第一篇:基于三维GIS的长江流域水利综合站网展示系统的设计与实现分析论
1.引言
长江水利委员会不同单位按照相关职能和业务需要,在长江流域设立并管辖着不同类型站网,包括水文、水质、水土保持、水生态监测、科学实验以及专门为规划、设计等方面而设立的站点,承担着水文、水质、水土保持、水生态监测、科学实验等各方面的水利综合监测业务。由于长江流域片水利综合监测站网的布设范围广、站点多、测验项目多、信息量大,传统的管理方式无法满足展现与管理需要。为满足决策者对站网的分布状况的掌握、对测站基本信息的了解,对站网基本情况的分析和功能的评价,建设长江流域水利综合站网展示系统以辅助站网综合规划和管理是十分必要的。
2.建设目标及意义
根据长江流域片流域管理水利综合监测站网规划要求,长江流域水利综合站网展示系统建设的主要目标就是充分利用长江流域地理信息数据、3D 模型数据,并集合长江流域相关业务数据库,基于计算机技术、数据库技术和GIS 技术,构建站网管理和展示模型,实现全流域地理资源、水网资源、站网数据的管理以及各类站网信息的动态可视化展示和查询,及时掌握各类站网信息,为综合站网的规划设计、建设运行提供技术支撑。其具体意义主要体现在以下几个方面:
1)通过系统对综合站网信息进行科学的管理,从而有效避免信息传递效率低、信息更新周期长等缺点,实现站网信息管理数字化、查询可视化、更新迅速化以及信息可扩展化,并为实现优势互补、资源共享,优化站网功能,避免重复建设提供决策依据。
2)通过系统建设,构建一数一源、一点更新的站网基础信息数据源,并以此为基础对现有数据组织存储体系进行升级与完善,与相关业务数据资源进行整合,构建各个数据资源之间关联关系和层次关系。促进长江流域各类水利信息资源的整合与共享以及综合利用与服务。
3)通过系统建设,将长江流域站网信息与长江流域地理信息相结合,依托三维仿真技术实现可视化管理与服务,并支持与现有防汛抗旱决策支持系统等信息化系统高度集成,为长江流域防汛抗旱、水资源管理、水资源保护、河势稳定等提供决策支持服务,从而推进了长江水利信息化的整体发展。
3.需求分析
根据系统建设目标,并结合长江委信息化建设现状,长江流域水利综合站网展示系统要求在对现有全流域地形数据、晕渲图数据、影像数据,站网数据科学化管理和组织的基础上,实现长江流域片各类监测站点的可视化展示和查询,并通过GIS 空间分析功能,提供多种模式的站网规划分析、计算和统计功能,为站网的综合规划和建设管理提供支撑。其主要需求为:
1)利用长江流域地形DEM 数据,影像DOM 数据,制作全流域渲染底图,实现行政区划数据(省、市界)、地名数据、河流湖泊数据的组织、加载和显示控制。
2)构建长江流域站网信息数据库,实现站网信息分层、分类标识。并与相关业务数据库实现数据关联。
3)实现现有的和规划的各类测站、断面的组织与管理,以及站网信息的分层、分类展示。
4)实现测站站点可视化“捕捉”和站点基本信息查询和业务数据查询。
5)提供重叠分析,密度分析等多种模式的站网规划分析、计算和统计功能。
6)实现重要站点或水利设施工程的模拟展示,在叠加全江河道地形监测信息的情况下,支持流域内重要站点或水利设施工程的仿真模拟展示。
7)支持相关业务的可视化分析计算及决策辅助等功能,如水位流量关系、设计暴雨、设计洪水、径流年内年际分配及地区组成等,可以为防汛会商、调水调沙等提供可视化决策支撑。
8)具备良好的开放性和扩展性,为后期的基于站网分布的GIS 应用开发提供扩展接口。
4.系统设计
4.1.总体架构
按照建设目标和总体需求,长江流域水利综合站网展示系统在整合长江流域空间信息、站网信息和业务信息的基础上,利用三维仿真软件Gaea Explore 作为GIS 基础平台,通过Gaea Explorer平台提供的开发包开发客户端系统,实现站网管理、展示查询、分析统计等功能,为长江流域基于站网信息资源的信息共享、辅助规划、决策支持提供可视化技术支撑,系统的总体框架。长江流域水利综合站网展示系统由三层架构搭建,分别为数据层、服务层和应用层。
1)数据层:主要包括三维场景数据、矢量空间数据、站网信息数据以及业务数据资源。其中三维场景数据为DEM 数据、DOM 数据、三维数据等进行融合匹配后形成的三维金字塔瓦片数据库,采用文件方式存放在服务器端;水网水系、行政区划数据采用矢量空间数据格式存放在服务器端,通过Gaea Explorer平台调用和访问;站网信息数据是通过对业务数据库的抽取形成的索引型信息资源,除了存储测站基本信息外,还存储了与业务数据资源之间的关联关系,是站网展示,信息查询、统计分析的核心信息资源。
2)服务层:主要由Gaea Explorer 三维数字地球综合应用与虚拟仿真平台提供的各类服务支撑。数据组织管理服务主要用来管理三维场景金字塔结构和矢量数据匹配;数据瓦片服务主要向应用层提供各类数据服务,以便系统方便快捷的访问和调度;应用功能服务主要提供平台内置的大量功能,如浏览、漫游、量算、放大、缩小、定位等;三维仿真服务主要提供各类动态逼真的三维虚拟现实仿真模拟。
3)应用层:为基于Gaea Explorer 三维数字地球综合应用与虚拟仿真平台提供的SDK 开发包所搭建的应用功能,通过继承平台已有的功能和新开发的各项功能,对外提供良好的站网展示、查询、统计、符号化及制图等功能,并通过二次开发实现信息共享、辅助规划、决策支持等应用服务功能。
4.2.技术路线
系统采用三维仿真软件Gaea Explore 作为GIS 基础平台,基于WebGIS 技术,可在网络环境下实现海量数据无缝组织、管理和可视化。采用C/S 架构搭建,所有的空间数据、属性数据、信息资料等存放于服务器端,通过Gaea Explorer平台提供的开发包开发客户端系统,实现在线数据访问和离线(缓存方式)数据访问。系统利用网络计算机技术、空间信息分析技术、数理统计与模拟预测技术、虚拟现实技术等,借助数字化和信息化的手段,最大限度利用信息资源。系统设计开发以数据库技术、网络技术和地理信息系统技术为支撑,以空间数据和属性数据为基础,通过对空间数据和站网数据的存储和管理,建立数据管理、站网规划辅助分析和三维综合展示为一体的综合展示系统。在系统研发过程中采用以下总体技术路线和技术模式,使系统更具较好的实用性、可靠性、安全性和先进性。
1)高效利用现代网络体系,充分适应系统各功能的工作特点,采用C/S 模式建立系统总体构。
2)采用模块化方式进行开发,各模块只处于低耦合状态,方便用户进行功能的扩充与更改,使系统功能实现更具灵活性与可塑性。
3)利用空间数据引擎,实现对站网数据和流域地理数据进行多时相数据一体化存储、管理与调度,实现海量数据的快速查询、分析与计算。
4)利用多种可视化方式实现站网数据的空间、属性信息联合展示、查询和统计。
5)采用金字塔数据管理、多维索引机制、虚拟现实(VR)、LOD 分块调度等技术实现大场景的三维可视化调度,真实再现现实景观。
5.关键技术
5.1.多源异构数据组织
长江流域设立并管辖着不同类型站网,包括水文、水质、水土保持、水生态监测、科学实验等,承担着水文、水质、水土保持、水生态监测、科学实验等各方面的水利综合监测业务,各自形成了各自的业务信息数据库系统。采用多源异构数据组织的方法,建立综合站网基础信息索引数据库,构建站网基础信息索引与业务数据库基础信息之间的关联,实现站网基础信息的统一组织。多源异构数据组织的基本思路是认同各类站网信息可以具有自己独立的信息组织模式,为了将这些分散异构的信息,组织成统一的、整体的信息资源,又保持各类水文信息各自的独立性,根据“虚拟化”的基本原理,通过构造相应的信息资源统一组织架构,为用户提供虚拟化的信息资源开发利用条件。信息资源统一组织架构主要由存贮、描述和资源持久性与安全控制3 个体系,以及数据源注册、数据抽取与转换、数据源动态配置、虚拟化信息资源组成和资源开发应用支撑5 层处理构成。这3 个体系和5 个处理层次,有效保证了各类站网信息资源的原有形态,并可充分利用各类站网信息资源的计算资源,形成逻辑上完整的信息全集,为充分利用分散的、异构的水文数据集,提供基本参考模型。
5.2.海量数据并发访问
采用Gaea Explorer平台提供海量影像数据发布能力,实现整个长江流域DEM、DOM 数据快速、稳定的访问。数据的存储性能和访问性能对整个GIS 应用的性能有着重要的影响作用,所以空间数据库引擎的功能和性能对GIS 应用的功能完整性和运行效率具有重大的影响。通过Gaea Explorer平台,可以把GIS 的空间几何对象数据和属性数据一体化存储到多种关系型数据库中,能够对数据进行索引维护、追加、更新、删除等维护操作,按属性条件或空间条件来对数据进行各种查询返回需要的数据,还具备提供长事务、版本、拓扑关系维护等高级功能。
