基于WebGIS和MVC框架智慧校園系統(tǒng)設(shè)計

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)與時俱進，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。以此為出發(fā)點，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，并從與現(xiàn)有系統(tǒng)集成的角度設(shè)計總體集成架構(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API，都通過http方式對外提供服務(wù)。該系統(tǒng)基于服務(wù)API完成WEBGIS功能的實現(xiàn)，并開發(fā)數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計功能。

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：TP316?文獻標志碼：A

文章編號：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)都進入了探索與實踐的階段。智慧是AI與各類高新技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它的實際落地是基于人們廣泛生產(chǎn)生活需求之上的，對于高校校園而言，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，提出了支持將空間信息與非空間信息集中統(tǒng)一平臺進行管理和分析的系統(tǒng)建設(shè)方案，系統(tǒng)的核心機制基于支持GIS的SupperMap獨特地理信息技術(shù)，開發(fā)框架為MVC模式、采用輕量級語言Java開發(fā)。系統(tǒng)的應(yīng)用場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延展性，同時隨著AI技術(shù)的植入，也可以成為為決策平臺提供一定的技術(shù)支持。

1?需求分析與概要設(shè)計

基于SupperMap的智慧校園GIS系統(tǒng)運用oracle數(shù)據(jù)庫對地點數(shù)據(jù)進行統(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、坐標轉(zhuǎn)換模塊、統(tǒng)計分析模塊、審批模塊、輔助工具模塊、批量打印模塊、系統(tǒng)管理模塊和個人設(shè)置模塊。

1）視圖模塊主要是針對用戶所需的工具進行顯示，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)需要進行相關(guān)操作，同時也提供第三方導(dǎo)航軟件的坐標轉(zhuǎn)換、公交換乘等。

3）數(shù)據(jù)管理模塊主要是對相關(guān)成果的入庫進行管理，包括地點成果資料、地點網(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)的信息來實現(xiàn)查詢操作。

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

6）審批模塊實現(xiàn)了對地點使用的審批功能。使用者使用審批申請用戶登錄系統(tǒng)，然后對所要求的地點進行選擇并發(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點之間的距離、某塊區(qū)域的面積以及對地圖的各個圖層進行管理。

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

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

10）個人設(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

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，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，一方面也可以實現(xiàn)讀寫分離，從而提高系統(tǒng)整體的性能。同時數(shù)據(jù)層引入了NoSQL文檔數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對復(fù)雜關(guān)聯(lián)模型關(guān)系數(shù)據(jù)的存儲，在最終系統(tǒng)上線時，需要提供Redis閃存機制，進一步提高數(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，從而實現(xiàn)分布式系統(tǒng)的實施模式，進一步提高系統(tǒng)迭代的可操作性。在進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)實現(xiàn)及驗證

本文利用SupperMap軟件提供的服務(wù)接口進行二次開發(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)。這里重點介紹SupperMap所提供基于云分析API，另外還提供基于云存儲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、經(jīng)過點、終點生成一條導(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;對外提供的接口pathanalystresults。導(dǎo)航路徑分析服務(wù)支持GET和HEAD請求，支持json＼＼xml＼＼jsonp等格式調(diào)用[6]。導(dǎo)航路徑分析API GET請求參數(shù)如表1所示，服務(wù)請求GET請求響應(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)送請求時請求路徑的順序[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)對于前后端功能完全解耦，前端界面負責(zé)數(shù)據(jù)采集和輸入，地圖展示，信息搜索，數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析的能力;后端邏輯層負責(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，同時數(shù)據(jù)完成持久化，響應(yīng)前端HTTP請求服務(wù);本系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和服務(wù)處理，完成符合本文設(shè)計預(yù)期，同時在MVC框架下將功能進行模塊化，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，對于后續(xù)進行微服務(wù)轉(zhuǎn)型提供天生優(yōu)越性，所以本位對于基于MVC和WebGIS開發(fā)方式的系統(tǒng)設(shè)計與研究具有一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]鄧春紅，任海鵬，潘濤.基于移動終端的智慧校園系統(tǒng)設(shè)計[J].綏化學(xué)院學(xué)報，2017，37（5）：158-160.

[2]李菁.云計算環(huán)境下高職院校教學(xué)資源共享平臺建設(shè)研究[J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（11）：3-4.

[3]李承軍，韓東波.回采巷道過斷層頂板揭煤技術(shù)[J].能源技術(shù)與管理，2017，42（3）：58-59.

[4]劉逸琛，謝文勇，柳彩志.基于智慧校園理論的智慧一卡通學(xué)生管理系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（17）：98-102，125.

[5]袁學(xué)松.智慧校園一卡通系統(tǒng)設(shè)計：以安徽師范大學(xué)為例[J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（23）：221-222.

[6]劉侃.基于Zigbee的智慧校園空調(diào)管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（18）：67-69.

[7]郝桂明，蘇凡標，李紅偉.厚煤層沿空掘巷覆巖運動規(guī)律及支護對策研究[J].山東煤炭科技，2014（3）：22-23，26.

[8]薛惠，李麗芳，趙悅品.高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共建共享平臺探索[J].科技資訊，2014，12（25）：165.

[9]鄭蕊，屈佳.GIS地圖數(shù)據(jù)庫的研究與實現(xiàn)[J].測繪與空間地理信息，2017（6）：32-40.

[10]翟永梅，陳剛，歐陽倩雯.基于GIS的建筑物震害預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].地震研究，2015（1）：15-20.

[11]李文科.基于Web GIS的高速鐵路防災(zāi)系統(tǒng)的研究[J].鐵路計算機應(yīng)用，2011（10）：10-20.