空间信息技术在极地资源管理系统中的应用 计算机科学技术专业.docx

1绪论11. 1研究背景11.2 国内外研究现状21.2.1 我国极地数据管理现状21.2.2 外国极地数据管理现状31.3 本文研究内容与组织结构42极地数据特征分析51.4 极地数据本质特征分析51.5 极地数据形态特征分析52. 3极地数据来源特征分析53. 4极地数据管理需要解决的问题53极地资源管理系统设计63.1需求分析63.1.1提供可视化方案63.1.2提供空间数据73.1.3提供数据管理73.2可行性分析73.2.1技术可行性73.2.2经济可行性73.2.3社会因素方面的可行性83.3功能设计83.4数据准备83.4.1天地图93.4.2国家极地科学数据中心93.4.3数据选择93.4.4数据处理103.5技术概述103.5.1SPringBOOt框架103.5.2MySQL数据库123.5.3Leaflet133.6技术路线133.6.1总体设计133. 6.2总体架构133.7环境要求134极地资源管理系统搭建144. 1极地资源管理系统展示144.1.1 地图查看144.1.2 数据管理164.2代码及数据库说明184. 2.1前端说明185. 2.2数据库说明196. 2.3JaVa后端说明20总结21谢辞22空间信息技术在极地资源管理系统中的应用摘要：随着人们对地球探索的深入，极地的神秘面纱被一点点揭开，人类科考的脚步不断向前，积累了大量的极地环境探测的基础数据和相关的成果报告。这些成果来之不易，所以如何管理这些极地数据成了一个关键的问题。本文从极地数据的特征入手，分析极地数据的本质特征，形态特征和来源特征，进行需求分析并针对极地数据的特征搭建了一个极地资源管理平台。平台采用了MySQL数据库存储极地数据，对空间数据以Geodatabase模型对这些数据进行组织，并实现了对极地数据在地图上的可视化，实现了极地空间信息的管理和展示功能。此外平台还实现了对极地数据的介绍，查询和下载功能。关键字：空间信息；极地：资源管理AppIicationofspatiaIinformationtechnoIogyinpolarresourcemanagementsystemAbstract:Withthedeepeningofpeople'sexplorationoftheearth,themysteryofthepolarregionhasbeenrevealedlittlebylittle,andthepaceofhumanscientificresearchhasbeenmovingforward,accumulatingalargenumberofbasicdataandrelatedresultsreportsofpolarenvironmentexploration.Theseachievementshavenotcomeeasily,sohowtomanagethesepolardatahasbecomeakeyissue.Startingfromthecharacteristicsofpolardata,thispaperanalyzestheessentialcharacteristics,morphologicalcharacteristicsandsourcecharacteristicsofpolardata,makesdemandanalysis,andbuildsapolarresourcemanagementplatformaccordingtothecharacteristicsofpolardata.TheplatformusesMySQLdatabasetostorepolardata,organizesthespatialdatawithGeodatabasemodel,realizesthevisualizationofpolardataonthemap,andrealizesthemanagementanddisplayofpolarspatialinformation.Inaddition,theplatformalsorealizesthefunctionsofpolardataintroduction,queryanddownload.Keywords:spatialinformation;polarregion;resourcemanagement;1绪论1.1 研究背景地球的两极有着独特的区位优势、气候条件和战略意义，由于受人类活动的影响较小，极地蕴涵大量有待发掘的资源，是研究全球环境变化和研究地球演变的前沿阵地，也是解决全球气候问题和资源问题的关键钥匙。