工程《论文工作中期报告》考核.doc

密 号：密 号：密号研究生请勿填写山东理工大学研究生课程考试答 题 纸题号分 数阅卷人123456789101112总分 姓 名 杨 斐 学 号 YFG07005044 专 业 计算机科学与技术 考 试 科 目 论文工作中期报告 考 试 时 间 注意事项1. 以上各项除试卷密号之外必须填写清楚。2. 可正反两面书写。3. 答题字迹要清楚、保持卷面清洁。注意：此半页研究生请勿填写一、内容简介 突发公共卫生事件应急指挥与决策系统，是针对全国各地市卫生疾控部门应对与处理公共卫生事件推出的产品解决方案。突发公共卫生事件应急指挥与决策系统（以下简称“应急指挥系统”），对各种突发公共卫生事件进行空间表达，结果清晰、直观，使信息可视化，有助于决策者有目标、有针对性地采取正确的策略。该系统含有丰富、详尽的地理信息，包括行政区划、交通路网、河流水系、城市地图、居民点（城市居民区和乡镇自然村），以及疑似病例分布、定位图，疫情分布图、医疗资源分布图等，并存储了有关指挥调度信息。系统充分利用了GIS的空间分析功能，从时间上和空间上对各种突发公共卫生事件进行查询分析，按照不同的条件和空间位置进行分类汇总和统计分析。系统功能强大，可以对全市传染病疫情进行快速查询、定位，并能够进行疫情分布情况统计和分析、疫区范围与蔓延趋势分析、疑似病例分布和统计等。系统的核心业务功能由“应急资源管理子系统”、“监测预警子系统”、“分析决策子系统”、“指挥调度子系统”组成。应急资源管理子系统是对卫生应急指挥过程中所需要的各类应急资源进行管理；监测预警子系统包括各种突发事件及疫情的信息录入、信息分析监测和预警；分析决策子系统针对各种突发事件及疫情信息的监测与分析，结合各种应急资源和预案方案给出正确的决策；指挥调度子系统结合GIS有利的可视化功能，处理突发事件及疫情时，调度各种应急物资资源和人力资源，下达指挥调度指令。该系统对卫生部提出的应急指挥系统建设进行了有益的尝试和探索，并提前规范了外挂系统接口，为进一步的升级、外接做好了初步准备。主界面如图2所示。图2 WebGIS系统主界面主要实现如下功能：（1）地图放大、缩小、漫游、复位及导航功能。（2）图层开关控制，用户可以有选择地装载图层。（3）信息查询，用户在地图上点击某实体时，将属性信息显示在属性窗口。（4）查询定位，在单位查询面板可以通过关键字查询某单位，在查询结果窗口选择查询结果，可以快速定位到目标位置。（5）高级查询，即GIS应用查询。卫生系统有许多部门、专业，每个部门、专业对WebGIS应用的要求不同，如人口分布图、污染分布图等。根据用户的请求，调入各种固定分布图，或动态生成分布图。二、进展情况我的论文在导师的指导下，从选题开始，经过了收集资料、编制论文提纲、完成开题报告等论文撰写过程，现在论文初稿的大部分已经基本完成，取得了阶段性的成果。现将在开发过程中遇到的问题及解决措施汇报如下：三、存在问题及解决措施 由于本系统是基于Java Applet开发，采用Java Applet开发WebGIS有个特点，客户端必须处理空间数据，空间数据要在拥挤的网络上传输。本WebGIS系统使用的是山东省1:25万地图（Shapefile格式），空间数据包括行政区界，公路，河流，公共设施，各级标注，经过处理后数据量仍有10Mb以上。因此，空间数据量大及其造成的网络传输慢成了系统最大的瓶颈，为了提高网络传输速度和用户操作处理响应速度，本系统主要采取了以下一些技术措施：1 Applet数字签名技术Java Applet有很多安全性方面的限制，它不能在客户端进行任何读写操作，这固然可以保证Applet不会对网络和客户端进行破坏活动，但大大制约了Applet的功能。软件系统开发时经常需要突破这些限制，特别是在企业内部网络上应用的系统。数字签名技术就是为突破安全限制而提出的解决方案，通过对Applet进行数字签名，使得Applet在下载到客户端之前要进行身份认证，只有得到用户的信任，才可以下载，用户通过签名者的身份决定是否信任它。本系统由于以下原因决定突破Applet的安全限制，而访问本地文件系统：1)空间数据量大；2)系统在企业内部网中使用。系统使用Sun公司的免费数字签名。