基于webgis技术的自来水管网信息管理系统设计与实现_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于webgis技术的自来水管网信息管理系统设计与实现_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

x, y 坐标到服务器端处理 ，生成新的栅格图传递到客户端显示，增加了服务器和网络传输的负担。 服务器插件或者是 ORB 对象的方案，它们都需要 HTTP 和 Web 服务器作为中介，来协调服务器和客户机对象之间的通信。 一个客户机对象无法直接调用服务器对象，客户机与服务器对象之间交互的基本形式仍然是 HTML 表格。 对于象 WebGIS 这样复杂的客户 /服务器应用来说，网络通信量相当大，采用这种方式很难进一步提高速度。 为了解决这个问题， 1997 年 6 月诞生了 Web 的一种分布式对象方案，称为“ Object Web” . Object Web 将是 Inter 变革中的又一个新浪潮。 基于 Object Web 规范的 WebGIS 可以称为分布式对象 WebGIS, 这是 WebGIS 的最新发展方向。 基于 Object Web 开发的 WebGIS 可以有效避免 CGI 形成的瓶颈，允许客户机直接调用服务器上的方法。 分布式对象平台提供一种可以伸缩的由服务器到服务器的体系结构，服务器对象可以运行在多个服务器上，从而可以动态平衡客户端请求的负载。 目前，有两套不同的 Object Web 规范正在进行着激烈的竞争：一个是 Object Management Group 和 Javasoft 公司的联合推出的 CORBA/Java 标准，另一个是 Microsoft 公司提出的 DCOM /ActiveX 标准。 两个标准各有千秋，相持不下。 尽管 Java 编译器在不断改进，但是 CORBA/Java 在运行速度上仍然不如 DCOM/ActiveX。 和 Java 一样， CORBA/Java 规范的最大优势仍然在于其跨平台能力，适用于 Windows,Macintosh, UNIX 等，而 DCOM/ActiveX 目前还只能运行于 32 位 Windows 系列操作系统。 不过，Windows 系列操作系统的市场占有率达 80%以上，在 Inter 客户端的计算机市场里，其占有率则可能更高。 究竟选用何种规范来开发 WebGIS，需要 7 根据软件的设计目标来权衡各方面的因素。 进行 WebGIS 设计的另外一个重要选择是，在客户端使用矢量地图或者栅格地图。 如果使用矢量图形，一般需要在客户端事先安装插件 (plugin), 或者运行时自动下载 Java Applet 抑或 ActiveX 控件；在客户端使用栅格图像则不需要而任何额外程序。 不过，正因 为在客户端使用了插件、 JavaApplet 或者 ActiveX 控件，采用矢量图形方式可以在本地执行许多操作，比如：地图放大缩小、漫游、就地选择并高亮显示，在一定程度上减少了服务器端的负载和网络上的数据传输量；采用栅格图像方式，在客户端只能读得鼠标的 x, y 坐标，进行地图缩放、平移和选择等操作都要传递 x, y 坐标到服务器端处理，生成新的栅格图传递到客户端显示，增加了服务器和网络传输的负担。 WEBGIS 主要系统平台 国外已有许多 WebGIS 产品 , 如 MapInfo MapXtreme, GeoMedia Web Map, ArcView IMS, Map Guide, Autodesk MapGuide, GeoBeans, GeoSurf, CD WebGIS 等。 与传统的 GIS 相比， WebGIS 系列产品具有更广泛的访问范围；客户端平台独立 ,信息更新快；可以降低系统成本 ,减少各行业基础数据的重复建设；具有更简便的操作；平衡高效的计算负荷等特点。 WebGIS 软件可以应用在农业、土地管理、城市建设、人口、水利等领域 ,特别是在一些公共信息服务如公交路线查询、旅游线路选择、气象服务和土地 价格公布等领域应用较为广泛。 