自从国内的科研考察队伍于上世纪八十年代开始首次造访南极以来，国内的极地科研考察己度过了三十六年时间。从无到有，在几代极地科学家的努力下，我国极地事业也取得了长足进展，积累了大量的极地测绘数据和极地资源数据，如何有效管理极地数据、如何提供及时恰好的数据服务、如何有效应用极地数据也成了极地工作中亟待解决的问题。国内的极地科考工作显然正处于技术接近科技强国的重要阶段，而充分开发极地资源考察管理的相关技术，则有助于实现国内的极地科学考察需求以及发展战略，同时也可为极地的科学研究及测绘技术提供创造性意义。国内的几十个单位一起参与到了北南级的可靠过程中，而可靠的内容则包涵了医学、生物学、地理学以及天文学等十余种学科，很多科学理论都是跨学科的，甚至出现交叉现象。此外，我国作为世界上重要的极地科考成员国，也同样肩负着科研的义务以及公益性的科考项目。故而，数据库系统必需向世界公布。显而易见的是，系统中包涵的数据是零散的，且数字化的过程中形成的是巨额的数据量和多元化的数据种类。藉此我们可了解到两方面关键问题：其一，怎样才能够对这些数据资源进行有效管理，这是创设数据库所必需解决的非技术环节问题。其二，怎样方可将源自不同数据处理、数据结构及学术背景的有关数据分类归纳和储存到同一数据库当中，并且可以迅捷、准确地查阅相关数据，这也是数据库在设计过程中需要克服的主要技术性难题。笔者重点对极地数据管理系统当中现存的两大影响要素，即作为基础数据库搜索索引的元数据库，以及数据的表达和组织进行了研讨和深究。通过创设极地数据管理系统，可以有效推动极地信息科技领域中的可视化科技、计算机科技、网络技术以及信息科技，也使极地数据库能够第一时间得到充分的保护，同时也可以将有关数据及时输入到数据库当中，并传输到世界各地。数据库系统本身可为研究者提供更全面的数据和专业信息，同时也可为数据应用模块的研发提供信息数据产品或再生数据，进而构成不同专题的相关数据库，直至构建完善的极地地理信息系统，也为国家的地质科考事业创造更大的贡献，进而使国家在极地维护有关权益，明确极地的气候和环境衍变，对两极地区在气候及环境衍变方面的预测产生关键且积极的作用。1.2 国内外研究现状1.2.1 我国极地数据管理现状我国在上世纪九十年代末，就已根据SCAR组织的有关要求，及时注册成为JCAM的成员，并专门设置了CN-NADC这一极地数据中心，进而通过该信息数据中心来同世界各国进行极地数据的沟通与贡献，同时也代表我国开展对极地信息及数据的管理工作。目前，国内关于极地数据的管理，主要是借助了澳大利亚的科学管理经验。而国家海洋局则在2003年正式颁行了“科学考察数据管理法”，将CN-NADC明确列为我国专属的极地信息管理单位，并构建了信息共享、处理和采集一体化的业务运作模式。在经历过许多年的奋斗以后，该中心已正式建立起了合数管理数据、研发数据库及处理与分析数据等职能为一体的专项服务团队°在国内逐步建成极地数据共享及管理平台、极地科学数据库以后，相关的极地信息管理工作也在向正规化方向发展。在我国科技基础条件平台项目的相关支持下，CN-NADC已在本世纪初建立起了首个国家极地科研数据库系统，并正式开始使用。我国的极地科学数据库，实质上是开放式的、逻辑集中的、物理上分布的不同数据库的集合体，它包涵了网页发布、数据传输以及系统管理三大模块。鉴于该数据库采取了用元数据库作为引擎的科学架构，故而它也成功地解决了数据集合分类繁杂、数据总量过冗的问题。而后，此数据库在2003年正式被列入国内的地球科学数据共享网，即科学数据共享工程项目当中。而CN-NADC亦通过共享网迅速建成了极地区域分中心，这不但使系统覆盖的客户群体得到增加，同时国内的研究人员也同样可通过共享网了解到极地传输的实时讯息。在2006年系统完成了相应的改版升级以后，系统又再度增设了在线数据交汇系统，并为用户们提供平台维护和升级、分布式数据管理等功能，并网络数据服务、共享和管理奠定基础。因为数据管理子系统构建了三层结构的网络数据库，故而开发构建的多类数据库程序，也充分为合理管控极地数据库提供了直接、高校的方式，也同样借助互联网这一先进平台，为不同学科领域的数据整理、搜集、提交和归纳提供了更加方便的渠道。