基于webgis的物流信息系統的設計與實現畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 用到其他的企業中。 本文的內容及主要工作本文在分析介紹了 WebGIS 技術，WMS/WMF 協議、WebGIS 相關的組件的基礎上，基于物流系統的需求特點，介紹了 GIS 數據轉發傳輸和處理架構，并且實現了物流系統的基本功能。各章的內容組織如下：第 2 章介紹了 GIS 技術、WebGIS 技術的協議和開源平臺、Ajax 技術以及Spring 框架技術；東北大學本科畢業設計（論文） 第 1 章 引 言3第 3 章分析了系統的開發環境，利用用例建模分析系統的功能需求，并且根據實際情況補充了部分需求，提出了非功能性需求，并描述了系統術語表；第 4 章對系統進行總體設計，并對服務層、Web 服務層、數據訪問層、消息處理部分、socket 控制層等進行詳細設計，對系統中貨物運輸、線路編輯、權限控制、發送貨物等功能進行了詳細設計，對介紹了系統中數據庫表；第5章主要介紹了JavaScript語言的面向對象和事件驅動的實現，展示了Web客戶端根據相關協議與服務器交互的流程，并介紹了客戶端框架的實現以及定時更新機制的實現。最后是服務器端的具體實現，展示了安全控制機制下用戶訪問服務器的流程、貨物從發貨到最后提貨的整個處理流程，重點介紹了消息在管理人員、服務器端、車輛終端之間進行交互的傳輸和處理流程；第 6 章介紹了利用工具進行測試的情況，并對出現的錯誤進行了分析解決；第 7 章結論部分是對整個論文工作的總結以及下一步工作的展望，指出我們工作中有待改進的地方，同時指明了下一步的研究方向。東北大學本科畢業設計（論文） 第 2 章 相關技術簡介4第 2 章 相關技術簡介 GIS 技術GIS 是以采集、存儲、管理、分析、描述和應用整個或部分地球表面（包括大氣層在內）與空間和地理分布有關的數據的計算機系統。它由硬件、軟件、數據和用戶有機結合而構成。GIS 要實現的五個基本功能為：數據輸入、數據編輯、數據存儲與管理、空間查詢與空間分析以及圖形輸出與交互操作。GIS 始于 60 年代的加拿大與美國，爾后各國相繼投入了大量的研究工作，自 80 年代末以來，隨著計算機技術的飛速發展，地理信息的處理、分析手段日趨先進，GIS 技術日臻成熟，已廣泛地應用于環境、資源、石油、電力、土地、交通、公安、急救、航空、市政治理、城市規劃、經濟咨詢、災難損失猜測、投資評價、政府治理和軍事等與地理坐標相關的幾乎所有領域。GIS 技術依托的主要工具和平臺是計算機及其相關設備。進入 90 年代以來，隨著計算機技術的發展，計算機微處理器的處理速度愈來愈快，性能價格比更高；其存儲器能實現將大型文件映射至內存的能力，并且能存儲海量數據。此外，隨著多媒體技術、空間技術、虛擬實景、數字測繪技術、數據倉庫技術、計算機圖形技術、三維圖形芯片、大容量光盤技術及寬頻光纖通訊技術的突破性進展，消除數據通訊瓶頸的衛星互聯網的建立，以及能夠提供接近實時對地觀測圖像的高分辨、高光譜、短周期遙感衛星的大量發射，這些為 GIS 技術的廣泛、深入應用展示了更加光明的前景。同時，也使當前的 GIS 已不能滿足信息時代、數字時代的要求，目前 GIS 總體上呈現網絡化、開放性、虛擬現實、集成化、空間多維性等發展趨勢。 WebGIS 技術 WebGIS 介紹WebGIS 是 GIS 技術與 WWW 技術的結合，是在 Inter 網絡環境下的一種傳輸、存儲、處理、分析和顯示與應用地理信息的計算機系統。稱之為WebGIS 的原因是大多數客戶端應用采用了 WWW 協議。在 Inter 的支持下，根據 TCP/IP 和 HTTP 協議， WebGIS 把支持標準的 HTML 的瀏覽器作為統一的客戶端，所以狹義地講 WebGIS 是一種在 Inter 上發展起來的新技術，其核心是將 GIS 功能嵌入到滿足 HTTP 和 TCP/IP 標準的 Inter 應用體系中，實現Inter 環境下地理信息的有效管理和處理。與傳統的地理信息系統相比較，東北大學本科畢業設計（論文） 第 2 章 相關技術簡介5WebGIS 有如下特點：(1) 更廣泛的客戶訪問范圍。客戶可以同時訪問多個位于不同地方的服務器上的最新數據，而 Inter 所特有的優勢大大擴展了 GIS 的數據的處理能力，增強了空間數據的時效性。