（通信与信息系统专业论文）基于gis的铁通资源管理系统的设计与实现.pdf

北京变通大学硕士学位论文 基于o l s 的铁迁费潭管理系统的设计与实现 摘要 随着电信运营商之间竞争的日益激烈，国内各大运营商纷纷开 始注重自身服务质量和运营效率的改进和提升。电信运营支撑系 统( o s s ) 就是一套为运营商提供高效、便捷的网络管理、运营、 维护功能的系统软件，其中资源管理系统是整个0 s s 系统的核心。 本文首先分析了铁通公司在网络资源管理方面的现状，在此基 础上综合了地理信息系统g i s 技术和面向对象数据库技术( 0 0 d b ) ， 采用c s 网络服务模式的方式，为铁通公司各省分、市分的各级 建设部门、维护部门提供了一套从资源管理到业务受理完整的网 络资源管理信息系统。 本文介绍了系统开发涉及的主要技术，对各个技术进行了概要 的介绍，然后详细阐述了本系统的整体架构以及详细设计思路与 过程，包括系统体系结构、系统功能组成以及数据库设计框架。 在详细设计阶段，介绍了权限角色管理、结点与设备管理、传输 电路管理、用户接入网管理、管道杆路管理以及业务受理模块。 对关键的流程都画了图形进行说明。 本文还对系统主要关键难点问题做了介绍，并提出了解决方 案。包括如何利用最短路由搜索算法进行传输网链路的自动路径 配置，对传统d i j k s t r a 算法进行优化和仿真。在系统安全性方面， 讨论了设备的备份保护、网络操作系统安全性以及数据库安全性 等三个方面。另外还针对本系统的特点，讨论了如何进行多用户 同时并发操作的管理与控制。 最后总结了本系统的应用前景与成功案例，并对系统的发展未 第l 页 北京交通大学硕士学位论文基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 来提出了进一步的展望。 关键词：g i s ，m a p x ，0 r a c l e ，数据库，d i j k s t r a 最短路由算法 第2 页 北京交通大学硕士学位论文基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 a b s t r a c t w i t ht h e i n c r e a s i n gc o m p e t i t i o nb e t w e e n t e l e c o m o p e r a t o r s ，t h e yp a ym o r ea n dm o r ea t t e n t i o nt oi m p r o v e m e n t o fs e r v i c eq u a l i t ya n da d v a n c eo fo p e r a t i o ne f f i c i e n c y t e l e c o mo p e r a t i n gs u p p o r ts y s t e m ( o s s ) i sas e to fs y s t e mt h a t p r o v i d eh i g h e f f i c i e n ta n dc o n v e n i e n tn e t w o r km a n a g e m e n t ， o p e r a t i o na n di i l a i n t e n a n c e b a s e do nt h ea n a l y s i so fc h i n ar a n w a yc o m u n i c a t i o nc o r p n e t w o r kr e s o u r c em a n a g e m e n ts t a t u s ，as e to fm a n a g e m e n t s y s t e f r o j i lr e s o u r c em a n a g e l 】 e n t t ob u s i n e s s s u p p o r tf o r v a r i o u sl e v e lm n a g e m e n ta p a r t m e n ti sd e s c r i b e di nt h e t h e s i s t h es y s t e mi sb u i l to ng i sa n do o d bt e c h n o l o g yw i t h c sn e t w o r ks e r v i c em o d e t h i st h e s i si n t r o d u c e sm a i ht e c h n o l o g i e sa n ds p e c i f i e s h o l i s t i ca n dd e t a i l e dd e s i g no ft h es y s t e m ， i n c l u d i n g a r c h i t e c t u r e ， f u n c t i o n sa n dd bd e s i g n i nd e t a j1 ，w e i n t r o d u c ep o 呵e rm a n a g e m e n t ，e q u i p m e n tm a n a g e m e n t ， c i r c u i t m a n a g