【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用到其他的企業(yè)中。 本文的內(nèi)容及主要工作本文在分析介紹了 WebGIS 技術(shù)，WMS/WMF 協(xié)議、WebGIS 相關(guān)的組件的基礎(chǔ)上，基于物流系統(tǒng)的需求特點(diǎn)，介紹了 GIS 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)傳輸和處理架構(gòu)，并且實(shí)現(xiàn)了物流系統(tǒng)的基本功能。各章的內(nèi)容組織如下：第 2 章介紹了 GIS 技術(shù)、WebGIS 技術(shù)的協(xié)議和開源平臺(tái)、Ajax 技術(shù)以及Spring 框架技術(shù)；東北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 章 引 言3第 3 章分析了系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，利用用例建模分析系統(tǒng)的功能需求，并且根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)充了部分需求，提出了非功能性需求，并描述了系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)表；第 4 章對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，并對(duì)服務(wù)層、Web 服務(wù)層、數(shù)據(jù)訪問層、消息處理部分、socket 控制層等進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)中貨物運(yùn)輸、線路編輯、權(quán)限控制、發(fā)送貨物等功能進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì)介紹了系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫(kù)表；第5章主要介紹了JavaScript語(yǔ)言的面向?qū)ο蠛褪录?qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)，展示了Web客戶端根據(jù)相關(guān)協(xié)議與服務(wù)器交互的流程，并介紹了客戶端框架的實(shí)現(xiàn)以及定時(shí)更新機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。最后是服務(wù)器端的具體實(shí)現(xiàn)，展示了安全控制機(jī)制下用戶訪問服務(wù)器的流程、貨物從發(fā)貨到最后提貨的整個(gè)處理流程，重點(diǎn)介紹了消息在管理人員、服務(wù)器端、車輛終端之間進(jìn)行交互的傳輸和處理流程；第 6 章介紹了利用工具進(jìn)行測(cè)試的情況，并對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行了分析解決；第 7 章結(jié)論部分是對(duì)整個(gè)論文工作的總結(jié)以及下一步工作的展望，指出我們工作中有待改進(jìn)的地方，同時(shí)指明了下一步的研究方向。東北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介4第 2 章 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介 GIS 技術(shù)GIS 是以采集、存儲(chǔ)、管理、分析、描述和應(yīng)用整個(gè)或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)）與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它由硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成。GIS 要實(shí)現(xiàn)的五個(gè)基本功能為：數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(guó)，爾后各國(guó)相繼投入了大量的研究工作，自 80 年代末以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，地理信息的處理、分析手段日趨先進(jìn)，GIS 技術(shù)日臻成熟，已廣泛地應(yīng)用于環(huán)境、資源、石油、電力、土地、交通、公安、急救、航空、市政治理、城市規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)咨詢、災(zāi)難損失猜測(cè)、投資評(píng)價(jià)、政府治理和軍事等與地理坐標(biāo)相關(guān)的幾乎所有領(lǐng)域。GIS 技術(shù)依托的主要工具和平臺(tái)是計(jì)算機(jī)及其相關(guān)設(shè)備。進(jìn)入 90 年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)微處理器的處理速度愈來愈快，性能價(jià)格比更高；其存儲(chǔ)器能實(shí)現(xiàn)將大型文件映射至內(nèi)存的能力，并且能存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)。