《精编》试论基于C、S模式的网络GIS

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1、基于C S模式的网络GIS 目录 1局域网络与C S模式1 1C S模式1 2多层架构的C S模式2基于C S模式的网络GIS开发技术3基于C S模式的网络GIS开发实例3 1系统开发流程3 2浙江省土地利用现状管理信息系统简介 在政府管理部门 企业单位内部局域网上 采用客户机 服务器结构 Client Server 即C S 构建以地理信息的数据处理 共享交换为主要目的的网络地理信息系统 是目前网络地理信息系统的一个主要的应用方向 组件技术和地理数据的关系数据库存储是构建局域网和C S模式下网络地理信息应用的两个关键技术 组件技术 网络GIS的灵活架构 快速集成 关系数据库存储 统一无缝存储

2、 1局域网络与C S模式 局域网 LAN 三大特点 网络覆盖范围有限 通常几公里范围内 甚至一建筑物内 通信系统的传输速率比较高 通常在 Mbt s以上 网络拥有权和经营管理权属于某个单位 不受电信部门管辖 基于局域网构建的应用系统通常具有特别高的安全性 稳定 快速响应的系统需求 目前C S技术是最为成熟的网络分布式计算技术 采用C S技术在局域网上构建企业级和部门级的应用系统也是最为理想的系统建设方案 同时 城市管理部门 如测绘管理部门 规划管理部门等 日常处理一般都是海量空间数据 而且部门应用也主要以空间数据处理 编辑 分析处理 绘图输出等 为主 因此在这些部门的局域网上采用C S模式构建

3、的GIS应用系统应是首选的方案 1 1C S模式 基于C S结构的网络GIS系统大都是基于 胖客户机 结构下的两层结构应用软件 客户端软件一般由处理各种GIS逻辑的应用程序及相应的数据库连接程序组成 服务器端软件一般是某种数据库系统 两层C S结构的应用软件的开发工作主要集中在客户端 客户端需要完成应用逻辑和用户界面 服务器端主要完成基于数据库管理系统的脚本程序 如存储过程的开发等 1 1C S模式 C S模式实现了一种协作式处理 客户端发出请求到达服务器 服务器处理请求并将结果返回到客户端 C S这种协作其实就是一种特殊的分布式处理 资源分布于两个或多个分离的计算机系统 C S模式的发展 主

4、机处理系统 基于大 中 小型主机 集中式安全性 海量数据存储能力 支持大量并发用户 文件处理系统 服务器以共享软件的方式提供给客户机 客户机下载文件进行处理 C S处理系统 最典型的是基于数据库技术的应用 通过将应用资源在前端和后端系统间的分离 降低了网络开销 而在网络上传输的一般是请求 如SQL语句 和结果 如记录 而不是文件 C S模式的发展 分布式处理系统 这里专指两个或两个以上服务器的C S系统 集中式C S系统在一个WAN环境下存在问题 一个部门可能需要共享地理上遥远的其他部门或总部主机上的部分信息 而且希望信息随时可得 将数据在不同的主机或地点进行分布不可避免 这就导致分布式C S

5、系统的出现 在分布式系统中 用户从本地服务器请求数据 如果本地服务器发现本地没有需要的数据 就通过LAN或WAN向其他服务器发出请求 通过 服务器对服务器的对话 处理数据 最后将数据返回给用户 整个过程处理相应延迟外 对用户透明 C S模式的发展 对等处理系统 C S系统的最终归宿 是分布式处理的极限 脱离主从结构 实现完全等同 1 2多层架构的C S模式 不管应用系统的具体功能是什么 从其抽象的逻辑结构来看 大多可划分为三个部分 表现部分 负责用户界面显示和输入 业务逻辑部分 负责对数据处理 数据访问部分 数据管理及其存取 1 2多层架构的C S模式 传统两层结构的C S模式 把表现部分和业