WebGIS 的实现方法主要有 CGI(Common Gateway Interface, 通用网关接口 ) 方法、服务器应用程序接口方法 (Server API 方法 )、插件方法(Plug in 方法 )、 Java Applet 方法以及 ActiveX 方法等。 CGI通用网关接口模式 基于 CGI 模式的 Web GIS 的实现原理如图 所示。 8 请求 返回 HTML 栅格图像 CGI 客户端 服务器端 图 CGI通用网关结构图 PLUGINS GIS 插件 基于 CGI 的系统仅提供给用户端 (Client)有限的 GIS 功能，传给用户的信息都是静态的，而且用户的 GIS 操作都需要由服务器来处理。 解决这个问题的方法是把一部分服务器上的功能移到用户端上，这样不仅加快了用户操作的 反应速度，而且也减少了互联网上的流量。 一种方法是安装额外能和网络浏览器交换信息的专门 GIS 软件。 这种增加网络浏览器功能的方法就叫“插入法” Plugins. 为便于其它软件厂商发展插入型软件， Netscape 公司专门提供了一套应用程序接口 (API)。 目前这种插入软件已被普遍采用，在多媒体领域尤为明显。 这种插入软件不但可以增加网络浏览器处理地理空间数据的能力。 使人们更容易获取地理数据，而且可以减少网络服务器的信息流量从而使服务器更有效地为更多的用户服务，因为大多数用户的数据处理功能可以由网络浏览器插入软 件来完成。 JAVA APPLET 浏览器 Web Server Map Server 地图数据库 关系数据库 9 客户端 服务器端 JDBC ODBC 图 Applet 结构图 尽管插 件可以和网络浏览器一起有效处理空间数据，但这种方法仍有不少缺陷。 首先，它将导致用户端负担过重，因为几乎每个软件厂商都希望它的软件能与互联网兼容。 这显然不符合标准网络浏览器便宜简单设计思想。 其次，众多的插入软件的管理会成为信息技术部门的一个大问题，因为任何人只要可以连上互联网都可以接收最新的插入软件，为解决上述各种问题，互联网程序语言应运而生。 互联网程序语言的出现标志着 Web GIS 的开始，目前最普及的互联网程序语言是由 SUN 公司开发的 Java。 Java 是一种面向对象的计算机语言，它借鉴了 C, Smalltalk, Object C＋＋和 Cedar/Mesa 等面向对象语言的优点，其特点是简洁动态适应性强，运行浏览器 数据库服务器 CGI、 NSAPI、 ISAPI Web 服务器 应用服务器（多线程） ASP RMI Servlet CORBA IDL RMI IDL JAVA Applet 10 稳定、安全，对网络而言，与计算机结构体系无关，容易移植，在一种系统下发展的应用软件可以直接在完全不同的系统下运行。 事实上 Java 编译器产生的是一种独立于任何操作系统的字节码 Bitecode, 这种字节码程序可以在任何一台 Java 虚拟机 Java Virtual MachineJVM 上运行，任何系统只要支持 Java 虚拟机就可以运行 Java 程序，而与程序在何种系统下发展和 编译无关，目前 Netscape 和微软公司的网络浏览器都直接支持 Java 程序。 第二种互联网程序语言是由微软公司提出的 Active X, 其实 Active X 控制是由 OLE 控制 OCX 加上一些新的互联网的界面函数发展起来的，Active X 仍然依赖现有 OLE 编程体系来达到增加互联网的交互性目的，方法之一是利用一个 OLE 文件实体 DocObject 作为一个通用控制容器 Container。 例如，微软公司的网络浏览器 Explorer 就可以发展成为一个文件实体的控制容器，然后加入 GIS 引擎作为文个实体的服务器函数。 这样扩充后的网络浏览器就能显示和处理地理空间数据。 Active X 也可以作为服务器，例如，微软公司的分布式 COM （ Distributed Common ObjectModel） ，将使在用户和服务器两端的 Active 控制互相交换信息，从而把整个网络上的负荷分布到各个不同的子网上。 与 Java 相比， Active X 目前还没有解决非常重要的网络安全问题。 