MapXtreme 和AJAX 在GIS 通信网络资源管理系统中的应用

     摘 要：

　　根据通信网络资源地理空间分布的特点和地理信息系统在空间数据管理上的优越性，设计了基于GIS 的通信网络资源管理系统。该系统基于B/S 模式开发，除实现对通信网络的空间及属性数据管理的基本功能外，还能够对相关数据进行综合分析处理，为网络规划设计和维护管理提供辅助决策支持，提高通信网络资源管理效率。

　　1 引言

　　地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是指在计算机软、硬件支持下，对现实客观世界的各类与地理信息相关的资源及描述这些资源特性的属性数据进行采集、储存、管理、运算、分析、查询、统计等功能的技术系统。它将地理对象的空间位置和相关属性有机结合，从地理空间和属性数据方面对现实资源对象进行查询、检索、统计和分析，并将结果以形象、直观的形式表达出来，为维护、分析、决策提供重要的支持系统。它与其它管理信息系统（MIS）的区别就是能够对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据进行有效管理、研究各种空间实体及其相互关系。

　　通信网络资源数据的特点是量大而且与地图的关系十分密切，以光纤网络为例，无论是地理资源（如机站、线路）还是设备资源（如光缆、光交接箱）都包含表征空间位置及拓扑关系的空间矢量信息， 以及记录具体内容及本质特征的属性信息。 改变传统的通信网络资源管理方式，能将这些数据全面直观地在地图上进行显示，并能对相关数据进行综合分析，使工作人员脱离枯燥的数据文字报表，到宏观决策的有力支持，这需要利用 GIS 技术开发带有地理信息的资源管理系统。

　　2 系统设计方案

　　2.1 系统开发目标

　　主要针对通信网络各业务资料、信息相对零乱，没有标准化，不能进行有效的检索，不能形成信息的有机联系，资源管理更新不能同步等问题，运用计算机技术实现通信资源GIS管理、资源信息标准化管理、通信业务综合管理、台站信息综合管理、资源调度的智能管理、各种表报资料及文书自动生成及传输分发，实现通信资源信息标准化，业务关系逻辑化、信息交流网络化，资源调度管理智能化，业务处理一体化，提高应急方案制定、通信故障排除、通信资源分配和网络管理水平，充分发挥通信资源的利用率。

　　2.2 系统软件平台选择

　　开发平台选用了Microsoft.NET 开发平台，WebGIS 的实现采用了MapInfo 公司的MapXtreme 2004 作为的地理信息系统开发工具包，使用SQL SERVER2000 数据库系统。Maxtreme2004 与数据层的通信通过使用标准的数据访问系统和协议如ADO．NET、MicrosoftSQL Server 等实现。设计语言方面，选用了C#语言为开发工具。

　　2.3 系统结构设计

　　本系统选用了 B/S 结构的框架进行软件的设计和开发，将GIS 和MIS 有机的结合到一起，真正实现了图文一体化集成的管理和控制。通信信息整合平台是按三层模型——表现层、服务层和资源层来构造系统的（见图1）。数据库和空间数据文件是字眼服务层，存储和提供系统所需处理的数据资源，服务层包括应用服务器、各种应用开发组件和网络服务器，其功能是提供网络和业务数据处理的应用工具；表现层提供的工具开发出具体的应用。

图像 1：三层体系结构图

　　表现层是三层结构的用户和系统的交互层，与应用逻辑层的通信协议采用 HTTP 协议。通过HTTP 协议调用Web 服务器的页面，JSP 页面中包含的脚本语言也可以调用逻辑层中的组建，实现网络化办公自动化系统。对于需要对地理信息进行的操作由于性能要求比较高，由GIS 组件和VS .net 开发的应用系统直接调用逻辑层中的各种组件来实现。这种实现过程主要是针对现有的通信平台的特点和发展趋势来设计的，具有如下特点：具有方便友好的客户交互界面，对客户端系统要求比较低，即满足瘦客户端的要求；具有跨平台的能力，对客户端的浏览器没有要求。

　　服务层主要是由各种应用服务器构成，他们包含了针对通行系统中的各个子系统的业务处理和分析的逻辑。服务层将表现层提出的要求转换为对数据服务层的要求，并将数据服务层返回的结果提交表现层。这使得业务处理过程透明化，充分体现了整个通信资源整合平台的人性化设计思想。

　　资源层构成了一个存储、访问和管理空间和非空间数据的关系数据库服务器。他存储着系统中业务信息和包括用户权限等控制信息。这个是整个通信信息整合平台的基础，即实现了对已有数据的共享，又充分利用了关系数据库的优点。

　　这种体系结构可以很方便的实现系统数据的管理、应用和发布。三层体系结构的建立将数据和数据的应用分割开来，提高了系统运行的稳定性，也大大提高了系统运行的可扩展性。

　　3 系统功能特点

　　3.1 B/S 模式下的GIS 访问网络数据库的分层结构设计

　　设计在总体上分为B/S 两层，以充分利用B/S 模式的跨平台、易扩充、数据独立等优点。对GIS 功能的设计分成GIS 功能层和数据请求层，GIS 功能层是GIS 的功能实现部分，数据请求层是GIS 的数据实现部分。数据请求层作为一中间层，起到数据转换的作用，对上是具有GIS 特点的数据文件，对下是标准的数据库记录.这种分层设计的形式一方面充分利用了GIS 现有研究成果；另一方面，GIS 功能层和数据请求层的开发可同时进行，只要接口标准不变，本层的变动不会影响到另一层。