2 空间数据多级存储空间数据分别存放在客户端，Web服务器端，数据库端。数据库系统采用Oracle8.16，将Shapefile格式的空间数据导入到Oracle中，采用Oracle的shp2sdo及SQL Loader工具来完成或用Oracle免费提供的Java类包编程实现。再将部分空间数据以自定义文件格式复制存放在Web服务器端。当客户机访问该网站时，如果信任该网站就下载部分固定的空间数据。由于存取本地数据比存取网络数据速度快多了，可以大大提高系统的运行速度。当客户端读取数据时，先从本地读取，若本地没有，则向GIS应用服务器发出请求，GIS应用服务器程序先从Web服务器上读取数据，若Web服务器上没有该数据，则生成Sql语句向Oracle数据库发出请求，由Oracle处理请求并返回查询结果。本系统的空间数据部分可以存放在客户端，因此，减少了必须通过网络传输的空间数据量。3 网络数据流压缩在网络上传输空间数据或栅格图像时，发送端对这些数据进行Zip压缩，接收端解压。显然，这些数据的传输速度关键取决于网络传输率，本机的压缩、解压缩时间相对于网络传输来说是很小的，因此，进行压缩处理是很有意义的。实践表明，采用Java.util.zip类包，压缩率通常可达3倍以上。4 数据动态调度策略 系统初始化时，将主要图层（行政区界）及其相应标注图层调入内存，以后根据用户的选择装载图层或卸载图层。当用户操作的区域范围较大时，尽量保持内存中数据量小，及时卸载无用图层。当用户浏览到较小范围时，数据量较低，内存占用较少，这时对用户选择过的图层，不再卸载。根据经验可知，用户的操作一般集中在某个较小地区范围，并对某些特定的图层进行操作处理，在内存中保存这些图层数据，可以使系统的响应速度得以提高。属性数据通过对Oracle数据库查询得到并调入内存的。5 矢量数据和栅格图像有机结合 当大量矢量数据要调入内存或传输时，可以用栅格图像来代替它。系统初启动时，显示整幅福建地图，虽然只调入部分图层数据，一次性装载这些数据并计算画图，加上下载Applet程序，将花费很长时间，可能导致用户不耐烦。如果预先生成一幅福建地图栅格图像，系统启动时，首先显示该栅格图像，并用一个后台进程读取矢量数据,达到“欺骗”用户的效果；另外，如果客户端从Web服务器或Oracle数据库查询较大的空间数据时，可以在应用服务器上先生成相应的栅格图像，然后传输栅格图像给客户端显示，客户的操作以命令参数形式传送到GIS应用服务器，由服务器程序处理这些请求并返回结果。6比例控制图层显示 当图层放大比例较小时，数据量大，客户显示区不可能详尽地表征所有的数据，而且有些区域可能涂成一团，造成显示区混乱。采用由粗及细的策略，我们可以比较清晰地表达显示逻辑，也可提高系统速度。比如，系统最初只装载主干公路、河流，随着放大比例的不断扩大，逐渐加入支路、支流，直到乡镇一级。7数据组织方式GIS的特点就是数据量大，如何在内存中组织管理这些数据，快速绘制矢量数据，及时响应用户的操作，是编程人员最头痛的问题。系统灵活运用Java语言面向对象和多线程的特点。空间几何元素由点状、线状、面状、标注组成，以类的形式组织，点（Point）是最基本的空间几何元素类型，其它几何元素（如MultiPoint,LineString,Polygon,Text等）由多点构成，每一个几何实体都有id属性，与数据库中的属性对应，用户点击该几何实体后通过id号向Oracle查询属性数据。各种元素组成层（Layer），各层以链表形式存放在内存中，用层集（AllLayers）来管理层的装卸。引入块（Block）的概念，它是层的子集，是层中某个区域的数据，用于管理用户所在地区范围及其周围的空间实体，同样，组织成链表，用块集（AllBlocks）管理。为了及时响应用户放大、缩小、漫游、查询信息等操作，当用户在较小范围内操作时，在内存中构造两个块集，一个存放用户所在区域的数据，一个存放所在区域周围33大小的数据，这样，当进行缩小，漫游拖动操作时，重新计算、重新绘图较快，而大的块集则启动一后台线程计算。用Java Applet从底层开发WebGIS应用系统难度比较大，且开发周期长，但却能满足某些企业的应用需求，具有一定的研究意义。采用这种方案必然遇到空间数据量大、网络传输慢的