开发研究与设计技术

电脑知识与技术 开发研究与 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 技术 本栏目 责任 安全质量包保责任状安全管理目标责任状8安全事故责任追究制幼儿园安全责任状占有损害赔偿请求权 编辑:谢媛媛 1引言 传统的矿产资源管理与执法手段落后,不能及时发现矿产资 源开发中各种违法违规现象,针对矿产资源管理和执法部门的工 作特点,提出了基于 GIS、RS和 GPS技术集成的矿产资源管理与 执法信息系统,它是以 GIS为核心的“3S”技术集成[1];地理信息 系统(GIS)是一个采集、存储、管理、分析、显示和应用地理信息的 计算机系统,是处理、分析和应用海量地理数据的交叉学科[2],它 以数据可视化、思维可视化的形式,提供了一种新的决策支持方 式,使管理者对各方面进行的研究不再是孤立的,而将自己置身 于自然和社会环境中,直接的掌握全面的情况,从而大大提高管 理的现代化水平[3];提高矿产资源管理与执法信息化程度,提高 管理、执法部门办事效率,有效、准确地打击矿产资源开发中的各 类违法违规现象。 2系统目标 (1)空中遥感监控侦查,及时发现违法区域。 (2)GPS导航定点排查,提高排查的准确性、针对性。 (3)GPS现场移动协同执法,保障违法打击的有效性。 (4)执法过程全程信息化管理,全程过程监控与督办。 (5)矿产资源管理全程信息化,高效准确地辅助决策部门进行 决策。 3系统设计 2.1设计原则: (1)简单实用性。使用简单、方便管理、数据更新和系统升级容 易,系统采用友好的图形用户界面方式,用户能简单、方便地采集 基础数据,实现信息共享与交换。 (2)安全可靠性。在系统设计过程中,把可靠性和可靠性主要 目标,容错能力强,对用户的非法操作均有限制和提示,数据出错 时具有相应的提示信息及处理能力,采用事务机制保证数据的完 整性和一致性,系统结构优化。 (3)开放扩充性。系统具有在硬件和软件的开放和扩充的功 能,在系统软件设计时,要特别考虑今后可能的功能扩充,以及硬 件或网络的改变或升级基本不影响应用软件。在GIS的设计中要 有超前性,必须充分考虑技术的发展趋势,如采用关系数据库管 理空间数据、WebGIS应用、OpenGIS 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 及空间数据互操作(In- teroperability)等问题;在硬件配置和系统设计中还要充分考虑系 统的发展和升级,使系统具有较强的扩展能力。 (4)通用共享性。系统设计过程中,要充分考虑文档资料数据 的通用共享问题,减少重复建设。 (5)技术先进性。系统采用软件工程的理论进行开发,利用 E—R模式分析实体间的关系并进行数据库结构设计;采用高效 的可视化开发工具进行系统开发。 (6)移动灵活性。 矿山管理和执法管理过程需要到矿山现场 进行实地调查取证等活动,因此系统必须能够满足这种移动办公 的需求,使执法工作人员能够在现场方便的调取相关的矿权登记 信息、卫星照片信息和矢量数据等相关的信息,使执法人员在执 法时有据可依。 (7)经济实用性。 系统建设要在实用的基础上做到最经济,在 硬件和软件配置、系统开发和数据库建立上都充分考虑投入和经 济效益,以最小的投入获得最大的效益。 3.2系统总体设计: 系统包括三个模块:遥感侦查子系统、现场排查子系统、移动 协同执法子系统,如图1所示。各部分功能详细说明: 2.2.1遥感侦查子系统 调用不同时相的遥感影像数据,通过特有的变化 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 与异常 区提取算法,识别提取可能的矿产资源违法地点,及时发现矿产 资源违法行为,锁定违法区域,缩小巡查范围,引导定点排查,提 高执法排查的效率和违法打击的准确度。 图1 系统功能框图 3.2.2现场排查子系统 基于 PDA移动计算设备和 GPS定位系统、无线网络 GPRS/ WLAN实现现场排查地点目的地空间搜索导引和空间定位,引导 现场排查人员准确到达违法地点,通过对电子地图、遥感影像、矿 政管理数据的动态查询,对违法主体进行现场排查登记,核实现 场情况和矿政管理数据,标定违法地点和违法主体,为矿产资源 执法采集现场第一手证据材料。 3.2.3移动执法子系统 基于 TabletPC移动计算环境和 GPS定位系统、无线通讯网 收稿日期:2007-08-18 作者简介:龙军,男,硕士,主要研究方向:遥感与地理信息系统。 基于3S的矿产资源执法管理信息系统的 设计和实现 龙军,唐宵,贺重媛 (西南大学 地理科学学院 三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆 400715) 摘要:随着3S技术、信息技术、网络技术和通讯技术的不断发展,矿产资源管理部门越来越依赖信息化。