5.3.稳定可靠的缓存技术
平台的优劣不仅仅体现在架构、界面和操作深度上,提高系统响应速度来提升用户体验也是获得用户青睐的重要方法。Gaea平台通过采用缓存技术,来减少请求数据服务的次数,直接从内存中获取已经缓存的数据信息,来大大提高系统响应效率。Web 应用大都将数据保存到RDBMS 中,应用服务器从中读取数据并在浏览器中显示。但随着数据量的增大、访问的集中,就会出现RDBMS 的负担加重、数据库响应恶化、网站显示延迟等重大影响。应用缓存技术,就是为了解决上述问题,使系统能够基于高速运行的分布式缓存服务器,实现最佳的用户体验。第一次访问从数据库中取得数据存放到缓存中,第二次访问从缓存中取得数据进行页面显示
5.4.金字塔图片引擎和GIS 服务引擎一体化技术
金字塔图片引擎是将地图按照比例尺和图层进行地图图片切片,形成无数小文件图片后由图片引擎负责在客户端根据地图大小将多张图片拼接形成切片前的效果。ServiceGIS 服务器软件平台将地图图片引擎统一集成在网络GIS 服务器中,图片服务引擎是ServiceGIS平台提供服务器的关键组成部分,同时,将GIS 图形引擎也集成在统一的平台中,在功能上实现对接。地图服务启动时,图片引擎按照预订的比例尺,自动切图为静态图片,并建立图片金字塔,统一对外。地图引擎的地图内容更新后,ServiceGIS 软件平台将协同GIS 图形引擎和图片引擎,按照实际更新范围进行动态更新,实现动态图片按需切片,从而保障切片效率。平台除了提供地图图片引擎服务以外,还提供GIS 服务引擎进行深度GIS 应用分析与空间表达和服务聚合。通过这种模式,不但可以满足平台本身需求,还可以将传统只能在C/S 应用模式应用的空间分析功能在B/S 应用模式中进行服务共享应用。
6.系统功能
按照长江流域站网综合规划总体要求,结合需求分析,基于3DGIS 的长江流域水利综合站网展示系统在功能上主要实现了流域影像三维展示、站网信息分类分级展示、站点信息可视化查询、站网规划分析以及基于3DGIS 的长江流域水利综合站网平台的扩展支持功能。系统功能结构如图3 所示。其中站网分类分级展示、站点信息可视化查询、站网规划分析是系统建设中的主要业务功能。
1)站网信息分类分级展示
站网展示主要实现站网信息在地图上的特征标注,以及站网分级、分类展示。站网分级展示支持不同比例尺下的高密度站点的分级展示。站网分类展示主要是按照站点的类别在地图上实现分层控制展示。站网展示展示内容包括水文站网、河道站网、水质监测站网、水土保持监测站网、水生态保护监测站网、科学实验研究观测站网等站网信息的展示,可以通过叠加站网类别控制站网的展示效果。
2)站点信息可视化查询
信息查询包括测站基本信息查询和站点业务数据查询。测站基本信息查询实现站点的可视化“捕捉”,可以查询并可显示站点的基本属性信息,包括站名、站码、位置、站类、站别、测验项目、测验方式、管理单位、坐标信息等字段信息。站点业务数据查询实现站点相关业务数据的可视化查询,可以查询其在某一时间段的业务观测数据,通过表格及统计图表的方式进行展示,如实时水雨情信息,历史水文数据、水环境监测数据等。站点的可视化“捕捉”。
3)站网规划分析
站网规划分析能够主要是为站网规划提供决策支撑信息,包括站网密度分析和站点重叠分析两个主要模块。密度分析主要是实现某一区域内测站的密度分析,区域可以是水系、行政区域或自定义区域。重叠分析是根据设定的距离参数,计算在该参数内存在重叠的测站,予以提示。
7.结语
长江流域水利综合站网展示系统是长江流域片流域管理水利综合监测站网规划项目的重要信息化支撑手段,也是规划成果的主要展示平台,系统建设内容涉及长江流域设立并管辖的不同类型站网,基于多源异构数据组织技术建立的统一站网信息展示体系和为站网规划提供决策支撑的不同类型站网之间的重叠分析功能是本系统的主要创新点。系统还在水流防真、洪峰演进等方面进行了研究性开发,充分展示了长江流域水利综合站网展示系统的可扩展性和能够为长江流域防汛抗旱、水资源管理、水资源保护、河势稳定等提供信息化决策支持服务的能力。
第二篇:GIS设计与实现总结
西北农林科技大学(地理信息系统08 冰封艺人)
一、名词解释:
地理信息系统:以计算机技术为系统,已具有空间内涵的地理数据为处理对象,云管用系统工程和信息科学的理论,采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统,为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。
GIS设计目标:通过改进系统设计是方法、严格执行开发的阶段划分、进行各阶段质量把关以及做好项目建设的组织管理工作,打到增强系统的实用性、降低系统开发应用的成本,延长系统生命周期的目的。
内聚和耦合:又称内联系和块间联系,是度量模块独立性的2个定性标准。内聚是模块内部各成分之间的联系,如果一个模块的内聚度大,模块的独立性则会提高。耦合是指模块间的联系,耦合度是对模块独立性的直接衡量。模块间联系越小,模块的独立性则会越高,耦合度就会降低。
地理建模:云管用数学语言、地理知识和程序设计工具,对地理信息(如地理现象、地理数据等)加以翻译和归纳。地理建模的大致过程包括:建模准备、模型假设、建立模型、模型求解、模型分析、模型检验。
地理坐标:采用经纬度(φ,λ)来确定地球表面上任意一点的位置。从通过格林威治天文台的子午面向东为东经(0~180),向西为西经,从赤道算起,向北为北纬,向南为南纬(0~90)。空间元数据:描述空间数据的数据。他描述空间数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征,是空间数据交换的基础,也是空间数据标准化与规范化的表征,在一定程度上位空间数据的质量提供了保障。
地理编码:为识别点、线、面得位置和属性而设置的编码,可以反映空间实体的几何特征和属性特征,分为拓扑编码和坐标编码两种。
组件:是一个在整个分布式系统中可以即插即用的独立对象,在完成其功能的过程中,它可以跨越网络、应用、语言、工具和操作系统,按照分布式对象的封装方式,一个分布式对象就是一个组件,是完成系统一部分功能的一个独立的分布式单元。
二、填空题:
GIS数据管理的基本思想是利用(空间坐标)来表达实体的空间位置
GIS软件技术经历了五个阶段,即:集成式GIS、模块式GIS、核心式GIS、组件式GIS和万维网GIS 软件过程主要可以分为软件定义、软件设计和软件维护3个时期,每个时期有可以进一步划分为若干个阶段。判断用户类型是进行系统建设目标和任务分析的关键。系统的服务对象不同,那么系统的目标也不相同。
GIS结构化分析常用的分析同居主要有数据模型、数据字典以及对数据流进行描述的加工逻辑说明、GIS数据流模型一般采用(数据流图,DFD,data Flow Diagram)来表示;实现数据字典常用方法有:全人工过程、全自动过程和混合过程。数据字典和数据流图在一起构成信息系统的逻辑模型,叫那个逻辑说明包括加工的激发条件、加工逻辑、优先级别、执行条件、出错处理等细节,其中最基本的部分是加工逻辑。用于写加工逻辑说明的工具有结构化英语、判定表和判定树。
软件可以简单地理解为模块的集成,模块是指具有输入和输出、逻辑功能、运行程序、内部数据、调用和被调用等属性的一组程序语句。
写出些列英文缩写的中文意思;UIMS(人机界面开发工具)、OMT(面向对象建模技术)、UML(统一建模语言)、PFC(程序流程图)、PAD(问题分析图)、PDL(类程序设计语言)、OLE(对象链接与嵌入)、API(应用程序编码接口)、DDE(动态数据交换)、ORB是指(对象请求代理)、DII是指(动态调用接口)、IDL是指(接口定义语言)、HOP(互联网ORB间协议)
人机交互的基本方式包括命令语言、菜单选择、填表方式、自然语言、直接操纵等 定位错误位置是程序调试工作的主要内容。四种常见的排错方式包括硬件排错、归纳法排错、演绎法排错、跟踪法排错。
GIS软件测试方法主要三种:文档审查、模块运行测试、模块开发测试。数据组织方式包括文件型、文件与数据库结合型、全关系型三种。
二次开发接口的接口类型主要有:API函数库、可重用类库、宏语言、动态链接库DLL等 空间数据库功能设计包括空间数据输入设计、空间数据检索设计、空间数据输出设计、空间数据更新设计、空间数据共享设计等。
