（计算机应用技术专业论文）基于web的电力通信资源地理信息系统研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 电力通信资源地域辽阔、设备种类繁多、网络结构复杂，如何对这些资源进行 可视化管理，并对网络的建设和规划提供辅助决策，这是目前电力通信管理面临的 主要问题。本文根据电力通信管理业务的实际需求，对系统进行了体系结构设计及 空间数据库设计，综合运用w e b 技术、g i s 技术、构件技术及w e bs e r v i c e 技术实现了 b s 架构的主要功能。该系统实现了电力通信资源管理的自动化，提高了数据处理 的速度和质量，能够及时、准确地传递信息并辅助决策。 关键词w c b g i s ，电力通信资源，空间数据库， l a p x t r e m e 2 0 0 4 a b s t r a c t p o w e rc o m m u n i c a t i o nr e s o u r c e sc o v e rav e r yb r o a ds p a c ea n di n c l u d eav a r i e t y o fd e v i c e s ，t h es t r u c t u r eo fn e t w o r ki s v e r yc o m p l e x h o wt oi m p l e m e n tt h e v i s u a l i z a t i o nm a n a g e m e n ta n dp r o v i d ea i d e dd e c i s i o n m a k i n gf o r t h en e t w o r k c o n s t r u c t i o na n dp l a n n i n ga r et h em a i np r o b l e m sf a c e db yt h e m a n a g e m e n t a c c o r d i n gt ot h ea c t u a lr e q u i r e m e n t s ，a r c h i t e c t u r ed e s i g na n ds p a c ed a t a b a s e d e s i g n a r ei n t r o d u c e d s e v e r a ln e w t e c h n o l o g i e s l i k ew e bt e c h n o l o g y ，g i s t e c h n o l o g y ，c o m p o n e n tt e c h n o l o g ya n dw e bs e r v i c et e c h n o l o g ya r eu s e dt o i m p l e m e n t t h em a i nf u n c t i o n so fb sa r c h i t e c t u r e i tc a n m a n a g ep o w e r c o m m u n i c a t i o nr e s o u r c e st na u t o m a t i cl e v e l ，e n h a n c et h es p e e da n dt h eq u a i l t yo f d a t ap r o c e s s i n g ，t r a n s f e ri n f o r m a t i o na n da s s i s t a n td e c i s i o n - m a k i n gi nt i m ea n d a c c u r a t e l y z h a o y u e z h a i ( c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f m as ux i a k e yw o r d s ：w e b g i s ，p o w e rc o m m u n i c a t i o n r e s o u r c e s ，s p a c ed a t a b a s e ， m a p x t r e m e 2 0 0 4 华北电力大学硕士学位论文 摘要 电力通信资源地域辽阀、设备种类繁多、网络结构复杂，如何对这些资源进行 可视化管理，并对网络的建设和规划提供辅助决策，这是目前电力通信管理面临的 主要问题。本文根据电力通信管理业务的实际需求，对系统进行了体系结构设计及 空间数据库设计，综合运用w e b 技术、g i s 技术、构件技术及w e bs e r v i c e 技术实现了 b s 架构的主要功能。该系统实现了电力通信资源管理的自动化，提高了数据处理 的速度和质量，能够及时、准确地传递信息并辅助决策。 