【正文】 基于WebGIS技術(shù)的自來(lái)水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要 當(dāng)前我國(guó)的水資源的利用，一方面感到水資源緊張，另一方面浪費(fèi)又很嚴(yán)重。水資源管理是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，它涉及管網(wǎng)維修、管網(wǎng)改造、圖紙檔案、管網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等諸多方面，致使管網(wǎng)的維修和管理任務(wù)十分繁重。管網(wǎng)建模方面，主要涉及，管線信息、閥門(mén)信息的管理，管線、閥門(mén)的維護(hù)和管線、閥門(mén)的報(bào)修等問(wèn)題。本系統(tǒng)是為了解決復(fù)雜的傳統(tǒng)的自來(lái)水管網(wǎng)的管理工作，使其變成可視化的管理模式。課題利用WebGIS 的分布式與可視化的地理空間信息分析的優(yōu)勢(shì) ，從城市供水系統(tǒng)管理的實(shí)際需求，從系統(tǒng)體系框架、功能組成和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)描述了基于WebGIS技術(shù)的自來(lái)水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可為供水部門(mén)的高效管理提供決策依據(jù)。本系統(tǒng)是基于WebGIS技術(shù)的，實(shí)現(xiàn)對(duì)供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)的管理，提供能夠?qū)芫W(wǎng)實(shí)時(shí)更新（包括添加和刪除）的功能；具有事故分析和處理功能，對(duì)發(fā)生爆管等漏水事故能迅速制定方案，從而顯著提高事故處理和搶修的效率，大大的降低了損失；同時(shí)為了施工等的需要，能夠使用戶能更清晰、更形象地了解管段之間的空間分布位置。關(guān)鍵詞：管網(wǎng)建模、管線、閥門(mén)、地理信息系統(tǒng) Based on WebGIS technology water pipe network information management system design and implementationAbstractThe use of water resources in our country, on the one hand feel tension of water resources, on the other hand waste is very resources management is a huge system engineering, it involves network maintenance, network transformation, the drawing files, network data statistics and so on many aspects, the network maintenance and management of the task is very heavy.　Network modeling aspect, mainly involved, pipeline, valve information management, pipeline, valve and pipeline maintenance, the valve repair service, etc. This system is to solve the traditional tap water pipe network management of plex, make it bee the visual management mode. Subject using the distributed WebGIS the geographical spatial information visualization and analysis of the advantages, from the actual demand of urban water supply system management, from the system framework, function describes the position and system implementation based on WebGIS technology of tap water pipe network information monitoring and management system design and implementation, can provide decisionmaking basis for the efficient management of water supply department. This system is based on WebGIS technology, to realize the management of water supply network data, network can provide realtime updates (including add, and delete) functionality。 Has the accident analysis and processing functions, tube etc. Leaking accident on make plan quickly, significantly improve the efficiency of accident treatment and repair, greatly reduced the loss。 At the same time in order to meet the demands of construction and so on, enables users to image clearer and more understanding of the section between the spatial distribution of location. Keywords: network modeling，pipeline，valve，WebGIS目錄摘要 IAbstract........................ II1 引言.................................... ............1 1 1 2 2 32 WebGIS相關(guān)技術(shù)........................ 