基于 JAVA APPLET 模式的 Web Gis 软件简介： （ 1）国家遥感工程技术中心的地网 GeoBeans 由于采用了构件化技术，方便了用户的二次开发。 用户可根据自己的需求，用 JAVA 定制自己的 Inter 应用和普通的桌面应用，具有较高的灵活性。 它采用了 JDBC 和 ODBC 技术，可以与多种大型数据库相连，简化了对数据的操作和管理，实现了对分布式数据库的访问。 还具备了直方 11 图、曲线图、饼图等专题图功能，以及路径分析功能。 使用自己的 gbd 格式 ,也可转换其它常见 GIS 数据格式，如 Arc/Info Coverage, ArcView 的 SHAPE, MapInfo, MapGIS 等。 基于分布式超图模式 基于分布式超图模式其优点是显而易见的譬如说：矢量图形数据；任务分离；分布式计算；分布式服务器和客户端；多数据源的互操作性。 但也有不少缺点：应该说基于分布式超图模式的 Web GIS 是一种很有前途的产品，但正如 JAVA 本身的雷声大雨点小，其整体效率还有待提高。 基于分布式超图模式的 Web Gis 软件简介： （ 1）武汉吉奥信息工程技术有限公司开发的国产软件的 GeoSurf 基于分布式超图模式 GeoSurf 是 100％ 的纯 JAVA 软件 ,它使客户机、Web Server 和数据库服务器任务分离。 Web Server 负责 Web 服务， 数据库服务器负责数据库管理和数据服务，其它任务由客户机完成。 在客户机端，用户能完成放大、缩小、漫游、查询、统计、分析等基本操作。 通过 Java 和 JDBC 可直接与 GeoStar 主系统选用的数据库无缝连接， 如 Sybase, SQLServer 等，并能获取不同层次的数据信息。 安全性强。 客户机虽能获取数据信息，但不能修改数据库，不能将获取的数据在客户机端保存。 图形分层调用、显示和管理；专题图制 作； SQL 查询及图形属性互查；最佳路径分析；多种语言（汉、英、日语）根据用户需要实时转换即加即用，解决网络交流障碍。 使用系统自身的 DHM 数据格式，也可转换 Arc/Info, MapInfo, MGE,GeoStar, AutoCAD 等数据格式。 （ 2） GeoSurf 2D —— 二维文件版 GeoSurf 2D 包含配置管理、服务引擎、客户端浏览器、二次开发包，以 12 文件方式来组织和管理空间矢量数据。 为二次开发用户提供 JavaBeans 组件来进行应用开发。 GeoSurf 2D 服务端用 GeoSurf 2DAdmin 来管理和配置要发布的矢量数据和影像文件数据，启动服务后，通过 GeoSurf 2D Viewer 在 Web 浏览器中浏览发布的数据，二次开发用户通过二次开发包定制自己的应用和界面。 GeoSurf2D 功能 包括：获取多种格式的数据源， GIS 的基本操作，分层显示，图形与属性互查的功能，专题制图功能，空间分析功能，影像显示与叠加功能。 （ 3） GeoSurf 3D —— 三维文件版 GeoSurf 3D 包含配置管理、客户端浏览器、二次开发包，目前提供文件管理版本，发布的数据以 CCGIS 软件制作的数据为基础，通过服务端配置管理软件 GeoSurf3D Admin 来进行发布数据转换和配置，启动服务后，使用 GeoSurf 3D Viewer 在 Web 浏览器中浏览三维数据，二次开发用户通过二次开发包定制自己的应用和界面。 WEBGIS 发展趋势和应用前景 WebGIS 使 GIS 应用走向公众，通过网络可以将空间信息传至千家万户，如美国纽约州某县通过电视有线网，向公众发布城市和土地等信息。 香港旅游局也正在着手建立香港旅游信息系统，该系统的基础数据直接来源于香港地政署的 大型空间数据库，旅游信息则由旅游协会 (TA)提供。 计划首先在尖沙嘴等旅游热点安装触摸屏，游客可以通过它直接了解香港地理环境和查询旅游信息。 WebGIS 的数据传输量很大，目前 Inter 的速度还不能完全满足需求。 MapGuide 的插件大约为 1M, 使用 56K 的调制解调器 (MODEM)也需要 20秒才能从服务器上下载过来。 1997 年 2 月，美国总统克林顿提出“建立快 13。