祥( 2 0 0 5 ) 研究了以基于g i s 的长江河口 空间决策支持，王家耀( 2 0 0 3 ) 探讨了地理信息系统与决策支持系统的相关知识及联系。 g i s 技术结合决策支持技术在实际的应用中取得了丰硕的成果，但他们没能引入单独的 成熟的模型库系统以及模型库管理系统来对系统中涉及的模型进行管理，由于在崇明生 态建设决策支持系统中，生态环境模型和空间支持模型众多，而随着崇明岛的发展，某 些模型的参数会发生变化，也可能需要新增或删除模型，因此构建一个独立的模型库系 统，更有助于对系统模型的管理实施，增强系统的可维护性和扩展性。 肖劲锋等( 2 0 0 1 ) 对模型库系统平台进行了研究，探讨了系统关键技术的实现以及 系统的功能，并给出了模型库系统平台在海洋渔业服务领域的应用实例和结果分析。张 治( 2 0 0 4 ) 研究了d s s 模型库管理系统设计，通过比较多种模型表示方法，结合面向 对象的分析方法，提出了一种面向对象方法来描述模型表示方法，该方法可以解决对模 型的共享、重用及合成的支持问题。宫辉力( 2 0 0 0 ) 等人就地理信息系统中模型库技术 的使用进行了深入的研究，并给出了相关的应用实例。刘东苏( 1 9 9 7 ) 等就d s s 中模 型库管理系统设计与实现进行了深入探讨。d a v i da b e n n e t t ( 1 9 9 7 ) 就地理信息系统和 模型库管理进行了集成研究。 然而为了使得崇明基础数据、已有成果和模型的最大化利用，实现共享机制，我们 需要提供发布服务的功能，这样就能对崇明的基础数据、成果和模型提供外部访问接口， 即建立一种可扩展的基于客户服务模式下的分布式平台。李雪东( 2 0 0 9 ) 对基于w c f ( w i n d o w sc o m m u n i c a t i o nf o u n d a t i o n , m i c r o s o f t 为构建面向服务的应用提供的分布式 通信编程框架) 面向服务架构的研究与应用进行了相关探讨，论述了如何基于w c f 技 术设计并且实现一个企业级的面向服务架构，并且以安全教育系统为例进行了实例的开 发。陈德权( 2 0 0 8 ) 研究了基于w c f 的分布式地理信息系统，实现了常见的地理信息 服务，解决了分布式地理信息系统在不同网络和应用环境下的适应性问题。严商( 2 0 0 8 ) 对基于w c f 的分布式程序进行了研究与实现，指出了w c f 的优势并以参与开发的信 息管理系统为背景，介绍了如何利用w c f 技术开发分布式应用。然而对于新兴的w c f 技术，却还没能在决策支持系统中应用开来，在开发w e b 服务的决策支持系统中，张 文明( 2 0 0 7 ) ，王馨( 2 0 0 5 ) 分别运用w e bs e r v i c e 技术在城市水资源，人才安全方面构 建了决策支持系统。然而w e bs e r v i c e 技术和w c f 相比，存在不足之处，w c f 是微软 w e b 服务技术的集大成者，无论在易用性，通用性上都会更加出色。 2 华东师范大学2 0 1 0 届硕上学位论文第一章导论 本论文正是在崇明生态建设的大背景下，研究如何将已有的崇明生态建设研究成果 和数字资源进行整合，实现对生态系统中各类生态环境要素的存储显示、管理和动态分 析、模拟和预测，为崇明生态岛经济发展和环境资源可持续利用提供决策依据。结合前 人研究成果，本文旨在通过构建基于客户服务模式的系统，实现一个服务发布平台，为 多个客户提供服务的功能，使得任何和服务建立通信的客户端都能与服务端进行交流， 获得服务端的方法和数据接口，实现崇明概况、数据、模型以及功能的共享机制。因此 研究基于客户服务模式的决策系统具有重要的理论和实践意义。另外，构建本系统的核 心内容之一就是建立生态环境模型库系统，用于描述崇明生态要素间的因果关系，为上 层业务逻辑调用提供模型基础。由于模型主要是根据崇明生态环境问题而设计，因此针 对性强，构建基于崇明生态岛的模型库系统具有重要的实践意义。它不仅能为本系统服 务，更能为其它有关崇明的系统提供基础模型，而不用重新设计和编码实现相关模型。 经过仔细分析和实证研究后，我们决定采用决策支持系统技术、地理信息系统技术、 数据库技术以及w c f ( w i n d o w s 通信基础) 技术构建基于生态模型库的客户服务模式的 决策支持系统，以及提供一个可靠、安全甚至事务型的服务解决方案，支持多种分布式 应用程序开发，为后续的开发和扩展提供功能实现，而与具体平台和实现技术无关。