（计算机软件与理论专业论文）基于web20的校园电子地图平台研究与实现.pdf

摘要 通过对目前国内外高校建立的校园电子地图系统的研究发现，由于缺乏用户 积极参与，数据更新不及时，系统定制程度高而缺失变动灵活性，业务功能可扩 展性差等弊端，校园电子地图系统缺乏生命力，并且系统功能逐渐被g o o g l e 、 百度和雅虎地图频道等专业地图服务平台取代。因而急需出现一种校园电子地图 平台，在提供特色区域地图服务的同时，能够根据校园用户的需求提供独具特色 的校园业务功能。 针对上述问题，首先，本论文提出并实现了基于w e b 2 0 的开放性校园电子 地图平台架构，从根本上提升和改进用户体验。平台架构从上至下依次包含表示 层、应用和工具层、核心服务层、资源访问层以及资源层共五个层次。表示层是 开发业务应用程序和使用、访问校园电子地图的窗口，应用和工具层部署平台提 供的标准应用模块和网络服务，核心服务层将与资源管理相关的功能模块抽象、 提取出来以提供与应用无关的各种服务，资源访问层作为资源响应上层请求的中 间层，资源层作为整个数字校园平台的基础向上层提供所需资源。这五个层次上 下衔接，组成一个不可分割的整体。 其次，本研究建立了校园电子地图平台数据模型和更新机制。作为平台提供 的重要标准与规范，平台数据模型建立在详细的用户和需求分析，以及数据类型 和关联分析的基础之上。平台提供了数据和功能更新功能和规范，平台数据将由 用户采集、编辑和更新，平台功能由用户根据校园业务需求和平台提供的业务流 程标准进行改良或更新。 最后，在上述原型基础上，搭建了天津大学电子地图系统应用。 关键词：w e b 2 0 校园电子地图平台w e b g i sm a s h u p a b s t r a c t t h r o u g ht h er e s e a r c hi n t ot h ec a m p u se l e c t r o n i cm a ps y s t e mo fs e v e r a lf a m o u s c o l l e g e sa n du n i v e r s i t i e si n s i d ea n do u t s i d e ，i t sn o td i f f i c u l tt of i n dt h a ti t sl a c ko f v i t a l i t yd u i n gt ot h eo u t o f - d a t eo f i t sd a t a ，l i t t l eu s e rp a r t i c i p a t i o n , a n dw i t h o u tv a r i e t y a n dd i f f i c u t i e si nb u s i n e s sf u n c t i o ne x t e n s i o nh a dm a d ei tr e p l a c e dg r a d u a l l yb yt h e s p e c i a lm a p s e r v i c ep l a t f o r mp r o v i d e db yt h em a p c h a n n e lo fg o o g l e ，b a i d u ，y a h o o a n ds oo n t h e r e f o r e ，i tb a d l yn e e d sak i n do fc a m p u se l e c t r o n i cm a ps y s t e mt h a tc a n n o to n l yp r o v i d et h et r a d i t i o n a lr e g i o nm a ps e r v i c e ，b u ta l s ob ee n d o w e dw i t ht h e a b i l i t yt h a tc a r lp r e s e n ts p e c i f i e dc a m p u sr e l a t e db u s i n e s sf u n c t i o na c c o r d i n g t ou s e r s r e q u i r e m e n t s i nt h i sp a p e r , w ep r o p o s e da n dr e a l i z e dac a m p u se l e c t r o n i cm a pp l a t f o r m a r c h i t e c t u r eb a s e do nw e b 2 0w h i c hr a d i c a l l yi m p r o v e sa n du p g r a d e st h ei n t e r a c t i o n p r o c e s sw i t hu s e r s t h e r ea r ef i v el a y e r s ，w h i c ha r ee x p r e s s i o nl a y e r , a p p l i c a t i o na n d t o o ll a y e r , c