e m e n t ， a c c e s sn e t w o r km a n a g e n 】e n t ， p i p em a n a g e m e n ta n d b u s i n e s sm o d u l e t h ek e yf l o w sa r ei 1 1 u m i n a t e db yg r a p h i c a l i n t e r p r e t a t io n 工nn e x ts e c t i o n ，t h r e ek e yd i f f i c u l tp r o b l e m sa n d r e l e v a n ts o l u t io na r ep r e s e n t 0 n eo ft h e mi sh o wt o c o n f i g u r ec i r c u i t r o u t ea u t o m a t i c a l l yb ys h o r t e s tr o u t e 第3 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 s e a r c ha r i t h 皿e t i c ，a n dt b et h e s i s o p t i 脚i z et r a d i t i o n a l d i j k s t r aa r i t h i n e t i ca n ds i m u l a t et h es e a r c h i n gp r o c e s s i n s e c u r i t ya s p e c t ，b a c k u pp r o t e c t i o n ，n e t w o r ko ss e c u r i t ya n d d bs e c u r i t ya r ed i s c u s s e d i na d d i t i o n ，a i i n ga tt h es y s t e m ， t h i st h e s i se x p l a i n sh d wt om a n a g ea n dc o n t r 0 1s i m u l t a n e o u s u s e ra c c e s s l a s t ， t h et h e s i ss u 帆a r i z e st h es y s t e m ss u c c e s s f u l a p p l i c a t i o ni n s t a n c e ， a n dp u t sf o r w a r de x p e c t a t i o nf o ri t s d e v e lo p m e n t k e yw o r d s ：g i s ，m a p x ， 0 r a c l e ， d a t a b a s e ，d i j k s t r a 第4 页 北京交通太学硕士学位论文 基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 第一章绪论 1 1 引言 我们的社会正处于一个信息高速增长的时代。随着我国国民经 济和世界计算机技术的发展，用计算机来管理业务，辅助决策， 已经成为现代企业发展的一种必要手段。而统计表明，数据库中 8 5 的数据有地理属性，如何真实直观地把这些地理信息表示出 来，已经成为一个计算机界所广泛关注的问题。电信系统以其特 有的行业特点，对地理信息和相应的软件平台的需求尤为突出。 随着电信市场逐步与国际接轨，实现电信市场的全面开放只是 个时间问题，到那时同行业之间的竞争必将给国内电信业带来巨 大的冲击：而业务管理水平的高低无疑决定着竞争的胜利者。传 统的人工管理方法和手段已远远不能满足现有规模的管理和迅速 发展的需要。实现科学的、规范的、现代化的管理是必由之路。 因此，从电信各业务部门的角度出发，需要在宏观上对电信系统 建设和运营状况等综合指标有全面的了解，而所有这些信息都依 赖于对数据的有效的分析手段。电信行业所涉及的数据特点是量 大而且与地图的关系十分密切。如何将这些数据库中的数据直观 地在地图上进行分析，如何使工作人员彻底脱离枯燥的数据文字 报表，如何得到宏观决策的有力支持，这使许多业务部门都急需 要开发带有地理信息的应用系统，用以提高业务的服务水平和竞 争能力，并通过更有效的应用系统提高管理水平，对于电信业务 的发展有着深远的意义。 第8 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g l s 的铁通资源管理系统的设计与实现 1 2 铁通资源管理的现状 目前，电信有线接入仍然是我国主要的通信接入手段，电信设 备和线路作为电话、传真、数据通信畅通的必要条件起着至关重 要的作用，因此电信设备线路的建设与维护管理也是不容忽视的， 它为系统的正常运转提供了保障。进入九十年代以来，中国的电 信业飞速发展，电信部门每年都要投入大量的资金进行设备和线 路的建设，以满足迅猛增多的电信用户需求。随着电信设备线路 的成数倍甚至成数十倍的增长，原来的电信设备线路工程设计、 建设及维护管理方法已经不能满足现在的海量电信线路工程和电 信线路资源管理的需要。