为 崇明生态岛经济发展和环境资源可持续利用提供决策依据。 1 2 研究目的与内容 1 2 1 研究目的 本文针对崇明生态岛建设提出的主要生态环境等决策问题，结合对崇明生态岛建设 的实证研究，收集崇明生态岛建设已有的大量研究成果和生态基础数据资源，并进行相 应的分类及前期预处理工作。利用决策支持技术、地理信息系统技术、数据库技术、模 型库技术和w c f ( w i n d o w s 通信基础) 技术，构建针对崇明生态环境问题而设计的模 型库系统，并以此为基石设计和实现具有分析、预测、优化和决策功能的基于客户服务 模式的生态决策支持系统，为崇明生态岛经济发展和环境资源可持续利用提供决策依 据。 1 2 2 研究内容 根据本文的研究目的，本文主要围绕着建立基于w c f 服务架构的崇明生态岛建设 决策支持系统展开。即通过建立针对崇明生态环境问题而设计的模型库系统，然后以此 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 、 第一章导论 为基石建立业务逻辑运算平台，并根据用户的需求，设计简洁、明快的交互平台与发布 的服务通信，实现决策者对问题决策的需求。 本文的结构安排共分六章： 第一章，导论。首先论述了本文的研究背景与研究意义，以及本文的研究目的、研 究内容、研究方法和技术路线。 第二章，理论与关键技术。主要阐述了决策支持系统与地理信息系统的理论知识， 模型和模型库的相关知识，面向对象设计思想与面向服务设计思想的知识， w c f ( w i n d o w s 通信基础) 技术和l i n q ( 语言集成查询) 技术以及它们在崇明生态建设决 策支持系统中的实际运用。 第三章，系统总体框架设计。针对崇明生态建设决策支持系统的具体要求进行需求 分析和功能分析，并采用四层架构的基于客户服务模式的设计，分别进行数据库设计， 模型库设计，业务逻辑层设计，服务层设计以及用户表示层设计。 第四章，崇明生态建设决策支持系统实现。介绍该系统开发的具体环境以及实施方 案，模型库的实现，系统功能实现以及最后的服务端和客户端实现与部署。 第五章，崇明生态建设决策支持系统应用与评价。通过崇明生态建设决策支持系统， 针对决策者关心的问题进行决策分析或预测统计。由于系统模块较多，本章选取部分具 有代表性内容进行介绍。 第六章，结论与展望。 1 3 研究方法与技术路线 1 3 1 研究方法 根据本文的研究内容，笔者紧紧围绕如何构建基于客户j j l 务模式的崇明生态建设决 策支持系统出发，充分吸收已有研究方法的优点，力求能高效快捷的开发出健壮而满足 客户需求的系统，本文用到的研究方法有： 1 以问题为导向的设计方法。根据本系统的特点，针对人口承载、水资源、土地资 源、植被资源四大决策问题，采取以问题为导向的设计原则，既符合人的逻辑思维，又 减少软件的学习时间。 2 基于模型库的开发方法。根据系统的要求需要编码实现大量的生态模型，因此， 必须开发具有针对性强的崇明模型库系统，而且包括模型的增、删、改、查等功能，实 现系统模型的管理功能，为业务逻辑运算提供模型基础。 3 面向对象和面向服务思想的研究方法。面向对象思想设计软件的方法是现在软件 4 华东师范人学2 0 1 0 届硕上学位论文 第一章导论 设计的重要思想方法，它更符合人思考问题的方式，能增强代码的可读性和模块的可重 复利用性。而构建基于客户服务模式的系统，面向服务思想无疑也显得尤为重要，本文 选取微软最新推出的w c f 技术，它是微软实现w e b 服务技术的集大成者，是构建客户 服务模式系统的最佳选择。 4 设计模式和组件化设计原则。设计模式是当下流行的设计思想，它是智者对软件 设计的结晶。本文主要采用单件模式和工厂模式，简化了代码的编写，增强了系统的可 扩展性和可读性。组件化设计原则提高了代码的可重复利用性，是减少重复编码提高效 率的关键技术。 1 3 2 技术路线 根据本文的研究内容和软件工程思想，本文的技术路线如下： 1 根据客户的需求，结合已有的基础数据，包括表格数据、文档数据、地图数据、 数据库数据、公式数据以及图片数据等，对决策支持系统需要实现的功能做深入的分析。 与小组成员讨论，构建系统总体框架和技术路线图，最后定好解决方案，制定软件需求 说明书，分配任务。 