市地理信息子系统设计方案研讨样本.doc

郑州市环境监控指挥系统
地理信息子系统设计方案

郑州新光源电子工程

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V1.0
作者
张世光
完成日期
.6.14

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作者
参与者
日期
备注
V0.9
初稿文件
张世光

.6.12
张世光起草
V1.0
正式文件
张世光

.6.14
审校：冯宝成 马朝杰
张世光修正稿中错误

1、 引言
1. 1编写目标
因为本系统是环境保护系统一个部分，包含到数据库同时和数据库资源一致化设计，和数据流接口，故编写本设计以多方交流和以后系统具体设计，降低因为信息认识了解差异而造成多种问题。
1. 2背景
以和市环境保护局信息中心、监理支队数次交流文档和一期项目开发协议书为依据编写。本设计只包含到项目一期开发任务。在线监测（包含大气子站、监测断面、排污点源）和监测查询，在线报警显示和报警统计查询，空气质量日报公布，排污企业基础情况查询,办公信息查询，社会信息查询，全部功效结果全部能在电子地图上显示。
1. 3定义
本文件中用到专门术语定义和外文首字母组词原词组以下：
B/S：Browser/server ；
C/S：Client/Server ；
GIS：Geographic Information System；
IMS：Internet Map Server;
DBMS:DataBase Manager Server;
IIS：Internet Information Server;
OID:Object ID;
电子地图：电子地图是将纸质模拟地图，矢量化数字化，以数字形式存在地图。地图以数据形式存放在文件内（而不是图形形式），当显示时按多种对象空间关系构建成图形，故它能够无极放大缩小。
图文互查：指经过输入条件查询并在电子地图上显示，也能经过点击地图来显示被点击对象属性信息；
支持内、外网无限级缩放：在局域网和互联网上全部能打开电子地图并进行在地图正常显示范围内无限级放大和缩小；
污染物因子：污染物类型，如废气，废水。

1.4参考资料
1.4.1郑州市环境保护在线监测系统之地理信息系统（一期项目）开发协议书
1.4.2郑州市环境监控指挥系统地理信息子系统需求方案（监理支队）
2、 总体设计
2.1需求要求
地理信息系统（GIS）作为监控指挥系统一部分，和其它各个子系统之间有着密不可分关系。
地理信息系统（GIS）基于WEB和CLIENT两种方法进行操作。经过登录名和密码依据所拥有权限，就能够在本局局域网或INTERNET上进行对应操作，（比如查询污染源、污染源单位等信息）。基于在线监测子系统动态监控、人员合理调配、自然环境对象预控监理、工业企业计划合理分布等。
郑州市环境保护在线监测之地理信息系统需求描述以下：
2.1.1 基于WEB和CLIENT 开发，在WEB上完成数据流量相对较小功效操作，在CLIENT上完成数据流量相对较大功效操作。
WEB上完成功效有：
污染源在线监测查询和在电子地图上显示，污染源在线报警查询和在电子地图上显示，空气质量日报自动公布，污染源单位信息查询和在电子地图上显示，社会信息查询和在电子地图上显示。
CLIENT上完成功效有：
专业图层信息管理（专业图层编辑等），用户和图层分级管理。
2.1.2在线监测企业工作状态是否正常，应能在电子地图上直观显示(视在线监测设备功效而定)；支持在线监测中央控制室(经过授权)进行实时监测数据查询，对远程点实时控制查询等业务；监测历史统计查询；能够取出天天在线监测数据平均值来反应污染源排放污染物趋势。
2.1.3支持网络信息公布，能够实时显示空气质量日报状态(和环境保护局空气子站链接)，以图例和色彩来区分不一样程度数据；
2.1.4动态报警功效，可将在线监测点超排、线路故障、设备故障等非正常状态情况，自动报警显示，依据污染物数据来自单位代码在电子地图上标识出污染源单位位置，依据污染物因子及污染程度，分别以不一样图例及颜色在电子地图上标识出来；报警历史统计查询功效,输入查询条件就能查询出来数据库中全部满足条件报警数据，而且在电子地图上标识出来（单位地址、污染物因子、污染等级、数据起源等信息）；能够自定义显示门限（单位小时），在电子地图上只能显示门限范围之内数据。
2.1.5查询排污单位基础信息情况、设备运行情况、污染处理情况等，也能够查询出天天污染源排放平均数，做出曲线图。
2.1.6电子地图操作: 全图，放大，缩小，漫游，多点漫游[焦点同时显示]，量算距离，量算面积,行政区划地图定位, 检验图层可访问权限,控制环境要素图层显隐，控制社会信息图层显隐。
2.1.7支持内网、外网浏览(B/S方法支持，支持下载速度50K以上)。
2.1.8支持内、外网无限级缩放、漫游、鼠标跟踪显示。
2.1.9支持多窗口显示(地图窗口、文字注释、弹出窗口、跟踪文字显示)企业基础情况、在线监测各项指标（按报警表提供数据）。
2.1.10支持多个查询方法(分类、分区、多级、分时、分特征物及模糊方法查询等)。
2.1.11对污染源监测点能够方便在地理信息系统上添加、编辑、删除等操作。
2.1.12支持地理图层添加和修改，属性数据编辑。
2.1.13办公信息查询，能方便地查询和其工作相关有权限信息。
2.1.14省市区县政府机关位置及相关信息查询。
2.1.15郑州市区区域内相关企业信息和位置查询。