关键词w e b g i s ，电力通信资源，空间数据库，m a p x t r e m e 2 0 0 4 a b s t r a c t p o w e rc o m m u n i c a t i o nr e s o u r c e sc o v e rav e r yb r o a ds p a c ea n di n c l u d eav a r i e t y o fd e v i c e s ，t h es t r u c t u r eo fn e t w o r ki s v e r yc o m p l e x h o wt oi m p l e m e n tt h e v i s u a l i z a t i o nm a n a g e m e n ta n dp r o v i d ea i d e dd e c i s i o n m a k i n gf o r t h en e t w o r k c o n s t r u c t i o na n dp l a n n i n ga r et h em a i np r o b l e m sf a c e d b yt h em a n a g e m e n t a c c o r d i n gt ot h ea c t u a lr e q u i r e m e n t s ，a r c h i t e c t u r ed e s i g na n ds p a c ed a t a b a s e d e s i g n a r ei n t r o d u c e d s e v e r a ln e w t e c h n o l o g i e s l i k ew e bt e c h n o l o g y , g i s t e c h n o l o g y ，c o m p o n e n tt e c h n o l o g ya n dw e bs e r v i c et e c h n o l o g ya r eu s e dt o i m p l e m e n t t h em a i nf u n c t i o n so fb sa r c h i t e c t u r e i tc a n m a n a g ep o w e r c o m m u n i c a t i o nr e s o u r c e si na u t o m a t i cl e v e l ，e n h a n c et h es p e e da n dt h eq u a l i t yo f d a t ap r o c e s s i n g ，t r a n s f e ri n f o r m a t i o na n da s s i s t a n td e c i s i o n - m a k i n gi nt i m ea n d a c c u r a t e l y z h a o y u e z h a i ( c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f m as ux i a k e yw o r d s ：w e b g i s ，p o w e rc o m m u n i c a t i o n r e s o u r c e s ，s p a c ed a t a b a s e ， m a p x t r e m e 2 0 0 4 华北电力大学硕士学位论文 y8 1 ；8 1 5 8 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于w e b 的电力通信资源地理信 息系统研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研 究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：垫鱼鸯日期： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留，使用学位论文的规定，即：学校有权 保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：学校可以采用影印、缩印或 其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校 可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 日期：兰塑垒：! ：! 乡日期：墨型! ：! 多 华北电力大学硕士学位论文 1 1w e b g is 简介 1 1 1g i s 、w e b g i s 的概念 第一章 引言 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m s ，g i s ) 产生于7 0 年代中期。g i s 是一门专门用于管理地理空间分布数据的计算机系统，是以采集、储存、管理分析 和描述整个或部分地球表现( 包括大气层在内) 与空阆地理分布有关的数据的空间 信息系统，是一门集计算机科学、测绘遥感学、地理学、环境科学、空间科学、信 息和管理科学为一体的新兴边缘科学。地理信息系统与其它信息系统的主要区别在 于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信 息成为信息检索的重要部分。在地理信息系统中，现实世界被表达成一系列的地理 要素和地理现象，这些地理特征至少由空间位置参考信息和非位置信息两个组成部 分。 地理信息系统具有以下三个方面的特征： 第一。具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态 性。 