GIS软件开发的相关技术包括:结构化程序设计、面向对象技术、组件是技术、网络技术、虚拟现实技术、嵌入式技术、多媒体技术等。
三、选择题知识点
结构化程序设计概念最早由 E.W.Dijkstra于1965年提出;GIS工程学体系三维结构由A.D.Hall提出的;地理信息科学由GoodChild 1992年首次提出;Grady Booch 是面向对象方法最早倡导者之一;Jackbson提出了OOSE方法;Yourdon提出了进行GIS总体设计的结构图:基本E-R模型由Peter Chen于1976年提出。
地理数据存储是GIS中最底层和最基本的技术。需求分析是GIS设计最基础的内容。瀑布模型将软件过程分为6个阶段,并规定了它们自上而下、相近衔接的固定的顺序是可行性分析-需求分析-总体设计-详细设计-编码-系统运行和维护
GIS软件设计一般采用合适的软件生存周期模型进行开发,最常用的软件生存周期模型是瀑布模型
在成寻流程图常用符号中方框表示处理步骤菱形表示逻辑判断箭头表示控制流。
关系型数据库规范化中第二范式的特点是每个表都必须有且仅有一个数据元素是主关键词 E-R图中椭圆表示:属性
磁盘容错方式主要有:磁盘镜像、磁盘双工、磁盘阵列,它们的容错性能一次增强 API函数库的特点是:提供对基本数据进行操作的函数 通过数据校正()等手段可以提高输出质量 编辑与图形整饰 误差消除 坐标转换 数字化 出版印刷
地理信息系统科学体系分为三个层次:理论地理信息科学、技术地理信息科学、应用地理信息科学。
理论地理信息系统 技术地理信息系统 应用地理信息系统 空间地理信息系统 虚拟地理信息系统
对GIS软件有一下要求()可操作性和使用性 提供图形与属性数据同步查询统计分析功能 简单易用的图形用户界面
提供显示、操作地理数据的常用工具 提供空间数据库管理系统 GIS软件可分为()基础软件 工具型软件 嵌入式应用软件 应用型软件 数据处理软件
空间数据结构分为()不规则三角网 栅格数据 拓扑数据 矢量数据 属性数据
根据GIS中的角色,可将GIS用户分为()GIS开发上/系统集成商 系统管理员 最终用户 GIS专业人员 一般用户
GIS产品可以归结为以下几个模式()数字地图 桌面地图 电子地图 桌面GIS 专业化GIS GIS整逐步走向成熟,并呈现出()发展态势 趋于综合性发展 GIS数据模型研究 数据共享和互操作 产业化 专业化GIS 基于GIS本身的特性,GIS设计自身的特点包括()处理的事空间数据
以空间信息系统工程优化为目的 以空间数据为驱动 与GIS产业化密切联系
GIS工程投资大、周期长、风险大、涉及部门繁多
GIS工程学体系主要任务、基础理论和方法研究3方面组成其基本任务是()最优决策 最优管理 最优运行 系统总体最优化 最优设计
与一般工程技术相比,系统工程学具有()特点 研究对象是一个极其复杂的系统 知识结构复杂 直接面向决策
目的性很强的应用学科 泛华系统的研究方法
从文件系统开始,数据模型的发展经历了4代,包括()文件模型 专用数据模型 经典数据模型 面向对象数据模型 语义数据模型
原型从应用目的和场合出发可以分为()丢弃型原型 研究型原型 试验型原型 进化型原型 仿真型原型
24.GIS系统功能和性能分析常用方法()结构化分析法
统一建模语言UML方法 面向独享分析方法 模块化分析方
快速原型化分析方法
25.GIS可行性研究工作的主要内容包括()等 数据源调查预评估 技术可行性评估 经济和社会效益分析 系统开发和运行环境评价 生态效益分析
26.GIS总体设计主要任务是将系统需求转换为数据结构和()数据设计 软件体系结构
层次图、HPO图、结构图 体系结构设计 GIS地理建模
27.系统标准数据接口有()形式 直接存取 间接存取 导入机制 导出机制
动态链接库DLL 28.系统总体设计报告的主要内容包括()A 引言(或概述)B 用户需求分析成果 C 可行性分析 D 界面设计 E 数据库分析
29、详细设计的表达工具包括()A IPO图 B PFC图 C PDL图 D N-S盒式图 E PAD图
30、空间数据库中常用的坐标系有()A 地理坐标系 B平面直角坐标系 C 屏幕坐标系 D 设备坐标系 E 极坐标系
31、数据模型可以分为传统的数据模型、面向对象数据模型以及针对空间数据特征而设计的空间数据模型。空间数据模型又可分为(ABCD)A 混合数据模型
B 全关系型空间数据模型 C 对象-关系型空间数据模型 D 面向对象空间数据模型 E 层次模型
32、服务于空间分析的地理编码分为(AC)A 拓扑编码 B 直接编码 C 坐标编码
D 无损压缩编码 E 有损压缩编码
33、从体系结构上,分布式GIS经历了(ABC)发展阶段。A C/S结构 B B/S结构 C 多层定义
D GIS用户自定义结构 E 全分布式GIS
34、基于C/S模式分布式GIS的特性有(ABCDE)A 位置和数据结构透明性 B平台独立性
C 各数据库管理系统有独立性 D 分布式查询 E C/S模式
35、最基本得分布对象系统框架标准主要有()3种 A OMG—CORBA B Microsoft-COM/DCOM/COM+ C Microsoft-MFC D SUN-EJB E JAVA-J2EE
36、分布式GIS的基本开发模式包括()A 基于数据共享的分布式GIS B 基于分布式计算的WebGIS C 基于Internet的开放式GIS D 基于ArcIMS的分布式GIS E 基于CORBA的分布式GIS
37、系统实施阶段的任务可概括为()A 软硬件购置及安装 B 程序编写与调试 C 系统安装与调试 D 培训
E 数据的录入或转换
38、GIS数据的安全和保密包括()A 数据存储加密 B 数据存取控制 C 数据传输加密
D 加密算法和加密方式 E 安全与保密管理 简答题:
简要描述GIS五个发展阶段特征? 项目
集成GIS
模块式GIS
核心式GIS
组件式GIS
万维网GIS
特点
在一个系统中集成了GIS的各项功能
系统分成许多相对独立的功能模块 从底层提供GIS功能,通过API访问
通过标准通信接口实现模块间通信及GIS与其他系统集成
结合Internet,实现GIS的共享和互操作
功能
满足了GIS综合应用的需要
用户根据需求选择功能模块
易于集成其他系统
开发成本低、难度小,可以在通用语言环境中实现gIS功能
社会化得GIS,可扩展性好,跨平台
存在问题
系统过于复杂,软件成本高,难于与其他系统集成
难于与其他系统集成
开发难度高,不能进行可视化程序设计
有待于进一步发展
目前还不成熟
简述GIS规范化和标准化建设的内容。GIS规范化和标准化的主要内容更包括:GIS相关的名词术语标准,与GIS软件工程开发有关的各种标准化活动,与GIS数据库建设有关的活动,与GIS数据共享有关的额标准化工作。总体来说,可以从以下几个方面实现GIS规范化和标准化建设 地理信息标准
统一的地理坐标系统包括:统一的地图投影系统、统一的地理格网系统、统一的区域多边形或空间统计单元系统 空间信息分类和编码系统 数据模型标准 数据标准 数据交换 空间元数据标准 数据质量
GIS数据产品标准、标准的数据格式、标准的概念模式、标准的外包装 3)信息技术标准
A)计算机软、硬件技术标准
B)数据库技术和图形、图像处理技术规范 C)地图制图标准 4)应用标准
A)空间算法标准 B)解释标准
5)GIS的设计标准和系统评价标准 A)系统设计规范
B)信息系统建议流程规范体系 C)模型开发 D)系统评价
结构化生命周期法、原型法、面向对象开发的方法,这三种GIS基本设计方法有各自的特点,试从开发思想、开发模式、优缺点和使用性等方面对三种设计方法进行比较 设计方法
结构化生命周期法
原型法
面向对象开发的方法
开发思想
划分六个阶段,并规定它们自上而下,相互衔接的固定次序
借助原型(它反映了最终系统的部分重要性)来辅助软件开发
将客观世界看成相互联系的实体(即对象)组件,以对象为单元进行设计开发
开发模式
整体开发模式,下一阶段开发前完成上一阶段所有细节
非整体开发模式,推迟某些阶段的细节工作,从而较早产生工作软件
非整体开发模式,分阶段有底向上提取对象,实现阶段自顶向下建立对象
优点
是一种较为成熟和完善的管理模式、整体性好
具有一定灵活性和可修改性,增进了开发人员和用户对系统需求的理解
与人类思维方法一致,版与描述客观世界,开发的软件性能稳定、易于重用和维护
缺点
缺乏灵活性难修改和维护,模块重用性差,开发周期长
整体性差,由于不断滴对原型修改完善,工作的重复率高工作量大
对象和实体设计存在盲目性,对象间的消息传递不能完整体现系统总体工作能,系统结构性差