然而，大部分电信企业对电信设备线路 的建设及管理仍停留在原来的被动、手工及效率低下的水平上， 具体表现在以下几个方面： ( 1 ) 线路工程规划的被动性 由于电信设备线路规划部门与市政建设、规划部门缺乏沟通， 导致在城市住宅及建筑( 尤其是住宅) 建设时，通信配套工程没 有及时跟上。总是等到了住宅及建筑设施已经投入使用以后，才 着手电信线路工程的建设，因此说这样的电信工程规划是被动的。 其后果就是，工期紧迫，工程质量无法保证，且等不到工程竣工 就不得不投入使用，根本没有遵循从设计、施工、验收、竣工的 正规的工程法则，致使线路工程建设、管理陷入恶性循环。这样 既耽误用户的及时使用，又给这些资源的后续使用、管理造成了 困难，直接影响了电信企业的服务质量和经济效益。 ( 2 ) 线路工程设计仍采用落后手工设计 传统的电信设备线路设计方法是：在绘有地形的白纸图上画出 第9 页 北京交通大学硕士学位论文基于g i s 的铁通瓷源管理系统的设计与实现 设备或线路设施，有的甚至直接到现场在实地标出。这样做的后 果是：设计资料不全、准确度不高、效率不高，使施工、施工检 验及竣工验收失去了依据，也给后续使用、管理及计算机规划带 来了困难。 ( 3 ) 线路资料仍采用手工管理 在计算机管理盛行的时代，大部分电信部门仍然采用保存图纸 资料的档案管理方式，这样的资料只能手工检索。这样做的缺点 是：资料容易破损、资料维护工作量大、手工检索速度慢、一份 资料不能被许多人同时、实时共享，不便于工作效率的提高。同 时，由于线路的图纸资料并不能随时查阅，我们的线务人员练就 了每人脑中一张图的高超本领。但人脑的记忆是有限度的，且容 易出错。随着线路的不断增加，线务人员的记忆量不断增大。如 何减轻线务人员的记忆量，是个亟待解决的问题。在过去分片管 理的情况下，还勉强满足需求，但自从“九七工程”要求号线集 中管理以后，给线务人员带来的压力更大了，为了解决许多的不 ， 清楚，必须采用大量的外勘，这样做需要大量的人力，在装机忙 时，会出现人员严重紧张的情况。因此采用什么样的管理手段来 解决这个问题就显得极为紧迫。 ( 4 ) 线路建设重复投资及线路资源浪费严重 由于几乎全部的电信设备线路资料都在纸上，不便于做综合的 统计、分析、查询工作，也不便于了解具体的和全局的情况，作 出正确的建设决策，造成了线路的重复建设、重复投资及己有线 路资源的浪费。 ( 5 ) 计算机管理电信线路资源的工作刚剐起步 在电信总局的倡导下，全国的“九七工程”已基本建成，虽然 第l o 页 北京交通大学顿士学位论文 基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 它只是面向服务的电信业务管理系统，是电信企业生产的一个组 成部分，不能完全解决电信企业资源管理面临的全部问题。但它 的出现对电信企业的资源管理起到了相当的促进作用。如何改变 电信设备线路资源管理的现状是当今电信企业管理的一个重要方 面。 要解决以上提出的问题，除了建立良好的管理机制之外，还需 提供良好的管理手段。随着计算机应用领域的不断扩展，人们自 然想到用计算机管理这些资源。我们知道电信线路资源的一个重 要特点就是图形数据、属性数据一体化，即它不但要用图形数据 直观地表现，还需要用属性数据表述其更加详尽的特征。所以采 用传统的以存储、管理属性数据见长的关系型数据库来描述、管 理这些数据难免感到力不从心。因此，将地理信息系统技术与电 信业务相结合是最佳手段。 1 3 选题的背景和意义 随着信息时代的到来，新业务和新技术迅速推广应用，通信 网业务种类、数量急剧增加，全网干线通信设备日益更新，通信 网络正变得性能更强、分布更广和规模更为庞大。全网的干线通 信设备经历了从明线传输到电缆传输，从电缆传输到光纤传输， 从模拟设备到数字设备的发展过程。近几年，通信干线又从p d h 设备逐步转换到s d h 同步传输设备及d w d m 密集波分复用设备。随 着用户生活水平的提高，电话初装量的不断增加，各种新型用户， 例如网吧、话吧等不断涌现，接入网设备和线缆变得越来越庞大、 复杂。 而现有的长途通信网络资源、长途通信业务、设备数据的管 第l l 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通资潦管理系统的设计与实现 理还是依靠对链路台账、设备履历、停机台账、电路应急倒代台 账等各种台账进行手工记录、人工管理；故障申告或调令下达还 是靠电报、电话和人工传递；各种网络性能指标是靠人工统计和 计算；并且没有一套先进的管理手段对有关市场及客户的信息进 行有效的管理。目前的号线管理也基本停留在人工台帐管理之上， 初装电话时需要查询大量台帐，并人工进行选路配置，效率是否 低下，而且不能保证交接箱、分歧头等接入网设备和线缆的有效 利用和管理。 通信网管理正面临着使运行管理及维护现代化、标准化、简单 化和自动化的直接的和紧迫的需求。所以有必要建设一套长途通 信业务、号线资源管理计算机综合管理信息系统，改善和提高生 产、指挥效率、从而进一步发挥既有通信设备的作用，有效的管 理和分配整个网络资源，使网络管理从单项的、人工的、独立的、 局部的和数据的，走向综合的、智能的、统一的、整体的和可视 化的，为铁通公司网络运行指挥管理提供先进的手段。 ， 管理信息系统是计算机应用的重要领域，研究如何运用新兴的 技术、方法并采用合理的系统结构来开发管理信息系统对扩大管 理信息系统的应用范围、提高信息使用效率等具有重大意义。 