2.2运行环境
2.2.1软件环境：
2.2.1.1 WINDOWSSERVER 操作系统
2.2.1.2 SQL SERVER 数据库
2.2.2硬件环境：

2.3基础设计概念和处理步骤
2.3.1系统概念定义
根据功效需求，系统概念定义以下：
概念图 （图2.3.1）：
监理支队
省环境保护局
数据库同时
超标报警
检测指令
数据
查询
数据上报

GIS系统
监测指令接口
(保留)
数据同时
报警接口
查询接口
(保留)
上报接口
(保留)
12369接口(保留)
GPS接口(保留)
视频监控接口(保留)
污染源在线监测模块
污染源在线报警模块
专业图层信息管理模 块
用户和图层分级管理模块
空气质量日报公布模 块
排污企业信息查询模 块
社会信息查询模 块
电子地图模块

信息中心分两部分，接口和GIS系统：
2.3.1.1接口部分有：
1) 和监理支队数据库同时接口：
因为电子地图显示速度较慢，所以属性数据库等必需放在信息中心。这就要求数据同时更新。考虑到以查询监理支队数据库方法无法正确知道何时数据有更新和一直占用网络资源不和理性,故GIS系统动态监测和报警数据更新以监理支队数据库服务器把数据同时到GIS数据库服务器方法来实现。这么就直接使用SQLSERVER功效，而无须再写代码，也降低了犯错机会。
2) 和监理支队实时报警接口：
使用WINSOCK，TCP/IP传输协议，端口为8088，主机地址由信息中心统一分配。本功效实现基于报警接口模块一直监听8088端口，当有数据请求时，连接接收。具体数据结构见接口部分数据结构描述。把超标报警数据形象地显示到电子地图上。
3) 监测指令接口（保留）
4) 12369接口（保留）
5) GPS接口（保留）
6) 视频监控接口(保留)
2.3.1.2GIS系统数据流概念图（图2.3.1.2）
报警查询和显示
报警综合查询
用户权限库
专业图层库
报警库
查询指令
同时数据
报警数据
监测库
监理支队
（同时请求）
查询某项污染指标
多个方法查询
查询结果电子显示
电子地图
状态设置库
在线监测之查询和显示
专业图层库
图层编辑、属性编辑
地图文件
专业图层信息管理
用户权限库
添加修改用户权限
添加、删除、修改图层等级
用户权限和专业图层分级管理
空气质量日报
日报库
同时数据
同时数据
地图文件

