基于WEBGIS的园林灌溉系统的设计_园林自动灌溉系统

　　摘要:随着人口增加、经济发展和城市化水平的提高,水资源供需矛盾日益尖锐化。基于webgis的园林灌溉系统,能够准确地调整灌溉管理措施,为绿化灌溉用水管理提供强有力的支持,实现灌溉系统的自动控制。从而最大限度地提高水资源的利用效率,实现水土资源的可持续利用和管理。
　　关键词:WEBGIS园林灌溉系统Java
　　中图分类号:TP301 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)06-0000-00
　　
　　The Design of landscape Irrigation System Based on WEBGIS
　　GENG Xing-long LIU Yang MA Xiao-tao
　　(Hebei Software Institute,Baoding, Hebei, 071000)
　　Abstract:With the increase of population, economic development and the improvement of urbanization, the contradiction between supply and demand of water increasingly violent. The system of landscape irrigation based on Webgis can adjust measures for irrigation management accurately, provide strong support for irrigation management, and realize the automatic control of irrigation system. Then the use efficiency of the water can be improved to the maximize and the sustainable utilization and management of water resources can be realized.
　　Key words:WEBGIS;landscape Irrigation System;Java
　　
　　1 引言
　　 自1963年加拿大地理信息系统(CGIS)诞生以来,经过多年来的发展,传统的GIS技术已经成熟。WebGIS是GIS与国际互联网的有机结合,是GIS在广域网环境下的一种应用,最终目标是实现空间信息的网络化。从国际互联网的任意一个节点,人们可以浏览网上的各种分布式的、具有超媒体特性的地理空间数据及属性数据,进行地理空间分析、查询,以支持智能辅助决策[1]。
　　
　　2 系统基本构成
　　 开发智能化、简便实用、易于推广的园林灌溉系统,可以更有效地利用有限的水资源,从而实现水土资源的可持续利用和管理。系统的主要模块包括:
　　 (1)数据采集与数据通讯:由分布于园林内的传感器(如土壤水吸力传感器、液位传感器、流量传感器等)实现数据的采集;由下位机通过各种位于农田内的传感器现场显示储存,定时向绿化带灌溉管理的总控系统发送水分、气候、灌溉排水系统运行条件方面的数据,使得数据库信息能够保持实时更新,也可以通过上位机向各下位机调用瞬时数据, 了解实际情况,其结构如图1所示。
　　 本系统中采用的高精度传感器用于检测传递湿度、流量、温度等信号,把这些信号变成电信号,然后经过放大滤波、A/D转换后送入单片机处理,最后发送到远方的PC机,这样可实现对现场的需水情况进行实时监控,从而向被控单元发出指令,采取相应的动作。数据采集系统如图2所示。
　　 (2)数据库管理及信息查询:数据库主要包括基本数据库和空间数据库。基本数据库存储相对稳定的即随时空变化不大的数据(如作物信息表,区域信息表,传感器信息表,工作人员信息表等);空间数据库存储相应地理信息的数据。通过灌区信息管理模块对采集的各种相关信息进行综合与分类,并将其存储于专用数据库中,同时WEBGIS也可以从中调用相关属性数据。
　　 (3) 基于WEBGIS的后台管理界面:本系统拟采用java语言进行开发,采用B/S结构。主要功能包括:对多幅地图图层进行漫游和缩放等操作(园林区的不同作物区域,例如春花园、秋实园、翠竹园、松柏园等);空间分析和查询操作(根据区域信息和实时数据库中相应的作物信息,对作物的灌溉情况进行分析查询);使用ORDB数据库和SQL查询(查询不同作物的区域信息);跟踪实时事件(收集流量传感器数据,控制灌溉用水量);支持不同地理系统的数据格式;使网站具有空间特性。[2]