第二，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的 或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用的信息，完成人类难以完成的 任务。 第三，计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统 能快速、精确、综合的对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。 随着i n t e r n e t 技术的不断发展和人们对地理信息系统( g i s l 的需求，利用i n t e r n e t 在w e b 上发布和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已 经成为g i s 发展的必然趋势。于是，基于i n t e r n e t 技术的地理信息系统一w e b g i s 就 应运而生。 w e b g i s 是i n t e r n e t 技术应用于g i s 开发的产物。g i s 通过w w w 功能得以扩 展，真正成为一种大众使用的工具。从w w w 的任意一个节点，i n t e r n e t 用户可以 浏览w e b g i s 站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析， 从而使g i s 进入干家万户。建立基于b r o w s e r s e r v e r s 的w e b g i s 服务能够充分利用 大量的w e b 资源，合纵连横，向更为广大的g i s 用户提供更为广泛的地理空间信 息服务，这已经成为目前国际g i s 发展的主要趋势。 华北电力大学硕士学位论文 1 1 。2w e b g i s 的特点 1 1 2 1 系统集成方面 首先，w e b g i s 是一个开放系统。注重数据共享、软件重用、跨平台运行和易 于集成等。简单地说，它能够共享多种来源、多级尺度、存放在不同地点的地理数 据；能够通过对象管理、中间件和插件等技术手段与非g i s 系统( 如d e l p h i ) 集成； 并能够通过j a v a 、c o r b a 、d c o m 等技术跨平台协作运行，支持用客户机服务器 模式等。开放式系统使g i s 用户、软件开发者、系统集成者都得到益处。 其次，w e b g i s 适合在万维网环境中运行。将g i s 软件与w e b 服务器集成，通 过普通浏览器，用户可以在任何地方操纵网络g i s ，享用地理空间信息服务，从而 将g i s 扩展成为公众服务系统；同时拓宽地图出版渠道，降低数据散发成本，提高 地理数据共享程度。 最后，w e b g i s 支持数据分布( d a t ad i s t r i b u t i o n ) 和计算分布( d i s t r i b u t e d p r o c e s s i n g ) 。g i s 服务器为局域和远程用户提供g i s 服务，如地理数据目录服务， 地理数据存取服务，地理空间分析服务，地理空间可视化服务等。通过互操作技术， 一个g i s 处理过程可由多个g i s 服务器协调完成，它们共享分布的数据对象，在多 个不同的平台上协同运行，最大限度地利用网络资源。 1 1 2 2 与传统g i s 比较方面 传统的g i s 系统一般是采用集中模式和客户端服务器模式。集中模式的g i s 系统由主机和终端组成，终端只是纯粹简单的用户界面，即接受用户的输入并把输 入发送给g i s 主机，接受g i s 服务器格式化的处理结果，并展现给用户；g i s 主机承 担所有的处理终端输入、格式化处理结果、维护数据库等操作。在集中模式下的g i s 系统结构相对简单，信息库的存储、浏览、查询、检索、维护等都“集中”于g i s 主机，服务的提供完全依赖于g i s 主机，所以，这种模式对主枫的速度、可靠性等 要求极高，一般需要专门的服务器，这就提高了系统的造价。 客户服务器模式的g i s 系统由服务器和多客户端组成，客户端管理用户接口， 处理应用逻辑：产生数据库请求，并向g i s 服务器发送请求，然后从g i s 服务器接 受结果；格式化结果，并发布给用户。g i s 服务器的功能则突出为计算和数据库功 能，即它承担从客户机接受数据库请求，处理数据库请求并传送结果给客户机；并 且提供高速、高效和可靠的数据库功能。在客户服务器模式下的g i s 系统，客户机 执行前端处理。服务器执行后端处理。它把整个系统的负担在客户服务器问迸行适 当的分配，在客户端运行应用程序符合实际应用多样性的需要，而对于整个系统的 基础一数据库则集中于服务器，便于数据库的维护。这种结构具有强壮的数据操纵 ， 华北电力大学硕士学位论文 和事务处理能力，以及数据的安全性和完整性约束。 这两种模式需要很高的设备经费，在g i s 广泛发展的今天，不可能所有的用户 都有一套系统，海量并不断变化的地理信息使数据库和系统维护背上了沉重的包 袱，维护费用也是相当高的。而且，地理信息是分布式存在的，在不断的重复过程 中，存在着不必要的浪费和误差。