适用性
功能和性能明确完整,无重大变化的软件开发
需求不明确,设计方案有一定风险的中小型软件开发
数据结构复杂、事务联系密切的软件开发
4.模块化原则
1、每一个模块表示一个自我包含的逻辑任务
2、每一个模块都是简单的
3、每一个模块都是封闭的
4、每个模块都是可以独立测试的
5、每个模块对应单
一、独立的程序功能
6、每个模块都有单一的入口和出口
7、每个模块都由一个标准返回点返回上层模块开始执行该模块的那一点
8、可以把多个模块组合成较大的模块,而不必了解模块内部构造的知识
9、每个模块都有严格规定的接口,其中包括由入口和出口形成的控制链,有参数和共享的用户数据形成的数据连接以及由模块间的服务支持形成的功能连接。5.结构化程序设计原则
1)尽量少用或者不用GoTo语句 2)采用自顶向下逐步求精的设计方法
3)采用顺序、选择、循环三种基本结构组成程序的控制结构 4)尽量使用单入口/单出口的控制结构,减少传递参数的个数 5)提高模块的内聚度,降低模块间的关联度 6.详细设计的具体任务
1)细化总体设计的体系流程图,绘出程序结构图,直到每个模块的编写难度可单个程序员所掌握为止
2)为每个功能模块选定算法 3)确定模块使用的数据组织
4)确定模块的接口细节,及模块间的调度关系 5)描述每个模块的流程逻辑 6)编写详细设计文档,主要内容包括细化的系统结构图及逐个模块的描述,如功能、接口、数据组织、控制逻辑符。7.空间处理与分析主要内容 GIS空间数据处理
编辑处理:图形数据和属性数据的编辑,图形数据的拼接和分割等 变换处理:投影变换、坐标变换、比例尺变换、几何校正等 编码和压缩处理:数据编码、多余节点去除以及栅格数据压缩等 数据插值:点的内插、区域的内插等
数据类型转换:矢量与栅格数据转换、系统间数据格式的转换
GIS空间分析设计
查询分析:如拓扑查询、条件查询等
几何分析:如面积周长距离两算、开窗分析、多边形合并等
地形分析:如空间内插分析、等值线分析、坡度坡向分析、分水岭分析、淹没分析 流域分析:如地形剖面分析、三维地形显示与分析等
叠置分析:如多边形叠置分析、视觉信息复合分析、条件与非条件叠置分析等 邻域分析:如缓冲区分析、走廊分析、泰森多变形分析、拟合分析等 网络分析:如最佳路径分析、时空规划分析、网络流量模拟分析等
图像分析:图图像增强、图像分割、图像细化、空间滤波、高程影像叠置分析等 多元分析:如聚类分析、主成分分析、判别因子分析、趋势面分析、回归分析等
8.传统数据模型包括哪三种主要类型?简述它们之间的区别。
层次模型
网络模型
关系模型
结构特征 父结点与子结点的关系必须是一对一或一对多
一个子结点可以有两个或多个父结点,两个结点之间可以有两种或多种联系。
实体间的联系通过公共值隐含的表达,并用关系代数和关系运算来操作。
优点
结构清晰,较容易实现
可以表示多对多的关系,冗余度较小
结构简单灵活,数据修改和更新方便,容易维护和理解。
缺点
不能表示多对多的联系,难以顾及数据共享和实体间的拓扑关系,数据冗余度大。
采用循环指针来联系结点,结构复杂,难以修改和维护,更新较为困难
难以处理复杂的目标,效率、数据语义和目标标识等方面还有不足。
9.地理编码的具体原则
1、标准化和通用性
2、唯一确定性:每一个代码都唯一确定的代表某个具体的地理要素或属性
3、编码系统结构清晰,编码有明确的分类体系
4、代码系统具有可扩展性河稳定性
5、便于计算机处理与信息交换
6、易于识别和记忆
7、适度的代码长度
10.公认的良好的编程风格
1、在适当的位置应该加入必要的注解,即程序内部的文档。
2、数据说明应以方便阅读、理解、查找和维护为目的;变量名等标识符应作到恰如其分的表达内容含义;注意声明次序的标准化;不同变量在同一语句中声明时,应按字母先后顺序排列。
3、语句书写应有层次性,便于理解。例如采用缩进排列、避免使用大量的嵌套结构、不将多个语句放在同一行中书写、避免复杂的条件测试等。
4、程序组织应具有固定的层次。如先进行数据输入或数据初始化,然后进行数据处理,最后是结果输出。
5、数据输入应进行完整性检查,格式力求统一、简单,应有必要的提示信息及友好的用户界面。
6、对输出的结果应采用良好的格式,并加以必要的说明。
11.结构化程序设计是进行以模块功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则。
1、由问题结构导出系统结构,即问题结构到系统结构的映射。
2、通过自顶向下分解和层次组织的方法来简化系统,产生模块结构。
3、运用一系统的图表工具。
4、提供一系列的系统设计策略。
5、提供一组评价系统设计质量的准则。
五、论述题
1、从思想、优点、缺点、等方面论述结构化程序设计与面向对象程序设计的区别。答:
(一)结构化程序设计
思想:面向数据流;自顶向下,逐步求精;按功能模块组成树状结构;各模块相对独立;模块内部有顺序、选择和循环三种结构组成;模块化的实现方法是通过子程序。优点:复杂任务简单化;使用方便。
缺点:数据与过程相互独立,程序因数据格式或处理过程不同要分别编写程序,代码重用性差;可能导致数据与所需处理过程不匹配现象;封装和隐蔽性差。
(二)面向对象程序设计
思想:以对象的观点分析现实世界的问题、从普通人认识世界的观点出发,把事物归类、综合,提取共性并加以描述、在面向对象的系统中,世界被看成是独立对象的集合,对象之间通过“消息”传递。以对象为单元进行设计开发。
优点:与人类思维方法一致,便于描述客观世界;开发的软件性能稳定、易于重用和维护。缺点:对象和实体设计存在盲目性;对象间的消息传递不能完整体现系统总体功能;系统结构性较差。
第三篇:基于GIS的电信光纤网络资源管理系统的设计与实现
基于GIS的电信光纤网络资源管理系统的设计与实现
陈建华
1,曹俊
2(1.苏州大学 计算机科学与技术学院,江苏 苏州 215006; 2.南通电信公司 投资项目管理中心,江苏 南通 226001)
摘 要:根据光纤网络资源地理空间分布的特点和地理信息系统在空间数据管理上的优越性,设计了基于GIS的电信光纤网络资源管理系统。该系统除实现对光纤网络的空间及属性数据管理的基本功能外,还能够对相关数据进行综合分析处理,为网络规划设计和维护管理提供辅助决策支持,提高光纤网络资源管理效率。关键词:地理信息系统 网络资源管理 地理空间数据库 引言
地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一项以计算机为基础的新兴技术,它是管理和研究空间数据的技术系统,在计算机软硬件支持下,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理,对数据进行有效管理以及研究各种空间实体的相互关系等。它把地理空间位置和相关属性信息有机地结合在一起,根据实际需要图文并茂地输出给用户,并借助其独有的空间分析功能和可视化表达方式,提供各种辅助决策功能。
电信网络资源数据的特点是量大而且与地图的关系十分密切,以光纤网络为例,无论是地理资源(如机房、管道)还是设备资源(如光缆、光交接箱)都包含表征空间位置及拓扑关系的空间矢量信息,以及记录具体内容及本质特征的属性信息。改变传统的光纤网络资源管理方式,能将这些数据全面直观地在地图上进行显示,并能对相关数据进行综合分析,使工作人员脱离枯燥的数据文字报表,到宏观决策的有力支持,这需要利用GIS技术开发带有地理信息的资源管理系统。系统设计方案
2.1 系统开发目标
经过多年的发展,电信企业己建成规模庞大、形态齐全的网络,并在城市形成高密度的覆盖。特别是在我国信息产业大发展的前提下,光纤网络的建设速度明显加快,它早已不局限于干线网络传输,而是逐步向用户接入传输领域延伸,直接为用户提供高速、可靠的通信接入业务。近期,中国电信提出由“传统基础网络运营商”向“现代综合信息服务提供商”转变的企业战略目标,将网络转型 作者简介:陈建华(1976-),男,江苏南通人,南通电信公司投资项目管理中心工程师,苏州大学计算机科学与技术学院硕士研究生。
确定为实现战略的基础,强调要加大光纤网络建设,努力推进“光纤到户”的网络建设工作。因此,电信企业的光纤网络规模仍将不断扩大,结构也越来越复杂,需要有与之相适应的管理手段来指导网络的规划设计工作,以支撑网络的健康发展。
