基于Web GIS技术的有线网络资源管理系统的开发

摘要：介绍和分析了我中心基于Web GIS技术开发的有线电视网络资源管理系统，并就体系结构、系统平台、开发工具、系统功能划分、系统安全等问题进行了分析和论述。?

　　关键词：广电网络ASP浏览器/服务器模式Web GIS系统AutoDesk MapGuide??

　　1有线网络资源管理现状与任务?

　　镇江有线电视网络现有12万用户,以有线电视柜台业务、语音投诉业务为核心，建立了有线电视用户规范化管理的基本应用系统。目前镇江有线电视传输网络包括国家、省、市SDH数字光纤干线网络和城区HFC光纤同轴电缆混合有线电视接入分配网络两大部分，其中城区HFC网络主干线分为南北两个光纤环网，在市区设立了一个中心前端、8个光中继站、240个光节点，光节点以下为同轴电缆用户分配网络，平均每个光节点带500个用户，以适应数字电视和宽带城域网的建设需要。由于业务经营的需要，光缆、纤芯、管道、端口、带宽等资源出租、出售给业务单位，或与电信、网通等单位合建、租用相关资源。机房、中继站、光纤配线箱（架）、光纤接续盒等处的光纤配线顺序、端接设备、运行维护指标测试、网络管线资源利用状况等资料数据相当繁杂，以前都是由当事人简单的加以文档记录处理，资料非常零乱，给其他工程技术人员及领导查询带来诸多不便。随着郊区有线电视台站的收编整合，网络技术中心管理的网络资源和业务范围将大大增加，必须集中调度、规范管理自己的有线电视网络资源，需要更强大和更规范的工程支援系统及领导决策查询服务功能。为此，我们决定开发基于internet/intranet的有线网络资源管理系统。?

　　2体系结构?

　　基于网络的软件体系结构主要有客户机／服务器和浏览器／服务器两种。客户机／服务器体系结构，通过将任务合理分配到客户端和服务器端，降低了系统的通讯开销，可以充分利用两端硬件环境的优势。但由于对客户端的软硬件和人员素质要求较高，所以系统维护、升级难度大，使用也不方便。?

　　浏览器／服务器(B/S)结构是随着Internet技术的兴起，对客户端／服务器结构的一种变化或者改进的结构。在B/S结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，客户端只要有常用的Web浏览器即可，不需要安装任何插件，对系统硬件资源没有特别的要求。?

　　有线电视网络是一个立体化的网络，涉及光缆、电缆、地埋管道、架空杆线、纤芯接续色谱等与地理位置相关的硬件信息，为了将这些信息以地图为背景进行直观形象显示并加以分析，形成各类专题图纸，必须采用GIS(地理信息系统)。?

　　 Web GIS是基于Browser/Server模式，通过网关和防火墙实现GIS与Internet/Intranet网络互联。客户端通过常规浏览器和简单设备即可进行系统操作，简单易用。专业人员和普通用户都能方便地调阅相关GIS信息资料，获得Web GIS服务器提供的服务，真正实现GIS的大众化。?

　　Web GIS同时具有良好的可扩展性和开放性，各种GIS平台如Arc/Info，MapInfo等均已推出了相应的Web GIS产品。利用Web GIS能够轻松实现工程制图、数据处理管理、空间查询分析、辅助决策等功能。其体系结构如图1所示。?

　　图1Web GIS体系结构示意图

　　1)客户端：使用Internet标准(如TCP/IP、HTTP、HTML和XML)与Web应用服务器通信来获取GIS应用数据和应用逻辑；?

　　2)Web服务器：为Web GIS应用提供数据存取和应用继承等服务，对客户端通过Web页面产生的用户请求根据业务逻辑进行分析处理，产生新的页面，并送回到客户端；?

　　3)GIS系统服务器：通过连接器与Web服务器连接，与Web服务器集成起来为客户服务。?