电子地图
社会信息查询
电子地图显示
电子地图显示
社会信息查询
社会信息库
办公信息查询
办公信息查询
办公信息库
电子地图显示
把2.3.1.2细化GIS地理信息系统基础功效分以下几部分：
2.3.1.2.1. 排污企业查询显示：
用户能够经过多个方法进行查询（法人编号，法人代表名，电话、单位名称，污染物类别（废气、废水、固废）等），提供正确和模糊查询功效。查询结果显示到电子地图上。假如返回结果多于一个单位还能够经过选择表格统计来逐一显示。包含显示单位在电子地图上位置和其它属性信息浏览。
排污企业查询显示模块数据流图以下：（图2.3.1.2.1）
OID
OID
RESET
SQL
OID
显示图片资料
未授权
用户名、密码
权限等级
用户名、密码
用户权限
用户判定
查询
电子地图
表格
排污企业库
多个方法、条件
地图操作
RESET
显示

授权用户

数据流解释：
1) 用户名、密码：用户登录需要输入用户名、密码。或判定模块向数据库程序提交参数。
2) 权限等级：用户访问权限等级代码。
3) 未授权：用户权限判定结果是无此权限，提醒信息。
4) 授权用户：授权用户标志。
5) 多个方法、条件：用户选择或输入查询条件组合。
6) SQL：组合SQL语句。
7) RESET：结果集。
8) 显示图片资料：在界面上显示图片资料。
9) OID：地图实体身份码。
10) 地图操作：电子地图基础操作。
2.3.1.2.2在线监测 包含在线监测和查询两部分
数据流图（图2.3.1.2.2）：

选择
电子地图
污染物因子
等级
图例
时序控制
时段条件
OID
Sql语句
OID
结果集
监测状态控制
图例库
结果集
结果集
地图操作
图层选择
空间条件
结果
Sql语句
等级
用户名
密码
OID
空间条件
权限等级
用户名密码
未授权
输入
用户权限判定
查询处理
表格集
用户权限库
监测统计库
专业图层库
专业图层集
专业图层
输入检验
授权用户等级
属性条件

（1）在线显示一定时间内监测信息：（如上图）
在线监测企业工作状态（视在线监测设备功效而定），直观显示到电子地图上。经过设置时间段，能够显示本时段内全部监测统计到电子地图上和表格中，还能够经过选择表格统计来逐一显示（手动方法）。考虑到假如统计很多时全部显示到电子地图上会使系统反应很慢，故还采取按一定时间间隔逐一显示排污点状态（自动方法）和全部显示方法（一次全部显示），三种方法能够切换（手动方法、自动方法和一次全部显示）。显示内容依据时间改变而改变。显示图例和颜色由预先定义决定效果
（2）查询一定时间内检测信息。（如上图）
经过输入时间段，查询到检测历史统计，显示方法采取手动方法、自动方法和一次全部显示方法，三种方法能够切换。显示内容依据时间改变不变。显示图例和颜色由预先定义决定效果。
数据流解释：
1) 用户名、密码：用户登录需要输入用户名、密码。或判定模块向数据库程序提交参数。
2) 权限等级：用户访问权限等级代码。
3) 未授权：用户权限判定结果是无此权限，提醒信息。
4) 授权用户等级：授权用户等级标志。
5) 等级：等级参数决定该用户能够访问专业图层集
6) 专业图层集：用户能够访问专业图层集
7) 选择：用户经过专业图层上选择而得到空间条件。和经过图上选择而得到空间条件。
8) 输入：用户输入属性条件。
9) 属性条件：输入检验后可用属性条件。
10) 空间条件：地图上选择得到空间条件
11) 图层选择：地图上选择图层操作。
12) Sql语句：查询处理产生SQL语句
13) 结果：查询结果集合
14) 结果集：要显示到表格中统计集。
15) OID：结果实体身份码
16) 地图操作：电子地图基础操作。
17) 时序控制：控制结果统计逐条显示。
18) 时段条件：用户要显示特定时间段内监测统计，要设置此条件。
19) 污染物因子，等级：电子地图显示污染源状态时要按设置图例及颜色显示，此为查询条件
20) 图例：目前状态显示效果。