针对铁通公司长途通信网管理现状，根据通信网的管理正面临 着使运行管理及维护现代化、标准化、简单化和自动化的直接的 和紧迫的需求，建设一套长途通信业务计算机综合管理信息系统， 对铁通公司网络运行进行实时的调度和指挥管理，这样，可以改 善和提高生产、指挥效率，进一步发挥现有通信设备的作用，有 效的管理和分配整个网络资源，使网络管理从单项的、人工的、 独立的、局部的和数据的，走向综合的、智能的、统一的、整体 第1 2 页 北京交通大学硕士学位论文基于g l s 的铁通费簿管理系统的设计与实现 的和可视化的数据，为铁通公司网络运营部更好的调度和运行网 络提供先进的管理手段，为铁通公司进一步走向市场提供良好的 服务手段。 第1 3 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通赞潭管理系统的设计与实现 第二章系统涉及的主要技术 基于g i s 的铁通资源管理系统是一个综合了多方面技术的系 统，其涉及的主要技术包括：g i s 技术、a d o 0 d b c 技术、数据库 技术、客户端服务器服务模式技术等。下面针对本系统的虚用情 况，概要介绍以上各种技术的基本内容。 2 1g i s 技术 地理信息系统( g i s ) 是用来采集、存储、管理、操作、分析、 模型化和显示地理空间信息的计算机软件系统。g i s 面向的对象是 吾类地图和地理数据，地理数据的普遍存在，决定了g 工s 应用领 域的广泛性和重要性，其主要的应用领域包括： 地图档案管理、地图制作和出版。 地理信息可视化及图文信息交互查询尤其是m i s 系统开发 中地理相关信息的处理。 小型区域或专业地理信息管理系统，用于区域管理、设施管 理或为科学研究为目的建立的资源、环境、地质、地理信息系统。 包括单机系统和基子集中共享数据的小型网络系统。 大型专业地理信息系统，旨在解决分布式、多源动态数据、 协同作业的复杂地理信息研究和分析，如规划和决策等系统，多 见于城市设施规划管理、军事应用、资源管理咀及环境分析等。 基于公共网络系统，提供公共地理信息服务的系统，如城市 交通指导、公共安全防范、旅游指南、公共设施管理等。 经过多年发展，g i s 的数据结构和核心算法已经成熟，商业化 g i s 软件也日趋完善，g i s 正广泛应用于各个领域，发挥着重要的 g i s 软件也日趋完善，g i s 正广泛应用于各个领域，发挥着重要的 第1 4 页 北京交通大学硕士学位论文基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 作用。但是传统的g i s 系统考虑的大多是单数据源、单一服务器、 单机或局域网络环境的应用。数据库技术、面向对象技术和 i n t e r 兀e t i n t r a n e t 网络技术的发展为g i s 的网络应用带来广泛的 前景，也对g i s 的研究提出了新的要求。 虽然目前三维g i s 是一个重要的研究热点，但是由于三维空 间数据的采集比较困难，而且三维空间拓扑关系、三维可视化等 算法都比二维g i s 要复杂，目前的计算机系统处理三维数据的能 力还远远达不到实用的要求，所以我们目前的研究还主要基于二 维空间。可是我们所处的空间毕竟是三维的，今后三维g i s 的研 究肯定会越来越多，近年来方兴未艾的数字地球、数字城市、数 字区域的研究的出发点也是三维g i s 。可以预期，三维g i s 的实用 化指日可待，有鉴于此，我们的基础数据都采用三维坐标表示。 但目前我们的问题域还只局限于二维空间实体。 2 1 1 g i s 开发方式 地理信息系统根据其内容可分为两大基本类型：一是应用型地 理信息系统，以某一专业、领域或工作为主要内容，包括专题地 理信息系统和区域综合地理信息系统；二是工具型地理信息系统， 也就是g i s 工具软件包，如a r c i n f o 等，具有空间数据输入、存 储、处理、分析和输出等g i s 基本功能。随着地理信息系统应用 领域的扩展，应用型g i s 的开发工作日显重要。一般应用型g i s 的开发方式有以下三种： ( 1 ) 独立开发：指不依赖于任何g i s 工具软件，从空间数据 的采集、编辑到数据的处理分析及结果输出，所有的算法都由开 发者独立设计，然后选用某种程序设计语言，如v c + 十、d e l p h i 等， 第1 5 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 在一定的操作系统平台上编程实现。这种方式的好处在于无须依 赖任何商业g i s 工具软件，减少了开发成本，但一方面对于大多 数开发者来说，能力、时间、财力方面的限制使其开发出来的产 品很难在功能上与商业化g i s 工具软件相比，而且在购买g i s 工 具软件上省下的钱可能还抵不上开发者在开发过程中绞尽脑汁所 花的代价。 ( 2 ) 单纯二次开发：指完全借助于g i s 工具软件提供的开发 语言进行应用系统开发。g i s 工具软件大多提供了可供用户进行二 次开发的宏语言，如e s r i 的a r c v i e w 提供了a v e n u e 语言，m 印i n f o 公司研制的m a p i n f op r o f e s s i o n a l 提供了h l a p b a s i c 语言等等。 