基于WebGIS和MVC框架智慧校園系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孫宇

摘要：作為產(chǎn)學(xué)研的人才培養(yǎng)基地，高校校園的智慧校園建設(shè)也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，特別結(jié)合WebGIS和MVC技術(shù)框架構(gòu)建智慧校園，符合智能導(dǎo)航、智能校園、智能信息等校園信息化建設(shè)的目標(biāo)。以此為出發(fā)點(diǎn)，基于WEBGIS和MVC框架構(gòu)建智慧校園系統(tǒng)，首先分析系統(tǒng)建設(shè)的需求與目標(biāo)，并從與現(xiàn)有系統(tǒng)集成的角度設(shè)計(jì)總體集成架構(gòu)，并著重分析MVC框架下利用SupperMap提供服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。SupperMap系統(tǒng)提供的基于云分析API和基于云存儲(chǔ)API，都通過http方式對(duì)外提供服務(wù)。該系統(tǒng)基于服務(wù)API完成WEBGIS功能的實(shí)現(xiàn)，并開發(fā)數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)功能。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng);SupperMap軟件;應(yīng)用程序接口

中圖分類號(hào)：TP316?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2095-5383（2020）03-0025-04

Abstract：As a talent training base for industry， academia， and research， the construction of smart campus should also keep pace with the times， especially combining WebGIS and MVC technology framework to build a smart campus， which is in line with the goals of campus information construction such as smart navigation， smart campus and smart information. Taking this as the starting point，a smart campus system based on WebGIS and MVC framework was constructed in this paper. The needs and goals of system construction was analyzed first， and the overall integration architecture from the perspective of integration with the existing system was designed， then the use of supplermap to provide service interface to realize system functions under MVC framework was analyzed emphatically. The cloud analysis API and cloud storage API provided by the supplermap system both provide external services through HTTP. This system implements WEBGIS functions based on service API， and develops data analysis and statistics functions.

Keywords：WebGIS; SupperMap; Application Programming Interface （API）

隨著無線通信與物聯(lián)感知概念的不斷深入，各行業(yè)的智慧建設(shè)都進(jìn)入了探索與實(shí)踐的階段。智慧是AI與各類高新技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它的實(shí)際落地是基于人們廣泛生產(chǎn)生活需求之上的，對(duì)于高校校園而言，智慧校園的應(yīng)用方向也十分豐富，因此本文以智能導(dǎo)航為研究目標(biāo)，提出了支持將空間信息與非空間信息集中統(tǒng)一平臺(tái)進(jìn)行管理和分析的系統(tǒng)建設(shè)方案，系統(tǒng)的核心機(jī)制基于支持GIS的SupperMap獨(dú)特地理信息技術(shù)，開發(fā)框架為MVC模式、采用輕量級(jí)語言Java開發(fā)。系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景包括基于地理空間數(shù)據(jù)與GIS的信息方法[1]，可以提供多樣化的智能服務(wù)，具有較好的功能與平臺(tái)延展性，同時(shí)隨著AI技術(shù)的植入，也可以成為為決策平臺(tái)提供一定的技術(shù)支持。

1?需求分析與概要設(shè)計(jì)

基于SupperMap的智慧校園GIS系統(tǒng)運(yùn)用oracle數(shù)據(jù)庫對(duì)地點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。系統(tǒng)總體的功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

智慧校園GIS系統(tǒng)的功能主要包括視圖模塊、導(dǎo)航模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊、統(tǒng)計(jì)分析模塊、審批模塊、輔助工具模塊、批量打印模塊、系統(tǒng)管理模塊和個(gè)人設(shè)置模塊。

1）視圖模塊主要是針對(duì)用戶所需的工具進(jìn)行顯示，包括主工具條、地圖視窗、查詢目錄面板、行政區(qū)劃導(dǎo)航面板、屬性信息面板、圖層面板。

2）導(dǎo)航模塊實(shí)現(xiàn)地圖的基本操作，包括地圖的放大、縮小、漫游、全幅等功能。用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行相關(guān)操作，同時(shí)也提供第三方導(dǎo)航軟件的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、公交換乘等。