此外，隨著多媒體技術(shù)、空間技術(shù)、虛擬實(shí)景、數(shù)字測(cè)繪技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、三維圖形芯片、大容量光盤技術(shù)及寬頻光纖通訊技術(shù)的突破性進(jìn)展，消除數(shù)據(jù)通訊瓶頸的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建立，以及能夠提供接近實(shí)時(shí)對(duì)地觀測(cè)圖像的高分辨、高光譜、短周期遙感衛(wèi)星的大量發(fā)射，這些為 GIS 技術(shù)的廣泛、深入應(yīng)用展示了更加光明的前景。同時(shí)，也使當(dāng)前的 GIS 已不能滿足信息時(shí)代、數(shù)字時(shí)代的要求，目前 GIS 總體上呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、開放性、虛擬現(xiàn)實(shí)、集成化、空間多維性等發(fā)展趨勢(shì)。 WebGIS 技術(shù) WebGIS 介紹WebGIS 是 GIS 技術(shù)與 WWW 技術(shù)的結(jié)合，是在 Inter 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的一種傳輸、存儲(chǔ)、處理、分析和顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。稱之為WebGIS 的原因是大多數(shù)客戶端應(yīng)用采用了 WWW 協(xié)議。在 Inter 的支持下，根據(jù) TCP/IP 和 HTTP 協(xié)議， WebGIS 把支持標(biāo)準(zhǔn)的 HTML 的瀏覽器作為統(tǒng)一的客戶端，所以狹義地講 WebGIS 是一種在 Inter 上發(fā)展起來的新技術(shù)，其核心是將 GIS 功能嵌入到滿足 HTTP 和 TCP/IP 標(biāo)準(zhǔn)的 Inter 應(yīng)用體系中，實(shí)現(xiàn)Inter 環(huán)境下地理信息的有效管理和處理。與傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)相比較，東北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介5WebGIS 有如下特點(diǎn)：(1) 更廣泛的客戶訪問范圍?？蛻艨梢酝瑫r(shí)訪問多個(gè)位于不同地方的服務(wù)器上的最新數(shù)據(jù)，而 Inter 所特有的優(yōu)勢(shì)大大擴(kuò)展了 GIS 的數(shù)據(jù)的處理能力，增強(qiáng)了空間數(shù)據(jù)的時(shí)效性。(2) 客戶端的平臺(tái)獨(dú)立性。無論客戶機(jī)是何種操作系統(tǒng)，只要支持通用的Web 瀏覽器，用戶就可以訪問 GIS 數(shù)據(jù)及服務(wù)器所提供的服務(wù)。(3) 更簡(jiǎn)單的操作。要推廣 GIS，使 GIS 系統(tǒng)為廣大的普通用戶所接受，而不僅僅局限于少數(shù)受過專業(yè)培訓(xùn)的用戶，就要降低對(duì)系統(tǒng)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(jì)算負(fù)載平衡。傳統(tǒng)的 GIS 大都使用文件服務(wù)器結(jié)構(gòu)的處理方式，其處理能力完全依賴客戶端，效率較低。而當(dāng)今的一些高級(jí)的 WebGIS能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將復(fù)雜的處理交由服務(wù)器處理，而簡(jiǎn)單的操作則由客戶端直接完成。這種計(jì)算能靈活地在服務(wù)器端和客戶端之間合理地分配處理任務(wù)，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率，提高了系統(tǒng)的性能。(5) 分布式的系統(tǒng)。Inter 的一個(gè)特點(diǎn)就是它可以訪問分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和執(zhí)行分布式處理，即信息和應(yīng)用可以部署在跨越整個(gè) Inter 的不同計(jì)算機(jī)上。GIS 數(shù)據(jù)和分析工具是獨(dú)立的組件和模塊，WebGIS 利用 Inter 的這種分布式系統(tǒng)把 GIS 數(shù)據(jù)和分析工具部署在網(wǎng)絡(luò)不同的計(jì)算機(jī)上，用戶可以從網(wǎng)絡(luò)的任何地方訪問這些數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，不需要在本地計(jì)算機(jī)上安裝 GIS 數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，只要把請(qǐng)求發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器就會(huì)把數(shù)據(jù)和分析工具模塊傳送給用戶，達(dá)到實(shí)時(shí)部署的性能。