面向服务的鄱阳湖水环境监测系统设计与实现

康念坤 朱晓璠

摘要：随着我国经济的快速发展，环境问题逐渐日益突显，特别是水环境问题已成为了在全球范围内都共同关注的问题。本文以鄱阳湖流域为研究对象，基于面向服务架构搭建鄱阳湖水环境监测管理系统，采用现代化和信息化的手段对流域的水环境信息进行监测。

关键词：水环境;面向服务;鄱阳湖流域

引言：水环境问题是随着工业的发展而产生的的衍生物。湖泊在我国相对较多，其具有多重的应用价值，包括：气候保护、洪水防范、水源供给、保护野生动物、旅游资源等，是我国经济与社会发展的重要资源。鄱阳湖作为中国最大的淡水资源容量最大的湖泊，在旱季和汛期都可起到很好地调节作用，是长江流域天然的调蓄水区，并对长江中下游的鱼类、动植物及水生物繁衍的多样性、持续性有着重要的意义[1-3]。然而，现有针对鄱阳湖流域水环境相关信息监测的综合系统少且操作繁琐，因此，在面向服务架构（Service-Oriented Architecture，SOA）下設计与实现鄱阳湖水环境监测系统，对于鄱阳湖水环境监测、分析具有重要意义。

1.系统架构设计

依据系统的功能和设计原则，本系统的体系层次划分为三层，分别为：数据服务层、业务逻辑层、用户层。首先是数据服务层，采用Oracle数据库对海量、多源异构影像数据、基础地理数据、环境数据以及实测数据进行统一管理;在业务逻辑层面，主要实现的功能模块包括：图层的显示与操作、影像＼实测数据管理、影像预处理、水量监测模块、统计报表模块、三维系统模块水质监测管理，以上能模块被封装成为DLL动态库，进而部署至服务器上供用户调用;用户表现层作用是提供登录入口，使其能够进行相关操作。

2.系统功能设计

本系统功能可以分为六个模块：1）图层的显示与操作。包括地图的缩放、漫游查看、全景显示、上下视图切换功能，是查看管辖区内流域的地图信息主要工具。2）数据管理模块。查询流域水环境相关实测数据，包括流域的编号、名称、采样时间及坐标等相关信息。同时还可按要求导出数据，导出格式可选txt、pdf等多种格式。3）水量监测模块。实现对鄱阳湖连续性降雨量信息的统计。4）统计报表模块。通过选择报表统计相关信息，得到按年或月统计输出的柱状图、饼状图或折线图的统计报表。5）三维系统模块。实现了对鄱阳湖流域基本情况介绍和水质信息动态反演过程的三维动态模拟演示。6）水质监测模块。借助于水质反演模型，通过设置查询的区域和时间，得到叶绿素a的含量。

3.关键技术

3.1 silverlight和.NET技术

Microsoft Silverlight是微软丰富型互联网客户端展现技术，界面美观，运行速度快。Silverlight作为一款支持跨平台和浏览器的插件，为Internet带来了下一代基于.NET Framework的富客户端交互式应用程序[4]。在融入了微软多种技术的前提下，Silverlight提供了一种Web前端呈现技术，形成了一套开发框架，对基于ASP .NET、AJAX在内的Web开发环境实现了无缝连接。.NET技术是微软目前最流行的技术，其中 ASP .NET 开发 Web 服务，提供强大的 Web服务能力。Silverlight 和.NET 技术源自一家，它们能与微软提供的各种平台无缝结合。

3.2 SOA架构

早在1996年，面向服务架构（Service-Oriented Architecture，SOA）的概念早就已经提出，高德纳公司对其的定义为：SOA作为一种软件架构，首先在该架构下对接口进行了定义，接着基于接口的定义、实现及调用，建立起整个应用程序的拓扑关系[5-6]。

SOA并不是一个实际的产品，甚至是说不是一项技术，从本质上看它是一种软件开发的思想，一种破除软件孤岛的构建IT系统的思想。SOA的出现让系统开发变得更加有弹性，有助于系统业务开发的创新，确保了IT系统迅速、方便、经济地兼容并支持多样的业务开发需求。

3.3 Web Services

Web Service是一种在Web服务器上部署提供对业务功能访问的技术，具有跨平台、简易和高度可集成能力等一系列特征，微软在.NET中将Web Service定义为沟通未来软件的基础[7]。在使用过程中，Web Services中组件界面描述和协同描述规范采用的是简单、易理解的符合标准的Web协议，通过多种技术手段（如XML、SOAP、WSDL、UDDI），融合不同软件平台间的差别。Web Service主要基于HTTP和SOAP协议使得商业数据能够在Web上高效传输，SOAP借助于 HTTP调用商业对象需执行的远程功能，让Web用户能够使用SOAP和HTTP通过Web调用的方法（功能）来操作远程对象。

4.结 语

借助于SOA框架的易扩展性，综合应用silverlight技术、GIS技术以及Web Service技术实现鄱阳湖水环境监测系统的建设，在很大程度上提高了水环境监测工作的质量和效率，并可以实时动态的掌握水环境动态变化信息，为流域水环境保护和决策提供科学有效的保障。

参考文献：

[1] 符碧君.建立节水型江西，保护鄱阳湖水环境[J].江西水利科技.2012，38（1）：59-62.

[2] 席海燕，王圣瑞，郑丙辉等.流域人类活动对鄱阳湖生态安全演变的驱动[J].环境科学研究.2014，27（4）：398-405.

[3] 金菁.鄱阳湖生态经济区生态产业发展研究[D]：重庆工商大学，2012.

[4]孙超， 钟珞. 基于Silverlight的富界面应用研究[J]. 武汉理工大学学报， 2008（12）：101-103+130.

[5] 凌晓东.SOA综述[J].计算机应用与软件.2007，24（10）：122-124， 199.

[6] 杜立新.实时SOA中的服务调度关键问题研究[D]：山东大学，2012.

[7]朱江， 宋关福， 钟耳顺，等. 基于Web Services和.NET技术的新一代Web GIS研究与开发[J]. 地理信息世界， 2004， 002（002）：17-20.

基金项目：江西省教育厅科学技术研究项目资助（GJJ207306）

作者简介：康念坤，男，讲师，主要从事GIS开发。

通讯作者：朱晓璠，女，助教，主要从事遥感数据处理。