g i s 系统的数据是无法随身携带的，用户在异地 需要查看数据几乎是不可能的，w e b g s 就可以有效地解决这些问题，系统的模式 较接近于客户服务器模式，但其服务器是i n t e r n e t 中的一个服务器节点，通过w e b 为世界范围内的网络用户提供地理信息，i n t e r n e t 用户不需要购买专用的g i s 软件 就可以通过浏览器获得g i s 应用功能，使得g i s 的广泛使用成为可能。而且，系统 和数据库的维护只局限于g i s 服务器群内部，随时提供最新的信息。所以，w e b g i s 具有较低的开发和应用管理成本，著对不同的用户、不同的操作系统真正提供信息 共享。 与传统g i s 相比，w e b g i s 具有以下优点： ( 1 ) 更广泛的访问范围。客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最 新数据，而这一i n t e r n e t i n t r a n e t 所特有的优势大大方便了g i s 的数据管理，使分布 式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。 ( 2 ) 平台独立性。无论服务器客户机是何种机器，无论w e b g i s 服务器端使用 何种g i s 软件，由于使用了通用的w e b 浏览器，用户就可以透明地访问w e b g i s 数 据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空问数据的协同处理与分 析，实现远程异构数据的共享。 ( 3 ) 可以大规模降低系统成本。普通g i s 在每个客户端都要配备昂贵的专业 g i s 软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。 w e b g i s 在客户端通常只需使用w e b 浏览器( 有时还要加一些插件) ，其软件成本与 全套专业g i s 相比明显要节省得多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用 也不容忽视。 ( 4 ) 更简单的操作。要广泛推广g i s ，使g i s 系统为广大的普通用户所接受， 而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，就要降低对系统操作的要求。通用 的w e b 浏览器无疑是降低操作复杂度的晟好选择。 ( 5 ) 平衡高效的计算负载。传统的g i s 大都使用文件服务器结构的处理方式， 其处理能力完全依赖于客户端，效率较低。而当今一些高级的w c b g i s 能充分利用 网络资源，将基础性、全局性的处理交由服务器执行，而对数据量较小的简单操作 则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在 服务器端和客户端的合理分配，是一种较理想的优化模式。 华北电力大学硕士学位论文 1 2w e b g l s 的发展现状 1 2 1 国内研究动态 国内的武汉测绘科技大学实现了i n t e r n e t g e o s t a r ；北京大学李疡教授、许卓群 教授和中科院遥感应用研究所杨崇俊研究员各自领导的课题组都在从事w e b g i s 开 发，许多其他的g i s 公司也在w e b g i s 方面做了很多工作。从技术角度对比来看， 我国g i s 技术的研究与国际水平相当，基本处于第三代水平，市场上已经涌现出了 很多高水平的g i s 软件，如：m a p g i s 、g e o s t a r 、s u p e r m a p 和m a p e n g i n e 等，目前 正在朝着第四代g i s 方向发展。 国内部分地理信息系统的前端开发平台多选用基于w i n d o w s 平台的 v c 6 0 d e l p h i 与m a p i n f o 公司的地理信息o c x 控件m a p x ，如黑龙江省电力通信地 理信息系统；或采用a r c i n f o 的g i s 平台进行开发，如广州汉佳公司开发的广州 联通公司传输资源管理系统；另外还有采用全组件式g i s 开发平台s u p e r m a po b j e c t s 进行开发的，如上海华冠电子设备有限公司开发的用于监控和管理电力负荷网络软 件。 与国外相比，国内的地理信息技术起步较晚，但发展迅速。网络技术及软件技 术的飞速发展极大地推动了地理信息系统的发展，目前已具有了国产地理信息系统 软件平台，如超图公司的s u p e r m a p g i s 全系列软件，己发展成为拥有从桌面g i s 、 嵌入式g i s 、网络g i s 到组件式g i s 的全g i s 产品系列，在海量数据管理、多源数 据无缝集成、g i s 与c a d 结合等g i s 核心技术上取得了重大突破。从平台和技术 角度已具备开发大型应用软件的条件。 随着我国综合国力的不断攀升，科学技术的不断普及，w e bg i s 技术在我国的 应用也逐步拓展开来。北京图行天下信息咨询有限公司的“图行天下” ( t t p ：w w w 9 0 2 m a p c o m ) y 全国各大城市的交通、旅游、购物等功能。