o r es e r v i c el a y e r , a c c e s sl a y e ra n dr e s o u r c el a y e r , a c c o r d i n gt ot h e a r c h i t e c t u r et or e a l i z et h ed e s i g n t h e r e i n t o ，e x p r e s s i o nl a y e ri sap o r t a l ，w h i c ha l l o w s u s e r st oe x p e r i e n c ep o w e r f u li n t e r o p e r a b i l i t yw i t he l e c t r o n i cm a p a p p l i c a t i o na n d t o o ll a y e rd e p l o y sa l lk i n d so fa p p l i c a t i o nm o d e l sa n dw e bs e r v i c e sp r o v i d e db y p l a t f o r m c o r es e r v i c el a y e re x t r a c t sv a r i o u sd a t a sa n ds e r v i c e sb e i n gi n d e p e n d e n to f m i x e da p p l i c a t i o n sf r o mf u n c t i o nm o d e l s m e a n w h i l e ，a c c e s sl a y e ri sam i d d l eo n e w h i c hr e s p o n s e st ot h eo t h e ra b o v el a y e r s a st h eb a s eo fw h o l ep l a t f o r m , r e s o u r c e l a y e rp r o v i d e sn e e d e dr e s o u r c e t ot h ea b o v el a y e r s f i v el a y e r sm a k eu po fa n i n t e g r a t i o ni n d i s c e r p t i b l y s e c o n d l y , w es e tu pam o d e lo fp l a t f o r md a t aa sw e l la sa m e c h a n i s mf o ru p d a t i n g d a t a a st h ei m p o r t a n ts t a n d a r d sa n dc r i t e r i a ，t h ed a t am o d e lb a s e so na na n a l y s i so f u s e r s ，r e q u i r e m e n t s ，t h et y p eo fd a t a sa n dm u t u a lr e l a t i o n s w i t hc o l l e c t i n g ，e d i t i n g a n du p d a t i n gt h ed a t a ，a n di m p r o v i n gf u n c t i o n sa c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t sa n d b u s i n e s s p r o c e s ss u p p o r t e db yt h ep l a t f o r m , w eo w nt h ea b i l i t i e sa n d r u l e st ou p d a t e d a t a sa n df u n c t i o n s b e s i d e ，a na p p l i c a t i o no ft i a n j i nu n i v e r s i t ye l e c t r o n i cm a ps y s t e mw a ss e tu p b a s e do nt h ep r o t o t y p eo ft h ea r c h i t e c t u r ep r o p o s e da b o v e k e y w o r d s ：w e b 2 0 ，c a m p u se l e c t r o n i cm a p ，p l a t f o r m ，w e b g i s ，m a s h u p 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，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，也不包含为获得盘查基鲎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已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位敝作者躲酬 签字日期- 嘭 年 6 口夕日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丕盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权墨递盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 签字目期： 年月 日 铷躲1 娥， 导师签名： 杰x j 欠 签字日期： 始。