6、务逻辑部分放在客户端 数据访问部分放在服务器端 客户端计算工作量大 程序复杂 更新维护困难 传统两层半结构的C S模式 业务逻辑部分放到服务器上 但仍存在缺点 数据库开发语言计算和处理能力有限 服务器端脚本程序重用性差 1 2多层架构的C S模式 此外 传统两层结构的C S应用程序当用户数目未知或数量巨大时性能无法估算 无法适应企业级应用系统的需求 为适应企业级应用系统的需求 基于三层 多层结构的系统应用已逐步成熟 1 2多层架构的C S模式 分层的概念是计算机科学中解决复杂问题的一个重要思想 数据库系统大多所采用的三级抽象 物理模式 概念模式和视图模式 和两级独立 物理独立性和逻辑独立性 的

7、设计方法 网络协议的分层结构等 1 2多层架构的C S模式 多层体系结构将业务逻辑部分单独抽象出来形成独立的一个或多个层次 它没有明确的定义 但一般认为它把应用程序逻辑划分为独立的三个部分 第一层用户界面第二层是应用服务器 实现应用逻辑第三层是数据服务器 负责数据的存储 访问及优化 1 2多层架构的C S模式 目前 基于WWW的应用需求越来越多 从C S结构发展到B S结构已逐步流行 不少人将B S结构等同于三层或多层结构 这是不全面的 事实上 B S应用只是多层体系结构在WWW上的实现 但多层体系结构不仅可以在B S上应用 也可以在C S环境中使用 不仅要在Internet中使用 也要在基于

8、LAN的环境中应用 多层体系结构的优点 维护方便各层细节封装逻辑扩展容易瘦客户端特定条件下的高效 如共享数据连接 集中数据分析等 提高开发效率 基于组件可重用性 各层开发的并行进行 提高安全性 授权组件进行安全认证而非用户 2基于C S模式的网络GIS开发技术 基于空间数据库引擎与组件开发技术的C S应用开发架构模式空间数据库引擎ArcSDE组件开发技术 组件开发技术 COM ComponentObjectModel组件程序之间进行交互的标准COMlibrary查询 注册 反注册服务主要应用于MicrosoftWindows操作系统平台发布形式是 DLL或EXE COM特性 建立在二进制代码级

9、的可重用性语言无关性进程透明性 COM组成 对象 Object 接口 Interface 类 Class COM优点 简化应用开发增加应用软件的灵活性维护方便 ComGIS ComGIS 组件式GIS 就是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS系统Com GIS 优点 集成灵活 价格便宜采取通用语言集成强大的GIS功能开发简捷 使用方便无缝集成可视化设计更加大众化 缺点 效率相对低下支持的空间数据量有限支持的功能有限系统的可靠性 容错性有待提高 主流平台 ESRIMapObjects ArcGISObjectsMapInfoMapXIntergraphGeoMedia阿波罗科技集团TITAN中

10、国科学院地理研究所ActiveMap 性能比较 组件开发技术 ArcObjects AO AO是什么 AO的功能 AO的开发 AO是什么 ArcGIS的基石 核心面向对象的地理数据模型的软件组件库不独立 依附于桌面系统 AO的功能 空间数据的显示 查询检索 编辑和分析创建各种专题图和统计报表高级的制图和输出功能空间数据管理和维护 AO的开发方式 定制 客户化VBA语言嵌入式开发独立的应用程序 AO开发工具包 HelpKitsObjectModelDiagramsSamplesUtilities AO开发资源 ArcObjectsDeveloperHelp AO的MSDN ArcObjectsO

11、nline ExploringArcObjects BuildingaGeodatabase MicrosoftMSDN 两个重要控件 MapControl DataView数据视图 PageLayoutControl LayoutView版面视图 从8 2开始出现 MapControl 显示图层地图放大 缩小 漫游生成图形元素 如点 线 圆 多边形说明注记识别地图上被选中的元素 进行空间或属性查询标注地图元素 PageLayeroutControl 管理控件的外观设置管理控件的显示属性管理页面属性在控件中增加和查找元素加载地图文档到控件可以直接从资源管理器和ArcCatalog中拖放数据到控

