基于WebGIS和MVC框架智慧校園系統設計

孫宇

摘要：作為產學研的人才培養基地，高校校園的智慧校園建設也應與時俱進，特別結合WebGIS和MVC技術框架構建智慧校園，符合智能導航、智能校園、智能信息等校園信息化建設的目標。以此為出發點，基于WEBGIS和MVC框架構建智慧校園系統，首先分析系統建設的需求與目標，并從與現有系統集成的角度設計總體集成架構，并著重分析MVC框架下利用SupperMap提供服務接口實現系統功能。SupperMap系統提供的基于云分析API和基于云存儲API，都通過http方式對外提供服務。該系統基于服務API完成WEBGIS功能的實現，并開發數據分析和統計功能。

關鍵詞：網絡地理信息系統;SupperMap軟件;應用程序接口

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感知概念的不斷深入，各行業的智慧建設都進入了探索與實踐的階段。智慧是AI與各類高新技術結合的產物，它的實際落地是基于人們廣泛生產生活需求之上的，對于高校校園而言，智慧校園的應用方向也十分豐富，因此本文以智能導航為研究目標，提出了支持將空間信息與非空間信息集中統一平臺進行管理和分析的系統建設方案，系統的核心機制基于支持GIS的SupperMap獨特地理信息技術，開發框架為MVC模式、采用輕量級語言Java開發。系統的應用場景包括基于地理空間數據與GIS的信息方法[1]，可以提供多樣化的智能服務，具有較好的功能與平臺延展性，同時隨著AI技術的植入，也可以成為為決策平臺提供一定的技術支持。

1?需求分析與概要設計

基于SupperMap的智慧校園GIS系統運用oracle數據庫對地點數據進行統一管理。系統總體的功能結構如圖1所示。

智慧校園GIS系統的功能主要包括視圖模塊、導航模塊、數據管理模塊、坐標轉換模塊、統計分析模塊、審批模塊、輔助工具模塊、批量打印模塊、系統管理模塊和個人設置模塊。

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、行政區劃導航面板、屬性信息面板、圖層面板。

2）導航模塊實現地圖的基本操作，包括地圖的放大、縮小、漫游、全幅等功能。用戶可以根據需要進行相關操作，同時也提供第三方導航軟件的坐標轉換、公交換乘等。

3）數據管理模塊主要是對相關成果的入庫進行管理，包括地點成果資料、地點網圖資料，支持地理編碼的轉換。

4）定位查詢模塊包括坐標查詢、屬性查詢、空間查詢，用戶根據提示，輸入相應的信息來實現查詢操作。

5）統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、按行政區的統計進行分析等方式。主要是對地圖當前顯示的地點檢索統計相應的信息，形成餅圖或者柱狀圖，并生成文字報表以及輸出查詢結果。

6）審批模塊實現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，然后對所要求的地點進行選擇并發送給審批者審批，審批者查看后將結果返回，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。用戶可以根據需要，在地圖上量取2點之間的距離、某塊區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，檢索完成后進行預覽和打印處理。

9）系統管理模塊能夠實現對用戶、權限、日志進行管理的功能。通過系統管理模塊可以實現修改、刪除、添加、查找等基本操作。

10）個人設置模塊能夠實現用戶密碼的修改和系統配置的修改。

2?總體架構設計

智慧校園GIS系統整體集成架構為分層結構設計，包括支撐層、數據層、管理層、服務層、應用層，如圖2所示。

支撐層是整個系統架構的基礎服務層，包含了底層的IT資源例如服務器資源、IDC、網絡協議設備等。

數據層是整體集成系統的核心，在此系統中采用主從數據庫的方案，一方面滿足了數據的備份與安全，一方面也可以實現讀寫分離，從而提高系統整體的性能。同時數據層引入了NoSQL文檔數據庫，實現對復雜關聯模型關系數據的存儲，在最終系統上線時，需要提供Redis閃存機制，進一步提高數據的原子性與訪問便捷性。

服務層也被稱為平臺層，在微服務架構的概念下，服務層可以理解為服務的拆分與分層，從而實現分布式系統的實施模式，進一步提高系統迭代的可操作性。在進行分布式拆分的過程中，引入了分布式3PC事務處理框架，保證全局事務的提交與回滾一致性。聚合服務包括數據服務管理、目錄服務管理、功能服務管理與控制中心等。

應用層是基于服務開發的應用系統，包括視圖、導航、數據管理等內容。

3?系統實現及驗證

本文利用SupperMap軟件提供的服務接口進行二次開發，結合整體集成架構采用MVC框架提供上層前后端服務。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、數據API、三維API，如圖3所示[4]。

本文以導航路徑分析API為例，分析和研究SupperMap接口如何提供服務給平臺上層，其他SupperMap服務接口同樣采用此GET/POST方式調用接口來獲取JSOP格式數據，供本系統服務。

導航路徑分析服務可根據分析所需的起點、經過點、終點生成一條導航路徑。支持距離最短、不走高速、推薦模式3種導航模式;對外提供的接口pathanalystresults。導航路徑分析服務支持GET和HEAD請求，支持json＼＼xml＼＼jsonp等格式調用[6]。導航路徑分析API GET請求參數如表1所示，服務請求GET請求響應結構如表2所示，PathInfo導航引導信息類接口說明如表3所示。

導航路徑分析服務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

分析結果為數組形式，數組中的結果路徑的順序對應于發送請求時請求路徑的順序[7]。

4?總結

本文基于MVC和WebGIS技術，在SupperMap服務接口上二次開發，構建智慧校園系統。本系統對于前后端功能完全解耦，前端界面負責數據采集和輸入，地圖展示，信息搜索，數據統計和分析的能力;后端邏輯層負責基于SupperMap接口服務上二次開發，提供的數據處理和分析，同時數據完成持久化，響應前端HTTP請求服務;本系統架構設計和服務處理，完成符合本文設計預期，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，均按照接口服務方式提供服務，與SupperMap服務接口層統一，對于后續進行微服務轉型提供天生優越性，所以本位對于基于MVC和WebGIS開發方式的系統設計與研究具有一定的借鑒意義。

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