电信光纤网络有很强的地域性和空间性,而且有复杂的空间拓扑关系,和电信网络的其它资源管理有很大区别。普通的资源管理系统采用表格化的方式管理管线、配线端子等空间资源,不直观,非常难于查找,不能表达资源的空间拓扑关系,给管理带来了诸多不便。根据光纤网络资源地理空间分布的特点和地理信息系统在空间数据管理上的优越性,设计了基于GIS的电信光纤网络管理系统。该系统除实现对光纤网络的空间及属性数据管理的基本功能外,还能够对相关数据进行综合分析处理,为网络规划设计和维护管理提供辅助决策支持。
2.2 系统软件平台选择
本系统基于组件式的GIS集成二次开发,采用SuperMap公司的GIS平台,以SuperMap Objects5为GIS开发组件,使用Oracle大型商用数据库,采用微软的Visual Basic.Net为开发工具,利用ADO技术访问数据库。系统开发的所使用的主要软件和用途说明:
SuperMap Deskpro5:地理空间数据处理与分析; SuperMap Objects5:组件式GIS开发平台; Oracle 9i数据库:数据的存储与管理; Oracle Spatial:空间数据的存储与管理; Visual Basic.Net:GIS的集成二次开发。2.3 系统结构设计
考虑到电信光纤网络资源的覆盖范围和数据量比较大,拟采用三层C/S结构(客户应用界面/应用程序服务器/数据库服务器)。三层C/S结构将原来两层结构中的客户端程序进行了划分,将用户界面抽取成三层结构中的客户端程序,而将原先的数据库访问部分单独分离出来成为应用服务器。三层结构只是逻辑上的概念,具体实现时,物理结构上的差异可能会很大。三层可以在一台计算机上,也可以在两台、三台,甚至更多的计算机上,只要它们在体系上遵循三层结构即可,这完全取决于系统的业务量。系统功能特点
目前,对电信网络资源管理的研究不断深入,也有较多的基于GIS的应用系统产品。从现有情况看,对光纤网络已经实现了空间数据和属性数据管理的基本功能,可以对网络资源进行动态更新和维护,能够在电子地图上展示各网络元素,但与实际工作需求(如网络规划决策等)还有一定差距。现有资源管理系统对光纤网络整体情况的表现能力有待提高、表达方式还需要完善,对现有资源数据的综合分析能力较弱,对最佳光纤路由分析、应急资源调度等辅助决策能力还不够。该光纤网络资源管理系统除实现常规的网络资源管理功能外,还具有以下三方面的特点:
3.1 提供了方便的检索手段
提供多种方式实现网络资源的查询功能:一是通过树型目录结构的层次图,用户逐级展开后选择查找目标;二是基于网络资源实体的关键属性,根据用户输入的属性值进行匹配查询;三是在电子地图上用鼠标点击选择网络资源实体。
3.2 提供了网络分析功能
资源预警,可以通过设置光纤利用率预警值,显示光纤利用率超标的光缆和交接箱;或根据利用率高低生成专题地图,为光纤网络规划决策提供依据。
故障点定位,当光缆出现故障时,能够根据机房工作人员测试的障碍点与局站的距离,将故障点范围在电子地图上显示,提高抢修工作效率。
图纸生成,能够生成规划设计工作所需要的光纤路由图和拓扑结构图,为全面、快速、准确掌握网络现状提供支撑。
3.3 提供对资源调度的支撑
光纤调度,能根据申请光路的起讫点,基于最短路径和最少转接次数,辅助确定光纤调度线路,输出光路中转接的局点、跳接的光交接箱、各光缆段占用的光纤序号,能根据调度线路对光纤资源进行预先占用。系统管理范围
在电信光纤网络资源管理系统中需要管理的对象如下: 4.1 基础网络设施:
(1)局站:局站是本地网中容纳一个或多个通信机房的建筑实体(含地下进
线室、管道闸)。在通信管线网的拓扑结构中,局站是作为光缆和管道的源或目的点而设计的。
(2)管道:管道是整个通信网络中光缆的支撑和承载通道,由人井、进线室、管道段、管群等组成。
(3)杆路:杆路和管道同样作为光缆的支撑和承载通道。4.2 光缆网络设施
(1)光缆:本地网中,光缆由局间中继光缆和用户接入光缆组成。其中,中继光缆提供局点之间的传输通道,以环形结构为主;接入光缆用于连接局点与普通用户,以树形结构为主。
在光缆网的拓扑结构中,有两种基本要素:点和线。点元素有两类:光交接点、光接入点,连接这两类点的线即是光缆段,光缆则由多个连续的光缆段组成
(2)光交接点:指光配线架、光交接箱、光缆分歧接头。光配线架、光交接箱为光缆段提供固定纤芯的端子,利用跳线使两端线对任意跳接连通,以达到灵活调度线对的目的;而分歧接头则可看作跳纤固定的光交接箱。
(3)光接入点:主要指光分纤箱。它介于光交接箱与用户之间,以光缆段与光交接箱相连,用尾纤或尾缆与用户设备相连。光接入点与光交接点的主要区别是前者为光缆纤芯的终结点,光纤不会转接到其它光缆段上。
(4)光路:光路就是按用户需求,在光交接点中将相邻光缆段中的光纤依次连接后,可以提供完整光信号传输通道的光纤路由。光路是由多段光纤连接而形成的。
4.3 其它
(1)服务区域:指各局站、光交接点提供电信接入服务的用户分布区域范围,一般以道路、河流等自然分界物为界。
一个光交接点只从属于单个局站,局站下所有光交接箱的服务区域构成局站服务区域,位于某个光交接箱服务区域内的用户一般由其提供接入服务。
(2)光纤用户:单独占用一对光纤使用电信业务的用户,主要关注其物理位置分布、业务重要等级。对光纤用户信息的管理主要用来进行光纤资源调度、用户密度分析、光纤需求预测、光缆割接影响分析等。
(3)电信设备:当一对光纤尾端安装电信设备(如数据交换机)为多个用户
提供服务时,则以电信设备信息管理为主,数据处理上可等同于一个光纤用户。系统功能结构
5.1 资源维护
系统通过图形接口,可视化地实现对局点、管道、杆路、光缆、光配线架、光交接箱等网络设施的日常维护(增加、删除或编辑);提供对光纤光路、光纤用户等主要业务信息的维护管理。
5.2 信息查询
提供对网络资源实体的查询,显示其属性并可以在地图上定位。系统提供三种查询方式:一是通过树型目录结构的层次图,用户逐级展开后选择查找目标;二是基于网络资源实体的关键属性,根据用户输入的属性值进行匹配查询;三是在电子地图上用鼠标点击选择网络资源实体。
5.3 资源统计
提供对局站、光交接点(数量、容量、端子利用率)、光缆段(数量、长度、纤芯利用率)等的查询统计,可以通过指定设施类别、划定地理区域、明确设施属性等方式来完整、准确地统计所需内容,以Excel表格方式给出明细信息和汇总数据或打印输出。
5.4 规划辅助
通过对空间和属性数据的加工处理,挖掘相互之间的关系,分析结果以图形、表格等多种途径表示,能够以形象、直观的方式,给规划设计人员全面、快速地展示相关信息,为准确地进行光缆新建提供路由、容量、位置等方面的决策支持。
5.4.1 网络设施分布图
通过选择设施的类别、输入关键属性值或选定地域范围,对指定的网络设施形成地理位置分布图示,并可根据用户需求同时显示其它关键的属性信息。
5.4.2 光缆路由及拓扑图
通过指定局点的方式,将光缆路由、关联的光交接箱等在电子地图上予以显示,并可生成拓扑结构图。也可以根据用户需求,同时提供光缆规格和型号、利用率等关键属性信息。
5.4.3 利用率预警图
可以通过设置光纤利用率预警值,显示光纤利用率超标的光缆和交接箱;或根据利用率的高低生成专题地图,为光缆新建决策提供依据。
5.4.4 光纤用户分布图
通过指定光交接箱或选定地理区域的方式,形成用户分布示意图,为光缆新建容量决策、光交接箱位置选择等提供依据。
5.4.5 光缆建设路由的选择
通过指定起始和终止局点,结合最短路径、光缆段重复情况分析等,为最佳选择光缆建设路由选择提供决策辅助。
5.5 资源调度 5.5.1 故障点分析
当光缆出现故障时,能够根据机房工作人员测试的障碍点与局站的距离,将故障点范围在电子地图上显示,提高抢修工作效率。
5.5.2 正常光纤调度
能根据申请光路的起讫点,基于最短路径和最少转接次数,辅助确定光纤调度线路,输出光路中转接的局点、跳接的光交接箱、各光缆段占用的光纤序号、各局点的跳纤工单,能根据调度线路对光纤资源进行预先占用。
5.6 系统管理 5.6.1 权限管理
权限具有专业属性和操作方式(查询、修改等)属性,当对系统中的对象执行操作,必须有相应的操作权限。对权限的管理功能有:增加权限、删除权限、修改权限。
5.6.2 用户管理
对用户的管理功能有:增加、删除、修改、权限设定。结束语
建设基于GIS的光纤网络资源管理系统,可以实现对光纤网络的全面有效管理,优化网络建设规划,提高运行效率,保证全网通信畅通,提高客户满意度。同时,由于电信网络规模逐步扩大、复杂程度不断提高,将GIS技术全面应用于电信网络资源管理是技术和管理发展的必然趋势。GIS技术自身的发展,也将促
使其在整个电信网络资源管理领域发挥更为广泛、重要的作用。
参考文献:
[1] 李满春,任建武.GIS设计与实现[M].北京:科学出版社,202_.