年多月多日 第一章绪论 1 1 意义和目的 第一章绪论 随着电子制图系统的出现和发展，电子地图应运而生。与传统地图相比，电 子地图具有许多新的特征：( 1 ) 声、图文和数据多媒体集成；( 2 ) 查询检索和分 析决策功能；( 3 ) 图形动态变化功能；( 4 ) 具有良好的用户界面；( 5 ) 多级比例 尺之间的相互转换【l 】【2 】【3 】。 建立校园电子地图平台的目的是在搭建校园电子地图应用系统时，提供特定 的开发环境和业务流程，并为二次开发提供平台自带的工具集，提供标准应用模 块，提供相关的标准与规澍4 1 。校园电子地图平台特性表现为： 平台化：随时更新平台数据，并可通过网络交流平台量体裁衣解决各种用户 迫切的、实际的需求。 安全化：拥有合理、高效而灵活的权限体系，不同身份的用户拥有不同的基 本权限，还可以根据实际情况获得平台增加的各种功能。 灵活化：与操作系统无关，无论是采用流行而廉价的l i n u x 操作系统，还是 已经安装了广泛应用的w i n d o w s ，平台高度的灵活性和先进的b s 架构都能适应 用户需求。 扩展化：平台的核心部分可以方便的在原来的基础上开发扩展新的功能组 件，或者平滑的升级至更高版本。 组件化：整个平台依据不同功能划分为若干相对独立的组件，之间又相互融 合，共享信息【5 j 。 用户化：平台联入i n t e m e t ，实现所有公共数据网络共享，并且由各个用户采 集、挑错、上传数据，成本更低，效用更大【6 】。 开源化：使用m a p g u i d e 架构和技术，以开源为目标。 标准化：严格遵照g i s ( i s o t c 2 1 1 、o p e n g i s ) 标准开发，通过空间信息的 标准化和规范化实现信息共享【7 】【引。 校园电子地图平台能够从地理的概念出发，为搭建独特的校园电子地图系统 提供便利，学校各方面的服务信息可以与电子地图结合，平台以数字化的方式体 现工作、学习、交流与服务的校园生活，信息直观而便捷的反映出来。建立校园 电子地图平台的意义归纳起来主要有以下几个方面： 第一章绪论 1 、有利于用户根据校园电子地图平台搭建独具特色的校园电子地图系统， 方便的在平台的基础上开发、扩展新的功能和应用，成本低廉。 2 、有利于使用电子数字产品全面反映校园地理信息的现状。由于平台的空 间信息和属性信息都实现了数据库管理，可以生成用户所需的各种数字化 产品，同时可按各种条件生成和输出各种图表和报表。 3 、有利于校园信息的有序化管理。将校园内的学习、工作、生活信息与空 间信息结合，可快速、准确的进行各类信息的检索查询和定位，为管理和 设计规划提供准确而详细的数据。 4 、有利于校园资源的更加经济有效的利用。如将校园的地理位置信息与学 生的选课信息相结合，可以进行各种统计分析和空间分析，实现了教室资 源的优化配置。 校园电子地图平台的建立和应用，可从根本上改变无序的人工管理状态，节 省大量的人力、物力，为管理、设计、决策快速准确的提供各种所需的图、文、 声、像并茂的资料。将校园电子地图平台应用于学校后勤管理部门，可以提高学 校后勤管理的水平；将其搭乘上校园网络的快车，可以提高管理和决策的透明度， 同时也将扩大校园电子地图平台的应用范围；将其应用到校务管理部门，可以有 效的提高校务管理水平。 1 2 国内外发展现状 校园电子地图系统的历史要追溯到上个世纪，1 9 9 0 年由美国克莱蒙特大学 教授凯尼斯格林( k e n n e t hg r e e n ) 发起并主持的一项大型科研项目“信息化校 园计划”( t h ec a m p u sc o m p u t i n gp r o j e c t ) ，被认为是校园电子地图系统概念和应 用的最早出现。随着信息可视化( i n f o r m a t i o nv i s u a l i z a t i o n ) 技术和g i s 技术的发 展及广泛应用，在实践的过程中，其理念得到了逐步完善和扩充。从广义上讲， 校园电子地图系统是以网络为基础，利用g i s 手段和工具，实现校园地理资源的 数字化，构建一个数字空间以拓展校园的时间和空间维度，从而提升传统校园的 效率，扩展传统校园的功能，最终实现校园服务过程的全面信息化，达到提高服 务质量和管理水平的目的 9 3 。 美国教育部曾组织十多位资深专家提交一份用教育技术支持教育改革报 告，为如何运用现代教育技术进行基础教育改革提供了指导性框架，在很大程度 上反映了国际教育界关于面向2 1 世纪教育改革的共识，值得我们借鉴。