2 采用面向对象和组件化设计原则，以决策问题为导向，将人口问题、水资源问题、 土地问题、植被问题以及展示模块和技术维护模块中的相关模型抽象出来，设计和实现 模型库系统。并根据系统要求，整理和预处理相关数据，依据数据库设计原则，设计并 实现数据库系统。它们作为后续系统开发的基石。开发实施主要基于s q ls e r v e r 2 0 0 0 数据库、a o 二次开发技术、v s 2 0 0 5 平台和c 撑语言。” 3 服务端具体实现，基于n e t 平台c # 语言，利用w c f 技术，分析服务中需要暴 露给客户端的方法。并采用面向对象编程和面向接口编程的思想，组件化设计的思想以 及前面实现的数据库模型库为基石。合理组织服务端的功能接口，在测试运行成功后进 行部署。这其中主要用到s q ls e r v e r 2 0 0 0 数据库、a o 的二次开发组件库、第三方图表 控件i n f r a g i s t i c s 以及g d i + 绘图技术。 4 经过和客户的深入交流分析，掌握用户对系统界面的要求，设计出简洁、美观并 且使用方便的交互界面。其中的界面绘图采用c o r e l d r a w l 2 ，图像处理采用 p h o t o s h o p 7 0 。 5 客户端具体实现，根据对需求分析的深度剖析，在充分了解需要决策的问题后， 依托服务端发布的功能接口，合理组织并实现客户端项目。 6 系统应用评价，依托设计并实现的崇明生态岛建设决策支持系统，根据决策者关 心的问题，对系统进行应用与评价。 望查堕堇奎堂! ! ! ! 旦堡圭兰竺堡壅 一 第一章导论 一一一 2 ：= ：竺 根据前面的分析，具体的技术路线框架图如下所示： 、 八服务项目部瓣j(二僚影 华东师范大学2 0 1 0 届硕i 二学位论文第二章理论与关键技术 第二章理论与关键技术 2 1 决策支持系统与地理信息系统 2 1 1 决策支持系统( o s s ) 决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，d s s ) 是由美国m s s c o t tm o r t o n 在管理决策 系统一文中首先提出的。 决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，简称d s s ) 是以信息技术为手段，综合应用 数学、管理科学、决策科学、行为科学、计算机技术、人工智能等多种科学与技术，以 支持决策为目的的人机交互式的信息系统，它能有效地改善决策者的决策能力，提高决 策的科学性和信息化程度( 胡于进2 0 0 6 ) 。 d s s 实质上是在管理信息系统和管理科学运筹学的基础上发展起来的。管理信息 系统的重点在对大量数据的处理，以及完成管理业务的工作。管理科学与运筹学是运用 模型辅助决策，决策支持系统是将大量的数据与多个模型组合起来，通过人机交互达到 支持决策的作用。这是决策支持系统的初级阶段，可以称它为初阶决策支持系统。 2 0 世纪7 0 - 8 0 年代，同时兴起了以知识推理辅助决策的专家系统( e s ) ，这是一种 以定性方式辅助决策，完全不同于以模型和数据组合的决策支持系统。2 0 世纪9 0 年代 初，开始了决策支持系统与专家系统结合的智能决策支持系统( i d s s ) ，它采用了定性和 定量结合方式辅助决策，即以模型、知识和数据结合的决策支持系统，也称为传统决策 支持系统。 2 0 世纪9 0 年代中期，兴起了数据仓库( d w ) 、联机处理( o l a p ) 和数据挖掘( d m ) 三 项新技术，从而开始了以数据辅助决策的新途径，这3 个新技术结合的决策支持系统称 为基于数据仓库的决策支持系统或称新决策支持系统( 陈文伟2 0 0 7 ) 。 在本系统的实际开发中，决策支持技术毫无疑问是重中之重，崇明生态建设决策支 持系统正是通过以基本的生态模型库系统、数据库系统为基石，运用多种技术手段，根 据决策者提出的具体问题具体分析而构建的决策支持系统。该系统主要由四大决策问题 组成，每个决策问题都是根据决策者输入的策略变量，然后调用相关模型和数据库数据， 生成决策结果。并且根据决策结果中某些值的不同而给出不同的反馈，供用户阅读并提 供重新输入策略变量的链接。 例如本系统中人口承载模块，当确定输入策略变量后，经过一系列运算会得出崇明 人口承载的上下限，而如果决策者输入的人口不在此范围内，则会在决策结果界面上显 示评估结果和相关建议，并提供策略变量调整意见和返回到策略变量输入界面的链接， 7 华东师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 一_ _ 一 第二章理论与关键技术 而不会显示进入子问题决策的链接。