(6) 動(dòng)態(tài)性。由于 WebGIS 是分布式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序部署在不同的計(jì)算機(jī)上，隨時(shí)可能被管理員更新，對(duì)于 Inter 上的每一個(gè)用戶來說，都能得到最新的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的最新版本，只要數(shù)據(jù)源發(fā)生變化，和數(shù)據(jù)源的動(dòng)態(tài)連接將保持?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。(7) 交互性。WebGIS 可使用戶在 Inter 上操作 GIS 地圖和數(shù)據(jù)，用 Web瀏覽器(IE，Netscape 等 )執(zhí)行部分基本的 GIS 功能：如縮放，漫游，查詢和標(biāo)注，甚至可以執(zhí)行空間查詢：如“離你最近的旅館或飯店在哪兒”，或者更先進(jìn)的空間分析：比如緩沖分析和網(wǎng)絡(luò)分析等。在 Web 上使用 WebGIS 就和在本地計(jì)算機(jī)上使用桌面 GIS 軟件一樣。(8) 經(jīng)濟(jì)性。一般專業(yè)的 GIS 軟件非常昂貴，而對(duì)于普通用戶來說，只使用一些最基本的功能，想購(gòu)買專業(yè)軟件顯得不太可能，也不經(jīng)濟(jì)。WebGIS 在客戶端只需要瀏覽器，GIS 數(shù)據(jù)和 GIS 軟件的管理與維護(hù)基本上由服務(wù)器完成，東北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介6因此系統(tǒng)成本比以往全套 GIS 軟件平臺(tái)要少得多，客戶端軟件的簡(jiǎn)單化節(jié)省的維護(hù)費(fèi)用也是很可觀的。 WebGIS 協(xié)議介紹開放式地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)（Open GIS Consortium, OGC）是非營(yíng)利、國(guó)際自發(fā)性、研究地理信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際組織。OGC 所提供的規(guī)范是幫助 GIS 開發(fā)者創(chuàng)造一個(gè)高效、無隔閡和透明的地理信息系統(tǒng)使用、分析、處理的環(huán)境 [5]。開放式地理信息系統(tǒng)（OpenGIS）正是由 OGC 提出的一個(gè)為了實(shí)現(xiàn)開放式地理信息系統(tǒng)而提出的開放式地理空間數(shù)據(jù)互操作規(guī)范。按照 OpenGIS 的規(guī)范，可以構(gòu)造一個(gè)能獲取分布式地理空間數(shù)據(jù)和空間服務(wù)資源的軟件框架。OpenGIS給全世界的軟件開發(fā)商一個(gè)詳細(xì)的通用界面模板，使得不同開發(fā)商依照OpenGIS 開發(fā)出來的不同 GIS 軟件能夠進(jìn)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(wù)兩個(gè)技術(shù)目標(biāo)，主要包括三部分內(nèi)容：開放式地理空間數(shù)據(jù)模型、OpenGIS 服務(wù)模型和信息團(tuán)體模型。其中與 WebGIS 有關(guān)的協(xié)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(guī)范 [6]。其中 GML、WMS、WFS 和 WCS 可以作為 Web 服務(wù)的空間數(shù)據(jù)服務(wù)規(guī)范，又可以作為空間數(shù)據(jù)的互操作實(shí)現(xiàn)。只要某一個(gè) GIS 軟件支持這個(gè)接口，部署在本地服務(wù)器上，其他 GIS 軟件就可以通過這個(gè)接口得到所需要的數(shù)據(jù)。 GML 協(xié)議GML 是一種用于建模、傳輸和存儲(chǔ)地理及與地理相關(guān)信息的 XML 編碼語(yǔ)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(biāo)準(zhǔn)之上，以一種互聯(lián)網(wǎng)上容易共享的方式來描述、表達(dá)地理信息，是第一個(gè)被 GIS 界廣泛接受的元標(biāo)記語(yǔ)言。在這之前開發(fā)的各種用于存儲(chǔ)和交換地理信息的文件格式或標(biāo)準(zhǔn)，由于缺少相應(yīng)的支持工具，而沒有被廣泛接受。GML 的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)就是它能夠讓開發(fā)者或用戶非常靈活地使用已被廣泛接受的 XML 技術(shù)，它建立在 XML、XML Schema、XLink 和XPointer 基礎(chǔ)之上，GML 數(shù)據(jù)能夠很容易地與非空間數(shù)據(jù)集成使用。GML 使用 XML 對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，為開發(fā)商和用戶提供了一種開放的、中立于任何廠商的地理數(shù)據(jù)建?？