校园电 子地图系统强调以学生和老师为中心，强调灵活性、方便性、覆盖性，信息提供 实现4 a ( a n y t i m e ，a n y p l a c e ，a n y o n e ，a n y t h i n g ) ，即在任何时间、任何地点为任何人 第一章绪论 做任何事【l 。 近年来，国内众多高校都先后建立起了校园网，并针对校园网展开了各项卓 有成效的应用，利用当代先进的信息技术，构建了集教学、科研、管理、学习、 生活为一体的信息化环境，校园电子地图系统也应运而生，服务于广大师生和校 园门户访问者。然而，随着时间的推移，校园电子地图系统很少进行理念调整和 功能推进，功能和数据长期滞后，未能充分发挥数字校园为校园生活服务的功能。 而且建设过程中对“数据集中、设备集群、应用集成”的信息共享观念认识不一， 对“定制化开发”的软件和“成品软件 的理解方面存在较大误差。传统的校园 电子地图系统存在着先天性的数据和功能扩展瓶颈。 相比之下，传统校园电子地图系统存在以下不足： 1 、传统校园电子地图系统存在先天性功能扩展瓶颈。本研究建立的校园电 子地图平台，为用户提供运行环境支撑、业务框架、标准应用模块和开发工 具，以及相关标准和规范，极大的扩展了需要建立的校园电子地图系统功能。 2 、传统校园电子地图系统更新滞后，使其在学校日常运行中可有可无，这 样的校园电子地图系统是没有生命力的。本研究基于w e b 2 0 思想，将为数 字校园制定统一的数据模型，并提供相关接口，由用户进行数据采集、编辑、 更新，以及功能分析、设计、开发，增强数字校园生命力。 1 3 本论文的创新性 一、基于w 曲2 0 思想 对比传统高校校园电子地图平台，本论文基于w e b2 0 思想，采用b s 模式、 结合a j a x 和x m l 等新技术和理论，通过平台的功能开发、平台使用、功能和 数据审核以及平台维护四种门户，由用户进行数据采集、编辑、更新和功能分析、 设计、开发，提供与用户的交互网络应用，简化用户交互过程，原来需要提交很 多次的页面，现在只需要在一个页面上就可以完成，数据更新都是暗藏在页面中 通过异步传输的方式提交到服务器端，用户无需等待反馈结果，而瞬间能感受到 修改后的结果。在本论文平台中，所有交互的应用中都使用这样的技术来提高用 户体验，减少客户端和服务器之间的数据传输量，从而减少交互带来的速度影响。 最终，基于w e b 2 0 思想的校园电子地图平台生命力大大增强。 二、基于平台思想 与传统的直接面向应用的校园电子地图系统不同，本课题研究基于平台思 想，立足于开发一个校园电子地图平台原型，提供开发环境、业务流程、标准应 第一章绪论 用模块和工具集，用户在此基础上可以搭建和开发出独具特色的校园电子地图系 统。 目前，平台的概念有两种。一种是基于快速开发目的的、提供一些辅助开发 工具( 如系统管理、组件等) 的开发平台，这种平台是纯粹的技术平台，充其量 是一个开发工具的优化，但凡有开发任务时，所有的客户业务都需要重新开发， 尽管有些技术平台也包含了一些系统管理、组织权限等相对通用的功能。另外一 种平台是在技术平台的基础上发展起来的，以业务逻辑为核心的业务管理平台， 这种平台的特点是不仅仅是一个狭义的技术平台，更封装了行业的很多相对通用 的业务逻辑，而这些业务逻辑一般是对某个行业的深刻研究后才能得到的结果。 校园电子地图平台由业务流程、开发环境( 核心服务) 、标准应用和工具集 四部分组成，另外，平台应该提供相关的一整套的标准和规范。 本文建立了一个基于s o a 的平台框架，平台由资源层、资源访问层、核心 服务层、应用和工具层、门户层( p o r t a l ) ，具体为：最底层是资源层，依次往上 为资源访问层、核心服务层、应用和工具层、门户层。资源层包括硬件、软件和 数据资源；资源访问层包括网络通信协议和s o a p 协议；核心服务层提供平台框 架所需要的各种服务，如元数据服务、g i s 服务等；应用和工具层提供平台标准 应用模块和工具集，基本工具有g i s 工具( 如浮动窗口、地图查询w 曲s e r v i c e 等) 和数据连接工具( 站点连接、资源连接等) ：门户层( p o r t a l ) 分为功能开发 门户、数据更新门户、审核门户和平台管理门户，针对不同用户包含不同的应用。 三、装配中的创新：地图聚合 w e b2 0 为提供利用和整合由第三方提供的网络服务的平台，这种方式取代 了以前要求产品开发方面的创新，是一种科学的装配。当组件和网络服务充足时， 可以通过新颖有效的方式去装配它们，从而创造出更大的价值。本课题将 m a p g u i d es i t e 与g o o g l em a p s 在客户端进行空间数据和g i s 功能整合。这样， 从m a s h u p 服务器的角度来说，由于数据可以直接从内容提供者处获取，对服务 器所产生的负载较轻；从用户的角度来说，页面可以请求对内容的一部分进行更 新，而不用刷新整个页面，因此具有更好的无缝用户体验。 