反之，如果输入人口在岛屿承载范围内，则会显示 不一样的评估结果和建议，同时更重要的是会显示进入子问题的链接，供决策者进一步 决策。具体论述及应用分析见附录b 1 。 2 1 2 地理信息系统( g ls ) 地理信息系统( g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ，g i s ) 是集计算机科学、地理科学、测 绘学、遥感学、环境科学、空间科学、信息科学、管理科学等学科为一体的新兴边缘学 科( 黄杏元2 0 0 1 ) 。 在崇明生态建设决策支持系统中，需要在数字化后的崇明地图上应用多种专题制图 以及其它要素分析的功能，因此，选择使用地理信息系统技术，因为它能根据决策问题 的要求，直观明了的以专题图形式展示崇明某些要素的实际状况，并能通过将图形数据 背后的属性数据导入到数据库进行相关的逻辑运算，为业务逻辑层的更多模型运算提供 所需的基础数据。 根据决策者的决策需求，我们通过建立空间支持模型库的形式引入g i s 技术，以面 向对象的开发方法，封装多种g i s 空间分析模型。在业务逻辑层中，可以通过直接调用 空间支持模型库中的方法实现相关业务逻辑。这种形式保证了空间支持模型库的可复用 性，同时也增强其扩展性。如空间支持模型库中的空间插值功能，求土地资源需求结构 即是以此模型为基础实现的。具体相关介绍见附录b 2 。 2 2 模型与模型库理论 模型是为了揭示系统的功能、行为及其变化规律，以某种形式对一个系统的本质属 性进行抽象和简化的描述，即客观事物一种简化的表示和体现。它是人们在认识和改造 客观世界的过程中逐渐形成的关于客观存在的领域、问题、范围的认识框架。它的基本 内容一般包括：关于基本对象的分类与概念，它们的本质属性的类型与范围，它们之间 的相互关系( 包括层次关系、组成关系、作用关系等) ，它们的基本行为和动作，它们各 自以及整个系统随时间和空间发展变化的趋势与规律等( 胡于进2 0 0 6 ) 。 模型库是将众多的模型按一定的结构形式组织起来，通过模型库管理系统对各个模 型进行有效的管理和使用。模型的模型主要是数学模型，它是管理科学和运筹学中研究 的模型，它们在辅助决策中起到了很明显的效果。还有数据处理模型，图形、图像模型， 报表模型，智能模型等。多种类型的模型不但扩充了辅助决策的能力，对于不同类型的 模型组合，能适应更广泛的决策问题( 陈文伟2 0 0 7 ) 。 模型库管理系统( m o d e lm a n a g e m e n ts y s t e m ，m m s ) 是为生成模型和管理模型提 8 华东师范大学2 0 1 0 届硕- l 二学位论文 第二章理论与关键技术 供的一个用户友好环境的计算机软件系统( 陈景艳，1 9 9 5 ) 。用户可以通过m m s 灵活 地增加、删除、修改和运行模型。模型是一个非常复杂的实体，它涉及许多不同的参数、 方法以及它们之间的复杂关系。模型库管理系统为决策者提供将显示问题抽象成模型的 工具。所以模型库管理系统是联系决策问题、数据与模型的桥梁。 模型库无疑是崇明生态建设决策支持系统的基础，大量的生态模型是上层逻辑运算 的基石，只有合理组织好模型库，才能在后续的运用中得心应手，才能高效率的只专注 于逻辑层的设计和实现，而不用重复编写相关模型实现的代码。本文的模型库系统以面 向对象的可复用形式构建，因此可以将其d l l 库文件导出，为其它系统所调用。由于 系统模型的后期维护需要，因此提供必要的模型增、删、改、查等操作，模型库管理系 统正是基于此而构建的，它提供一个后台的模型维护接口，保证系统每次运行所调用的 模型接口都是最新的。 2 3 面向对象思想与面向服务思想 2 3 1 面向对象思想 面向对象就是基于对象概念，以对象为中心，以类和继承为构造机制，来认识、理 解、刻画客观世界和设计、构建相应的软件系统( 刘艺2 0 0 3 ) 。采用面向对象的方法和 设计思想一直贯穿于本系统开发之中。 面向对象的开发方法( o b j e c t o r i e n t e ds o f t w a r ed e v e l o p m e n t ，o o s p ) 是一种新的软件 工程方法，其基本思想是尽可能地按照人类认识