基于WEB的用戶服務與信息發(fā)布分系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

溫 靜，胡玉新，許 寧

(1.中國國土資源航空物探遙感中心，北京100083;2.中國科學院電子學研究所，北京100190)

0 引言

遙感作為先進的資源、環(huán)境調(diào)查監(jiān)測技術方法，已經(jīng)廣泛應用到地質(zhì)調(diào)查領域。隨著傳感器技術和航天技術的迅速發(fā)展，遙感數(shù)據(jù)的空間分辨率和時間分辨率大大提高，遙感數(shù)據(jù)、專題產(chǎn)品的種類和數(shù)據(jù)量成倍增長，如何有效管理海量遙感數(shù)據(jù)，并進行快速查詢和分發(fā)，成為制約遙感地質(zhì)應用的重要因素。

計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展為遙感數(shù)據(jù)的存儲、管理和發(fā)布提供了新的有效的技術手段。用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)是地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)的一部分，面向項目管理人員和野外調(diào)查人員，利用WebGIS，直接進行地圖數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)的快速顯示，使用戶能快速地從海量的遙感數(shù)據(jù)中查詢到目標數(shù)據(jù)［1］，并下載到本地，節(jié)省了大量時間，極大地提高了用戶獲取遙感數(shù)據(jù)的效率。

1 系統(tǒng)設計

1.1 分系統(tǒng)建設目標

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)是地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)的分系統(tǒng)之一，面向最終地質(zhì)應用用戶及社會公眾，實時和準實時發(fā)布高光譜衛(wèi)星遙感的地質(zhì)產(chǎn)品，實現(xiàn)高光譜數(shù)據(jù)及產(chǎn)品的快速顯示、管理、檢索和分發(fā)功能。

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)采用B/S模式、WebGIS發(fā)布技術、衛(wèi)星遙感產(chǎn)品多維可視化發(fā)布技術、基于工作流控制的WEB信息發(fā)布、客戶服務等［2］，提供功能豐富的遙感產(chǎn)品瀏覽器使用平臺。分系統(tǒng)的設計按照層次化、組件化原則進行，同時具有可擴展性。

1.2 分系統(tǒng)總體架構(gòu)

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)架構(gòu)分為用戶層、應用層、應用支撐層、發(fā)布數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)層和基礎設施層 (見圖1)。

圖1 用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)架構(gòu)Fig.1 System frameworks for user service and data distribution

1.3 分系統(tǒng)功能及組成設計

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能:

①數(shù)據(jù)與信息產(chǎn)品發(fā)布、檢索、瀏覽、統(tǒng)計等綜合管理平臺;

②地質(zhì)應用等專題產(chǎn)品的對外發(fā)布;

當?shù)鼗输N售季節(jié)性強，現(xiàn)在經(jīng)銷商和終端已開始儲備第二年所需肥料，9月-10月水稻收割后，當?shù)夭糠洲r(nóng)民將用以糧換肥方式購買部分肥料，春節(jié)前后和來年春季用肥時，都會出現(xiàn)銷售高峰。而今年市場有所變化，尿素開工率低，很多經(jīng)銷商沒有抓住尿素市場。近期廠家挺價意愿強烈，雖有報價，但多數(shù)廠家都不接單，目前周邊廠家預售訂單已持續(xù)至9月底。

③用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)的對外接口采用門戶網(wǎng)站技術實現(xiàn)，通過該集成環(huán)境，系統(tǒng)向各級各類用戶提供在線、多媒體、郵件等多種方式的數(shù)據(jù)與信息產(chǎn)品服務。

④通過外部用戶需求信息的收集，實現(xiàn)內(nèi)部業(yè)務工作的相應調(diào)整，外部用戶可獲得監(jiān)測分析產(chǎn)品的瀏覽、檢索、分析、下載等服務，并實現(xiàn)各系統(tǒng)間的信息互動。

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)由元數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)和產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)組成 (見圖2)［3］。

1.3.1 元數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)

圖2 用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)組成Fig.2 The constitution of user service and information distribution sub-system

元數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)能夠根據(jù)高光譜遙感數(shù)據(jù)的各種屬性信息 (傳感器、時間、波段、地理空間位置、產(chǎn)品級別等)查詢到所需要的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，用戶可以高效地從系統(tǒng)中獲得所需要的產(chǎn)品數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)支持遠程網(wǎng)絡操作，具有用戶管理和權(quán)限管理的功能。根據(jù)需求元數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)可以分為如下幾個模塊:門戶網(wǎng)站模塊、用戶信息管理模塊、元數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)庫維護模塊 (見圖2)。

1.3.2 產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)

產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)主要完成不同級別高光譜數(shù)據(jù)及地質(zhì)應用產(chǎn)品的高效上傳和下載，在具有用戶認證的基礎上提供數(shù)據(jù)瀏覽、有權(quán)限用戶的數(shù)據(jù)下載。產(chǎn)品分發(fā)子系統(tǒng)采用目前比較流行的B/S結(jié)構(gòu)，在用戶終端采用瀏覽器 (Browser)形式進行相關數(shù)據(jù)產(chǎn)品訂制，在系統(tǒng)服務器端 (Server)通過網(wǎng)絡為瀏覽器提供數(shù)據(jù)服務［4～6］。產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)與元數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)集成在同一門戶上。

產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)可視化發(fā)布模塊和高光譜產(chǎn)品下載模塊 (見圖2)。

1.4 數(shù)據(jù)流程設計

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)按照數(shù)據(jù)查詢→數(shù)據(jù)顯示→數(shù)據(jù)下載的流程進行設計，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)下載 (見圖3)的功能。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)由元數(shù)據(jù)查詢子系統(tǒng)和產(chǎn)品發(fā)布子系統(tǒng)組成。

