基于中间件技术的黄河水环境综合信息服务平台研究

论文摘要

随着经济的发展,水环境污染问题成为摆在我们面前一个严峻的现实问题,已经到了严重制约国民经济和社会协调发展的地步。计算机等现代信息技术手段的发展为更好解决水环境问题提供了很好的支持。本文以水环境污染问题为切入点,结合国家863计划项目,采用框架技术、组件技术、中间件技术,研究基于中间件技术的水环境应用领域支撑环境,建立面向水环境应用的综合信息服务平台。论文取得的主要研究成果如下:(1)为了解决信息和资源共享问题,通过分析水环境业务,构建了水环境综合信息服务平台的总体架构,并用以指导应用系统的开发。在该总架构下,确定了重点研究内容为水环境应用服务框架、WebGIS及其业务应用系统和水环境样品查询系统。(2)以MVC设计模式对水环境模拟计算的业务过程进行拆分,分三个层次进行了详细设计和开发,建立了面向水环境服务的组件库。该组件库作为黄河水环境综合信息服务平台的组成部分,既可方便地构造水质预测系统用于对黄河小花区间进行模拟,又可与其它组件联合应用,在中间件平台上相互协作,为水环境的科学管理提供依据。(3)Web服务是当前WebGIS研究的重点问题,在遵循OGC规范和Web服务规范的基础上,设计了基于Web服务的WebGIS体系结构,并开发了WebGIS系统原型及地理实体属性数据查询、测量距离、框选、等值线、GML处理和缓冲区分析等扩展WebGIS组件;为实际应用,考虑了将开发的WebGIS和服务平台的紧密结合,以便丰富服务平台的功能。(4)为了简化服务平台的使用和解决多应用系统多访问入口的问题,采用eXo门户技术,把WebGIS及其业务应用系统和水环境样品查询系统集成,建立了黄河水环境综合信息服务平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 水利信息化的建设
• 1.1.2 问题的提出
• 1.2 相关理论研究进展
• 1.2.1 水质模型发展现状
• 1.2.2 水环境容量研究现状
• 1.2.3 WebGIS 的研究现状
• 1.3 本文研究内容和组织
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 论文组织
• 2 黄河水环境综合信息服务平台的总体框架
• 2.1 “数字黄河”工程总体框架
• 2.1.1 总体框架
• 2.1.2 逻辑结构
• 2.2 水资源保护应用系统
• 2.2.1 黄河纳污能力分析系统
• 2.2.2 监测管理系统
• 2.3 服务与网络服务
• 2.3.1 服务及相关概念
• 2.3.2 网络服务
• 2.3.3 Web Service 特征
• 2.3.4 Web Service 的协议栈
• 2.3.5 Web Service 对WebGIS 系统的作用和意义
• 2.4 水环境综合信息服务平台研究内容
• 2.4.1 数据集成平台
• 2.4.2 业务应用系统中间件
• 2.4.3 样品信息查询系统
• 2.4.4 WebGIS 中间件
• 2.4.5 门户集成
• 2.5 各部分内容的关系
• 2.6 开发技术标准的选择
• 2.7 本章小结
• 3 样品查询系统的设计
• 3.1 系统体系结构
• 3.2 MVC 设计模式与AAF 框架
• 3.2.1 MVC 设计模式
• 3.2.2 AAF 框架
• 3.3 系统详细设计
• 3.3.1 数据层的设计
• 3.3.2 应用逻辑层的设计
• 3.4 应用实例
• 3.5 本章小结
• 4 基于中间件技术的水环境模拟
• 4.1 水环境应用系统的存在问题分析
• 4.2 组件与中间件简介
• 4.2.1 中间件
• 4.2.2 组件技术
• 4.3 水环境计算模型
• 4.3.1 水环境现状评价模型
• 4.3.2 区间水域纳污能力核定
• 4.3.3 满足水质目标的基本水量的计算模型
• 4.3.4 水质预测模型
• 4.4 水环境中间件的开发过程
• 4.4.1 应用框架
• 4.4.2 水环境中间件分析
• 4.4.3 基于MVC 的水环境计算系统的总体结构
• 4.4.4 系统核心组件设计与接口描述
• 4.4.5 控制层开发
• 4.4.6 模型层开发
• 4.4.7 表示层开发
• 4.4.8 水环境中间件应用系统的构建过程
• 4.5 水环境中间件的运用（一）
• 4.5.1 测试资料
• 4.5.2 预报中间件的应用
• 4.6 水环境中间件的运用（二）
• 4.6.1 水环境评价业务流程
• 4.6.2 排污口污染负荷评价
• 4.6.3 黄河干流小花段水质状况
• 4.7 应用效果分析
• 4.8 本章小结
• 5 基于OGC 规范的WebGIS 设计
• 5.1 OGC 的网络地理信息服务
• 5.1.1 OWS 计划
• 5.1.2 OWS 的Web 服务栈
• 5.1.3 OGC 服务分类体系
• 5.1.4 OWS 服务框架
• 5.1.5 OGC 的网络地理信息服务的实现规范
• 5.2 系统开发目标
• 5.3 总体设计
• 5.3.1 系统框架
• 5.3.2 数据处理流程
• 5.4 地理数据库设计
• 5.4.1 地理数据的存储方式
• 5.4.2 地理数据的导入
• 5.5 WebGIS 服务器设计
• 5.5.1 WebGIS 服务器的选择
• 5.5.2 WebGIS 服务器的配置
• 5.5.3 部署WebGIS 服务器
• 5.6 WebGIS 客户端设计
• 5.6.1 图层管理器的实现
• 5.6.2 基本GIS 功能的实现
• 5.6.3 其他GIS 功能的实现
• 5.7 WebGIS 组件的设计
• 5.7.1 WebGIS 组件的功能
• 5.7.2 距离测量组件
• 5.7.3 框选图像生成组件
• 5.7.4 等值线/面组件
• 5.7.5 GML 处理组件
• 5.7.6 动态标注组件
• 5.7.7 缓冲区分析组件
• 5.8 属性数据的查询设计
• 5.8.1 SQL 转换为xml 的目的
• 5.8.2 SQL 分析
• 5.9 WebGIS 应用实例
• 5.10 本章小结
• 6 黄河水环境综合信息服务平台集成
• 6.1 门户技术
• 6.1.1 门户简介
• 6.1.2 门户的重要性
• 6.2 水环境综合信息服务平台的内容
• 6.3 eXo 门户集成
• 6.3.1 水环境中间件的集成
• 6.3.2 WebGIS 系统的集成
• 6.3.3 样品查询系统的集成
• 6.3.4 各系统之间的相互通信
• 6.3.5 集成应用
• 6.3.6 效果分析
• 6.4 服务平台的优点
• 6.5 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 论文取得的研究成果
• 7.2 建议和展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 一、博士期间发表的论文
• 二、博士期间参与的科研项目