在对过去国际上的极地数据以及我国获取到的极地历史研究数据进行归总和阐析后，目前数据库信息网中一共储蓄了包涵多次进行极地科考后得到的两千余个数据集合，而关涉的学科则包涵了极地大气科学、地球物理学及极地地质学、大地测量和极地地理学、极地生态及生物学、极地环境和职院学、极地冰川学、极地物理学、极地海洋学等多门学科。当前，由CN-NADC所创设的服务项目主要包涵了数据产品、专题数据库以及基础数据集合三种，而具体的服务内容，不但包涵了数据发布、元数据以及基础数据的查阅，同样也可提供环球物理、航海、冰雪、高空物理、大气、极地海洋等方面的讯息公布服务以及有关的产品服务。此外也初步包涵了极地数据质量评估以及极地区域分中心的管理制度，并且会根据各年的科考新成果来实时更新发布的相关信息数据。在此前提下，日后在研究极地学科的过程中，科研工作者可构建特殊的极地学科应用系统以及专题数据库，为不同学科用户的实际需求提供帮助。此外，还应当强化对数据安全举措、应用凭条创设以及系统平台强化等方面的管控，进而为构建WCbGlS平台，向国际科研提供专业化的实时极地科考数据提供有效服务。1.2.2 外国极地数据管理现状此前，所有参与极地科考的国家均在科考数据的研究方面达成相关共识，认为应当对海量的数据进行无条件共享，同时针对采集到的大量数据，各国均应当借助GlS平台来对之加以储存和加工，这也衍生出了诸多信息凭条，譬如新西兰就于2004年构建了地理信息系统来研究南极洲的相关数据。这一系统主要简历在ArCDlS所构建的地理数据系统的基础上，并重点提供管理区、保护区、湖泊、航线，地域、海冰等相关数据和信息。而UnitCdStatesAntarcticResourceCenter则颁示了大量有关南极洲的卫星影像、雷达和地形数据，同时也在ESRl的ArCGISJavaScriptapi基础上，构建了可以迅速阅览地理空间信息的GlS系统，该系统包涵了DEM、DOM卫星影像、水文、地名和地形等方面的数据。而冰岛的ARCTICPORTAL组织则在2005年正式成立，该组织主要的成员为北极理事会的工作人员以及北极的高级负责官员们构成，该组织己经联合了俄罗斯北极与南极研究所、拉普兰大学北极中心以及UArCtic、NOrthernForUm等组织。目前该组织的合作成员国则包括俄罗斯、挪威、芬兰、加拿大以及丹麦等多个国家。组织的主要目标是根据少数南极区域和主要的北极区域所搜集的空间数据进行公示，并为之构建了完善的空间地理信息系统，该系统主要采用了FleX的flash演示法，用户们可通过该系统查阅北、南两级的旅游区、能源、海冰、渔业资源、动物、植物等方面的讯息。美国所构建的阿拉斯加海洋观测系统，重点对水质检测、气候演变、实时跟踪和沿海安全等讯息进行研究，该系统主要通过OPCnLayer研发的地理数据系统发挥作用，并包涵了对油气储备、海冰状况、地形特征、鱼类鸟类等数据的查询。不过这些数据都是分门别类地进行展示的，而非被囊括在统一的GlS系统当中。1.3 本文研究内容与组织结构本文围绕空间信息在极地资源管理系统中的应用进行研究，论述了极地数据海量、多源、异构、空间、时间的特征，并在此基础上设计并建立极地数据管理系统。本文共分四个部分：第一章绪论。介绍了本文的研究背景，介绍和罗列了国内外对极地资源管理平台建设的情况，最后介绍了本文的研究内容和全文的组织结构。第二章极地数据特征分析。本章详细分析了极地数据的本质、形态和来源特征，并讨论了这些特征在极地数据管理中可能带来的问题。第三章极地资源管理系统设计。重点阐述了对极地数据系统进行管理的可行性，以及管理的实际需求和有关功能，并论述了数据的准备过程，简要介绍系统建设需要用到的技术，概述了系统设计的技术路线和环境要求。第四章极地资源管理系统搭建。展示了搭建完成的极地资源管理系统和各个功能的演示，说明了项目的框架和数据库设计。2极地数据特征分析2.1 极地数据本质特征分析极地数据通常指的是在特定时间当中，从北冰洋或南极的特定区域计算或搜集到的有关数据，主要拥有时间、空间和属性三方面的特点：属性特征：主要是指极地数据的本质特征，它可根据不同化学和物理特征、内容以及类别来归纳信息数据。空间特征：主要是对搜集到极地数据的位置进行定位，并将之同其他位置获得的数据加以比对，明确这些数据在空间关系、垂直空间及平面空间方面存在的空间关系。平面空间的特点，通常需要借助坐标系或投影的有关坐标来记录，而垂直空间则应当借助特定的高程系还把来进行表述，同时也可借助相对高度来进行表达。空间关系通常指的是极地数据当中所包涵的空间方向、距离以及拓扑之间存在的关联性。