1 4 主要内容及论文结构 一、本论文主要内容包括： 1 、校园电子地图平台架构设计 2 、校园电子地图平台架构实现 第一章绪论 3 、天津大学电子地图系统应用 二、本论文结构安排如下： 第一章绪论 第二章平台关键技术和应用综述 第三章校园电子地图平台架构设计 第四章校园电子地图平台实现 第五章天津大学电子地图系统应用 第六章总结与展望 本章小结 本章介绍了研究校园电子地图平台的意义和目的，经过对国内外发展现状的 分析，针对现阶段校园电子地图系统存在的问题，提出基于w e b 2 0 和平台思想 的解决办法，最后阐述了本论文的创新性。 第二章平台关键技术和应用综述 第二章平台关键技术和应用综述 校园电子地图平台研究和开发中使用到的关键技术，包括最新w e b 2 0 网络 模式下以a j a x 和x m l 为代表的新技术和理论，w e b g i s 以及m a p s h u p 应用。 2 1w - e b 2 o 与a j a x 2 1 1w 曲2 o w e b 2 0 ，是相对w e b l 0 ( 2 0 0 3 年以前的互联网模式) 的新的一类互联网应用 的统称，是一次从核心内容到外部应用的革命。由w e b l 0 单纯通过网络浏览器 浏览h t m l 网页模式向内容更丰富、联系性更强、工具性更强的w e b 2 0 互联网模 式的发展已经成为互联网新的发展趋势【。 w e b l 0 到w 曲2 0 的转变，具体的说，从模式上是单纯的“读”向“写”、“共 同建设”发展；由被动地接收互联网信息向主动创造互联网信息迈进；从基本构 成单元上，是由“网页”向“发表记录的信息”发展；从工具上，是由互联网 浏览器向各类浏览器、r s s 阅读器等内容发展；运行机制上，由“c l i e n ts e r v e r ” 向“w e bs e r v i c e s ”转变；作者由程序员等专业人士向全部普通用户发展：应用 上由初级的“滑稽的应用向全面大量应用发展1 1 】 1 2 】。 总之，w 曲2 0 是以f l i c k r 、c r a i g s l i s t 、l i n k e d i n 、t r i b e s 、r y z e 、f r i e n d s t e r 、 d e l i c i o u s 、4 3 t h i n g s t o m 等网站为代表，以b l o g 、t a g 、s n s 、r s s 、w i k i 等应 用为核心，依据六度分隔、x m l 、a j a x 等新理论和技术实现的互联网新一代模 ；“1 3 】 1 4 【1 5 】 o 2 1 2a j a x a j a x ( a s y n c h r o n o u sj a v a s c r i p ta n dx m l ) 是指j a v a s c r i p t 以及 h t t p x m l r e q u e s t 配合完成的一种异步传输编程模式 1 6 】。a j a x 并不是一种技术， 实际上是几种已经在各自领域大行其道技术的强强结合。a j a x 混合了： 车基于x h t m l c s s 木由d o m ( d o c u m e n to b j e c tm o d e l ) 实现动态显示与交互 木通过x m l 和x s l t 进行数据交换及处理 第二章平台关键技术和应用综述 + 使用j a v a s c r i p t 整台上述技术” a j a x 简化了用户交互的过程，原来需要提交很多次的页面，现在只需要在 一个页面上就可以完成，数据更新都是暗藏在页面中，通过异步传输的方式提交 到服务器的。用户无需等待提交到反馈的结果，而瞬间能感受到修改后的结果。 在所有交互的应用上都可以使用这样的技术来提高用户体验并且减少客户端和 服务器之间的数据传输量，从而减少交互带来的速度影响。直观一点的说a j a x 能够实现不刷新浏览器窗1 3 ( 当然更不用安装额外的插件) 而满足用户的操作， 实现了不刷新阿页提供动态内容给用户。异步传输、局部更新是a 3 a x 的重要特 性i 。 b r o w s e rc l i e n t i十 h 箍永s ) t r a n s 。n +i + s e r v e r s i d es v s t e m $ b r o w s e rc l i e n t 础一t ”“+ p “ i十 、矗j 5 0 r 。n s 。r 、 l + s e r v e p s i d es y s t e m s 图2 - 1 传统w e b 应用模型( 左) 与a j a x 模型的比较( 右 上图2 - i 是传统w e b 应用模型与a j a x 模型的比较。传统w e b 应用模式中， 服务器完成处理与接收数据计算处理，再访问其它的数据库系统，最后返回一 个h t m l 页面到客户端，这是一个老套的模式。在a j a x 模型中通过在用户 和服务器之间引入个a j a x 引擎可以消除w e b 的开始- 停止开始停止这样 的交互过程，如同增加了一层机制到程序巾，使它响应更灵敏。 a j a xb 擎采用j a v a s c r i 供编写并且通常在一个隐藏的框架中，这个引擎负 责绘制用户界面以及与服务器端通讯。a j a x 引擎允许使用异步的方式实现用户 与程序的交互，而不用等待服务器的通讯，所以用户端浏览器不需要等待服务器 完成后再响应。 