用户可以利用这些宏语言，以原g i s 工具软件为开发平台，开发 出自己的针对不同应用对象的应用程序。这种方式省时省心，但 进行二次开发的宏语言，作为编程语言只能算是二流，功能极弱， 用它们来开发应用程序仍然不尽如人意。 ( 3 ) 集成二次开发：集成二次开发是指利用专业的g i s 工具 软件，如a r c v i e w 、m a p i n f o 等，实现g i s 的基本功能，以通用软 件开发工具尤其是可视化开发工具，如d e l p h i 、v c + + 、v b 、p o w e r b u i l d e r 等为开发平台，进行二者的集成开发。 集成二次开发目前主要有两种方式： o l e d d e ：采用o l ea u t 0 皿a t i o n 技术或利用叻e 技术，用 软件开发工具开发前台可执行应用程序，以o l e 自动化方式或肋e 方式启动g i s 工具软件在后台执行，利用回调技术动态获取其返 回信息，实现应用程序中的地理信息处理功能； g i s 控件：利用g i s 工具软件生产厂家提供的建立在o c x 技术基础上的g i s 功能控件，如e s r i 的m a p o b j e c t s 、m a p i n f o 公 第1 6 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 司的m a p x 等，在d e l p h i 等编程工具编制的应用程序中，直接将 g i s 功能嵌入其中，实现地理信息系统的各种功能。 三种实现方式的分析与比较 由于独立开发难度太大，单纯二次开发受g i s 工具提供的编程 语言的限制，因此结合g i s 工具软件与当今可视化开发语言的集 成二次开发方式就成为g i s 应用开发的主流。它的优点是既可以 充分利用g i s 工具软件对空间数据库的管理、分析功能，又可以 利用其它可视化开发语言具有的高效、方便等优点，集二者之所 长，不仅能大大提高应用系统的开发效率，而且使用可视化软件 开发工具开发出来的应用程序具有更好的外观效果，更强大的数 据库功能，而且可靠性好、易于移植、便于维护。尤其是使用0 c x 技术利用g i s 功能组件进行集成开发，更能表现出这些优势。 目前许多软件公司都开发了很多a c t i v e x 控件，合理选择和运 用现成的控件，减少了开发者的编程工作量，使开发者避开某些 应用的具体编程，直接调用控件，实现这些具体应用，不仅可以 ， 缩短程序开发周期，使编程过程更简洁，用户界面更友好，可以 使程序更加灵活、简便。例如，由全球最大的g 1 s 厂商e s r i ( 美国 环境研究所) 推出的m a p o b j e c t s ，以及由著名的桌面g i s 厂商美国 m a p i n f o 公司推出的m a p x 等等。 综合m a p x 的一些在地图信息处理方面优势上的考虑，本文系 统采用了基于m a p x 控件的集成二次开发方式，下面对m a p x 控件 做个简单介绍。 2 1 2 m a p x 控件 m a p x 是m a p i n f o 公司向用户提供的具有强大地图分析功能的 第1 7 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 a c t i v e x 控件产品。由于它是一种基于w i n d o w s 操作系统的标准控 件，因而能支持绝大多数标准的可视化开发环境如v i s u a lc + + 、 v i s u a lb a s ic 、d e l p h i 、p o w e r b u i l d e r 等。编程人员在开发过程 中可以选用自己最熟悉的开发语言，轻松地将地图功能嵌入到应 用中，并且可以脱离m a p i n f o 的软件平台运行。利用m a p x ，能够 简单快速地在企业应用中嵌入地图化功能，增强企业应用的空间 分析能力，实现企业应用的增值。m a p x 采用基于m a p i n f 。 p r o f e s s i o n a l 的相同的地图化技术，可以实现m a p i n f o p r o f e s s i o n a l 具有的绝大部分地图编辑和空间分析功能。而且， m a p x 提供了各种工具、属性和方法，实现这些功能是非常容易的。 ( 一) p x 的空间数据结构 空间数据结构，是g i s 的基石，g i s 就是通过这种地理空间拓 扑结构建立地理图形的空闻数据模型并定义各空间数据之间的关 系，从而实现地理图形和数据库的结合。图2 1 表示了m a p x 的 空间数据结构。 综合地图 空间宾体 瞩么二7 一啦嘞一 晾么矿抛蝴一 图2 1 从横向分析，m a p x 的空间数据结构是基于空间实体和空间索 引相结合的一种结构。空间实体是地理图形的抽象模型，主要包 括点、线、面三种类型。任何点、线、面实体都可以用直角坐标 第1 8 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通费源管理系统的设计与实现 点x 、y 来表示。点可以表示成一组坐标( x ，y ) ，对于线和面， 则均被表示成多组坐标( x 1 ，y l ：x 2 ，y 2 ：x n ，y n ) 。