[2] 罗云启,曾琨,罗毅.数字化地理信息系统MapInfo高级应用[M].北京:清华大学出版社,202_. [3] 赵鹏苏.电信网络资源信息化的管理研究[D].吉林:吉林大学,202_.
[4] SuperMap Objects开发教程[M].北京:北京超图地理信息技术有限公司,202_.
Abstract
According to the characteristics of optical fiber network resources distributing in geographic space and the superiority of the GIS in space data management,we designed the system of fiber network resources management that based on GIS.The system can integratively process the relating data, besides some basic functions such as fiber network’s space and attributes data management.It is helpful for the designing and maintenance of fiber network.It can also improve the management efficiency of optical fiber network resources.Keywords
Geographic Information System(GIS),Network Resources Management,Geographic Space Database
机器人翻译:
According to the spatial distribution fiber network resources geographic characteristics and GIS in spatial data management superiority, designed 基于GIS telecommunications fibre network resources management system.In addition to the realization of the basic functions for the optical fiber network system space and attributes of data management, but also be able to conduct a comprehensive analysis of relevant data processing, network design and maintenance management supporting decision support, improve fibre network resource management efficiency.
第四篇:大学生综合测评系统的设计与实现
本文是基于WEB的一个典型应用,主要运用了ASP.NET技术,SQL SEVER 202_数据库,采用B/S模式。基本功能有:系统维护,学生信息数据输入,反馈信息输入,学生成绩数据计算,数据备份与事件记录,数据查询和打印输出等,其中学生成绩数据计算模块、反馈信息输入模块与数据查询和打印输出模块是系统的重点模块。该系统利用计算机进行学生综合测评管理代替了原有的人工管理方式,节省大量的人力、物力,并且易于操作,可以更加方便地对学生成绩数据进行管理和计算,极大地提高了管理的效率。
关键词: 大学生综合测评;Web Service;ASP.NET;SQL Server 202_;B/S
0引言
该系统解决了信息传递不便捷等问题,实现学生管理网络化,方便教师、学生等在网上快速查询学生个人各种信息。使用该系统可以大大提高工作效率,节省人力资源,提高管理水平,实现高校学生管理“无纸化”,改变学生素质管理的落后现状,实现评价现代化。通过分析测评结果,可以总结教学、育人工作中存在的不足,作为调整教学计划、优化教学过程、深化教学改革的参考和依据。此外,综合测评结果可以使每个大学生正确评价自己,知道自己的优势和不足,从而在实践中扬长避短,更好地实现自我设计和自我发展,为大学生潜在素质的开发提供有价值的依据。
1应用技术介绍
1.1 Web Service技术简介Web Service指的是一种基于Web的分布式技术,可以接收从Internet或其它系统中传递过来的请求;是一种新的Web应用程序分支,是自包含、自描述、模块化的应用,可以发布、定位、进行Web调用、执行从简单的请求到复杂商务处理的任何功能;是一种无需购买并部署的组件,它被一次部署到Internet中,其它Web Service应用程序可以发现并调用它部署的服务。
1.2.NET技术概述.NET是通过中间语言(Intermediate Language,IL)和通用语言运行环境(Common Language Runtime,CLR)方式解决跨语言类库、跨硬件操作系统运行、变量边界检查、资源自动回收问题的软件开发、运行平台。在这个平台上能够更容易地建立网络应用程序、网络服务、窗口应用程序以及主控制台应用程序。
1.3 ASP.NET技术介绍ASP.NET是一个已编译的、基于.NET的环境,可以用任何与.NET兼容的语言(包括VB.NET、C#和JScript.NET等)创作应用程序,可以无缝地与WYSIWYG HTML编辑器和其他编程工具(包括Microsoft Visual Studio.NET)一起工作。这不仅使得Web开发更加方便,而且还能提供这些工具的所有优点,包括开发人员可以用来将服务器控件拖放到Web页的GUI和完全集成的调试支持。另外,任何ASP.NET应用程序都可以使用整个.NET Framework,开发人员可以方便地获得这些技术的优点,其中包括托管的公共语言运行库环境、类型安全、继承等。
1.4.NET与Web Service的结合由Asp.net主程序负责内部商务逻辑的运算以及数据源的维护,而由Web窗体页和XML Web Services分别公布系统的对外接口,Web窗体页负责向用户呈现系统数据,而XML Web Services则负责呈现系统的对外接口以便于不同系统间的数据交换以及以后开发客户端的需要,构成一个Web 应用的完整的对外数据交换体系。
1.5 B/S模式基于Web的B/S方式其实也是一种客户机/服务器方式,只不过它的客户端是浏览器。B/S结构是对C/S结构的一种改进。在这种结构下,软件应用的业务逻辑完全在应用服务器端实现,用户表现完全在Web服务器实现,客户端只需要浏览器即可进行业务处理,是一种全新的软件系统构造技术,成为当今应用软件的首选体系结构。在系统的性能方面,B/S占有优势的是其灵活性,任何时间、任何地点、任何系统,只要可以使用浏览器上网,就可以使用B/S系统的终端。
2大学生综合测评系统的功能设计
2.1 系统功能模块设计大学生综合测评系统需要完成主要功能模块有:
2.1.1 系统维护管理模块(包括①代码管理;②用户管理;③系统维护)。
2.1.2 数据输入模块数据输入模块包括学生基本信息、思想道德成绩信息、学习成绩信息、拓展素质信息的录入、修改等。学生基本信息包括学生的学号、姓名、班级、性别、出生日期等;思想道德信息包括各项指标的成绩;学习成绩信息包括必修课、选修课的成绩及课程所占学分,包括补考学生的补考成绩;拓展素质信息包括图展素质指标各项成绩。
2.1.3 数据计算模块按照各项指标的权重系数计算各表内的及各表之间的数据,并按要求将数据输入指定表。依据学生的各项信息,计算学生的思想道德分数、学习成绩、拓展素质分数和综合测评成绩。各项测评的结果作为学生在校的综合排名和各方面素质排名,作为各种奖学金评定发放的依据。
2.1.4 数据查询和打印输出模块数据查询和打印输出模块提供数据的查询和打印输出,学生管理人员通过对学生信息检索达到查询学生信息的目的。
2.2 系统数据库设计数据库主要是依据系统需求分析阶段建立的数据模型,通过进行数据内部以及外在关系的分析,从而有效地建立整个系统的数据结构(在关系数据库中通常称为表结构),在此基础上对数据库的数据量、数据流量、及响应速度的估算分析。
2.2.1 数据库完整性设计(1)数据库完整性规划:①实体完整性。②参照完整性。③用户自定义完整性。(2)造成数据不完整的原因分析:①网络或设备故障造成。②应用程序设计不完善造成。③多个事物并发执行造成。④人为因素。
2.2.2 数据库概念结构设计设计系统数据库架构如下:①学生基本信息表,存储学生基本信息;②学生学习成绩表,存储学生学习成绩信息;③学生德育成绩表,存储学生德育成绩信息;④学生拓展成绩表,存储学生拓展成绩信息;⑤学生综合测评成绩表,存储学生综合测评成绩;⑥学生、用人单位反馈信息表,存储反馈信息;⑦大学生综合测评体系指标权重表;⑧学生课程表;⑨用户登陆信息表。
2.3 系统权重体系设计在指标体系中,根据每项指标所包含的不同内容,分配不同的权重;根据每项指标考核时的分值、方法及具体情况确定每个指标的分值范围;根据每项指标的复杂程度,确定指标的级数,每项指标具体所占的权重。
学生综合测评总成绩 = 思想道德成绩 × 20% + 学习成绩 ÷(∑必修课学分 + 0.8∑选修课学分)× 60% + 拓展素质成绩