(2) 客戶端的平臺獨立性。無論客戶機是何種操作系統，只要支持通用的Web 瀏覽器，用戶就可以訪問 GIS 數據及服務器所提供的服務。(3) 更簡單的操作。要推廣 GIS，使 GIS 系統為廣大的普通用戶所接受，而不僅僅局限于少數受過專業培訓的用戶，就要降低對系統的操作難度。通過Web 瀏覽器提供友好的用戶界面無疑是一種很好的選擇。(4) 更高效的計算負載平衡。傳統的 GIS 大都使用文件服務器結構的處理方式，其處理能力完全依賴客戶端，效率較低。而當今的一些高級的 WebGIS能充分利用網絡資源，將復雜的處理交由服務器處理，而簡單的操作則由客戶端直接完成。這種計算能靈活地在服務器端和客戶端之間合理地分配處理任務，提高網絡資源的利用效率，提高了系統的性能。(5) 分布式的系統。Inter 的一個特點就是它可以訪問分布式數據庫和執行分布式處理，即信息和應用可以部署在跨越整個 Inter 的不同計算機上。GIS 數據和分析工具是獨立的組件和模塊，WebGIS 利用 Inter 的這種分布式系統把 GIS 數據和分析工具部署在網絡不同的計算機上，用戶可以從網絡的任何地方訪問這些數據和應用程序，不需要在本地計算機上安裝 GIS 數據和應用程序，只要把請求發送到服務器，服務器就會把數據和分析工具模塊傳送給用戶，達到實時部署的性能。(6) 動態性。由于 WebGIS 是分布式系統，數據與應用程序部署在不同的計算機上，隨時可能被管理員更新，對于 Inter 上的每一個用戶來說，都能得到最新的數據和應用程序的最新版本，只要數據源發生變化，和數據源的動態連接將保持數據的實時性。(7) 交互性。WebGIS 可使用戶在 Inter 上操作 GIS 地圖和數據，用 Web瀏覽器(IE，Netscape 等 )執行部分基本的 GIS 功能：如縮放，漫游，查詢和標注，甚至可以執行空間查詢：如“離你最近的旅館或飯店在哪兒”，或者更先進的空間分析：比如緩沖分析和網絡分析等。在 Web 上使用 WebGIS 就和在本地計算機上使用桌面 GIS 軟件一樣。(8) 經濟性。一般專業的 GIS 軟件非常昂貴，而對于普通用戶來說，只使用一些最基本的功能，想購買專業軟件顯得不太可能，也不經濟。WebGIS 在客戶端只需要瀏覽器，GIS 數據和 GIS 軟件的管理與維護基本上由服務器完成，東北大學本科畢業設計（論文） 第 2 章 相關技術簡介6因此系統成本比以往全套 GIS 軟件平臺要少得多，客戶端軟件的簡單化節省的維護費用也是很可觀的。 WebGIS 協議介紹開放式地理信息系統協會（Open GIS Consortium, OGC）是非營利、國際自發性、研究地理信息系統標準的國際組織。OGC 所提供的規范是幫助 GIS 開發者創造一個高效、無隔閡和透明的地理信息系統使用、分析、處理的環境 [5]。開放式地理信息系統（OpenGIS）正是由 OGC 提出的一個為了實現開放式地理信息系統而提出的開放式地理空間數據互操作規范。按照 OpenGIS 的規范，可以構造一個能獲取分布式地理空間數據和空間服務資源的軟件框架。OpenGIS給全世界的軟件開發商一個詳細的通用界面模板，使得不同開發商依照OpenGIS 開發出來的不同 GIS 軟件能夠進行互操作。OpenGIS 圍繞著地理空間信息共享和提供地理空間處理服務兩個技術目標，主要包括三部分內容：開放式地理空間數據模型、OpenGIS 服務模型和信息團體模型。其中與 WebGIS 有關的協議主要有：GML（Geography Markup Language） ，WFS（Web Feature Service） ，WMS（Web Map Service） ，SLD （ Styled Layer Descriptor） ，WCS（ Web Coverage Service） 和 WSCS（Web Services Common Specification）等規范 [6]。其中 GML、WMS、WFS 和 WCS 可以作為 Web 服務的空間數據服務規范，又可以作為空間數據的互操作實現。只要某一個 GIS 軟件支持這個接口，部署在本地服務器上，其他 GIS 軟件就可以通過這個接口得到所需要的數據。 GML 協議GML 是一種用于建模、傳輸和存儲地理及與地理相關信息的 XML 編碼語言，它包括了地理要素（Feature）與層（Coverage）的空間與非空間特征。