　　
　　3 系统设计过程
　　3.1 地图显示
　　 地图浏览工具:基本的放大、缩小、移动、居中等功能。
　　 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)。此模块可以通过地图数据访问对象类和地图可视化对象类来实现。具体方案如下:
　　 根据地图数据访问类的功能,我们可以将地图数据访问对象类分为以下几种对象:
　　 (1)连接对象GxConnection。连接对象根据其实现的功能,又可细分为建立或断开与数据源的连接、管理地图对象(包括增删改查地图数据)、管理图层对象(包括增删改查图层数据)、管理参照系对象(包括增删改查参照系数据)、管理显示配置对象(包括增删改查显示配置数据)、管理图例库对象(包括增删改查图例库数据)、事务支持机制、SQL查询等。(2)图层对象GxLayer。图层对象可以实现图层描述信息的编辑、空间索引信息的编辑、实体表的用户字段定义集的编辑、实体的增删、刷新与更新图层数据、查询图层中的实体等各项功能。(3)实体对象GxEntity。一个实体通常从属于一个图层。一个实体对象应该包括几何信息和用户信息两部分。每个图层有一个实体表,存储从属于该图层的实体。(4)参照系对象GxReferenceSystem。参照系用来描述客观世界中事物与系统中实体对象的空间信息映射关系。在系统中一个图层与一个参照系关联,参照系记录了图层中的空间数据的是如何从原始数据转化而来的,用户可以通过参照系来实现空间数据的坐标变换。(5)图例库对象GxLegendLib。图例库访问对象用来管理库中的图例。任何一个大于0的整数都是一个有效的图例号,如果图例号在图例库中存在,它对应一个用户配定的图例;如果不存在,它对应缺省图例。
　　 地图可视化对象类用来提供显示地图的构件。可以通过该对象类来设置地图各图层的显示属性,包括地图显示比例尺、地图显示范围、图层的可视性、可选性和可编辑性等。具体分为以下三类对象:
　　 (1)地图显示构件GxMapView。地图显示是GIS系统最主要的一个功能之一。地图显示构件,用于地图的显示,它能提供视窗与投影系之间的坐标转换功能。在其上需要管理一组鼠标工具类,通过它们可以完成各种特定的功能(如地图编辑、实体选取、地图量测等)。同时它可以发送一组与鼠标和键盘输入相关的事件,使得二次开发可以通过这些事件组织完成特定的功能。[3](2)地图对象GxMap。二次开发者可见的显示地图,是个抽象层次的概念。一个显示地图管理一组图层的显示。它提供了对当前地图显示范围以及地图中图层的增加、删除等的操作功能。借助该对象能够对图层实施有效的管理。 (3)显示图层对象GxMapLayer。显示图层,抽象的意义上的图层,它对应于一个物理存储的图层( Layer )或一系列视图。当在不同比例尺下显示时,可以选择相应的视图来代替实际的图层,从而达到快速显示的目的。它是提供给用户看的图层。它包含该图层的显示特性、图例配置和标注显示信息。
　　3.2 属性查询和统计
　　 属性查询功能可以直接访问属性数据库,查询各类信息,如作物信息、区域信息等。根据查询内容具体的把所需查询信息的显示出来。
　　3.3 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,并在对地图上的点进行编译。比如说,在区域查询模块中,只要输入作物区域名称,可以查询出该区域的具体信息,并且在地图上该区域居中且高亮显示。
　　 空间地理信息主要存放在数据库表区域明细表中,该表包含区域关键点的x、y、z三维坐标以及其所构成的区域的点序编号,并由相应构件完成关键点区域的绘制。[4]
　　
　　参考文献
　　 [1]戚铭尧,池天河.霍亮.Web GIS的企业级解决方案探讨.华南师范大学学报(自然科学版). 2007.(4).
　　 [2]北大青鸟天通信息工程公司,Geo-Union WebGIS Enterprise技术手册白皮书.2006.
　　 [3] ZU-KUAN WEI etc., Efficient Spatial Data Transmission in Web-Based GIS.2007.
　　 [4] 周炎坤,李满春.Web GIS开发方法比较研究.计算机应用研究,2005(1).
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