2.1 分系統(tǒng)實現(xiàn)途徑

對于用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，本文選擇基于微軟公司的.Net三層開發(fā)應用體系，同時采用SOA的技術架構(gòu)，支持XML、Web Services等標準和接口［7］。在應用部署中，DB層采用Oracle 10g，采用結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫相結(jié)合方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲管理，基于標準的應用服務器中間件實現(xiàn)應用設計，中間應用層采用基于.NET Framework的組件服務，頁面展現(xiàn)層的部署采用IIS WEB服務器，使用ArcGIS Server做WebGIS服務，能夠完成靜態(tài)信息發(fā)布、動態(tài)信息發(fā)布、公眾一站式服務 (見圖4)。

2.2 分系統(tǒng)接口實現(xiàn)

圖3 數(shù)據(jù)下載流程Fig.3 processing for data downloading

圖4 用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)B/S結(jié)構(gòu)組成Fig.4 B/S structure for user service and data distribution subsystem

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)的主要功能是與數(shù)據(jù)用戶進行遠程交互。用戶可以利用分系統(tǒng)提供的WEB界面查詢和瀏覽相關數(shù)據(jù)產(chǎn)品的元數(shù)據(jù)，并在網(wǎng)頁界面中進行數(shù)據(jù)訂制。

在接口關系上，用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)給外部用戶提供數(shù)據(jù)接口和控制接口，而在系統(tǒng)內(nèi)部，用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)從數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫管理分系統(tǒng)調(diào)用所需數(shù)據(jù)用于分發(fā)，而該分系統(tǒng)接受業(yè)務運行管理分系統(tǒng)的控制，用戶也通過用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)向系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)需求，從而促使數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)的運行 (見圖5)。

從整體上來看，用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)接口共分為3種方式:①產(chǎn)品數(shù)據(jù)的單向通道，分為數(shù)據(jù)庫同步方式、文件同步方式兩種;②輔助性數(shù)據(jù)單向管道，分為數(shù)據(jù)庫同步方式、文件同步方式兩種;③相關接口的相互調(diào)用，使用Web Service方式實現(xiàn)，由發(fā)布系統(tǒng)IIS調(diào)用門戶平臺的Web Service，屬于同步服務方法調(diào)用。

圖5 用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)接口關系Fig.5 Interface relations for user service and data distribution subsystem

2.3 分系統(tǒng)技術指標

用戶服務與信息發(fā)布分系統(tǒng)的主要技術指標如下:

①用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)具有7×24小時提供服務的能力;

②系統(tǒng)的關鍵組件要能夠進行負載均衡處理。

2.4 分系統(tǒng)界面實現(xiàn)

用戶服務與信息發(fā)布分系統(tǒng)以B/S架構(gòu)實現(xiàn)，分系統(tǒng)客戶端主要完成對高光譜產(chǎn)品數(shù)據(jù)的檢索查詢、智能搜索以及產(chǎn)品圖像在數(shù)字地球上的顯示，對用戶感興趣的產(chǎn)品數(shù)據(jù)提供分發(fā)功能;而分系統(tǒng)的服務端實現(xiàn)數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)的管理，數(shù)據(jù)庫采用Oracle，數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)的管理按照既定的標準規(guī)范實現(xiàn)。

用戶服務與信息發(fā)布分系統(tǒng)客戶端軟件基本功能包括:①產(chǎn)品數(shù)據(jù)的基本查詢;②產(chǎn)品數(shù)據(jù)的智能搜索;③產(chǎn)品圖像在數(shù)字地球上的展示;④產(chǎn)品數(shù)據(jù)的共享分發(fā);⑤用戶權(quán)限的管理控制。

圖6為用戶服務與信息發(fā)布分系統(tǒng)客戶端軟件的主界面。該界面分為標題欄區(qū)、功能區(qū)、工作區(qū)等3個區(qū)域。

3 應用效果

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)是地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)的分系統(tǒng)之一，針對海量高光譜地質(zhì)調(diào)查遙感數(shù)據(jù)，為地質(zhì)用戶提供了強大的數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)發(fā)布和下載的功能，提高了海量數(shù)據(jù)的查詢和利用效率。

圖6 用戶服務與信息發(fā)布分系統(tǒng)客戶端軟件主界面Fig.6 The main interface of client software for user service and data distribution subsystem

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)依托于地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)，該系統(tǒng)已部署到中國國土資源航空物探遙感中心，并進行了試運行。經(jīng)過試運行，根據(jù)用戶的需求不斷完善，取得了良好的應用效果。

4 結(jié)論

用戶服務與數(shù)據(jù)發(fā)布分系統(tǒng)作為地質(zhì)勘查遙感系統(tǒng)的重要組成部分，該分系統(tǒng)采用層次化、組件式的思想設計開發(fā)，并充分考慮了系統(tǒng)的可擴展性，采用B/S模式。主要目的是建立遙感數(shù)據(jù)的存儲和服務中心，為野外地質(zhì)調(diào)查人員和項目管理人員提供遙感影像、地質(zhì)調(diào)查產(chǎn)品的查詢、顯示和下載等服務。

經(jīng)試運行，分系統(tǒng)在應用中取得了不錯的效果，但是由于時間和客觀條件的限制，本系統(tǒng)還存在一定的不足，如:數(shù)據(jù)安全問題有待進一步提高;分系統(tǒng)功能不夠完善，不具備空間分析能力，需要進一步研究、改進和完善。

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