本文详细介绍了基于 3S、C/ S和B/S分布式结构进行的矿产资源执法管理信息系统的设计和实现的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 关键词:WebGis;Java;3S 中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2007)18-31638-02 DesignandImplementationofMISforExcutingtheLawinMineralResourcesBasedon"3S" LONGJun,TANGXiao,HEChong-yuan (SouthwestUniversityGeographicInstitutetheLaboratoryofMinistryofEducationofZoologyEnvironmentofSanxiaReservoirRegion, Chongqing400715,China) Abstract:Withthedevelopmentofinformation,netandcomunicationtechnologies,mineralresourrcesmanagementbecomesmoreand maredepentoninformatization.ThispaperdiscussesthemethodofdesignandimplementationofMISforExcutingtheLawinMineralRe- sourcesbasedonC/SandB/Sstructureindetails. Keywords:WebGis;Java;3S 1638 开发研究与设计技术本栏目责任编辑:谢媛媛 络GPRS/WLAN,实现移动现场执法人员到达执法目的地的动态 导引和违法现场的空间定位与确认,核实执法地点和违法主体, 通过无线网络动态调取矿政管理数据和违法排查数据,调用图文 表一体化现场执法文书生成系统,生成执法文书,下达执法决定, 同时通过无线网络,及时报送现场执法结果。 3.3软件体系结构 本系统是一个省市县区的矿产资源管理和矿政执法的分布 式平台,整个系统采用 C/S(client/server)与 B/S(browser/server)混 合结构,以B/S软件为主的软件结构体系(如图 2),既发挥传统 C/ S模式成熟的技术,避免建立 3层 C/S模式的高昂的代价,又能利 用 Intemet技术充分发挥 B/S模式的优点,充分利用二者的有点 [4]。C/S体系结构适用于信息管理、办公自动化等事务处理的系 统;B/S模式特别适用于信息的浏览、查询与发布,适于领导辅助 决策支持。对于B/S部分,我们采用采用J2EE的三层客户/服务器 体系结构,在这个框架上再部署GIS引擎和相关应用,J2EE是一 个分布式的服务器应用程序设计环境,它提供了基于组件以服务 器为中心的多层应用体系结构,具有很强的适应性、高度的兼容 性、可移植性,B/S体系结构在逻辑上分为三层,分别是客户端 (Web浏览器)、应用服务器(WWW服务器)与数据库服务器[5]。 客户机负责数据结果的显示和用户请求的提交,地图应用服务器 和Web服务器负责响应和处理用户的请求,而数据库服务器负责 管理维护属性数据和空间数据。属性数据、空间数据和应用程序 都放在服务器端,便于对各类数据进行集中高效的管理,有利于 保持数据的安全性、一致性和完整性。对那些涉及到图形操作多、 不需要在线工作的一些子系统,如遥感图像管理、移动执法等子 系统将采用 C/S的结构进行开发;对于要在各市县区都要运行的 执法管理等子系统采用B/S结构进行开发。 图2 软件体系结构 4数据库设计 4.1业务分析 矿产资源管理和矿政执法部门的业务主要有:采矿权申请批 复、换领采矿许可证、对矿产企业、对矿产的分布及储量、对已有 矿点(区)的各类信息进行查询修改增删等等[6],对采矿违法行为 的管理和执法,根据具体违法行为依据相应的管理法规生成执法 文书并下达报送到相关违法企业或个人依法进行矿政管理和执 法,这些业务过程涉及到各种文字数据图表等资料。六个业务表 单:矿产资源开采排查情况汇总表、矿产资源开采情况排查登记 表、矿产资源勘查排查情况汇总表、矿产资源勘查情况排查登记 表、选(洗)矿企业排查情况汇总表、选(洗)矿企业情况排查登记 表等。 4.2数据库 数据库设计遵循规范化、安全性、可扩展性等设计原则,在业 务分析分析的基础上,我们需要的建立以下几个数据库。 4.2.1基础数据库 (1)基础地理要素数据库: DEM数据,基础地理信息(包括行政区界、水系、交通、居民 地),基础地质信息(地层、岩体,构造信息),矿产资源专题信息 (矿产资源现状分布、重要成矿带、开采规划区、保护区、生态环境 规划)。 (2)法律法规数据库: 《中华人民共和国国土资源管理法》(1998),《中华人民共和 国国土资源管理法实施条例》(1998),《矿产资源开采登记管理办 法》(1998年),《矿产资源勘查区块登记管理办法》(1998),《中华人 民共和国矿产资源法实施细则》(2006),《中华人民共和国矿产资 源法》,《中华人民共和国矿产资源法实施细则》(2006)等。 4.2.2业务数据库 主要包括:矿山登记信息数据库、遥感影像数据库、土地利用 现状数据库、土地利用规划数据库、异常区数据库、异常区排查结 果数据库等。 4.3数据库的选择 Oracle系列产品功能强大,可靠性高,性能稳定,我们选用 O- racle10i管理空间数据和属性数据,在通用的关系型数据库的基 础上建立空间数据库,采用 Geodatabase存储,通过 ArcSDE空间 数据库引擎将空间数据库数据存放在 Oracle10g数据库中,实现 空间数据库与属性数据库的关联,通过空间数据引擎进行访问,这 是一种优越和高效的空间数据库管理模式,所有的用户都是通过 连接缓冲池连接到数据库的,用户对数据库的连接不是独占式 的,用户数基本不受限制,访问速度快。 5关键技术 系统的设计目标是在技术上要求达到国内外比较先进的水 平,在采用现有比较成熟的系统开发技术的同时,根据 GIS和计 算机科学发展的趋势,在总结国内外已有的相关系统开发经验的 基础上,主要应采用以下技术: (1)面向对象的系统分析和设计(OOA&D)方法。 (2)采用关系数据库管理空间数据。 (3)组件式GIS与WebGIS技术。 (4)采用TDD(测试驱动开发)技术。 (5)遥感和卫星导航定位系统技术。 (6)多分辨率无缝影像数据库技术。 (7)XML数据交换技术。 图3 综合信息查询 6系统实现 系统开发环境为:MicrosoftWindowsServer2003、Windows xp,Apache+TomcatWeb服务器和 Oracle10g数据库服务器。具 体可分为三部分。C/S模式开发采用ArcObjects组件和VB语言进 行二次开发;B/S模式下采用 ArcIMS、JSP、JavaScript、Java和 Struts1.1进行开发;移动终端 PDA采用 WindowsCE和 EVB进行 开发。其中地图应用服务采用 ESRI公司的 ArcIMS4.2,空间数据 引 擎 采 用 ESRI公 司 的 ArcSDE9.0,java语 言 为 SUN公 司 jdk1.5.0,开发平台采用 Eclipse3.2,其它辅助工具包括数据库设 计软件 ERWIN4.1和软件辅助工具 RationalRose2003,采用的软 件具有较好的可扩展性和可移植性。部分运行界面如图3。 7结束语 本系统以先进的数据库技术和网络技术为基础,特别是利用 3S集成技术实现了对矿山管理和执法的可视化、主动性和时效 性,及时发现矿产资源开发中各类违法现象,为可持续发展提供 有力保障。今后还需在已有的功能的基础上重点实现以下两个功 能: (下转第1658页) 1639 电脑知识与技术 开发研究与设计技术 本栏目责任编辑:谢媛媛 (上接第1639页) (1)实现矿产资源三维信息表述和分析。 (2)提高异常区检测的智能化程度。 参考文献: [1]闾国年,张书亮.地理信息系统集成原理和方法[M].北京:科 学出版社,2003,98. [2]张正祥,张洪岩.ArcObjects组件在地理信息系统二次开发 中的应用.GIS技术,2004(2). [3]龚健雅.地理信息系统基础[M].北京:科学出版社,2001. [4]刘小生,栾奎峰.基于 C/S与 B/S混合模式的 WebGIS模型 设计.中国钨业.2006,26(6). [5]J2EE完全参考手册-J2EE概述.HTTP://java.sun.com/j2ee. [6]杨德生,唐益平.基于 GIS的矿产资源规划管理信息系统开 发[J].矿业研究与开发,2004,24(5). 基于移动数据库数据广播的固有特点,客户机引入了基于代 价的缓存替换策略。即替换算法需要考虑缓存不命中时,从数据 广播中获得一个对象的代价。在多盘广播环境中,获得广播频率 越高的磁盘中的数据项的代价越小,获得广播频率越高的磁盘中 的数据项的代价越小。因此,考虑了一个较为理想的算法:PIX算 法结合考虑了对象的广播频率,即将访问概率 P与广播频率 X的 比值作为替换的衡量因子,选择 P/X值最小的对象进行替换。例 如,考虑两个对象M和N。M的访问概率为10%,广播频率是5%; N的访问概论为5%,广播频率是1%。由于M的PIX值小于N的 PIX值,因此即使 M具有更高的访问概率,当缓存已满时 PIX算 法仍选把 M替换掉。这是由于客户机通过广播获得对象 N的代 价要比获得对象M的代价大(N的广播频率低)。 PIX算法在理论上是合理的,但在实际应用中,需要比较所有 缓存对象的 PIX值,代价过高。因此,采用了一种 PIX和 LRU相 结合的算法,LIX算法。