3）數(shù)據(jù)管理模塊主要是對(duì)相關(guān)成果的入庫進(jìn)行管理，包括地點(diǎn)成果資料、地點(diǎn)網(wǎng)圖資料，支持地理編碼的轉(zhuǎn)換。

4）定位查詢模塊包括坐標(biāo)查詢、屬性查詢、空間查詢，用戶根據(jù)提示，輸入相應(yīng)的信息來實(shí)現(xiàn)查詢操作。

5）統(tǒng)計(jì)分析模塊分為按地點(diǎn)的類型、按地點(diǎn)的等級(jí)、按地點(diǎn)的保存狀況、按行政區(qū)的統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析等方式。主要是對(duì)地圖當(dāng)前顯示的地點(diǎn)檢索統(tǒng)計(jì)相應(yīng)的信息，形成餅圖或者柱狀圖，并生成文字報(bào)表以及輸出查詢結(jié)果。

6）審批模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)地點(diǎn)使用的審批功能。使用者使用審批申請(qǐng)用戶登錄系統(tǒng)，然后對(duì)所要求的地點(diǎn)進(jìn)行選擇并發(fā)送給審批者審批，審批者查看后將結(jié)果返回，使用者就可以將審批后的地點(diǎn)打印輸出并使用。

7）輔助工具提供了距離量算、面積量算、圖層管理等功能。用戶可以根據(jù)需要，在地圖上量取2點(diǎn)之間的距離、某塊區(qū)域的面積以及對(duì)地圖的各個(gè)圖層進(jìn)行管理。

8）批量打印模塊實(shí)現(xiàn)批量打印點(diǎn)之記和普查記錄，通過輸入地點(diǎn)的基本信息進(jìn)行檢索，檢索完成后進(jìn)行預(yù)覽和打印處理。

9）系統(tǒng)管理模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)用戶、權(quán)限、日志進(jìn)行管理的功能。通過系統(tǒng)管理模塊可以實(shí)現(xiàn)修改、刪除、添加、查找等基本操作。

10）個(gè)人設(shè)置模塊能夠?qū)崿F(xiàn)用戶密碼的修改和系統(tǒng)配置的修改。

2?總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

智慧校園GIS系統(tǒng)整體集成架構(gòu)為分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括支撐層、數(shù)據(jù)層、管理層、服務(wù)層、應(yīng)用層，如圖2所示。

支撐層是整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)服務(wù)層，包含了底層的IT資源例如服務(wù)器資源、IDC、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)備等。

數(shù)據(jù)層是整體集成系統(tǒng)的核心，在此系統(tǒng)中采用主從數(shù)據(jù)庫的方案，一方面滿足了數(shù)據(jù)的備份與安全，一方面也可以實(shí)現(xiàn)讀寫分離，從而提高系統(tǒng)整體的性能。同時(shí)數(shù)據(jù)層引入了NoSQL文檔數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜關(guān)聯(lián)模型關(guān)系數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，在最終系統(tǒng)上線時(shí)，需要提供Redis閃存機(jī)制，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的原子性與訪問便捷性。

服務(wù)層也被稱為平臺(tái)層，在微服務(wù)架構(gòu)的概念下，服務(wù)層可以理解為服務(wù)的拆分與分層，從而實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的實(shí)施模式，進(jìn)一步提高系統(tǒng)迭代的可操作性。在進(jìn)行分布式拆分的過程中，引入了分布式3PC事務(wù)處理框架，保證全局事務(wù)的提交與回滾一致性。聚合服務(wù)包括數(shù)據(jù)服務(wù)管理、目錄服務(wù)管理、功能服務(wù)管理與控制中心等。

應(yīng)用層是基于服務(wù)開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)，包括視圖、導(dǎo)航、數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容。

3?系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證

本文利用SupperMap軟件提供的服務(wù)接口進(jìn)行二次開發(fā)，結(jié)合整體集成架構(gòu)采用MVC框架提供上層前后端服務(wù)。這里重點(diǎn)介紹SupperMap所提供基于云分析API，另外還提供基于云存儲(chǔ)API，包括地圖API、數(shù)據(jù)API、三維API，如圖3所示[4]。