通常需要产生个h t t p 请求的用户动作，现在通过j a v a s c f i p lj 周用a j a x 擎来代替。任何用户动作的响应不再要求直接传递到服务器，例如简单的数据 第二章平台关键技术和应用综述 校验、内存中的数据编辑甚至是一些页面导航，a j a x 引擎可以进行处理。如果 引擎需要从服务器获取数据来响应用户动作，a i a x n i 擎让这衅工作异步进行， 通常使用x i v i l ，不再耽误用户界面的交互。 图2 2 表示传统w e b 应用的同步交互过程和a j a x 应用的异步交互过程的比 较【2 1 1 1 2 2 1 1 2 3 i 。 c l a s s i cw e ba p p l i c a u o nm o d e l ( s y n c h r o n o u s ) c l i e n t a j a xw e ba p p l i c a t i o nm o d e l ( a s y n c h r o n o u s ) c l i e n t 矗满西 2 2w e b g j s 2 2 1w e b g i s 概述 脚h “t 咖 圉2 2 传统w e b 应用的同步交互过稃 和a j a x 应崩的异步空互过程的比较( w e b g i s 是i n t e m e t 技术应用于g l s 开发的产物。g i s 通过w w w 功能得咀扩展， 真正成为一种大众使用的工具。从w 、w 的任意一个节点，i n t e r n e t , 用户可以浏览 第二章平台关键技术和应用综述 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 进入千家万户【2 4 】( 2 5 】。w e b g i s 具有以下特点： l 、全球化的客户服务器应用。全球范围内任意一个w w w 节点的i n t e r n e t 用 户都可以访问w r e b g i s 服务器提供的各种g i s 服务，甚至还可以进行全球范围 内的g i s 数据更新【2 6 】。 2 、真正大众化的g i s 。由于i n t e m e t 的爆炸性发展，w e b j 艮务正在进入千家万 户，w e b g i s 给更多用户提供了使用g i s 的机会。w e b g i s 可以使用通用浏览 器进行浏览、查询，额外的插件( p l u g i n ) 、a c t i v e x 控件和j a v aa p p l e t 通常 都是免费的，降低了终端用户的经济和技术负担，很大程度上扩大了g i s 的 潜在用户范围 27 1 。而以往的g i s 由于成本高和技术难度大，往往成为少数专 家拥有的专业工具，很难推广。 3 、良好的可扩展性。w e b g i s 很容易跟w 曲中的其它信息服务进行无缝集成， 可以建立灵活多变的g i s 应用【2 8 】 2 9 1 。 4 、跨平台特性。在w e b g i s 以前，尽管一些厂商为不同的操作系统( 如： w i n d o w s 、u n i x 、m a c i n t o s h ) 分别提供了相应的g i s 软件版本，但是没有一 个g i s 软件真正具有跨平台的特性。而基于j a v a 的w e b g i s 可以做到“一次编 成，到处运行( w r i t eo n c e ，r u na n y w h e r e ) ，把跨平台的特点发挥得淋漓尽致 【3 0 1 。 2 2 2w e b g i s 比较 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，如m a p l n f o 公司的m a p l n f o p r o s e r v e r 、i n t e r g r a p h 公司的g e o m e d i aw e bm a p 、e s 刚的h a t e m e tm 印 s e r v e r ( i m s ) f o ra r c v i e w & m a p o b j 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 。最近，b e n t l y 公司和m a p l n f o 公司又相继推出了 m o d e l s e r v e r d i s c o v e r y 和m a p xs i t e 。 尽管几乎所有厂商都提供了数据格式转换工具，但最好选用能直接发布已有 数据格式的软件，对于已经建立了空间数据库的用户，这是一个需要首先考虑的 问题。如果要求较强的空间查询功能，则i m s 、m a p l n f op r o s e r v e r 和 m o d e l s e r v e r d i s c o v e r y 可以优先考虑，因为这几个软件在服务器端都运行着相应 的桌面g i s 软件，客户端可以通过i n t e m e t 直接向服务器端发送其桌面软件支持 的空间查询命令。另一方面，如果地图中有密集的细小多边形或线状地物， g e o m e d i aw e bm 印、m a p g u i d e 和m o d e l s e r v e r d i s c o v e r y 有明显优势，因为它们 在客户端采用的是矢量图形格式。