一些有能力的 省政府或者市政府投资建设了各自管辖范围内的“数字城市”。另外一些以显示专 题地图为主的w e bg i s 系统也随着需求应运而生，例如：由北京中遥地网信息技术 有限公司研发的 2 0 0 3 中国非典信息系统 ( h t t p ：h w w w d i g i t a l e a r t h c n s a r s 2 0 0 4 s i n a s a r s 一2 0 0 3 ) 。 f 2 1 国外研究动态 w e b g i s 是当今g i s 的制高点，已成为各大厂商激烈竞争的焦点。几个重要的g i s 厂商争相发布各自的w e b g i s 产品，国外e s r i 、 m a p l n f o 、 i n t e r g r a p h 、a u t o d e s k 等 公司已经提供了他们各自的w e b g i s 解决方案，如m a p l n f o 公司的m a p i n f op r o s e r v e r 、 华托电力大学硕士学位论文 i n t c r g r a p h 公司的g c om e d i aw e bm a p 、e s r i 的i n t e m e tm a ps e r v e r ( i m s ) f o ra r c v i e w m a po b i e c t s ，著名的c a d 厂商a u t o d e s k 公司也推出了m a p g u i d e 。这些产品大多 发布于1 9 9 6 1 9 9 7 年。最近b e n t l y 公司和m a p i n f o 公司又相继推出了 m o d e l s e r v c “d i s c o v e r y 和m a p xs i t e 。 w e b g i s 以其特有的交互式处理空间地理信息的优势得到了越来越高的重视， 在国际上的应用十分广泛。1 9 9 3 年1 1 月，挪威t r o m s o 大学在本国建立了地图w e b 服务器( h t t p ：w w w u i t n o n o r g e ) 。n s d i 即美国国家空间数据基础设旖( n a t i o n a l s p a t i a ld a t ai n f r a s t r u c t u r e ，n s d i ；h t t p ：w w w 蟾d c g o v ) ，是由联邦地理信息委员会 ( f g d c ，f e d e r a lg e o g r a p h i cd a t ac o m m h t e e ) 负责的。这一任务迫使美国所有的地理 信息代理机构着手将地理信息放在互联网上，为公众提供在线服务。f g d c 为许多 国家、地区、教育、私人公司以及国际g i s 生产商，提供在线分布式地理信息服务。 u c s b ，美国加利福尼亚大学( u n i v e r s i t yo fc a l i f o r n i aa ts a n t ab a r b a r a ) ，主持的国家 自然科学基金支持的关于数字图书馆的 a l e x a n d r i a项目 ( h t t p ：，a l e x a n d r j a s d c u c s b e d u ) 。此计划的目的是建立具有空间参考信息的在线数字 蕊书馆，让不同背景的人能定位、浏览、分析数字空间信息。美国地质调查局( u s g s ) 维持的一个网站使用美国国家地图集( h t t p ：w w w n a t i o n a l a t l a s g o v ) 允许用户选择地 图图层进行显示并生成他们自己的地图。美国人口普查局也有一个网站，名为“拓 扑统一地理编码格式( t i g e r ) 地图制图服务”( h t t p ：t i g e r c e n s u s g o v ) ，在该网站上 互联网用户可以将美国任何一处的公共地理数据输出成图。 1 2 2w e b g i s 的技术发展 w e b g l s 技术大致来说有以下三种：c g i 、p l u g i n 和j a v a a p p l e t 。 ( 1 ) w e b g i s 较早使用的方法是c g i 技术。c g i ( 公共网关协议) 是一种连接 应用程序和w e b 服务的标准协议，是h t m l 的延伸。由于h t m l 设计的原则是显 示信息丽不是处理信息，所以缺乏交互性，而c g i 正是扮演了连接用户和服务器端 数据的桥梁。1 9 9 7 年e s r i 推出了m a po b j e c t si n t e r n e tm a ps e r v e r ，使用h t m l 将 用户浏览器的请求传给w e bs e r v e r ，而w e bs e r v e r 则通过专用的c g i 界面与g i s s e r v e r 连接，g i ss e r v e r 承担了所有的查询、计算工作，将结果构建成一个h t m l 文件传回给w e b s e r v e r ，再将h t m l 文件传给客户浏览器。由于凡乎所有的工作都 是在服务器端进行的，一般又称之为侧重服务器端的w e b g t s 。这种方式的缺点是 提供给客户端的g i s 处理功能有限，处理速度慢，反馈给客户的信息都是静态的等 等。 ( 2 ) p l u gi n 是一种侧重客户端的技术。它将服务器上的部分g i s 功能移到客 户端，这部分功能被设计成能与网络浏览器交换信息的专门的g i s 软件，称为g i s 华北屯力大学硕士学位论文 插件。这样不仅加- 陕了使用者操作的反应速度，而且也减少了网络流量。虽然p l u g i n 可以和浏览器以其有效的处理空间地理信息，但同时也是有它的弊端：首先，因 为几乎每个软件厂商都希望他们开发的软件能和网络环境兼容，造成了客户端的负 担过重。其次，这些嵌入式软件不好管理，因为只要能够上网，就能够下载安装这 些软件，不利于网络安全。 ( 3 ) j a v aa p p l e t 是一种利用目前网络上最普及的语言j a v a 制作的可执行小应 用程序。用这种方法传给用户的是矢量的地理元索实体，而不只是一幅由服务器处 理好的静态图像，给予了用户更大的操作自由度，可以自由地处理每个元素，不但 可以查询地图数据，还可以分析和更新数据。嵌入浏览器中运行的j a v a 程序直接在 用户机器上执行，无须安装，也不会产生复杂的软硬件兼容性问题，简便可靠。在 网上传输的是各类矢量图形数据和属性数据，较之图像数据流量大大降低，同时由 于程序是在用户端执行的，许多简单操作无须通过网络传交服务器处理，也减少了 用户和服务器之间的数据流量，从而提高了整个网络的运行效率，加快了响应速度。 服务器的处理负载降低，使之可以响应更多的请求。 从w e b g i s 技术的发展状况来看，重点是在寻求一种能够达到服务器端和客户 端g i s 功能处理上的负载平衡，提高系统的整体效率。由于w e b g i s 的重要性和它 所提供的巨大商业机会，世界各大g i s 厂商分别推出自己的w e b g i s 产品。其中最 为著名的有e s r i 公司的a r c i n f o 系列产品中的a r c l m s ，m a p l n f o 公司的m a p o b i e c t 等。 1 3 课题背景及意义 1 3 1 课题背景 电力通信资源是确保电网安全、稳定、经济运行的重要资源，是电力系统的重 要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确 性具有极严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此，进行合理 的开发与利用，对电力通信迅速发展以及国家的可持续性发展战略都有积极而又深 远的意义。 目前，电力通信资源管理一方面普遍存在着资源孤立分散，信息化水平低，信 息交换渠道不畅、数据交换困难等问题；另一方面电力通信资源管理日常工作中涉 及大量的报表、图表的制作、收发、传送和查询统计等工作。随着电力通信管理职 能的全面到位和管理工作的不断深入，对管理手段和管理水平提出了更高、更新的 要求，如何应用现代化手段提高工作效率和管理水平成为了一个亟待解决的问题。 近些年来计算机技术的迅猛发展，尤其是g i s 技术的成熟，使地理信息资源管 华托电力大学硕士学位论文 理信息化成为了现实。加强对电力通信资源的综合管理，需要对传统的处理技术进 行革新，以提高数据处理的速度和质量，减轻工作人员工作量，提高办公自动化水 平。如何利用先进的计算机技术来管理电力通信资源，并在较短的时间内，方便、 快捷地开发出适合于电力通信资源管理的信息系统就成了当前的个重要任务。 1 3 2 课题意义 由于i n t e r n e t 的飞速发展，使传统g i s 的发展更加广阔。它改变了g i s 数据及 应用的访问和传输方式，使g i s 真三变成了大众使用的工具。w e b g i s 是i n t e r n e t 和w w w 技术应用于g i s 开发的产物，是实现g i s 互操作的一条最佳解决途径。从 i n t e r n e t 的任意节点，用户都可以浏览w e b g i s 站点中的空间数据、制作专题图、进 行各种空间信息检索和空间分析。 w e b g i s 不但具有大部分乃至全部传统g i s 软件具有的功能，而且还具有利用 i n t e r n e t 优势的特有功能，即用户不必在自己的本地计算机上安装g i s 软件就可以 在i m e r n e t 上访问远程的g i s 数据和应用程序，进行g i s 分析，在i n t e r n e t 上提供 交互的地图和数据。因此运用w e b g i s 技术对全国范围内的电力通信设备进行可视 化的分布管理，能够很好地解决电力通信设备管理中所存在的问题，并为业务的发 展提供决策支持。 1 4 论文所要解决的问题 本文着重介绍基于w e b 的电力通信资源地理信息系统研究，主要做了以下几方 面的工作： 1 ) 熟悉w e b g i s 理论及相关技术知识。 ( 2 ) 对基于w e b 的电力通信资源地理信息系统进行必要的需求分析，包括系统 功能，采用的关键技术和实现的难点，整个系统的开发和运行环境等方面的阐 述。 ( 3 ) 根据系统开发的需要，对系统实现所采用的关键技术进行解释说明。 ( 4 ) 详细阐述基于w e b 的电力通信资源地理信息系统的体系结构、功能结构、 数据库设计。并对业务组件和用户接口做特别说明。 对整个分析、设计和开发工作进行总结，找出缺点与不足，并展望分布式g i s 的未来。 