空间索引是 查询空间实体的一种机制，通过空间索引，就能够以尽量快的速 度查询到给定坐标范围内的空间实体及其所对应的数据。 从纵向分析，m a p x 的空间数据结构是一种分层存放的结构。 用户可以通过图形分层技术，根据自己的需求或一定的标准对各 种空间实体进行分层组合，将一张地图分成不同图层。采用这种 分层存放的结构，可以提高图形的搜索速度，便于各种不同数据 的灵活调用、更新和管理。 图2 2 ( 二) m a p x 组件的模型结构 融p x 组件的基本组成单元是o b j e c t ( 单个对象) 和c o l l e c t i o n ( 集合) 。其中集合包括对象，是多个对象的组合。每种对象和集 合负责处理地图某一方面的功能。m a p x 的模型结构如图2 2 所示。 由图2 2 可以看出，位于顶层的是p 对象本身，其它均由 第1 9 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 m a p 对象继承。l a y e r s 、d a t a s e t s 、a n n o t a t i o n s 是m a p 对象下面 的三个重要的分支。其中l a y e r 主要用于操作地图的图层，d a t a s e t 用于访问空间数据表，a n n o t a t i o n 用于在地图上增加文本或者符 号。 ( 三) m a p x 的显著特征 ( 1 ) 专题地图：将数据库表中的特定值赋给地图对象的颜色、 图案或符号从而创建不同的专题地图：可创建范围值、等级符号、 点密度、独立值、直方图和饼图6 种方式的专题地图； ( 2 ) 可深入的地图：通过点击方式可浏览与地图对象相连的 数据信息： ( 3 ) 数据绑定：地图可通过嵌入0 c x 的容器与数据库相连， 并提供了几种不同的数据绑定方式包括z i pc o d e l e v e l 地理编码 法： ( 4 ) 注解：可提供方向、加亮显示特殊数据，还可加入文本、 符号、表格使地图信息更加丰富直观； ( 5 ) 图层：显示和控制图层的缩放、使用或创建无缝地图、 还可支持一些特殊的应用，比如用于实时跟踪的活动图层和可绘 制特殊图形的用户自定义图层( 如1 0 9 0 图案) ： ( 6 ) 栅格图象：采用栅格图象作为地图的基础图层可使其它 图层有一个更细致的背景： ( 7 ) 自动标记：自动在地图上加入标记，同时标记属性和显 不； ( 8 ) 选择：可在地图上拖动鼠标以在圆、矩形或特定的点上 选择一个或多个对象或记录以供分析； 第2 0 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通资潦管理系统的设计与实现 ( 9 ) 对象库：可以使用f e a t u r e f a c t o r y 对象，创建、联接或 删除点、线、区域图形对象； ( 1 0 ) 工具：使用m a p x 的标准工具或根据需要自己创建的自 定义工具，用户可通过点击或拖拽对地图直接进行操作； ( 1 1 ) 地图编辑：允许用户添加、修改、删除地图上的文本、 编辑区域、点等特殊对象； ( 1 2 ) 投影与坐标系：m a p x 允许用户调整地图的显示、用本 地坐标系处理x y 坐标数据； ( 1 3 ) 远程空间数据服务器：可以访问存储在o r a c l e 8 i 和 m a p i n f os p a t i a l w a r e 中的远程地图数据。空间数据服务器如 s p a t i a l w a r e 和o r a c l e 8 i 等都提供了先进的查询处理能力，提高 了空间数据组织的性能。将空间数据存储到关系型数据库中，可 以增加应用程序的灵活性，同时也要求在地图编辑和大数据集方 面做更多的工作。 2 2c s 网络服务模式 客户服务器数据库技术是开发铁通资源管理系统的主要技术 之一。可视化g i s 数据和常规数据，都是通过数据库进行管理的。 最初的单机数据库应用模式早己退出历史舞台，现在绝大多数的 应用系统都采用客户服务器模式，并不断向i n t e r n e t 的应用发 展。在这里将对客户服务器模型作以简单介绍。 2 2 1 c s 模型 当多台计算机以网络连接起来后，每个用户使用一台计算机， 数据则存放在一台或多台共享的文件服务器( f i l es e r v e r ) 里。 第2 l 页 北京交通大学硕士学位论文基于g l s 的铁通资源管理系统的设计与实现 在这一模式中，用户被称为客户( c l i e n t ) ，而整个结构被称为客 户服务器模型( c l i e n t s e r v e rm o d e l ) 。 一般来说，在客户服务器模型中，通信的方式通常是客户向 服务器发送请求信息，或者是说提交一个任务，指示需要完成的 工作。服务器端接收该任务，经过些处理并完成工作后将处理 结果返回给客户端。一般情况下，是多个客户使用少量服务器。 目前，客户服务器模型有两种工作方式，一种就是一直使用的推 方式，另一种是拉方式。对于前一种来说是客户发起一个请求， 服务器响应；后一种是当客户定购种服务后，服务器以一定的 间隔或方式给客户机发送消息。 随着个人计算机的发展，其各种性能不断提高，对于较小企业 级的应用来说，服务器端往往就是采用一种具有很高硬件配置的 p c 机，然后在这台用于“服务器”功能的p c 机上安装服务器软件， 访问服务器的各个普通用户利用客户端请求服务。