本文以導(dǎo)航路徑分析API為例，分析和研究SupperMap接口如何提供服務(wù)給平臺(tái)上層，其他SupperMap服務(wù)接口同樣采用此GET/POST方式調(diào)用接口來獲取JSOP格式數(shù)據(jù)，供本系統(tǒng)服務(wù)。

導(dǎo)航路徑分析服務(wù)可根據(jù)分析所需的起點(diǎn)、經(jīng)過點(diǎn)、終點(diǎn)生成一條導(dǎo)航路徑。支持距離最短、不走高速、推薦模式3種導(dǎo)航模式;對(duì)外提供的接口pathanalystresults。導(dǎo)航路徑分析服務(wù)支持GET和HEAD請(qǐng)求，支持json＼＼xml＼＼jsonp等格式調(diào)用[6]。導(dǎo)航路徑分析API GET請(qǐng)求參數(shù)如表1所示，服務(wù)請(qǐng)求GET請(qǐng)求響應(yīng)結(jié)構(gòu)如表2所示，PathInfo導(dǎo)航引導(dǎo)信息類接口說明如表3所示。

導(dǎo)航路徑分析服務(wù)支持一次分析單條路徑和一次分析多條路徑。以json格式輸出為例，單條導(dǎo)航路徑分析http請(qǐng)求為：http：//localhost：8080/pathanalystresults.json？pathAnalystParameters=[{startPoint：{"x"：116.467524，"y"：39.914319}，endPoint：{"x"：116.25814，"y"：40.666082}，passPoints：[{"x"：116.441454，"y"：39.947892}]，routeType：MINLENGTH，to：910101}]&key=fvV2osxwuZWlY0wJb8FEb2i5

多條路徑分析http請(qǐng)求為：http：//localhost：8080/pathanalystresults.json？pathAnalystParameters=[{startPoint：{"x"：116.467524，"y"：39.914319}，endPoint：{"x"：116.25814，"y"：40.666082}，passPoints：[{"x"：116.441454，"y"：39.947892}]，routeType：MINLENGTH，to：910101}，{startPoint：{"x"：115.437524，"y"：39.714319}，endPoint：{"x"：116.35814，"y"：41.666082}，passPoints：[{"x"：115.441454，"y"：38.947892}]，routeType：NOHIGHWAY}，{startPoint：{"x"：115.437524，"y"：39.714319}，endPoint：{"x"：116.35814，"y"：41.666082}，routeType：RECOMMEND，to：910101}]&key=fvV2osxwuZWl Y0wJb8FEb2i5

分析結(jié)果為數(shù)組形式，數(shù)組中的結(jié)果路徑的順序?qū)?yīng)于發(fā)送請(qǐng)求時(shí)請(qǐng)求路徑的順序[7]。

4?總結(jié)

本文基于MVC和WebGIS技術(shù)，在SupperMap服務(wù)接口上二次開發(fā)，構(gòu)建智慧校園系統(tǒng)。本系統(tǒng)對(duì)于前后端功能完全解耦，前端界面負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和輸入，地圖展示，信息搜索，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析的能力;后端邏輯層負(fù)責(zé)基于SupperMap接口服務(wù)上二次開發(fā)，提供的數(shù)據(jù)處理和分析，同時(shí)數(shù)據(jù)完成持久化，響應(yīng)前端HTTP請(qǐng)求服務(wù);本系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和服務(wù)處理，完成符合本文設(shè)計(jì)預(yù)期，同時(shí)在MVC框架下將功能進(jìn)行模塊化，減少功能模塊代碼交互，均按照接口服務(wù)方式提供服務(wù)，與SupperMap服務(wù)接口層統(tǒng)一，對(duì)于后續(xù)進(jìn)行微服務(wù)轉(zhuǎn)型提供天生優(yōu)越性，所以本位對(duì)于基于MVC和WebGIS開發(fā)方式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究具有一定的借鑒意義。

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