面向服務的鄱陽湖水環境監測系統設計與實現

康念坤 朱曉璠

摘要：隨著我國經濟的快速發展，環境問題逐漸日益突顯，特別是水環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境監測管理系統，采用現代化和信息化的手段對流域的水環境信息進行監測。

關鍵詞：水環境;面向服務;鄱陽湖流域

引言：水環境問題是隨著工業的發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作用，是長江流域天然的調蓄水區，并對長江中下游的魚類、動植物及水生物繁衍的多樣性、持續性有著重要的意義[1-3]。然而，現有針對鄱陽湖流域水環境相關信息監測的綜合系統少且操作繁瑣，因此，在面向服務架構（Service-Oriented Architecture，SOA）下設計與實現鄱陽湖水環境監測系統，對于鄱陽湖水環境監測、分析具有重要意義。

1.系統架構設計

依據系統的功能和設計原則，本系統的體系層次劃分為三層，分別為：數據服務層、業務邏輯層、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、環境數據以及實測數據進行統一管理;在業務邏輯層面，主要實現的功能模塊包括：圖層的顯示與操作、影像＼實測數據管理、影像預處理、水量監測模塊、統計報表模塊、三維系統模塊水質監測管理，以上能模塊被封裝成為DLL動態庫，進而部署至服務器上供用戶調用;用戶表現層作用是提供登錄入口，使其能夠進行相關操作。

2.系統功能設計

本系統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）水量監測模塊。實現對鄱陽湖連續性降雨量信息的統計。4）統計報表模塊。通過選擇報表統計相關信息，得到按年或月統計輸出的柱狀圖、餅狀圖或折線圖的統計報表。5）三維系統模塊。實現了對鄱陽湖流域基本情況介紹和水質信息動態反演過程的三維動態模擬演示。6）水質監測模塊。借助于水質反演模型，通過設置查詢的區域和時間，得到葉綠素a的含量。

3.關鍵技術

3.1 silverlight和.NET技術

Microsoft Silverlight是微軟豐富型互聯網客戶端展現技術，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前端呈現技術，形成了一套開發框架，對基于ASP .NET、AJAX在內的Web開發環境實現了無縫連接。.NET技術是微軟目前最流行的技術，其中 ASP .NET 開發 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的思想，一種破除軟件孤島的構建IT系統的思想。SOA的出現讓系統開發變得更加有彈性，有助于系統業務開發的創新，確保了IT系統迅速、方便、經濟地兼容并支持多樣的業務開發需求。

3.3 Web Services

Web Service是一種在Web服務器上部署提供對業務功能訪問的技術，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同描述規范采用的是簡單、易理解的符合標準的Web協議，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協議使得商業數據能夠在Web上高效傳輸，SOAP借助于 HTTP調用商業對象需執行的遠程功能，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技術實現鄱陽湖水環境監測系統的建設，在很大程度上提高了水環境監測工作的質量和效率，并可以實時動態的掌握水環境動態變化信息，為流域水環境保護和決策提供科學有效的保障。

參考文獻：

[1] 符碧君.建立節水型江西，保護鄱陽湖水環境[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安全演變的驅動[J].環境科學研究.2014，27（4）：398-405.

[3] 金菁.鄱陽湖生態經濟區生態產業發展研究[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[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。

通訊作者：朱曉璠，女，助教，主要從事遙感數據處理。