3系统主要功能实现
3.1 系统维护模块系统维护模块的主要功能是对山东经济学院综合测评系统的修改和维护工作,该功能模块主要由用户管理、权限管理、基础信息管理、日志管理四大模块组成。
3.1.1 用户管理模块的实现用户管理模块包括用户增加、查询编辑功能。用户使用管理员分配的用户名密码进行登陆。
3.1.2 权限管理模块的实现(1)角色增加。角色增加模块让管理员可以根据不同的情况为系统增加新的角色权限,延长系统的使用寿命。(2)角色查询编辑。角色查询编辑模块是针对角色信息的修改,维护角色名称、角色描述以及修改角色权限。
3.1.3 基础信息维护(1)班级信息增加模块的代码实现。班级增加功能包括:班级名称、年级、人数、班级代码、学院、专业等。(2)班级信息编辑模块的代码实现。班级信息编辑模块的功能包括查询指定班级、返回符合查询的班级列表、显示班级的基本信息。
3.2 学生信息模块本模块是为了方便用户查找学生的基本信息而提供的,在这里用户可以方便的得到学生的联系方式,班级等内容,方便学生的管理。
3.3 数据计算模块本模块的主要功能是数据的核算以及计算系数的设定,分为两个子模块综合测评信息查询和权重系数设定模块。权重系数设定模块的主要功能是设定测评成绩的计算系数,使系统能够适用各种学校的不同情况,以及不同时间的特殊要求。
3.4 数据录入数据录入模块是为用户提供各种信息录入的功能,其中包括四个主模块,每个主模块各包含信息录入和查询编辑两个子模块。学生成绩的查询编辑模块与上面的成绩录入模块基本相同,不同之处在与对数据库的操作由新增改成了更新。
4总结
该系统的应用不仅可以节省了大量的时间和精力,而且信息的共享、公开,为学校的教学管理改革提供了及时、准确的依据。①基于B/S模式开发的Web服务,节省大量的信息资源,提高了应用程序的可复用性;②具有较高的可靠性和可用性;③系统易于管理维护;④使用方便,易学易用;⑤良好的性能价格比;⑥系统应具有良好的开放性,外部接口清晰而标准。本系统今后主要还要考虑通用性问题、跨操作系统平台所可能面临的一些数据共享问题、并发性问题,多采纳组件技术,在开放性方面考虑跨平台后可能面临的并发性问题,同时对安全性能方面考虑采纳一些结合硬件加密的策略。
参考文献:
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第五篇:人事管理系统设计与实现
人事管理系统设计与实现
目 录
前 言....1 1 需求分析....2 1.1 系统需求...2 1.1 功能需求...2 1.3 可靠性要求...3 1.4 性能需求...3 2 开发环境简介....4 2.1 Delphi简介...4
2.1.1 Delphi7的集成开发环境(IDE)...5 2.1.2 Pascal简介...9
2.2 SQL Server 202_ 简介...10 2.2.1 SQL Server 数据平台...10 2.3 TQuery部件在SQL编程中的运用...12 3 总体设计....14 3.1 基本设计...14 3.1.1 设计概念...14 3.1.2 功能分析...14 3.1.3 数据流图...14 3.1.4 系统模块...16 3.2 用例图...18 4 数据库设计....21 4.1 数据库概念设计...21 4.2 数据库逻辑结构设计...23 5 详细设计....30 5.1 系统主窗体...30 5.2 数据库连接...31 5.3 用户登陆界面...32 5.4 用户功能选择...34 5.5 用户信息录入...34 5.6 查询功能窗体...36 5.7 数据备份和还原窗体...37 5.8 工作日记及工作日记管理...39 5.9 用户管理及用户密码修改...41 5.10 打印报表模块...43 5.11 数据公用模块...45 5.12 其它模块...46 6 总 结....47 参考文献....49 致谢....50
人事管理系统
网络工程 雷灵明 指导老师:曹步青
摘要:随着企业自身人力资源的日益庞大、复杂程度逐渐增强,人机作坊再也无法适应如今企业的人事管理了,取代的是运用各种领域的知识,结合计算机科学而开发的人事管理系统。人事管理系统是典型的信息管理系统(MIS),其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立起数据一致性和完整性强、数据安全性好的数据库。而对于后者则要求应用程序功能完备,易使用等特点。人事管理系统是对工作人员进行统一的管理,可以方便的进行录入,查询,修改,删除,退出。经过以上分析,本系统使用Delphi 7.0作为界面和功能开发工具和SQL Sever 202_作为后台数据库,利用其提供的各种面向对象的开发工具进行界面和数据库开发。软件过程结合了快速原型模型与增量模型的优点:首先在短时间内建立系统应用原型,然后,对初始原型系统进行需求迭代,不断修正和改进,直到形成可行系统。关键词:人事管理;DEPHI;ADO;SQL server 202_
Personnel Management System Network engineering Lei Lingming Teacher:Cao Buqing
Abstract: Along with their own human resources increasing, complexity growing, the man-machine workshop also is unable adapt the present enterprise’s personnel management again, but the personnel management system that make use of knowledge in different fields and computer science and technology.Personnel management system is a typical management information system(MIS), including the establishment and maintenance of the background-database and front-end application development.To the former, the request for the data which is powerful in consistency and integrity, database which is good in security.For the latter, the request for the applications program which is integrity and easy to easy, Personnel management system can manage the staff and admit input, enquiries, modify, delete, and exit.Through such analysis, the system use Delphi 7.0 as the interface and functions of development tools and take SQL Sever 202_ database as background-database, the development of the interface and database which made use of its object-oriented tools, the software process is formed which is combine the advantage of rapid prototype models and incremental model, as follows: At first application prototype of system is built in a short time, Secondly, the initial prototype system needs to be revised and improved, Finally, it is feasible that the system is built.Key words: human resource management;DEPHI;ADO;SQL server 202_
前 言 背景
在竞争越来越激烈的社会里,企业人事管理就越显示出其不可缺性,成为企业一个非常重要的模块。企业人事管理系统主要是用于员工个人相关信息的管理。使用人事管理系统,便于公司领导掌握人员的动向和人员的综合素质,及时调整人才的分配,使用计算机对人事劳资信息进行管理,具有检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好、成本低等优点,能够极大地提高人事资源管理的效率,也是企业科学化、正规化管理的重要条件。目标
设计一个企业人事信息管理系统,此系统要以人为中心,为企业提供全面的人事管理解决方案;
a)为企业建立规范化、实时化人事管理机制;
b)提高企业人事管理的效率、节约相关的管理成本,增强人事管理的安全性;
c)满足企业管理层,人事业务操作层和全体员工的不同层次和不同方面的需要;
d)对企业将来的整体信息化建设提供必要的支持。需求分析