华北电力大学硕士学位论文 1 5 系统开发环境与工具 1 5 1 n e t 介绍 n e t 是一一个面向网络、支持各种用户终端的开发平台，它定义了一种公用语 言子集( c o m m o nl a n g u a g es u b s c t ，c l s ) ，是一种为符合规范的语言与类库之问 提供无缝集成的混合语言。n e t 统一了编程类库，提供了对下一代网络通信标准一 一可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，x m l ) 的完全支持，使应用 程序的开发变得更容易、更简单。n e t 为使用与开发人员提供了功能强大、种类丰 富的管理与开发工具，同时这些工具也是n e t 框架提供的服务，n e t 平台提供了 大量的工具和服务，能够最大限度地发掘和使用计算及通信能力。其中，v i s u a l s t u d i o n e t 是n e t 的核心开发工具，包括了m i c r o s o f t 公司提供的各种开发语言。 v i s u a ls t u d i o n e t 是一套完整的开发工具，用于生成a s pw e b 应用程序、x m l w e bs e r v i c e s 、桌面应用程序和移动应用程序。v i s u a lb a s i c n e t 、v i s u a lc + + n e t 、 v i s u a lc 撑n e t 和v i s u a l 肼n e t 全都使用相同的集成开发环境( i d e ) ，该环境允 许它们共享工具并有助于创建混合语言解决方案。另外，这些语言利用了n e t f r a m e w o r k 的功能，该框架提供对简化a s pw e b 应用程序和，x m lw e bs e r v i c e s 开发的关键技术的访问。 a s p n e t 是n e tf r a m e w o r k 在活动w e b 页上的应用。使用a s p n e t 可以创 建编译好的、数据驱动的w e b 页，通过这些w e b 页可以访问n e tf r a m e w o r k 的各 种特性和功能。a s p n e t 在设计网络应用方面除了可以提高程序面向对象程度，减 少网页程序设计与窗体程序设计的差异外，还有如下好处： ( 1 ) 界面与商业逻辑的分离 a s p n e t 中，页面文件( 界面) 与程序代码( 商业逻辑) 分别存于不同的文件中， 这样很方便程序的编辑和维护。当商业逻辑发生变化时，只要修改程序代码即可， 页面文件保持不变。 ( 2 ) 可以使用n e t 框架的服务 n e t 类库及i n t e r n e t 网上即将出现的大量w e bs e r v i c e 实际上是程序员巨大的 财富。在a s e n e t 下，程序员可以通过服务器端的代码方便地访问这些服务f 处理 i o 、访问数据、甚至调试1 。 ( 3 ) 提高浏览速度 用a s p n e t 书写的页面在第一次被访问时会被i i s ( i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r 网络信息服务器，是微软的一个w e bs e r v e r ) 编译，并在内存中保留编译副本，当页 面第二次访问时，速度为大为改进。当然，由此而造成的“后果”是，第一次访问 非常慢。 华北电力大学硕士学位论文 ( 4 ) 更多可选的编程语言 以前在网页设计中，我们大多只能选择j a v a 、v b 脚本，还有一些p e r l 作为编 程语言。a s e n e t 打破了这种限制。事实上，在a s p n e t 中，我们可以选择c 掸、 c 十+ 、v b 甚至d e l p h i 、c o b o l 等作为程序设计语言( 因为在构建在公用语言运行库上 的语言在本质上并无差别) 。 ( 5 ) 支持在线更新 在运行过程中，i i s 将程序文件保留于内存中，此时，可以将文件更新，磁盘上 的文件一旦更新完毕，i i s 便会自动采用更新后的版本，重新编译。 1 5 2 面向对象的c # 介绍 当m i c r o s o f t 公司推出组件对象模型( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ，c o m ) ，通过 将组件改变为通用、集成型的构件，开发人员逐渐地从过去的繁杂编程事务中解脱 出来，可以选择自己最得心应手的编程语言进行编程。然而，软件组件与应用程序 之间的结合仍然是松散的，不同的编程语言与开发平台限制了模块问的互用性，其 结果是产生了日益庞大的应用程序与不断升级的软硬件系统。为了将快速的应用程 序开发与对底层平台所有功能的访问紧密结合在一起，m i c r o s o f t 公司推出了c 群。 甜是专门为n e t 应用而开发的面向对象程序设计语言，c 舟为c + + 程序员提供了快 捷的开发方式，使得程序员能够在n e t 平台上快速开发各种应用程序。同时，c 样 忠实地继承了c 和c + + 的基本特征一一强大的控制熊力及其它优点。 使用c 撑语言设计的组件能够用于w e b 服务，通过i n t e r n e t ，可以被运行于任何 操作系统上的任何编程语言所调用。饼运行于n e t 平台之上，其各种特性与n e t 有着密切联系。