时间特征：主要指的是极地信息所反映的时间，对监控数据而言，搜集时间则意味着记录不同数据内容获得的时间。2.2 极地数据形态特征分析数据的形态学特性描述了极性数据的数学、结构和组织方式等基本信息，主要分为外部和内部形式。外部形态特征与数据的类型，格式，存储方法，语言等有关；内部形态包括数据，准确性，粒度（比例）等数据。根据各种对象，极地数据分为点数据，例如现场观察等。线性数据（例如路线数据等）和地形数据（例如极地遥感图像）。它的格式为EXCel数据，文本数据，矢量ShaPefil。数据等。根据研究需要，可以处理不同的数据形式以进行无损或有损转换。2.3 极地数据来源特征分析极地数据源记录极地数据产品的生产和处理，包括数据源，收集原始数据的方法，处理数据产品的方法以及每个过程的参与者。数据源特征可帮助用户了解数据的来源，转换和更新，并且是评估数据有效性的重要参考因素。这对于维护和更新极性数据，分析和复制应用程序等非常重要，还有助于改进极性数据应用程序层。根据数据收集方法，极地数据源可分为定点地面监视，勘探，建模和对地观测。根据载体平台的不同，可以分为固定观测站，移动观测站，研究船，遥感卫星数据等。2.4 极地数据管理需要解决的问题极地科学考察涵盖了许多领域和学科，包括各种研究领域，例如生物化学，大气物理学，物理海洋，海洋气象学，海洋地质学，海洋地球物理学，海洋化学，海洋生物学，海洋经济学和高山化学。每个区域的数据采集设备不同，数据处理方法也不同，数据共享平台也不同，数据存储格式也不同，难以实现统一使用，共享和数据交换。由于这些极地科学探险的多功能性和多功能性，它具有自己的特点。海量性。对我国南北两极的科学探索是一个长期而持续的过程。不仅以前已经收集了大量的历史数据，而且科学研究数据还将继续增长，并且随着时间的推移将继续增加。多源性。极地科学探险队跨越许多学科和领域，它们各自用于收集数据的设备也有所不同，例如：卫星，雷达，GPS,气象站，浮标，研究船等。异构性。不同的数据采集设备具有不同的数据生成格式，包括文本数据，遥感图像数据，图像，数据表，高程数据，调查报告等，主要涉及半结构化数据、非结构化数据和结构化数据。空间性。极地地理空间数据是地理空间数据。数据本身包含有关数据的空间信息。它们不仅包含纬度和经度坐标，还包含高度信息。这是3D地理空间数据。例如，风速在同一位置的不同高度不同。时间性。北极北部和南部的勘探是一个长期的，具有时间属性的连续过程。为了充分利用和共享极地地理空间数据，系统必须将所有这些极地地理空间数据与大量，多个，异构，时空特征进行集成。因此，以统一的方式管理这种多样化的空间数据并以可将其应用于空间数据服务共享的地理信息系统的方式来处理数据是一项艰巨的任务。此外，在处理海量极地空间数据之后，除了消除数据错误外，数据质量不会显着下降。当向用户显示具有如此大量数据的产品时，不应将其呈现给用户，因为用户不需要看到如此大量的数据，并且如此大量的数据不会使用户感到厌恶。典型的用户经常担心所请求数据的总体趋势以及数据特征的可能值。更重要的是，大量数据导致系统上的内存大量消耗，更严重的延迟情况导致系统崩溃。3极地资源管理系统设计3.1 需求分析为了实现海量空间信息的存储，分析和科学应用，第一步是为地理信息创建大数据平台。使用地理信息对大数据进行分类和存储，采用统一的规范，实行科学化管理。建立数据查询体系，确保体系具备优化配置功能、灵活性等功能，能够对数据进行科学化查询与统计，以免多次建设大数据平台。3.1.1 提供可视化方案由于空间数据具备较强的可视化能力，相较一般数据，空间数据可以在地图上进行展示。在管理和展示极地空间数据时，利用gis地图展示的可视化方式，可实现极地空间数据的直观性表达。采用海量地理信息大数据，可提供数据依据、实物变化规律等信息，为极地资源的开发和利用奠定良好基础。3.1.2 提供空间数据极地研究以极地为大致区域，研究数据涉及实验采集点准确位置信息、平面位置甚至垂直位置信息。不包括位置信息，极地数据还包含更多的物理和生物学属性，并且各种信息是零散的和离散的。对于非结构化数据源，必须使用大数据框架来组织和收集与空间关系相关联的数据。来自地理信息的大数据，能够扩展空间位置信息，涉及极地科考路线、极地资源开发、极地环境监测等覆盖信息，确保极地资源的开发和利用可以获得高准确度的数据源。3.1.3 提供数据管理极地数据管理是一个笼统的概述，可以细分为多个功能，涉及到数据的展示、搜索、下载等功能。