需求分析是系统开发必要环节,也是重中之重。作为该过程的结果,需求规格说明书是对系统的功能和行为完整的描述。系统设计将来自于需求分析的抽象规格说明转变为面向真实世界的设计。一旦构建完成,该系统就会投入使用,同时会不可避免地产生更多的新需求。同时,需求过程与分析活动之间有相当程度的重叠,分析建模对于设定工作的范围和其他一些事来说是必要的,所以我们利用分析模型来描述需求过程,随着开发工作的继续,分析活动在工作中占的比例将变得越来越大,直到所有需求都已知。[1]
1.1 系统需求
企业的人事管理职能主要分为人事档案信息管理、人事变动管理、员工培训管理、奖惩管理等内容。
a)在人事系统开发时应考虑以下需求: b)满足人事管理职能的基本要求;
c)进行多层次数据汇总,为各层次管理者的决策分析提供数据; d)具有完整的系统接口,满足灵活的数据导入与导出; e)对操作人员的技能要求比较低,操作方便; f)能够实现方便的扩展,满足企业发展的需要; g)能够保障人事管理数据的安全、准确。
1.1 功能需求
基于系统需求分析,该系统需要实现以下基本功能:
a)用户管理:管理系统操作人员,设置操作人员口令和权限。在满足不同系统用户的操作需求的基础上,提高系统的安全性。
b)人事档案管理:完成企业对员工个人档案(包括员工的基本档案和在职信息)的管理及相关操作。操作员进行员工档案信息录入及更改,其中包括员工的基本信息、工作经历、家庭关系、奖惩记录和培训经历,要求对这些员工档案信息进行新增、修改、删除操作,同时可以进行查询和浏览操作。该模块是本系统的重点,用户可以通过该模块为单位建立一个比较完整的人事档案系统,同时可以对档案进行查看。
c)基础数据管理:维护人事管理相关的一些基础数据。主要包括以下功能:
(a)民族档案设置:维护职工中民族档案信息;
(b)职工类型设置:维护当前企业职工与企业的关系的类别信息;(c)文化程度设置:维护企业职工的文化程度类别信息;(d)政治面貌设置:维护企业职工的政治面貌类别信息;(e)部门类别设置:维护企业中设立的部门类别信息;(f)职务类别设置:维护企业中设立的职务类别信息;(h)职称类别设置:维护企业职工的职称类别信息;
d)人事变动管理:对于人事上的变动调整进行管理,对人员档案的信息进行更新(如:员工职务、员工职称、员工性质等的变动)。
e)工作日志管理:记录部门或系统用户的一些备忘信息,包括日常的一些事件记录,以及工作日记的管理维护。
f)数据库管理:对现有的数据库进行管理,包括数据备份和恢复,以方便用户对数据库的管理和维护工作,提高系统的数据安全性。1.3 可靠性要求
a)计算机稳定可靠,网络服务和数据库服务稳定可靠;
b)网络通畅、稳定;软件运行稳定;数据计算及数据传输无误;提供数据备份和数据恢复方案。1.4 性能需求 1)硬件环境
在最低配置的情况下,系统的性能往往不尽如人意,现在的硬件性能已经相当出色,且
价格也很便宜,因此通常给服务器端配置高性能硬件。推荐配置为: ·处理器:Intel 奔腾Ⅲ 或更高 ·内存:128MB ·硬盘空间:40GB ·显卡:Geforce系列显示适配器或更高。2)软件环境
·操作系统:windows 98/ME/202_/N ·数据库:Microsoft SQL server 202_ 开发环境简介 2.1 Delphi简介
Delphi这个名字源于古希腊的城市名。它集中了第三代语言的优点。以Object Pascal为基础,扩充了面向对象的能力,并且完美地结合了可视化的开发手段。Delphi自1995年3月一推出就受到了人们的关注,并在当年一举夺得了多项大奖。
Delphi的出现打破了Visual系列可视化编程领域一统天下的局面。并且Delphi使用了本地编译器直接生成技术,使程序的执行性能远远高于其它产品生成的程序。它还是真正的面向对象的编程语言。PASCAL语言的严谨加上可视化的优势和强大的数据库功能使得它有充分的资本和微软的VB叫板。许多人当时都认为Pascal 是最有前途的程序设计语言,并预测Delphi将会成为可视化编程的主流环境。
Delphi在你编好程序后自动转换成。EXE文件它运行时速度比VB快,而且编译后不需要其他的支持库就能运行。它的数据库功能也挺强的,是开发中型数据库软件理想的编程工具。Delphi适用于应用软件、数据库系统、系统软件等类型的开发。而且它拥有和VB差不多一样的功能,而且一样能应用API函数,这在控制Windows很有用。
Delphi是全新的可视化编程环境,为我们提供了一种方便、快捷的Windows应用程序开发工具。它使用了Microsoft Windows图形用户界面的许多先进特性和设计思想,采用了弹性可重复利用的完整的面向对象程序语言(Object-Oriented Language)、当今世界上最快的编辑器、最为领先的数据库技术。对于广大的程序开发人员来讲,使用Delphi开发应用软件,无疑会大大地提高编程效率,而且随着应用的深入,您将会发现编程不再是枯燥无味的工作——Delphi的每一个设计细节,都将带给您一份欣喜。
Delphi实际上是Pascal语言的一种版本,但它与传统的Pascal语言有天壤之别。一个Delphi程序首先是应用程序框架,而这一框架正是应用程序的“骨架”。在骨架上即使没有附着任何东西,仍可以严格地按照设计运行。您的工作只是在“骨架”中加入您的程序。缺省的应用程序是一个空白的窗体(Form),您可以运行它,结果得到一个空白的窗口。这个窗口具有Windows窗口的全部性质:可以被放大缩小、移动、最大最小化等,但您却没有编写一行程序。因此,可以说应用程序框架通过提供所有应用程序共有的东西,为用户应用程序的开发打下了良好的基础。
Delphi已经为您做好了一切基础工作——程序框架就是一个已经完成的可运行应用程序,只是不处理任何事情。您所需要做的,只是在程序中加入完成您所需功能的代码而已。在空白窗口的背后,应用程序的框架正在等待用户的输入。由于您并未告诉它接收到用户输入后作何反应,窗口除了响应所有Windows的基本操作(移动、缩放等)外,它只是接受用户的输入,然后再忽略。Delphi把Windows编程的回调、句柄处理等繁复过程都放在一个不可见的Romulam覆盖物下面,这样您可以不为它们所困扰,轻松从容地对可视部件进行编程。
面向对象的程序设计(Object-Oriented Programming,简记为OOP)是Delphi诞生的基础。OOP立意于创建软件重用代码,具备更好地模拟现实世界环境的能力,这使它被公认为是自上而下编程的优胜者。它通过给程序中加入扩展语句,把函数“封装”进Windows编程所必需的“对象”中。面向对象的编程语言使得复杂的工作条理清晰、编写容易。
说它是一场革命,不是对对象本身而言,而是对它们处理工作的能力而言。对象并不与传统程序设计和编程方法兼
其中多媒体音频视频播放器是通过TMediaPlayer组件来实现的,支持的格式与系统已安装的解码器有关。
总 结
6.1 程序设计风格
在设计的时候采用了增量模型的思想:把软件作为一系列的构件来设计,编码,集成和测试。
用户管理,密码修改,用户登陆,万年历,这些模块都有高度的独立性,因此他们的可重用性比较高,基本上是一个单元完成一个功能,模块规模也比较小,模块的作用域在控制域之内,只使用了两个全局变量来存储用户名和用户权限。[1] 在人机界面设计方面,本系统做到了以下几点: a)保持一致性(界面,背景的致性);
b)提供有意义的反馈(用户验证和用户管理,提供了比较精确的反馈信息);
c)在执行有较大破坏性的动作之前要求用户确认(数据备份与还原); d)允许大多数取消操作(大多数单元有取消操作功能);
e)允许犯错误(由于权限的限制,系统能保护自己不受严重错误的破坏);
f)按功能对动作分类(在主窗口就是按动作类型组织菜单的); 6.2 有待加强项
a)帮助的制作 一个完整的应用程序必须具有完整的帮助系统;帮助系统可以在必要的时候给用户信息提示和一些系统相关服务。
b)声音制作在这里主要是对声音的加载,我们可以加载一些一般的声音;主要来源有:音频CD盘;波形音频文件;MP3文件等等。其中波形音频文件以WAV作为文件的后缀,我们可以播放现成的,也可以播放自己录制的文件。c)我们还可以使用各种组件和ActiveX控件等技术来完善系统。利用一些做好的activeX组件,会缩短开发周期。
由于在开发工程方面缺少经验,所以这个系统还存在着许多不足之处,在测试过程中总结如下:
a)数据表的设计还不是很合理;
b)数据异常处理要更加人性化,错误信息的反馈要更加精确; 6.3 心得
经过一个月的设计和开发,人事管理系统基本开发完毕,其基本功能符合用户需求,能够完成基础数据录入,数据查询等基本功能,以及相关报表的打印。在这次毕业设计中,我获益良多。首先我明白了需求分析对于一个系统的开发的重要性。其次我还学到了如何把一个软件作为一个工程来做,在真正的软件开发中,一个软件系统的开发不是一个人来做,而是很多人合作来完成的,另外还有软件的后期维护等等,这时就显现出了把软件作为一个工程来做的优越性,而这些都离不开数据流图和模块的分解。
Delphi是一个非常强大的开发工具,它具有运行速度快、易于学习和使用以及开发效率高的特点,使用起来真的是很顺手。学习好一门编程语言以后可以为今后的学习和工作带来很大的便利。
虽然本系统实现了基本的用户需求功能,但是还有待于完善和加强,总之通过这次设计和开发过程,我对软件开发有了进一步的了解。
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