2.3.1.2.3在线超标报警 包含在线报警显示和查询两部分
（1）接口模块收到超标报警信息后，按一定方法解读信息，并立即显示到电子地图上，显示图例和颜色由预先定义决定效果。假如电子地图同时在做其它操作则停止其它操作。
（2）报警信息查询
按输入时间段查询超标报警历史统计，显示方法采取手动方法、自动方法和一次全部显示方法，三种方法能够切换。显示内容依据时间改变不变。显示图例和颜色由预先定义决定效果。
超标报警模块细化数据流图以下：
数据流解释：
1) 名、密码：用户登录需要输入用户名、密码。或判定模块向数据库程序提交参数。
2) 权限等级：用户访问权限等级代码。
3) 未授权：用户权限判定结果是无此权限，提醒信息。
4) 授权用户等级：授权用户等级标志。
5) 等级：等级参数决定该用户能够访问专业图层集
6) 专业图层集：用户能够访问专业图层集
7) 选择：用户经过专业图层上选择而得到空间条件。和经过图上选择而得到空间条件。
8) 输入：用户输入属性条件。
9) 属性条件：输入检验后可用属性条件。
10) 空间条件：地图上选择得到空间条件
11) 图层：地图上选择图层操作，电子地图要显示对应专业图层。
12) Sql：查询处理产生SQL语句
13) RESET：查询结果集合，要显示到表格中统计集。
14) OID：结果实体身份码
15) 地图操作：电子地图基础操作。
16) 时序控制：控制结果统计逐条显示。
17) 时段条件：用户要显示特定时间段内监测统计，要设置此条件。
18) 污染物因子，等级：电子地图显示污染源状态时要按设置图例及颜色显示，此为查询条件
19) 图例：目前状态显示效果。
20) 监理支队报警数据：接口数据。具体内容参见接口定义部分。
21) 报警显示：按接口定义分检出来数据。
超标报警数据流图以下：（图2.3.1.2.3）
报警显示
报警库
OID
OID
OID
图例
污染物因子、等级　
RESET
时段控制
时序控制
监理支队报警数据
授权用户
SQL
RESET
地图操作
报警状态控制
接口控制
表格集
电子地图
图例库
查询处理
RESET
空间条件
RESET
OID
SQL
属性条件
用户权限判定
用户权限
输入检验
组别
输入
专业图层集
专业图层
空间条件
专业图层
选择
图层
授权用户
名、密码
权限等级
名、密码
未授权

2.3.1.2.4 空气质量日报公布
空气质量日报由监理支队把空气质量日报表同时到信息中心后，本功效模块直接读出并按表格方法显示到对应页面。
空气质量日报数据流图：（图2.3.1.2.4）
日报OIDARRAY
空间属性
子站
日期
RESET
日报
表格
电子地图
大气子站专业图层
日报库
图例
污染因子、等级
图例库
OID
OID
日报数据

数据流解释：
1) 日期：天天按时公布空气质量日报，按日期读取日报库
2) RESET：日报结果
3) 日报OIDARRAY：大气子站实体码
4) OID：大气子站实体码
5) 污染物因子，等级：电子地图显示污染源状态时要按设置图例及颜色显示，此为查询条件
6) 图例：目前状态显示效果。
7) 子站：选择子站

2.3.1.2.5 用户权限管理
给管理员搭建一个人员管理，图层管理接口。
用户权限管理、数据流图：（图2.3.1.2.5）
图层
用户
层等级
组别
用户组（等级）管理
用户
权限
专业图层（等级）管理
用户组库
用户库
用户权限库
图层库
专业图层等级库

数据流解释：
1) 组别：用户组代码
2) 用户：用户代码
3) 层等级：专业图层等级代码
4) 图层：专业图层名

2.3.1.2.6 社会信息查询
用户能够经过多个方法进行查询（单位名称等），能够图文互查。
社会信息查询
电子地图
电子地图显示
社会信息查询
社会信息库
图2.3.1.2.6

数据流解释：
1) 组别：用户组代码
2) 用户：用户代码
2.3.1.2.7 办公信息查询
用户能够经过多个方法进行查询（单位名称，电话，领导名等），能够图文互查。
办公信息查询
电子地图
电子地图显示
办公信息查询
办公信息库
图2.3.1.2.6

