基于Ｊ２ＥＥ的市政管理信息集成研究

摘 要：市政管理信息具有分布式的特征，采用了基于J2EE架構的市政管理信息集成，它能提供一個多層次的分布式應用模型，能夠很好的解決市政信息的集成問題，并且能實現信息的分布式管理，有利于保持市政管理各數據庫的一致性、數據的動態更新和維護。

關鍵詞：J2EE；市政管理系統；分布式管理

中圖分類號：TP 311文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）01-0292-02

1 市政管理信息集成的分布式體系結構

市政各行業部門在地域上是分散的，市政管理信息絕大多數都與地理位置有著密切的關聯，各種市政設施廣泛分布在城市的各個位置，具有地域性強、隱蔽、復雜、動態、數據量大等特點，同時市政行業綜合管理部門的數據及各行業部門所管理的專題數據在格式、詳盡程度等方面均存在差異，這為保持市政管理各數據庫的一致性、數據的動態更新和維護等方面帶來了困難。對此采用了分布式數據庫技術存儲市政管理信息，由市政各個行業部門自主存儲和管理該行業的專題信息，而將全局性的信息如基礎地理信息、市政基礎設施信息、元數據信息等統一存放在市政管理中心，同時為保持系統數據的一致性，還應保持各個數據庫系統的同步更新。如圖1是市政信息集成分布式體系結構圖（省略了基于因特網的應用系統部分）。

按照圖中的市政管理信息集成的分布式體系結構圖，在各部門中存儲行業專題信息，如在供水公司建立供水數據服務器，由供水公司管理，并通過供水Web服務器連接至Internet，其他部門均采取類似的結構。在數據同步更新方面，僅僅將市政下屬各行業部門數據庫發生的變化部分傳送至市政管理中心的市政綜合數據庫服務器，這樣在保證一致性的前提下又降低了網絡的負擔。

2 基于J2EE的分布式數據管理技術

當前的管理信息系統多采用“側重服務器”或“側重客戶端”，這兩種產品在客戶端與服務器端的負載平衡問題上都具有一些缺點，不利于企業級應用。基于J2EE平臺上的分布式數據管理系統，將頻繁的數據庫操作和復雜的GIS分析由服務器端完成，與用戶請求有關的控制任務交由客戶端完成，這樣可以較好的發揮客戶端和服務器端的性能。

J2EE是Sun公司提出的一種分布式企業級應用開發的技術架構，其核心是一組規范和指南，它提供多層次的分布式應用模型和一系列開發技術規范。多層次應用模型是根據功能把應用邏輯分成為多個層次，每個層次支持相應的服務器和組件，組件在分布式服務器的組件容器中運行，J2EE各種應用程序和組件之間的通信是建立在標準協議的基礎之上的，這些協議包括HTTP、TCP/IP、SSL、RMI等，正是利用這些協議 讓用戶只要有瀏覽器就可以獲得信息。J2EE有三個主要的組件模型：JSP、Servlet和EJB，在系統中，這三個組件可以提供強大的動態連接機制。J2EE為支持Java語言服務器部署提供平臺無關的、可移植的、多用戶、安全的標準企業級平臺。

用戶通過客戶端與系統進行交互時，所有的客戶端程序，包括地圖的漫游、地圖的編輯、屬性的操作都是在瀏覽器中運行的 JavaApplet，這些 Applet 安裝在 Web 服務器的特定目錄下，在使用時，用戶在客戶端訪問特定的網頁，客戶端從Web服務器上下載Web層中的靜態HTML頁面、Applet或由JSP、Servlet生成的動態HTML頁面。業務邏輯層的EJB從客戶層接收請求和數據，并調用數據訪問組件，檢索數據庫層中相關的數據，數據庫服務器層執行SQL操作，通過JDBC數據庫連接池與業務邏輯層進行交互，JDBC為Java應用程序提供一個統一的接口，以完成到數據庫的連接。業務邏輯層將相關數據送到數據庫服務器層存儲，并將處理后的數據返回給客戶端。與為了降低網絡負載，將一部分計算交由 Web 服務器來完成，Servlet 接收來自客戶端的 Applet 的調用。Web層通過調用業務邏輯層的EJB，生成動態的HTML傳輸給客戶層。為了實現業務邏輯與實現邏輯的分離，對數據庫的操作封裝在 EJB 中，Servlet 分發客戶端的請求消息，實現對 EJB 的調度功能。