　　现有的Web GIS系统从实现模式上，主要可以分为两类：采用服务器端策略的系统和采用客户端策略的系统。采用服务器端策略的Web GIS系统借助CGI、ASP、JSP等在GIS系统服务器上完成GIS分析和产生输出工作, 对客户端要求较低，但对网络传输和服务器的要求较高。采用客户端策略的Web GIS则通过GIS Plug-in（插件）、ObjectWeb(分布式对象组件结构)等方式将GIS分析和数据处理在客户端进行，服务器和网络负荷小，但对客户端环境要求较高，同时客户端需下载安装相关插件。?

　　鉴于我们以前在工程设计中大多使用AutoCAD系统及基于Arc/Info的单机版GIS软件，利用AutoCAD系统设计的工程图纸符合省厅工程技术检查的相关规定，适应收编后广域范围内的工程应用，为此，我们选择Autodesk公司的MapGuide产品作为系统平台，来开发新的网络资源管理系统。客户端地图使用矢量图形，以充分利用GIS系统与AutoCAD系统的特点。?

　　3系统平台及开发工具?

　　Autodesk MapGuide系统包括以下3大核心软件部件：①Author，用于集成 GIS 和 CAD 数据以及设计智能地图。②Viewer，驻留在客户端桌面（Web 浏览器）上，用于查看智能地图，并可为 MapGuide 最终用户提供高度交互的地图绘制环境。③Server，用于将地图及其数据传递到MapGuide Author 和 Viewer。?

　　3?1客户端程序开发?

　　客户端采用Windows 2000操作系统和MapGuide Viewer 部件。有3种查看器可供选用：Viewer 插件、Viewer ActiveX 控件以及Viewer Java 版。使用何种查看器取决于用户的查看平台环境。客户端应用程序，采用ASP技术和数据库技术结合进行开发。ASP是动态网站设计技术，具有动态、高效和易于交互的特点。ASP是一个服务器端的脚本执行，用户可用它产生和执行动态的、交互的，高性能的Web服务器应用程序。当程序在服务器而不是在客户端执行时，Web服务器将完成产生浏览器的HTML页的所有工作。ASP的工作模式如图2所示。?

　　图2ASP工作模式示意图

　　对有线网络资源管理中涉及的地图、属性数据，如用户收视交费信息、管道光缆资源利用状况信息等，存放在后台数据库。数据编码详尽规范，对不同性质的图形数据进行详细的分类，根据需要，可以分别输出背景地形图、基础图、专题图、特殊功能图、多功能图、辅助图、补充图等，以利于管理和统计分析。?

　　3?2Web系统服务器?

　　Windows 2000是目前Windows版本中最易管理、最可靠和最安全的操作系统，能较好地支持各种硬件，提高软件的兼容性。为此，我们选择Windows 2000 Advanced Server作为服务器端操作系统平台，配置Web站点服务器，提供WEB应用服务。?

　　3?3GIS系统服务器?

　　MapGuide系统通过CGI实现Web服务器与GIS服务器之间的连接，支持ODBC，通过 OLEDB 和 ODBC 集成和访问大多数关系数据库，包括Oracle、SQL Server、MS Access等，可充分利用对现有数据的投资。网络传递的图形格式是MWF(矢量图)，地图预处理方式是静态生成地图，可发布的数据格式是Autodesk DWG。?

　　3?4后台数据库系统?

　　由于用户管理系统采用的是SQL Server数据库系统，为了实现两个系统之间的无缝连接，我们仍采用SQL Server数据库系统作为本系统的后台数据库。MapGuide系统通过ODBC驱动与SQL RDBMS数据源连接（只在地图数据的来源为数据库时才要求），实现对网络资源、用户收费等基本信息数据的访问。?

　　4系统主要功能?

　　根据实际应用需求，我们将整个系统按光缆、电缆、杆路、管道、设备器材等分类、分层进行管理，主要功能包括：?

　　4?1地图显示?

　　1)地图浏览工具：基本的放大、缩小、全图显示、漫游、移动、距离测量、历史视图、基本信息查询。?