原来的客户端 很简单，基本就是提交任务：现在好的客户端先对数据作一些加 工处理，并在适当的时候提交任务，对返回结果也可以作一些变 换，以方便用户使用。当然，客户端的配置可以很低，这样对一 般的事务处理来说，可以在能忍受的处理速度下获得较高的性能 价格比，而且扩展起来也很方便。通常来说有两种概念的客户端， 即胖客户和瘦客户。所谓的胖客户机，就是应用软件安装在客户 机上，服务器只是把原始的数据传送过来，一切都由客户机上的 软件来完成，比如说现在的n e t s c a p e 、i e 等等。还有一种瘦客户 机，是所有的软件都是在需要的时候从服务器端下载，现在的一 些p l u g i n 就是这样的。当然，这两种客户端各有利弊，代表了 两种发展潮流。 第2 2 页 北京交通大学硕士学位论文基于g i s 的铁通瓷源管理系统的设计与实现 2 2 2 c s 模式的优点 数据库服务器相对独立：在客户服务器系统中，由于大量 的数据库操作是在后端运行的，d b m s 的速度不受工作站速度的制 约，因此工作站只能够运行前端软件即可，从而有效地延长了许 多没有运行复杂d b m s 能力地p c 机的寿命，降低了系统的成本。 分开操作也减少了连接工作站的网络上的负载。采用客户服务器 系统以后，只需把查询请求发送给数据库服务器，并把查询结果 从数据库服务器传回来，而不必将整个数据库文件在网络上进行 传输，从而使网络传输通信量大大减少。 工作站的无关性：用户不再被局限在一种类型的系统或平台 上。在客户服务器系统中，工作站可以是任何一种兼容机，它可 以在多个操作系统上运行。工作站的无关性的必然结果的就是应 用的无关性，工作站不必使用相同的d b m s 应用软件，开发人员可 以为特殊用户或特定的工作站设计前端。 方便数据完整性的维护：目前，大多数数据库服务器都运行 基于关系模型的d b m s ，这种d b m s 不允许用户不经过d b m s 就直接 访问数据。此外，d b m s 可以提供保护数据的操作，例如文件加密 存储、实时备份、磁盘镜像、磁盘双工等。d b m s 还提供事物处理 的功能，它能跟踪数据库的修改并在服务器崩溃时帮助纠正数据 库中的错误。 2 3 数据库技术 影响g i s 发展的另种关键技术是数据库技术。由于g i s 的核 心是空间数据库，g i s 既要管理空间数据，也要管理传统上由关系 数据库处理的属性数据，g i s 从诞生起，就与数据库技术密不可分。 第2 3 丽 北京交通大学硕士学位论文 基于g 】s 的铁通资源管理系统的设计与宴现 2 3 】o r d b 与o o d b 在面向对象技术逐渐成熟以后，采用面向对象技术存储复杂数 据类型的工作就成为技术热点。这种研究的结果体现在面向对象 数据库( 0 0 d b ) 和一种折中的对象关系数据库( o r d b ) 。 o o d b 是专门为实现复杂对象存储、管理以及面向对象的应用 软件开发环境而开发的。0 0 d b 是面向对象技术与数据库理论相结 合的产物。它将数据库系统的特性与面向对象程序设计语言的特 性结合起来。0 0 d b 研究涉及的问题包括数据模型、查询语言、索 引技术、查询优化和处理技术、系统结构、版本管理，用户界面 等。它具有完全面向对象的特征，其中包括对象的抽象、封装、 继承、重载和动态联编等特征。用户从问题域中抽象出来的对象 可直接由o o d b 来描述和永久化存储，从而使得应用开发的几个阶 段，包括从0 0 a 、o o d 、o o p 和数据库数据的存储和操纵，一致数 据库查询和操纵语言，保持了系统开发过程和软件生命周期各个 阶段的平滑过渡。 由于o o d b 支持复杂数据结构，包括嵌套对象、聚集对象等， 使得数据语义信息丰富；另外对象问的联系通过对象标识( o i d ) 来实现，因而能够清晰和直观地反映现实世界的实体关系，也适 合于描述诸如空间实体等复杂的现实世界对象。 但是，o o d b 用于存储传统的关系数据时，有很大的性能问题； 而且由于o o d b 底层结构一般都脱离了传统关系数据库的系统模 型，在存储普通的结构化数据时性能特别低，也不利于从传统关 系数据库过渡，不符合用户的传统习惯。所以至今为止0 0 d b 虽然 有一些产品，但难以流行。 第2 4 页 北京窑亟盔学硕士学位论文基于研s 舶铁通资源管理系统的设计与实现 0 r d b 采用折中的方案，通过扩展传统的关系数据库，在不改 变关系数据库核心的基础上，允许在s q l 环境中，从外部进行扩 展或从内部嵌入以支持对复杂对象的存储和管理，既保留了原有 关系数据库的理论和技术，又融合了面向对象的特征，所以没有 影响关系数据存储效率，因而很受欢迎。目前包括o r a c l e 、 i n f o r m i x 、i b m 等最大的关系数据库开发厂商都在自己的最新版 本数据库产品中扩展面向对象的机制和对象表示能力，形成了最 近两年最大的数据库市场热点。 0 r d b 保留了传统关系数据库的简便、实用、规范、高效的优 点，同时又具有对象技术的各种特征，更由于多年来r d b m s 培育 成熟的坚实的用户基础、丰富的数据资源和强大的市场惯性，目 前o r d b 已经成为商业化数据库的主流产品，其光芒完全遮盖了技 术上更激进的o o d b 。