GML 建立在 W3C 系列標準之上，以一種互聯網上容易共享的方式來描述、表達地理信息，是第一個被 GIS 界廣泛接受的元標記語言。在這之前開發的各種用于存儲和交換地理信息的文件格式或標準，由于缺少相應的支持工具，而沒有被廣泛接受。GML 的一個重要優勢就是它能夠讓開發者或用戶非常靈活地使用已被廣泛接受的 XML 技術，它建立在 XML、XML Schema、XLink 和XPointer 基礎之上，GML 數據能夠很容易地與非空間數據集成使用。GML 使用 XML 對地理數據進行編碼，為開發商和用戶提供了一種開放的、中立于任何廠商的地理數據建模框架，使地理信息能夠在不同領域、不同部門進行語義共享。 東北大學本科畢業設計（論文） 第 2 章 相關技術簡介7GML 采用要素來描述地理實體和地理現象，GML 要素是通過其屬性（property）來描述的，這些屬性包括：空間屬性、時態屬性及其他非空間時態屬性。OGC 先后推出了 3 個版本的 GML，GML 版本于 2022 年 4 月正式推出，GML 版本于 2022 年 2 月推出，GML 版本于 2022 年 9 月推出，2022 年 1 月推出 GML 版本。 版增加了對復雜的幾何實體、拓撲、空間參照系統、元數據、時間特征和動態要素等的支持，使其更加適合描述現實世界問題。GML 作為一個空間數據編碼規范，它并沒有強制采用它的用戶使用規定的 XML 標識，而是提供了一套基本的標簽、公共的數據模型，以及用戶構建應用模式（GML Application Schemas ）的機制 [7]。 WMS 協議WMS從動態的地理信息中位置數據，產生空間參考數據的地圖。地圖的格式可以為PNG/GIF/JPEG/SVG/WebCGM中的任意一種。這個規范定義了三個操作：GetCapabilities操作返回 XML格式的服務級元數據，它是對服務信息內容和可接受請求參數的一種描述；GetMap 用來從地圖服務器得到一副具有特定的地理位置坐標范圍的地圖圖像，在構造請求時需要設置圖層名稱、坐標范圍、返回圖像的高寬和格式等；GetFeatureInfo是WMS可選的服務，用來提供進一步查詢地圖上的某些特殊要素的信息的接口 [8]。 WFS 協議WFS 向用戶提供使用 GML 編碼的地理空間要素數據，并支持在 HTTP 協議的分布式計算機平臺上對地理要素進行查詢、插入、更新和刪除操作等。這個規范定義了五個操作：GetCapabilities 返回 WFS 性能描述文檔（用 XML 描述） ；DescribeFeatureType 向用戶提供一個列表，表示 WFS 服務器能提供的服務的要素類型。列表還定義了請求具體要素實例時的請求格式以及輸出時生成要素實例的方法。 ；GetFeature 為一個獲取要素實例的請求提供服務；Transaction 為事務請求提供服務；LockFeature 處理在一個事務期間對一個或多個要素類型實例上鎖的請求 [9]。在具體的 GIS 應用當中，WFS 經常用來實現對地圖上數據的查詢與修改，并經常與系統的領域層中的模型進行交互。 WCS 協議WCS協議是面向空間影像數據的，它將包含地理位置值的地理空間數據作為“覆蓋（coverage ）”在網上相互交換。WCS規范由三種操作組成：GetCapabilities，GetCoverage和DescribeCoverageType。GetCapabilities操作返回東北大學本科畢業設計（論文） 第 2 章 相關技術簡介8描述服務和數據集的XML文檔。WCS中的GetCoverage操作是在GetCapabilities確定什么樣的查詢可以執行、什么樣的數據能夠獲取之后執行的，它使用通用的覆蓋格式返回地理位置的值或屬性。客戶端能夠指定獲取哪些覆蓋，以及對空間和非空間的查詢進行約束。DescribeCoverageType操作允許客戶端請求由具體的WCS 服務器提供的任一覆蓋層的完全描述 [10]。在MapBuilder庫文件中，利用WCS 進行地理空間數據數據交換。 WebGIS 的開源平臺 GeoServer 地圖服務器GeoServer 是全面遵循 OGC 開放標準的 J2EE 實現，可以方便地發布地圖數據，并且允許用戶對特征數據進行更新、刪除、插入等操作，