数据流解释：
1) 组别：用户组代码
2) 用户：用户代码

2.4结构
系统由五部分组成
a) IMS服务器
提供数据，提供 Internet访问服务
b) 在线监测即系统用户查询系统
提供地图操作，数据查询、在线污染指标查询、报警实时显示，统计，复合图高级功效
c) 系统服务器管理系统
提供地图操作，数据查询，统计，复合图高级功效，数据处理，用户管理（用户组-图层管理），环境要素编辑（专业图层编辑）
d) Mapengine 桌面系统
提供地图数据编辑功效，这是一个通用平台
e) Mapengine 排版系统
提供图形排版，打印输出
本系统是依据用户/服务器结构建立起来，整个逻辑框架图以下:

图（2.4.1）
逻辑框架细分模块以下图：

地图操作
在线监测查询报警显示
专业图层分级管理
网络通讯模块
分级分用户管理
环境保护地理网络信息系统
Mapengine桌面系统
在线检测即用户查询模块
系统服务器管理
Mapengine排版系统
IMS服务器+DBMS
专业数据统计
复合图高级功效
数据导入、导出、整理
专业图层网络编辑、其它图层编辑
排污单位信息查询

2.5功效需求和程序关系
功效
程序
在线检测
在线监测查询报警显示
超标报警
在线监测查询报警显示
排污单位信息查询
排污单位信息查询
地图操作
地图操作
复合图高级功效
复合图高级功效
附注：结构图为完整系统功效，本部分只列出了开发第一期要完成功效。
2.6还未处理问题
无
3、 接口设计
3.1外部接口：
3.1.1超标报警数据接口：
采取WINSOCK，TCP/IP协议,我方为服务端，一直监听8088端口，具体IP地址由环境保护局统一设置；
3.1.1.1废水报警数据结构：
字段
类型
长度
备注
报警类别
N
3
[1:废水报警，2：废气报警，]
企业代码
CHAR
12
企业名称
VARCHAR
30

报警时间
DATETIME

COD
FLOAT
8.3

报警门限状态
CHAR

[低限/高限]
报警类型
CHAR
2
[1仪器2通讯3数据4其它]
预留
FLOAT
8.3

预留
FLOAT
8.3

预留
CHAR
4

预留
CHAR
4

3.1.1.2废气超标报警数据结构：
字段
类型
长度
备注
报警类别
N
3
[1:废水报警，2：废气报警，]
企业代码
CHAR
12

企业名称
VARCHAR
30

报警时间
DATETIME

SO2浓度
FLOAT
8.3

NOX浓度
FLOAT
8.3

黑度
INT

报警门限状态
CHAR
2
[低限/高限]
报警类型
CHAR
2
[1仪器2通讯3数据4其它]
预留
FLOAT
8.3

预留
FLOAT
8.3

预留
预留
CHAR
CHAR
4
4

注：上表各字段类型参考监理支队提供文件资料。

提议：因为不知道企业代码是否指“法人代码”，所以有改变以下：
a) 假如是指“法人代码”，则上面列表中去掉第三个字段即“企业名称”；
b) 假如不是指“法人代码”，请按上面列表为准。
全部字段全部转换成文本串并以“+”按固定次序连接。即我们接收到是按上面列表次序为
序以加号连接字符串。如废水报警数据示例文本串：
1+17003400-012+-06-19 16:21:02+457.869+低限+3
解析：
1 ： 废水
17003400-012 ：超标企业法人代码
-06-19 16:21:02 ：超标报警时间
457.869 ：COD指标
低限 ： 报警门限状态
3 ： 报警类型

4、 系统数据结构设计
4.1逻辑结构设计关键点
本系统全部使用数据结构以监理支队数据库为标准，如有新增数据结构另附。
4.2物理结构设计关键点
本系统全部使用数据结构每个数据项存放以监理支队数据库为标准，如有新增数据结构另附。
4.3数据结构和程序关系
（略）
5、 系统维护设计
（略）

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目前版本
V1.0
作者
张世光
完成日期
.6.14

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版本/状态
作者
参与者
日期
备注
V0.2
初稿文件
张世光