由于关系数据库技术是一种非常成熟的技术， 在数据安全性、完整性、一致性、并发能力和海量数据管理、开 放性以及系统的维护、管理方面都非常完善。因而如何利用数据 库技术的优势，进行地理信息系统开发，也是目前g i s 的前沿研 究领域。 o r d b 允许用户自定义非关系的复杂对象，包括数据结构和操 作方法，以支持各种传统关系数据库无法支持的复杂数据和数据 处理，如多媒体、地图、文本等。而且对象关系数据库一般都具 有优化的操作大型数据块的能力，可以存储海量复杂数据。这些 特点都为g i s 系统与数据库系统集成以开发一体化的地理信息系 统创造了良好的条件。 目前不同的商业对象关系数据库对复杂对象的支持是不同的， 但对于复杂对象的支持基本是一致的。 第2 5 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 2 3 2o r a c l e 9 i 数据库简介 本系统采用o r d b 的0 r a c l e 9 i 作为服务器端的d b 惦， o r a c l e 是以高级结构化查询语言( s q l ) 为基础的大型关系数据 库，通俗地讲它是用方便逻辑管理的语言操纵大量有规律数据的 集合。是目前最流行的客户服务器( c l i e n t s e r v e r ) 体系结构的 数据库之一。它具有以下几个特点： 引入了共享s q l 和多线索服务器体系结构。这减少了o r a c l e 的资源占用，并增强了o r a c l e 的能力，使之在低档软硬件平台上 用较少的资源就可以支持更多的用户，而在高档平台上可以支持 成百上千个用户。 提供了基于角色( r o l e ) 分工的安全保密管理。在数据库管理 功能、完整性检查、安全性、一致性方面都有良好的表现。 支持大量多媒体数据，如二进制图形、声音、动画以及多维 数据结构等。 提供了与第三代高级语言的接口软件p r o 木系列，能在c ，c + + 等主语言中嵌入s q l 语句及过程化( p l s q l ) 语句，对数据库中的 数据进行操纵。加上它有许多优秀的前台开发工具如p o w 职 b u i l d e r 、s q l f o 脒s 、v i s i a 队s i c 等，可以快速开发生成基于 客户端p c 平台的应用程序，并具有良好的移植性。 提供了新的分布式数据库能力。可通过网络较方便地读写远 端数据库里的数据，并有对称复制的技术。 2 3 3 a d 0 o d b c 的对象模型 目前，数据访问接口有三种：a c t i v e x 数据对象( a d o ) 、远程 数据对象( r d o ) 和数据访问对象( d a o ) 。数据访问接口是一个对 第2 6 页 北京交通大学硕士学位论文 基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 象模型，它代表了访问数据的各个方面。使用v i s u a lb a s i c ，可 以在任何应用程序中通过编程控制连接来访问数据。 数据访问技术总是在不断迸步，而这三种接口的每一种都分 别代表了该技术的不同发展阶段。a d o 是d a 0 r d o 的后继产物。a d o 2 o 在功能上与r d 0 更相似，而且一般来说，在这两种模型之间有 一种相似的映射关系。a d o 扩展了d a o 和r d 0 所使用的对象模型， 这意味着它包含较少的对象、更多的属性、方法( 和参数) ，以 及事件。 。 例如，a d o 没有与r d o e n g i n e 和r d 0 e n v i r on f f i e n t 对象相等同的 对象，可以显露o d b c 驱动程序管理器和h e n v 接口。尽管事实上 您的接口可能是通过o d b c0 l ed b 服务提供程序实现的，但您当 前也不能从a d 0 中创建o d b c 数据源。a d o 比r d 0 和d a o 更加简单， 但a d o 的功能更加强大，而且具有更加灵活的对象模型。本系统 采用a d o 作为数据访问接口。a d o 对象模型如图2 3 所示： 图2 3 每个c o n n e c t i o n 、c o i t 嗽n d 、r e c o r d s e t 和f i e l d 对象都有 p r o p e r t i e s 集合。 第2 7 页 北京交通大学硕士学位论文基于g i s 的铁通资源管理系统的设计与实现 a d o 的主要对象功能如下： c o r r 眦n d ：包含某个命令， 例如查询字符串、参数定义等的 信息。 c o n n e c t i o n ：包含关于某个数据提供程序的信息，例如设置 数据源名称、用户名、密码等。 e r r o r ：包含数据提供程序出错时的信息。 f ie l d ：包含记录集中数据的某个列的信息。 r e c o r d s e t ：包含某个查询返回的记录，以及那些记录中 的游标。 下面是一个简单的例子，用来访问o d b c 数据源： 其中，g i s d a t a 是在控制面板里的0 d b c 数据源( 3 2 位) 中设 置的数据源名称，它的数据库驱动程序是“m i c r o s o f t0 d b cf o r o r a c l e ”，语句结束后，结果集r s 中就存储了