4（GIS） 4 WEBGIS 的概念和特點(diǎn) 4 WEBGIS主要系統(tǒng)平臺(tái) 7 CGI通用網(wǎng)關(guān)接口模式 7 PLUGINS GIS 插件 8 JAVA APPLET 8 基于分布式超圖模式 11 WEBGIS 發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景 12 本章小結(jié) 133 整體方案分析........................ 14 基本方案的提出 14 方案目的 14 方案分析 14 系統(tǒng)的具體功能 14 系統(tǒng)功能模塊圖 14 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 15 功能結(jié)構(gòu)圖 19 開(kāi)發(fā)環(huán)境 20 本章小結(jié) 204 詳細(xì)實(shí)現(xiàn)................................... 21 登錄功能設(shè)計(jì) 21 21 21 21 注冊(cè)界面設(shè)計(jì) 22 22 23 23 管線管理功能設(shè)計(jì) 24 24 25 26 閥門(mén)管理功能設(shè)計(jì) 26 27 27 28 報(bào)警信息管理功能設(shè)計(jì) 29 29 30 維修信息管理功能設(shè)計(jì) 31 31 31 32 閥門(mén)節(jié)點(diǎn)地圖設(shè)計(jì) 33 33 33 34 本章小結(jié) 345 總結(jié)與展望 ........................ 35致謝 37參考文獻(xiàn) 36外文資料翻譯 38V1 引言地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡(jiǎn)稱GIS）是在上個(gè)世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新型的管理地學(xué)信息的科學(xué)技術(shù)，是對(duì)與地理環(huán)境有關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行分析和研究的學(xué)科。它不僅是關(guān)于地理數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、分析和表達(dá)的原則、方法和工具，而且提供了認(rèn)識(shí)空間現(xiàn)象的思維方式和解決空間問(wèn)題的方法，可以用于定義、分析、表達(dá)復(fù)雜的空間現(xiàn)象。 經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，地理信息技術(shù)已滲透到人們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。在我國(guó)，地理信息系統(tǒng)雖然起步較晚，但發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，加之政府政策的正確導(dǎo)向作用，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)從初步發(fā)展時(shí)期的研究實(shí)驗(yàn)、局部應(yīng)用轉(zhuǎn)向?qū)嵱没⒓苫?、工程化，為?guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供輔助分析和決策依據(jù)。GIS在研究和應(yīng)用過(guò)程中逐步走上產(chǎn)業(yè)化道路，正成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)普遍使用的工具，并在各行各業(yè)發(fā)揮著重大作用。水資源是維持國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展的重要能源。隨著近年來(lái)全球經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和環(huán)境污染現(xiàn)象的加劇，水資源短缺已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。一方面 ，供水管網(wǎng)因跑、冒、滴、漏等原因造成的水浪費(fèi)問(wèn)題一直未能得到有效解決，大量寶貴的水資源得不到有效利用。另一方面，水資源管理是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，它涉及管網(wǎng)維修、管網(wǎng)改造、圖紙檔案、管網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等諸多方面，致使管網(wǎng)的維修和管理任務(wù)十分繁重。本課題充分發(fā)揮WebGIS 的分布式與可視化的地理空間信息分析的優(yōu)勢(shì) ，從城市供水系統(tǒng)管理的實(shí)際需求，從系統(tǒng)體系框架、功能組成和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)描述了基于WebGIS技術(shù)的自來(lái)水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可為供水部門(mén)的高效管理提供決策依據(jù)。該系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)的管理，提供能夠?qū)芫W(wǎng)實(shí)時(shí)更新（包括添加和刪除）的功能；具有事故分析和處理功能，對(duì)發(fā)生爆管等漏水事故能迅速制定方案，并打印搶修工作所需的各類報(bào)表、圖紙，從而顯著提高事故處理和搶修的效率，大大的降低了損失；同時(shí)為了施工等的需要，能夠使用戶能更清晰、更形象地了解管段之間的空間分布位置（）。論文內(nèi)容安排如下：第一章，簡(jiǎn)要概述了課題研究的背景與研究意義、主要的研究?jī)?nèi)容以及本文的結(jié)構(gòu)組織。第二章，第2章介紹了WebGIS及其相關(guān)技術(shù)。包括 WebGIS的概念,基本特征,并詳細(xì)介紹了WebGIS的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。論述了實(shí)現(xiàn)技術(shù)的原理及體系結(jié)構(gòu)。最后比較了這五種實(shí)現(xiàn)技術(shù),為我們?cè)诠┧芫W(wǎng)管理開(kāi)發(fā)技術(shù)的選擇提供了基礎(chǔ)。第三章，在前兩章的基礎(chǔ)上,研究了課題的解決方案,并對(duì)解決方案加以分析。