面向服務的鄱陽湖水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

康念坤 朱曉璠

摘要：隨著我國經濟的快速發(fā)展，環(huán)境問題逐漸日益突顯，特別是水環(huán)境問題已成為了在全球范圍內都共同關注的問題。本文以鄱陽湖流域為研究對象，基于面向服務架構搭建鄱陽湖水環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)，采用現(xiàn)代化和信息化的手段對流域的水環(huán)境信息進行監(jiān)測。

關鍵詞：水環(huán)境;面向服務;鄱陽湖流域

引言：水環(huán)境問題是隨著工業(yè)的發(fā)展而產生的的衍生物。湖泊在我國相對較多，其具有多重的應用價值，包括：氣候保護、洪水防范、水源供給、保護野生動物、旅游資源等，是我國經濟與社會發(fā)展的重要資源。鄱陽湖作為中國最大的淡水資源容量最大的湖泊，在旱季和汛期都可起到很好地調節(jié)作用，是長江流域天然的調蓄水區(qū)，并對長江中下游的魚類、動植物及水生物繁衍的多樣性、持續(xù)性有著重要的意義[1-3]。然而，現(xiàn)有針對鄱陽湖流域水環(huán)境相關信息監(jiān)測的綜合系統(tǒng)少且操作繁瑣，因此，在面向服務架構（Service-Oriented Architecture，SOA）下設計與實現(xiàn)鄱陽湖水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，對于鄱陽湖水環(huán)境監(jiān)測、分析具有重要意義。

1.系統(tǒng)架構設計

依據系統(tǒng)的功能和設計原則，本系統(tǒng)的體系層次劃分為三層，分別為：數據服務層、業(yè)務邏輯層、用戶層。首先是數據服務層，采用Oracle數據庫對海量、多源異構影像數據、基礎地理數據、環(huán)境數據以及實測數據進行統(tǒng)一管理;在業(yè)務邏輯層面，主要實現(xiàn)的功能模塊包括：圖層的顯示與操作、影像＼實測數據管理、影像預處理、水量監(jiān)測模塊、統(tǒng)計報表模塊、三維系統(tǒng)模塊水質監(jiān)測管理，以上能模塊被封裝成為DLL動態(tài)庫，進而部署至服務器上供用戶調用;用戶表現(xiàn)層作用是提供登錄入口，使其能夠進行相關操作。

2.系統(tǒng)功能設計

本系統(tǒng)功能可以分為六個模塊：1）圖層的顯示與操作。包括地圖的縮放、漫游查看、全景顯示、上下視圖切換功能，是查看管轄區(qū)內流域的地圖信息主要工具。2）數據管理模塊。查詢流域水環(huán)境相關實測數據，包括流域的編號、名稱、采樣時間及坐標等相關信息。同時還可按要求導出數據，導出格式可選txt、pdf等多種格式。3）水量監(jiān)測模塊。實現(xiàn)對鄱陽湖連續(xù)性降雨量信息的統(tǒng)計。4）統(tǒng)計報表模塊。通過選擇報表統(tǒng)計相關信息，得到按年或月統(tǒng)計輸出的柱狀圖、餅狀圖或折線圖的統(tǒng)計報表。5）三維系統(tǒng)模塊。實現(xiàn)了對鄱陽湖流域基本情況介紹和水質信息動態(tài)反演過程的三維動態(tài)模擬演示。6）水質監(jiān)測模塊。借助于水質反演模型，通過設置查詢的區(qū)域和時間，得到葉綠素a的含量。

3.關鍵技術

3.1 silverlight和.NET技術

Microsoft Silverlight是微軟豐富型互聯(lián)網客戶端展現(xiàn)技術，界面美觀，運行速度快。Silverlight作為一款支持跨平臺和瀏覽器的插件，為Internet帶來了下一代基于.NET Framework的富客戶端交互式應用程序[4]。在融入了微軟多種技術的前提下，Silverlight提供了一種Web前端呈現(xiàn)技術，形成了一套開發(fā)框架，對基于ASP .NET、AJAX在內的Web開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)了無縫連接。.NET技術是微軟目前最流行的技術，其中 ASP .NET 開發(fā) Web 服務，提供強大的 Web服務能力。Silverlight 和.NET 技術源自一家，它們能與微軟提供的各種平臺無縫結合。

3.2 SOA架構

早在1996年，面向服務架構（Service-Oriented Architecture，SOA）的概念早就已經提出，高德納公司對其的定義為：SOA作為一種軟件架構，首先在該架構下對接口進行了定義，接著基于接口的定義、實現(xiàn)及調用，建立起整個應用程序的拓撲關系[5-6]。

SOA并不是一個實際的產品，甚至是說不是一項技術，從本質上看它是一種軟件開發(fā)的思想，一種破除軟件孤島的構建IT系統(tǒng)的思想。SOA的出現(xiàn)讓系統(tǒng)開發(fā)變得更加有彈性，有助于系統(tǒng)業(yè)務開發(fā)的創(chuàng)新，確保了IT系統(tǒng)迅速、方便、經濟地兼容并支持多樣的業(yè)務開發(fā)需求。

3.3 Web Services

Web Service是一種在Web服務器上部署提供對業(yè)務功能訪問的技術，具有跨平臺、簡易和高度可集成能力等一系列特征，微軟在.NET中將Web Service定義為溝通未來軟件的基礎[7]。在使用過程中，Web Services中組件界面描述和協(xié)同描述規(guī)范采用的是簡單、易理解的符合標準的Web協(xié)議，通過多種技術手段（如XML、SOAP、WSDL、UDDI），融合不同軟件平臺間的差別。Web Service主要基于HTTP和SOAP協(xié)議使得商業(yè)數據能夠在Web上高效傳輸，SOAP借助于 HTTP調用商業(yè)對象需執(zhí)行的遠程功能，讓Web用戶能夠使用SOAP和HTTP通過Web調用的方法（功能）來操作遠程對象。

4.結 語

借助于SOA框架的易擴展性，綜合應用silverlight技術、GIS技術以及Web Service技術實現(xiàn)鄱陽湖水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的建設，在很大程度上提高了水環(huán)境監(jiān)測工作的質量和效率，并可以實時動態(tài)的掌握水環(huán)境動態(tài)變化信息，為流域水環(huán)境保護和決策提供科學有效的保障。

參考文獻：

[1] 符碧君.建立節(jié)水型江西，保護鄱陽湖水環(huán)境[J].江西水利科技.2012，38（1）：59-62.

[2] 席海燕，王圣瑞，鄭丙輝等.流域人類活動對鄱陽湖生態(tài)安全演變的驅動[J].環(huán)境科學研究.2014，27（4）：398-405.

[3] 金菁.鄱陽湖生態(tài)經濟區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展研究[D]：重慶工商大學，2012.

[4]孫超， 鐘珞. 基于Silverlight的富界面應用研究[J]. 武漢理工大學學報， 2008（12）：101-103+130.

[5] 凌曉東.SOA綜述[J].計算機應用與軟件.2007，24（10）：122-124， 199.

[6] 杜立新.實時SOA中的服務調度關鍵問題研究[D]：山東大學，2012.

[7]朱江， 宋關福， 鐘耳順，等. 基于Web Services和.NET技術的新一代Web GIS研究與開發(fā)[J]. 地理信息世界， 2004， 002（002）：17-20.

基金項目：江西省教育廳科學技術研究項目資助（GJJ207306）

作者簡介：康念坤，男，講師，主要從事GIS開發(fā)。

通訊作者：朱曉璠，女，助教，主要從事遙感數據處理。