　　3.2 Ajax 技术的引入，提高网页的响应速度

　　Ajax: 在页面数据传递上使用了用户体验佳的ajax 技术，无刷新页面技术。在该项目中ajax 应用在主键的性验证和数据的查询，搜索，录入，修改，删除中。基本上涵盖了整个数据库的管理功能。实际上Ajax 不是一个技术，它实际上是几种技术，每种技术都有其独特这处，合在一起就成了一个功能强大的新技术。Ajax 包括：

　　·XHTML 和CSS

　　·使用文档对象模型(Document Object Model)作动态显示和交互

　　·使用 XML 和XSLT 做数据交互和操作

　　·使用 XMLHttpRequest 进行异步数据接收

　　·使用 JavaScript. 将它们绑定在一起

　　传统的 web 应用模型工作起来就象这样：大部分界面上的用户动作触发一个连接到Web服务器的HTTP 请求。服务器完成一些处理---接收数据，处理计算，再访问其它的数据库系统，返回一个HTML 页面到客户端。

图像 2： 传统 Web 应用模型(左)与Ajax 模型的比较

　　这种旧的途径让我们认识到了许多技术，但它不会产生很好的用户体验。当服务器正在处理自己的事情的时候，用户在等待。每一个动作，用户都要等待。这里通过在用户和服务器之间引入一个Ajax 引擎，可以消除Web 的开始－停止－开始－停止这样的交互过程. 它就像增加了一层机制到程序中，使它响应更灵敏，使我们的系统功能更加强大。

　　不像加载一个页面一样，在会话的开始，浏览器加载了一个Ajax 引擎---采用JavaScript编写并且通常在一个隐藏frame. 中。这个引擎负责绘制用户界面以及与服务器端通讯。Ajax引擎允许用异步的方式实现用户与程序的交互――不用等待服务器的通讯。所以用户再不不用打开一个空白窗口，看到等待光标不断的转，等待服务器完成后再响应。

图像3：传统Web 应用的同步交互过程(上)和Ajax 应用的异步交互过程的比较

　　通常要产生一个 HTTP 请求的用户动作现在通过JavaScript. 调用Ajax 引擎来代替. 任何用户动作的响应不再要求直接传到服务器---例如简单的数据校验，内存中的数据编辑，甚至一些页面导航---引擎自己就可以处理它. 如果引擎需要从服务器取数据来响应用户动作---假设它提交需要处理的数据，载入另外的界面代码，或者接收新的数据---引擎让这些工作异步进行，通常使用XML, 不用再担误用户界面的交互。

　　Xajax 作为ajax 的终实现：xajax 提供了许多的功能, 它们使得ajax 富有特色而又功能强大，所以我们使用xajax 代替其他PHP 的ajax 库。Xajax 是一个开源的PHP 类库它能够让你黏合HTML、CSS、JavaScript. 和PHP，轻而易举的开发功能强大、基于WEB 的AJAX应用软件. 使用xajax 开发的应用软件，无需重新调入页面，就能够异步调用服务器端的PHP函数和更新内容.当应用软件需要异步调用的PHP 函数， xajax 的PHP 对象都生成了对应的封装好了的JavaScript. 函数. 当被调用时，封装的函数使用JavaScript. 的XMLHttpRequest 对象与服务器异步通讯，调用xajax 对象对应的PHP 函数. 调用结束后, PHP 函数由xajax 返回一个xajax 的XML 响应传递给应用程序. XML 响应包含了特定的指令和数据，他们可以被xajax 的JavaScript. 消息分析器解析，并且被用于更新应用程序的内容.

　　在本系统中，通过使用Ajax 技术，缩短了页面的反应和更新速度，缩短了数据库访问的时间，充分体现了新的技术对通信信息整个平台的强大支撑作用。

　　4 系统功能结构

图像4：系统管理主界面

　　4.1 查询功能

　　在对各个通信子网络系统的查询过程中，实现了对不同字段的模糊查询和组合查询的支持。设计了分级查询来实现对每个资源信息的相关查询。对查询结果的报表设计采用了水晶报表工具,导出采用了EXCEL 文件格式。

　　4.2 GIS 管理

　　主要实现业务人员直接在浏览器上对通信资源的空间定位和查询，在地图上对各个不同的通信子网络的各种操作，包括信息的查询、地图的放大、缩小、可见图层的选择、活动图层的选择和台站或节点的故障快速定位功能。

　　4.3 系统管理

　　管理员业务分成了三级权限管理，管理员可以执行所有的数据库添加、修改、删除、备份、恢复权限；二级用户具有审核功能；三级用户只具有查看和录入的权限，可以对数据库进行备份，没有数据恢复的权限。

　　对数据库中的数据管理分成了三级权限。对数据的操作分为查看、添加、删除、审核，在三级用户录入了数据以后，由二级用户进行审核入库，用户可以执行所有的操作。对数据库的维护包括手动数据备份、手动数据恢复和数据库自动定时备份。

　　5 结束语

　　整个系统利用了已有的独立的各个通信资源，建立各个资源子网的矢量地图对相关资源信息通过WebGis 等技术实现数据的地图的智能匹配，构建了通信资源的可视化只能查询子系统，通过多层体系构架，使用OOA&D 方法、php 脚本语言、Ajax 技术、Maplnfo 双数据库存储模式和水晶报表等技术，实现了MIS 和GIS 技术的结合，构建了相关业务处理子系统。该系统的建立为GIS 技术全面应用于通信网络资源管理提供了有效的尝试，同时也说明GIS 技术在通信资源管理领域将有更大的发展。