它没有自己的运行库，许多强大的功能均来自n e t 平台的支持。 1 5 3m a p x t r e m e 2 0 0 4 介绍 m a p x t r e m e 2 0 0 4 基于微软的n e t 架构开发的产品。m a p x t r e m e 2 0 0 4 产品使得开 发人员可以享用微软的n e t 技术架构带来的好处，如跨语言性，创建w 曲服务，部 署分布式应用等先进的技术。m a p x t r e m e 2 0 0 4 的构建基础是m i c r o s o f t n e t 体系结 构，m a p x t r e m e 2 0 0 4 使用了m i c r o s o f t n e t 基础结构包括的功能。无论桌面版应用 和w e b 应用，都可以使用相同的对象模型，从而大大缩短和简化了开发周期。 m a p x t r e m e 2 0 0 4 是一个基于i n t e r n e t i n t r a n e t 技术的地图应用服务器，通过对 g i s 软件m a p l n f o 和m a p x 的功能集成，信息管理员只需在服务器上安装 m a p x t r e m e 2 0 0 4 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 a n e t 使用w e b 浏 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 所提供的功能，如地图的显示、缩放、漫 游、访问地图上连接的信息以及制作专题。使用m a p x t r e m e 开发应用，开发人员能 9 华北电力大学硕士学位论文 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、访问用户多的单位的实际情况。 此外，由于使用浏览器作为应用的客户端，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。m a p x t r e m e 系统主要由三个层次组成。顶层是i n t e r n e t 技术，在这一层中采用了成熟的t c p i p 、 w e b 等技术 t 7 c g i 、h t m l 等标准，保证了其标准性、开放性和先进性。底层是 m a p l n f op r o f e s s i o n a l 图形平台和基于a c t i v e x 的m a p x 控件技术。经过卜多年的发 展m a p l n f op r o f e s s i o n a l 已经相当稳定和完善，足以担当空间数据库内核。m a p x 是 一个图形功能丰富的控件提供了基于技术的对象链按与嵌入组件。m a p x t i e i n e 本体 位于项层和底层之间，作为服务器端的新一代地图应用服务运行模式采用了内置开 发工具进程调度器和分布应用模式等多种新技术。具有低消耗、开发便捷、即见即 所得等特点。 m a p x t r e m e 2 0 0 4 的特点： ( 1 ) m a p x t r e m e 2 0 0 4 对象模型，与n e t 框架兼容。 ( 2 ) m a p x t r e m e 2 0 0 4 为开发人员提供了可以在v i s u a ls t u d i o n e t 中使用的控 件、对话框以及模板，用于开发w e b 应用程序的，开发人员可以利用对象模型将这 些组件进行扩展，从而获得更高级的功能。 ( 3 ) m a p x l r e m e 2 0 0 4 提供创建地图、显示，对各种源的数据访问，主题地图 绘制、光栅和网格处理、对象处理和表示。 ( 4 ) m a p x t r e m e 2 0 0 4 提供了对象池和缓存功能，开发人员可以使用这些功能按 不同的性能要求对w e b 应用程序进行精细调整。 1 。5 4 开发环境的配置 1 5 4 1 硬件环境 ( 1 ) 服务器；专用服务器或p e n t i u m 内存5 1 2 m 以上，1 0 0 m 网卡。 ( 2 ) 客户端：p e n t i u mi v 以上微机， 显示适配器，1 0 0 m 网卡。 以上的微机服务器，硬盘4 0 g 以上 硬盘2 0 g 以上，内存1 2 8 m 以上，真彩 ( 3 ) 外部设备：a 0 幅面绘图仪、平推打印机、a 4 以上幅面激光打印机，彩 色喷墨6 0 0 d p i 以上的扫描仪。 ( 4 ) 网络设备：采用总线型的星形拓扑结构的局域网，基本配置为集线器( 或 者交换机) 。 华北电力大学硕士学位论文 - - 一一一 1 5 4 2 软件环境 ( 1 ) 开发环境：包括操作系统、数据库系统、地图处理系统、网页编辑系统和 程序开发语言等。 操作系统：w i n d o w s 2 0 0 0p r o f e s s i o n a l 、w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 。 数据库系统：s o ls e r v e r 2 0 0 0 。 地图处理系统：m a p x 、m a p x t r e m e 2 0 0 4 。 网页编辑系统：d r e a m w e a v e rm x2 0 0 4 。 程序开发语言：