第四章，詳細(xì)的介紹了如何實(shí)現(xiàn)基于WebGIS技術(shù)的自來(lái)水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng),然后展示了開(kāi)發(fā)成果以及測(cè)試結(jié)果,該章節(jié)是課題研究的核心,也是本文最重要的一部分。第五章，主要是對(duì)本課題的一個(gè)總結(jié),以及對(duì)后續(xù)工作的一個(gè)展望。本章主要講述了課題的研究背景,對(duì)于當(dāng)前自來(lái)水管網(wǎng)信息管理狀況做了分析,大致的介紹了課題的研究意義和研究?jī)?nèi)容,最后描述了一下本文的文章組織結(jié)構(gòu)。2 WebGIS相關(guān)技術(shù)（GIS）1) 地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System 簡(jiǎn)稱 GIS)是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新興技術(shù)，圍繞著這項(xiàng)技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用形成了一門(mén)交叉性、邊緣性的學(xué)科，是管理和研究空間數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，它可以對(duì)空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行各種處理、對(duì)數(shù)據(jù)的有效管理、研究各種空間實(shí)體及相互關(guān)系。2) 地理信息系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外研究應(yīng)用，盡管現(xiàn)存的地理信息系統(tǒng)軟件很多，但對(duì)于它的研究應(yīng)用，歸納概括起來(lái)有二種情況。一是利用 GIS 系統(tǒng)來(lái)處理用戶的數(shù)據(jù)；二是在 GIS 的基礎(chǔ)上，利用它的開(kāi)發(fā)函數(shù)庫(kù)二次開(kāi)發(fā)出用戶的專用的地理信息系統(tǒng)軟件。目前已成功地應(yīng)用到了包括資源管理、自動(dòng)制圖、設(shè)施管理、城市和區(qū)域的規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運(yùn)輸、石油和天然氣、教育、軍事等九大類別的一百多個(gè)領(lǐng)域。 WEBGIS 的概念和特點(diǎn)1）WebGIS 的概念：隨著 Internet 技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)地理信息系統(tǒng)(GIS)的需求，利用 Internet在 Web 上發(fā)布和出版空間數(shù)據(jù)，為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析的功能，已經(jīng)成為 GIS 發(fā)展的必然趨勢(shì)。于是，基于 Internet 技術(shù)的地理信息系統(tǒng)——WebGIS就應(yīng)運(yùn)而生。2）WebGIS的特點(diǎn)：WebGIS 是 Internet 技術(shù)應(yīng)用于 GIS 開(kāi)發(fā)的產(chǎn)物。WebGIS 具有以下特點(diǎn)：（1）全球化的客戶/服務(wù)器應(yīng)用全球范圍內(nèi)任意一個(gè)WWW節(jié)點(diǎn)的Internet用戶都可以訪問(wèn)WebGIS服務(wù)器提供的各種 GIS 服務(wù)，甚至還可以進(jìn)行全球范圍內(nèi)的 GIS 數(shù)據(jù)更新。（2）良好的可擴(kuò)展性WebGIS 很容易跟 Web 中的其他信息服務(wù)進(jìn)行無(wú)縫集成，可以建立靈活多變的GIS 應(yīng)用。（3）跨平臺(tái)特性在 WebGIS 以前，盡管一些廠商為不同的操作系統(tǒng)(如: Windows, UNIX, Macintosh)分別提供了相應(yīng)的 GIS 軟件版本，但是沒(méi)有一個(gè) GIS 軟件真正具有跨平臺(tái)的特性。而基于 Java 的 WebGIS 可以做到，“一次編成，到處運(yùn)行”, 把跨平臺(tái)的特點(diǎn)發(fā)揮得淋漓盡致。3）WebGIS 的設(shè)計(jì)思想：CGI 和Sever API 是較早應(yīng)用于WebGIS 開(kāi)發(fā)的方法。其中CGI 是通用網(wǎng)關(guān)接口(Common Gateway Interface)的英文縮寫(xiě)，它建立了Internet 服務(wù)器與應(yīng)用程序之間的接口。基于CGI 的 WebGIS 是按照如下方式實(shí)現(xiàn) WWW 交互的：用戶發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求到服務(wù)器上，服務(wù)器通過(guò) CGI 把該請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給后端運(yùn)行的 GIS 應(yīng)用程序中，由應(yīng)用程序生成結(jié)果交還給服務(wù)器，服務(wù)器再把結(jié)果傳遞到用戶端顯示。SeverAPI是經(jīng)過(guò)擴(kuò)充的CGI工具，比如Microsoft的ISAPI和Netscape的NSAPI。采用ServerAPI,服務(wù)器 請(qǐng)求后端 GIS 應(yīng) 用 程 序 時(shí) 不 用 重 新 啟 動(dòng) 該 程 序 ， 而 是 通 過(guò)IPC(Interprocess Communication, 進(jìn)程間通訊協(xié)議)與之進(jìn)行信息交換。目前的大部分 WebGIS 是采用的 CGI/Sever API方法。但是，CGI 機(jī)制本身有很大的缺陷，對(duì)于每一個(gè)客戶機(jī)的請(qǐng)求，都要重新啟動(dòng)一個(gè)新的服務(wù)進(jìn)程，從而影響速度。它不適應(yīng)于編寫(xiě)最新的客戶/服務(wù)器應(yīng)用軟件，也不適合編寫(xiě)面向?qū)ο蟮?Java客戶機(jī)。經(jīng)過(guò)各種擴(kuò)充的CGI工具也無(wú)助于問(wèn)題的解決，因?yàn)椴还苁遣捎眠M(jìn)程間DLL，遞 x, y 坐標(biāo)到服務(wù)器端處理，生成新的柵格圖傳遞到客戶端顯示，增加了服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)。服務(wù)器插件或者是 ORB 對(duì)象