如果强调与关系数据库的动态连接，则是 第二苹平台关键技术和应用综述 g e o m e d i a w e bm a p 和m a p g u i d e 比较突出刚 2 2 3w e b g i s 服务 o p e n g i s 定义了一组基于数据的服务，而整个数据的基础是f e a t u r e ，即结构 图中表示出的f e a m r e t y p e ，如图2 - 3 ，它定义了所有属性数据的类型。这其中的 要素是一个独立的对象，它由两个部分组成，即集合信息和属性信息。集合信息 有点，边缘，面和几何集合，集合中的线在o p e n g i s q ，属于边缘的一个子类，多 边形是面的子类，所以说o p e n g i s q ，定义的几何类型不局限于常见的几何类型， 它提供了更复杂的定义，扩展性得到增强【3 m i 。 一【- _ i 圈2 - 3o d e n g i s 数据结构图 要素及要素的集合等信息都保存在数据源中，阻数据源为基础作为中间件和 服务器提供服务，包含w m s ( w e bm a p p i n gs e r v i c e ) ，和w f s ( w e bf e a t l l r e s e r v i c e ) 。通过g i s 中间件可以从数据源中取出数据，供w m s 服务器和w f s 服务 器使用。w m sj 1 日务器接收请求，根据不同的请求内容返回相对应的格式是文件， 其中有图像文件格式，样式文件( s l d ) ，s v g 等。还可以返回g e o r s s 和g m l 来和其它地图服务互通口4 】。w f s 服务器接收请求，可以返回g m l 数据，而返 回的这种地理信息数据又可以作为数据源再次利用。在w f s 请求中o pg i s 定 义了一个f i l t e r 标准，用束实现对数据的筛选，使、 s 更加灵活。 第二章平台关键技术和应用综述 2 3m a s h u p m a s h u p 是一种新型的基于w e b 2 0 的数据集成应用程序。根据w i k i p e d i a 的解 释，m a s h u p 是将多个不同的支持w e ba p i 的应用进行堆叠而形成的新型w 曲服 务。这种新型的基于w e b 的数据集成应用程序正在i n t e r a c t 上逐渐兴起【3 州。 m a s h u p 利用了从外部数据源检索到的内容来创建全新的创新服务，将来自多个 数据源的内容进行组合，创造出更加增值的服务。m a s h u p 所能利用的外部数据 源格式多种多样，表现出惊人的兼容性，涵盖p u b l i ca p i s ，x m l r s s a t o mf e e d s ， w e bs e r v i c e s ，h t m l 等吲。 人们普遍认为m a s h u p 具有w e b 2 0 的特点。w e b 2 0 的主要思路是在互联网上 建立起大众的贡献的共享的信息平台，协作和共享是这种思想的精髓。m a s h u p 技术也是建立在各种w e b 应用程序贡献出自己的服务和内容，同时共享其他人和 其他组织提供的信息和服务的基础上的，在此基础上进行组合、增值从而构造出 更多更具吸引力的新的w e b 应用程序1 3 引。 m a s h u p 程序从架构上是由3 个不同的部分组成的，它们在逻辑上和物理上 都是相互脱离的：a p i 内容提供者、m a s h u p 站点和客户机的w e b 浏览器【3 9 1 。 _ a p i 内容提供者。它们是正在进行融合的内容的提供者。为了方便数据 的检索，提供者通常会将自己的内容通过w e b 协议对外提供。然而，很 多有趣的潜在数据源可能并没有方便的对外提供a p i 。从诸如w i k i p e d i a 、 t vg u i d e 和所有政府和公共领域的w e b 站点上提取内容的m a s h u p 都是通 过一种称为屏幕抓取的技术实现的m 】。在这种情况中，屏幕抓取就意味 着使用一种工具从内容提供者那里提取信息的过程，这个工具会尝试对 提供者的转为阅读而设计的页面进行分析。 m a s h u p 站点，即m a s h u p 所在的地方。非常有趣的是，这不过是因为这 里是m a s h u p 逻辑所在的地方，而不是执行这些逻辑的地方。从一方面 来说，m a s h u p 可以直接使用服务器端动态内容生成技术实现为类似传统 w e b 应用程序。另外，合并内容可直接在客户机的浏览器中通过客户端 脚本或a p p l e t 生成。这种客户机端的逻辑通常都是直接在m a s h u p 的w e b 页面中嵌入的代码与这些w e b 页面引用的脚本a p i 库或a p p l e t 的组合。 客户机的w e b 浏览器。这是以图形化的方式呈现应用程序的地方，也是 用户交互发生的地方。 第二章平台关键技术和应用综述 本章小结 本章详细介绍了校园电子地图平台研究和开发中使用到的关键技术，包括最 新w e b 2 0 网络模式下以a j a x 和x m l 为代表的新技术和理论，对w e b 2 0 m a s h u p 应用和w e b g i s 作了详细介绍。 