3 基于J2EE的市政管理信息集成

3.1 市政管理信息集成框架

市政管理信息包括地理信息、市政設施信息、市政行業專題信息等，市政管理信息系統建設的目標是在運用地理信息系統、分布式數據庫等技術建立一個市政行業各部門可實現信息共享的動態平臺。在了解市政管理工作特點的基礎上，形成如圖3所示的市政管理信息集成框架。

由圖可見，該框架包括多個層次，即數據層、業務邏輯層、Web服務器層和客戶層。數據層主要存儲城市基礎地理信息、市政行業專題信息、市政設施信息以及政策法規、業務信息等，并負責數據的維護、安全和管理等；業務邏輯層由一系列的服務組成，完成與數據庫的交互，一些業務邏輯等功能；Web服務器層主要完成與客戶層的信息交互，提供各種功能調用接口，響應來自客戶層的請求，客戶層是用戶的操作平臺，客戶機上的 Web 瀏覽器是用戶與系統交互的界面。

3.2 基于J2EE的市政管理信息集成體系結構

如圖4所示結構，將市政管理信息集成體系的各個應用邏輯按照不同的功能劃分為三種系統組件：數據訪問組件、功能組件、可視化組件。數據訪問組件定義一組方法供其他組件訪問存放在各個庫中的數據源；可視化組件接收客戶端的請求以及顯示系統返回的結果；功能組件提供處理數據的各種功能，如GIS組件。

按照J2EE的四層結構分別部署在數據庫層、GIS應用服務器、Web服務器和客戶端中。系統的每個層都完成特定的任務，且相互通過一定的通信協議進行交互。

系統各個層次的組成結構分別為：

（１）數據層：負責存儲所有市政管理信息。采用分布式的數據庫結構，建立兩層的數據庫服務器。由市政各個部門行業分別建設相應的專題子數據庫系統，在市政管理中心建立市政綜合數據庫系統。按照OpenGIS所制定的空間數據模型和空間操作規范，采用對象關系型數據庫存儲空間信息，其他信息采用關系型數據庫存儲，本層為業務邏輯層提供數據服務，如存儲業務邏輯層處理的結果，返回業務邏輯層需求的數據，同時屏蔽數據源的變化，提供透明化的服務。

（２）業務邏輯層：GIS應用服務器層，與底層的數據庫服務器之間通過連接池進行交互。負責接收來自客戶端和Web服務器的請求并將處理結果返回。其基本功能由EJB實現。

（３）Web層：Web服務器層，實現與客戶端以及業務邏輯層的雙向交互，接收客戶端傳送的請求交給業務邏輯層進行處理，接收業務邏輯層的處理結果并傳遞給客戶端。主要由JSP和Servlet提供客戶端組件，JSP和Servlet接收客戶端的請求并響應，將用戶的輸入發送到業務邏輯層的 EJB組件中進行處理。

（４）客戶層：客戶端應用，負責管理與用戶的交互，實現GIS的可視化顯示，為用戶提供可操作的圖形界面，包括各種地圖操作，如 放大、縮小、漫游、查詢等。

3.3 基于J2EE的市政管理信息集成技術特點

基于J2EE平臺提供的多層次分布式模型可以很好的滿足市政管理信息的分布式集成需求，該體系結構具有以下技術特點：

（1）系統各層彼此獨立又相互協作。各層分工明確，完成一項特定的任務，每個任務都由各個層分工協作完成。（2）系統的每層都由一些組件組成，每個組件都用于實現一個特定的任務，組件功能由EJB實現，由于Java程序具有一次編寫，多處使用的特性，可以根據需要將一個EJB組件多處使用。借助J2EE平臺提供的一系列標準協議和Java接口定義語言可以實現層之間的交互和組件的調用。 

（3）基于J2EE的市政管理信息集成結構具有松耦合性，方便維護。系統各種應用程序和組件之間的通信是建立在J2EE標準協議的基礎之上，各個組件的管理和實現獨立，與其他組件無關，系統需求發生變化時只改變相應組件，無需變動全局。

參考文獻

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注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。