.6.12
张世光起草
V1.0
正式文件
张世光

.6.14
审校：冯宝成 马朝杰
张世光修正稿中错误

12369监理车辆GPS通讯调度指挥系统组网介绍

GPS监理车辆通讯调度指挥系统，是利用美国发射全球定位卫星系统，对监理车辆进行动态、静态自动跟踪定位，经过无线通讯网络，将车辆运行多种数据和信息实时传送到调度指挥中心，并自动地在中心电子地图上显示所在位置、运行方向，方便指挥人员进行有效监控指挥、定位导航。
（一）、现在中国GPS使用无线电通讯组网有以下多个方法：超短波专网、GSM公网、短波专网、GPRS公网等，但这多个无线电组网方法因服务对象不一样各有优势：
1、 超短波专网：
优点：能够使用150MHZ、350MHZ、450MHZ、800MHZ频段，实时性好，数话兼容，无需按数据量、通讯量交纳费用，通讯距离半经30----50公里（视塔高），现公安、金融、铁路、出租车等行业均在使用。
缺点：需建无线铁塔和转讯设备，有时会有通讯干扰。
2、 短波专网：适用其它无线设备网络无法处理长距离通讯问题，
通讯半经----3000公里，通讯干扰大，适适用于特殊作业环境工作需求。
3、 GSM公网：
优点：使用移动或联通数字GSM网络短信息功效，无需自己建网，通讯距离不受限制，数、话兼容，关键适适用于长距离通讯调度指挥长途客、货运输行业。
缺点：实时性能差（节假日数据传输时），通话费用高昂。
4、 GPRS公网：
GPRS无线在线数据传输，是多年内新技术方法，因网络运
行质量不稳定（在GPS应用方面），使用费用变量较大，故中国在GPS卫星定位技术上应用较少。
依据10辆监理车辆工作性质，关键是接收12369环境保护热线调度指挥。据了解暂按12369热线每日受理电话量在20----150个之间，平均量100个，其中：咨询电话30个、投诉举报20个、提议20个、其它30个、需要调度车辆有10----20起投诉举报信息、每起通话时长3分钟测算。
（二）、现依上述条件计算多种组网方法费用（仅供参考）：
1、 超短波：
a、频率使用费：3000元/年·一对
b、每台车载台使用费： 500元/年*10台=5000元
c、检测费：100元/年*10台=1000元
d、无通讯费用
累计：9000元/年（如使用省公安厅频率只需5000元/年）
2、 短波：（略）
3、 GSM公网：
a、 短信费用：
2次/起·辆*0.2元/起*10起*10辆*30天*12个月=14400元/年
b、SMS卡基础费：50元/月·辆*11个卡*12个月=6600元
c、通话费：
3分钟/起·辆*0.5元/分钟*10台*30天*12个月=10800元/年
累计：40800元/年
4、 GPRS公网：
a、 数据传输：无线上网包月（不限数据流量）
200元/月·辆*11个卡*12个月=26400元/年
b、 SMS卡基础费：50元/月·辆*11个卡*12个月=6600元/年
c、 通话费：
3分钟/起·辆*0.5元/分钟*10台*2次*30天*12个月=10800元/年
累计：43800元/年
（三）、GPS各无线组网方法建网、车载台（硬件）费用：
1、 超短波：
a、无线铁塔（高30米） 一个 0元
（应建在15层以上楼顶）
b、转讯台（日本建伍） 一台 0元
c、天馈系统 一套 元
d、通讯管理机 15000元/套*2套 30000元
e、GPS车载单元 9800元/套*10套 98000元
累计：17万元
注：只需每十二个月交纳5000----9000元频率占用费，即可终年使用。
2、 短波（略）
3、 GSM公网：
a、 利用现有公网
b、 通讯管理机 0元/套*2套 40000元
c、 GPS车载单元 8000元/套*10套 80000元
累计：12万元
注：每十二个月需交纳40800元使用费用，也能够利用省公安厅正在筹建GSM短信平台，短信息包月：
5元/卡*11个卡*12个月=660元/年，每十二个月费用将降至27060元/年。
4、 GPRS公网：
硬件设备和GSM相近（略）
注：（每十二个月需交纳43800元使用费用）