12、件中打印页面设计 ArcGIS9简介 ArcGISDesktop ArcGISDesktop是一个集成了众多高级GIS应用的软件套件 它包含了一套带有用户界面组件的Windows桌面应用 ArcMap ArcCatelog ArcToolBox ArcGlobe等 ArcGISDesktop具有三种功能级别 ArcView ArcEditor ArcInfo 都可以使用各自软件包中包含的ArcGISDesktop开发报进行客户化和扩展 服务器GIS ArcGIS服务器产品符合信息技术的标准规范 可以和其它企业级的软件完美的合作 例如Web服务器 数据库管理系统 DBMS 以及企业级的应用开发框

13、架包括 Net和Java2企业级平台 J2EE 这促使了GIS和其它大量的信息技术的整合 ArcGIS9包含三种服务器产品 ArcSDE 一个在多种关系型数据库管理系统中管理地理信息的高级空间数据服务器 ArcIMS 一个可伸缩的 通过开放的Internet协议进行GIS地图 数据和元数据发布的地图服务器 ArcGISServer 一个应用服务器 包含了一套在企业和Web框架上建设服务器GIS应用的共享GIS软件对象库 ArcGISEngine ArcGISEngine提供了一套应用于ArcGISDesktop应用框架之外的嵌入式ArcGIS组件 使用ArcGISEngine 开发者可以在C

14、COM Net和Java环境中使用简单的接口获取任意GIS功能的组合来构建专门的GIS应用解决方案 移动GIS ArcPad是ArcGIS实现移动GIS和野外计算 如需要记录和登记突发性事故的空间信息 的解决方案 这些类型的工作可以在手持计算机设备 运行MicrosoftWindowsCE或PocketPC 或者平板电脑上完成 ArcGIS9中的AO ArcEngine开发包 ArcEngine包含一个构件定制应用的开发包 程序设计者可以在自己的计算机上安装ArcGISEngine开发包 工作于自己熟悉的编程语言和开发环境中 ArcEngine通过在开发环境中添加控件 工具 菜单条和对象库 在

15、应用中嵌入GIS功能 ArcEngine组成 ArcEngine运行时 Runtime Spatial空间分析选项 扩展增加了栅格空间处理功能3D三维选项 扩展增加了3D分析和可视化功能Globe选项 扩展增加了地球三维可视化功能Geodatabase更新选项 扩展增加了对Geodatabase的写入和更新能力 3基于C S模式的网络GIS开发实例 3 1系统开发流程3 2浙江省土地利用现状管理信息系统简介 3 1系统开发流程 调研需求分析总体设计 系统体系结构 平台选型 开发环境 数据模型详细设计 数据库设计 类 接口 程序逻辑处理算法的编码级设计编码及单元测试 配置管理 集成测试发布 项目

16、背景需求分析项目目标总体结构设计数据库组织关键技术项目实施 3 2浙江省土地利用现状管理信息系统简介 项目背景 国土资源部 关于浙江更新调查省级试点方案的批复 国土资函 2003 194号 省政府办公厅 关于开展全省土地更新调查工作的通知 浙政办发 2003 18号 全省土地更新调查工作从2003年开始全面启动 到2004年为止全省90个县 市 区 全部开展了土地更新调查 其中2 3的县 市 区 已经基本完成任务 并通过了国土资源部或省厅的预检 验收 项目背景 这次土地更新调查 各地均按照省政府办公厅的文件要求和省厅的部署 全面应用3S技术 建立土地利用数据库和土地利用现状管理信息系统 并将数据汇交到省厅 全省10 54万平方公里的数据汇交到省厅以后 如何将海量的 不同比例尺的数据应用到建立 以图管地 的土地资源管理新机制中 并切实做好上述数据的使用 维护和管理 是我们面临的十分艰巨的新课题和新任务 项目背景需求分析项目目标总体结构设计数据库组织关键技术项目实施 3 2浙江省土地利用现状管理信息系统简介 需求分析之数据特点 省级土地利用更新数据特点 数据量大数据接边问题数据更新方式地理