　　2)地图显示和控制：根据需要，显示背景地图和各个图层，并可以设定要显示的地图图层，打开、关闭图层，设置图层显示风格（颜色、线性、字体等）。?

　　3)地图打印和保存：根据业务需要，打印各类路网图、专题图、统计图等，并能保存为特定格式的图形文件，以便插入到Word等文件中。?

　　4?2辅助设计?

　　1)常用的各类器件如光站、ODF配线架、放大器、管道、子管、窖井、分支分配器等均做成快捷键置于绘图操作界面中，方便操作人员使用。?

　　2)各类器件的技术参数可选择隐藏或作为标注体现在电子地图中，作为标注时可以任意缩放、旋转和移动。?

　　3)在选中的路由上，根据经过的光缆（电缆、器件）的相关属性，自动计算电平等技术指标。根据拓扑上的上下连通性或两个节点间的路由走向，分析判断故障节点及其影响范围。?

　　4)图纸完成后，根据设定的比例参数，自动计算并统计光缆长度及芯公里数，计算生成器材清单（包括器材的名称、规格、数量、品牌等）。器材统计不仅能根据网络拓扑走向或预先设定的范围进行统计，还能根据当前划定的任意不规则范围进行统计。?

　　5)显示光缆（电缆、管道、杆路）之间的接续关系，对光缆、束管、纤芯（或管道、子管、缆线、杆路）之间的连接，按色谱直观形象地显示其对应接续关系。

　　

　　6)对ODF光纤配线架、接续箱（盒），采用图形化方式，形象直观地显示ODF的层次、节点及色谱顺序，点击到哪里，就能立刻显示具体的接续关系及相关参数。?

　　7)与用户管理系统及语音投诉系统通过专用接口模块相连，用户以楼栋为单位进行管理，集中的平房用户以地址相同的划定区域为单位进行管理，可进行图形化的用户信息查询、用户定位、故障定位等。?

　　4?3属性查询和统计?

　　1)查询：直接访问各属性数据库，查询光缆、管道、器材等相关资源的相关信息，如光缆路由、芯数、规格型号、使用单位、主要测试指标、资产归属、出租等属性信息等。?

　　2)统计：各类资源汇总统计（光缆、电缆、管道、杆路、器材等）、网络路由拓扑、路由故障所影响的用户数统计等。?

　　4?4空间查询?

　　在地图上选择地图元素，可以显示相应的地图信息和关联的属性信息。如选中地图中某条网络路由，弹出属性显示对话框，即可分别列出相关的光缆、电缆、器材的技术指标、产权归属等信息。?

　　4?5专题图纸?

　　在地图上可以显示：光缆分布、电缆分布、管道分布、器材分布、端到端路由分布、租用路由分布、出租路由分布、用户分布、故障分布、网络改造。?

　　4?6其他配套功能?

　　我们还利用ASP技术集成开发了图纸文档合同协议管理、网络器材管理、网络工程预算及调度、领导查询规划决策等模块，将一些日常应用管理工作纳入到计算机自动管理，方便网上用户安全查询与管理。领导查询时可按资源类型、地区、时间等多种方式进行分析汇总，以电子表格、趋势图、饼图、柱图等多种方式加以呈现，把原来凌乱繁杂的数据变成条理清晰的图表，使领导能够把注意力集中在分析和决策上。?

　　5系统安全与评价?

　　为了保证系统安全，我们在Internet与Web应用服务器、GIS系统服务器之间设置了防火墙。对不同用户设置不同的权限，通过存取控制列表来控制用户对系统的数据存取过程。采用SQL Server作为后台数据库，利用DBMS提供的给予或撤消特权等性能，充分考虑各模块的独立性和操作员的应用权限管理，保证系统数据的安全和完整。为了保证系统有较好的可扩展性、可使用性和开放性，在开发系统之前，就注意进行详细的系统分析和调查，弄清需求，避免系统完成后再进行大范围的改动。另外，考虑到软件技术的发展和有线电视业务的扩大，系统为今后的扩展保留了接口和空间。▲?

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这里的积分是怎么算的，是不是留多少字就多少分啊？