第三章校园电子地图平台架构设计 第三章校园电子地图平台架构设计 本论文基于w e b 2 0 和平台的思想，在对师生需求充分调研的基础上，结合 w e b g i s 以及a j a x 、x m l 等新理论和新方法，搭建起一个校园电子地图平台， 包括为新的应用提供运行环境( 核心) 支撑、业务框架、标准应用模块、开发工 具以及平台标准和规范。 3 1 平台需求分析 3 1 1 用户角色 平台用户包括：平台功能开发人员、数据更新人员、审核人员、平台维护人 员与平台使用人员。 参与者泛化关系图如图3 1 所示： 功能开发人员 数据更新人员 审核人员平台维护人员 平台使用人员 图3 1 校园电子地图平台参与者泛化关系图 3 1 2 平台用例分析 根据平台需要满足的功能，进行了相应的用例分析。用例图详细的描述了平 台的边界以及各参与角色。 功能开发人员用例有：功能需求查询、标准应用模块调用( 下分地图查询模 块调用、特色餐饮模块调用等) 、开发工具调用( 下分w e bs e r v i c e 调用、a p i s 调用) 、功能提交。 审核人员用例有：功能审核、功能需求审核、数据审核、功能发布和数据发 布。 第三章校园电子地图平台架构设计 平台使用人员用例有：功能需求提交、地图查询( 包括基本操作、地图导航、 地图正查、地图反查) 、餐馆查询、新功能使用。 数据更新人员用例：数据提交。 平台维护人员用例有：用户权限维护、数据维护( 关系数据库更新、空间数 据库维护、栅格数据更新) 、日志维护。 平台用例分析图如图3 2 所示： un 需求查询 地图主高看磊调用 尹 ，n c ； ，( 7 特色幸而鬲蕻调用 宰文、 了特色餐饮模块调用 标准应用模块调用 摊蚕 人、1 一一y e ，b q 用 (了 s e r 、，i c 胡用 6 开发葫跚，h 功能提交：矗 正 。 新功能使用 3 1 3 部分用例描述 。 万基本操作 。 敫据发布 员 ( ) 一关 q o 关系数据库更新h ，、 权 蕊护 空导二j 。= ；黔人 空间数据库维护 ，数据维护，平台维扫人 广了7o 贝 图3 2 校园电子地图平台用例分析图 以下是对用例分析图中部分重要用例的描述，包括标准应用模块调用、开发 工具调用、地图查询和数据维护用例。 q q q 第三章校园电子地图平台架构设计 标准应用模块调用 用例名称：标准应用模块调用 用例标识号：1 0 1 参与者：平台功能开发人员 简要说明： 二次开发人员搭建平台时调用的已开发的示范应用，被包含的用例有：地图 查询模块调用、特色餐饮模块调用、自习室查询模块调用。 前置条件： 平台功能开发人员已经登录数字校园平台门户网站 基本事件流： 1 开发人员鼠标点击“载入应用模块”按钮 2 出现已有应用模块列表 3 开发人员可以选中、非选中、删除平台应用模块，也可以通过“新增”按钮 载入本地应用模块 4 开发人员按“提交”按钮，完成平台应用模块设定 5 用例终止 开发工具调用 用例名称：开发工具调用 用例标识号：1 0 2 参与者：平台功能开发人员 简要说明： 功能开发人员搭建平台时调用的开发工具，其中包括w e bs e r b i c e s 调用、 a p i 使用。 前置条件： 平台功能开发人员已经登录数字校园平台功能开发门户网站 基本事件流： 1 开发人员点击“工具调用模块”按钮 2 出现已有的工具列表 。 3 开发人员可以调用需要的工具进行二次开发 4 开发人员完成开发 5 用例终止 第三章校园电子地图平台架构设计 _ 地图查询 用例名称：地图查询 用例标识号：1 0 4 参与者：平台使用人员 简要说明： 平台的基础功能与核心。包含了平台的基本功能，包括了地图的各种操作， 有地图基本操作、地图导航、地图正查、地图反查。 前置条件： 平台使用人员已经登录数字校园平台使用门户网站 基本事件流： 1 使用人员鼠标点击“地图查询模块 按钮 2 出现地图查询界面和各种功能按钮 3 使用人员可以使用各种操作按钮来查询地图 4 使用人员按“提交”按钮，获得查询结果 5 用例终止 _ 数据维护 用例名称：数据维护 用例标识号：1 0 5 参与者：平台维护人员 简要说明： 维护人员对本平台的各种数据进行维护，其中包括关系数据库更新、空间数 据库维护、栅格数据更新。 前置条件： 平台维护人员已经登录数字校园平台维护门户网站 基本事件流： 1 维护人员鼠标点击“平台维护”按钮 2 出现已有各个需维护模块列表 3 维护人员可以选中需要维护的模块进入，也可以通过“新增”、“更改”、“删 除”按钮等维护平台数据 4 维护人员点击“提交按钮，完成平台的更新维护 5 用例终止 第三章校园电子地图平台架构设计 3 2 平台总体架构 校园电子地图平台处于服务层，通过m a p g u i d e 站点服务器、支持服务器、 g o o g l e 服务器以及数据库服务器提供平台元数据服务、资源共享服务、g i s 服务、 事务服务以及数据传输和w r e b 服务等。在平台的基础上，用户可以搭建独具特 色的校园电子地图系统，本系统处于服务层。 网络层是运行在i i s 或a p a c h e