此算法是在LRU算法的基础上,加入了对 象的广播频率因素。与 LRU算法类似,LIX算法也采用栈结构实 现替换,不同的是栈结构按广播频率划分。每个广播磁盘对应一 个栈,每个缓存对象都被放入它所在的广播磁盘所对应的栈中。 与 LRU算法相同,若该对象被命中,将其移到栈顶。当发生缓存 不命中且缓存已满时,LIX算法只需比较每个栈的栈底对象的 LIX值,将其中LIX值最小的对象替换出缓存。 图2演示了一个两盘广播中LIX算法的缓存替换过程。 图2 LIX算法缓存替换过程示意图 服务器一共有两个磁盘,相应的,客户机端的缓存也组织成 两个栈。栈 I中有对象 a,b,c,根据访问概率排列,a位于栈顶,c 位于栈底。栈2中有对象d,e,f,g,h。d位于栈顶,h位于栈底。假 定缓存的空间仅可存放 9个数据项,则缓存已满。现在若客户机 需要访问数据项 x,客户机首先在本地缓存中搜寻,发现没有,则 到广播中获取。因为缓存已满,为了将获取的数据放入缓存,需要 进行缓存替换。由于一个栈中具有最小LlX值的数据项一般在栈 底,因此只需要比较两个栈的栈底数据项的 LIX值,即 c和 h的 LIX。若c的LIX值是0.4,h的LIX值是 0.6,将 c替换出去,但因 为Z的广播频率属于磁盘2,所以将z置于栈2的顶端。 模拟分析和实际应用的结果都表明,在多盘广播中,采用 LIX 算法的客户机缓存性能要优于采用 LRU算法的缓存性能,而且 单个客户机的本地访问概率分布和服务器的总体访问概率分布 相差越大,这种性能优势就越明 。 2.2.3缓存一致性问题 移动数据库的特点决定了移动客户机上的缓存数据和数据 服务器上的数据之间的一致性问题更加复杂。考虑到应用的实际 情况,我们把一致性分为强一致性和弱一致性。缓存一致性问题 的目标就是维护移动客户机缓存和固定数据库服务器数据之间 的一致性。强一致性要求查询事务读取的值是数据服务器的最新 值,要求更新事务立即提交;弱一致性可以在本地的缓存上执行。 所以,如果客户机和数据库服务器之间处于联机状态,则缓存管 理可以提供强一致性:如果处于断接状态下,缓存管理提供弱一 致性。 客户端缓存数据的一致性问题的主要内容包括两个方面:① 服务器端数据的修改要及时通知到各个客户机并更改缓存中的 内容。由服务器端数据的修改导致缓存数据的更新我们称为缓存 数据的被动更新;② 客户端修改的数据要及时通知到服务器并及 时提交修改,这种由客户端缓存内数据的更改提交到数据库服务 器最终修改我们称为缓存数据的主动更新。 通常情况下,利用缓存数据的被动更新来实现缓存的一致性 的效率更高。这种方式主要通过服务器定期广播各种信息来实现 缓存一致性。广播的信息包括实际数据、数据的更新信息、锁表和 日志等控制信息,广播不需要服务器知道移动客户机当前的位置 和连接状态,移动客户机也无需建立与服务器的上行链路和发送 数据请求,从而节约了能量,而且无需额外的开销,广播的信息就 可以被许多移动用户接收。在这种方式中,缓存一致性直接取决 于广播的频率,广播越频繁,缓存更新就越及时,缓存的一致性就 会越高 3结束语 移动数据库技术的研究与实现,是一个崭新的课题,至今还 有许多问题有待解决。本文围绕移动数据库中一个重要的技术, 缓存技术,讨论了该技术的一些重要指标。提出了缓存粒度的选 取问题,缓存替换策略的一个算法和分析了缓存一致性所涉及到 的一些问题。但在特定的应用环境下,可能还会面临到特殊的问 题,需要进一步的研究。 参考文献: [1]王珊,丁治明,张孝.移动数据库及其应用[J].计算机应用, 2002,20(9):1-4. [2]周恒.移动计算环境中的 Cache技术研究.中国科学院软件 研究所,2001. [3]李霖,周兴铭.移动数据库中客户机的断接操作[J].计算机科 学,1999,26(2):5-9. [4]KenCK,LeongHV,AntonioS.SemanticQueryCachingMo- bileEnvironment.MobileComputingandCommunicationsReview, 1999,3(2):28-36. [5]EPitoura,GSamaras.DataManagementforMobileComputing [M].KiuwerAcademicPublishers,1997. [6]QunRen,DunhamMH.UsingClusteringforEffectiveMan- agementofaSemanticCacheinMobileComputing.InProceedingsof theInternationalWorkshopofMobile,1999:94-101. [7]XSun,NNKamel,LMNiProcessingimplicationonqueries IEEETransonSoftwareEngineering,1989,15(10):1168-1175. 1658