蚣?，使地理信息能夠在不同領(lǐng)域、不同部門進(jìn)行語(yǔ)義共享。 東北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介7GML 采用要素來描述地理實(shí)體和地理現(xiàn)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(shí)態(tài)屬性及其他非空間時(shí)態(tài)屬性。OGC 先后推出了 3 個(gè)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(duì)復(fù)雜的幾何實(shí)體、拓?fù)?、空間參照系統(tǒng)、元數(shù)據(jù)、時(shí)間特征和動(dòng)態(tài)要素等的支持，使其更加適合描述現(xiàn)實(shí)世界問題。GML 作為一個(gè)空間數(shù)據(jù)編碼規(guī)范，它并沒有強(qiáng)制采用它的用戶使用規(guī)定的 XML 標(biāo)識(shí)，而是提供了一套基本的標(biāo)簽、公共的數(shù)據(jù)模型，以及用戶構(gòu)建應(yīng)用模式（GML Application Schemas ）的機(jī)制 [7]。 WMS 協(xié)議WMS從動(dòng)態(tài)的地理信息中位置數(shù)據(jù)，產(chǎn)生空間參考數(shù)據(jù)的地圖。地圖的格式可以為PNG/GIF/JPEG/SVG/WebCGM中的任意一種。這個(gè)規(guī)范定義了三個(gè)操作：GetCapabilities操作返回 XML格式的服務(wù)級(jí)元數(shù)據(jù)，它是對(duì)服務(wù)信息內(nèi)容和可接受請(qǐng)求參數(shù)的一種描述；GetMap 用來從地圖服務(wù)器得到一副具有特定的地理位置坐標(biāo)范圍的地圖圖像，在構(gòu)造請(qǐng)求時(shí)需要設(shè)置圖層名稱、坐標(biāo)范圍、返回圖像的高寬和格式等；GetFeatureInfo是WMS可選的服務(wù)，用來提供進(jìn)一步查詢地圖上的某些特殊要素的信息的接口 [8]。 WFS 協(xié)議WFS 向用戶提供使用 GML 編碼的地理空間要素?cái)?shù)據(jù)，并支持在 HTTP 協(xié)議的分布式計(jì)算機(jī)平臺(tái)上對(duì)地理要素進(jìn)行查詢、插入、更新和刪除操作等。這個(gè)規(guī)范定義了五個(gè)操作：GetCapabilities 返回 WFS 性能描述文檔（用 XML 描述） ；DescribeFeatureType 向用戶提供一個(gè)列表，表示 WFS 服務(wù)器能提供的服務(wù)的要素類型。列表還定義了請(qǐng)求具體要素實(shí)例時(shí)的請(qǐng)求格式以及輸出時(shí)生成要素實(shí)例的方法。 ；GetFeature 為一個(gè)獲取要素實(shí)例的請(qǐng)求提供服務(wù)；Transaction 為事務(wù)請(qǐng)求提供服務(wù)；LockFeature 處理在一個(gè)事務(wù)期間對(duì)一個(gè)或多個(gè)要素類型實(shí)例上鎖的請(qǐng)求 [9]。在具體的 GIS 應(yīng)用當(dāng)中，WFS 經(jīng)常用來實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖上數(shù)據(jù)的查詢與修改，并經(jīng)常與系統(tǒng)的領(lǐng)域?qū)又械哪Ｐ瓦M(jìn)行交互。 WCS 協(xié)議WCS協(xié)議是面向空間影像數(shù)據(jù)的，它將包含地理位置值的地理空間數(shù)據(jù)作為“覆蓋（coverage ）”在網(wǎng)上相互交換。WCS規(guī)范由三種操作組成：GetCapabilities，GetCoverage和DescribeCoverageType。GetCapabilities操作返回東北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介8描述服務(wù)和數(shù)據(jù)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(zhí)行、什么樣的數(shù)據(jù)能夠獲取之后執(zhí)行的，它使用通用的覆蓋格式返回地理位置的值或?qū)傩??？蛻舳四軌蛑付ǐ@取哪些覆蓋，以及對(duì)空間和非空間的查詢進(jìn)行約束。DescribeCoverageType操作允許客戶端請(qǐng)求由具體的WCS 服務(wù)器提供的任一覆蓋層的完全描述 [10]。在MapBuilder庫(kù)文件中，利用WCS 進(jìn)行地理空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換。 WebGIS 的開源平臺(tái) GeoServer 地圖服務(wù)器GeoServer 是全面遵循 OGC 開放標(biāo)準(zhǔn)的 J2EE 實(shí)現(xiàn)，可以方便地發(fā)布地圖數(shù)據(jù)，并且允許用戶對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行更新、刪除、插入等操作，