数据展示：按照数据形态不不同，可以简单分为可在地图上展示的空间数据与没有空间信息的文件类数据。对于空间数据，需要设计其在地图上的可视化展示，包括数据位置信息及其其他属性数据的展示方式。对于非空间类数据，则只需要考虑到数据的基础信息的展示即可。数据搜索：按照搜索的方式不同，能将搜索分为按搜索数据的名称搜索、按搜索地点的空间相关性搜索，考虑到本设计包含的数据并非都含空间数据以及设计的难度，这里选用的是按名称关键字进行搜索。数据下载：在数据下载时如果为不同形式的数据设计不同的下载方式过于繁琐，将不同类型的数据统一压缩成压缩包的形式，而后允许用户下载数据的压缩包。3.2 可行性分析3.2.1 技术可行性在系统开发的过程中，为实现极地数据管理的需求，需要熟练掌握不同的技术。本项目基于Windows7或WindoWSXP操作系统，极地数据管理系统中空间信息部分的需求实现主要使用了WebGIS技术。WebGIS技术通过Internet发布和应用地理空间数据，以实现地理空间数据的交换和交互，例如GlS信息的在线查询和业务处理。数据管理部分的需求实现主要使用了数据库技术。开发中所有涉及的技术，现有的技术都很成熟，从技术上是可行的。3.2.2 经济可行性本系统开发阶段没有额外经济投入，项目支出如下：硬件设备：一台计算机。本项目只需一台计算机，不需额外购买。软件：IntelIiJIDEA,HBuilderX,MySQL,NavicatPremium,>所有软件都己购买，无需再次购买。极地数据管理系统作为非盈利的系统并没有后续的销售收益，但是该系统提供了极地数据的管理办法，在应用后能一定程度上满足极地研究人员对与极地数据管理的需求，节约了极地研究人员的时间和极地资源管理的成本。3.2.3 社会因素方面的可行性法律上的可行性：系统的设计不违反个人，集体或国家利益，也不违反国家准则和法律。使用的可行性：系统界面简单易用。3.3 功能设计极地数据管理系统功能划分为地图查看和数据管理两个地图查看功能包括基础地图展示、专题数据展示、工作底图切换和基础底图功能。数据管理功能包括数据查询、数据介绍和数据下载。极地资源管理系统数据管理图1极地资源管理功能模块图3.4 数据准备3.4.1 天地图地图基础数据像数据采用最权威的天地图作为工作底图，天地图是国家测绘地理信息局（现归属中华人民共和国自然资源部）为主导进行建设的，从而为公众、企业和政府提供权威，可靠和统一的地理信息服务。默认底图数据类型使用Internet上最常用的栅格地图图块。栅格地图图块是一个相对成熟的模型，可以将矢量数据转换为256X256像素的图像。这些瓦片一个挨一个并列放置以组成一张很大的看似无缝的地图，其优势在于高效的显示效率和传输能力。除此外，使用瓦片缓存技术提高电子地图的出图速度，实现平滑流畅浏览的效果。3.4.2 国家极地科学数据中心本研究中使用的所有极地资源数据均来自国家极地科学数据中心（3.43数据选择极地数据包含各种不同的数据格式，例如EXCCl数据、ToXt数据，在极地数据管理中常用于存储各类观测数据，这类数据之间通常都有一定的数据结构但不一定含有空间信息；CDR数据、ShaPCfiIe数据，这是两种不同的矢量数据格式，需要用对应的地理信息软件进行管理和处理，在极地数据管理中常用于储存各类站点信息、航迹数据、基础地理数据等可以被GlS数据化的数据，这类数据一定包含着空间数据；JPG数据、PNG数据、DoC数据等，在极地数据管理中常用于储存成果图集、分析报告、专题报告等内容，没有一定的数据结构也没有空间信息。按照不同的数据类型，本次实验选取的三个数据分别是：第26-32次南极考察航线OCPS监测数据，中国第3次北极科学考察（2008年）路线数据和中国第28次南极科学考察（2011年）中山站和长城站南极MODIS红外图像数据。这三个数据分别包含了excel.Shapefile.PNG三种不同的格式，同时还包含了点数据、线数据和非空间数据三种不同的数据对象，选取这三个数据可以保证数据尽可能的多样，同时也减小了软件的负担。其中OCPs监测数据是中国第26次至32次南极航线对大气气溶胶进行采集，监测其中有机氯农药（OCPs）的残余状况的监测数据。数据的文件类型是excel表格的形式存储的，数据结构为：数据ID,纬度，经度，起始日期，起始时间，OCPS(Pgnf)。北极科学考察路线数据是中国第3次北极(北冰洋)科学考察队的考察走航GPS航迹数据。航迹，是指船舶和水上飞行器等航行时的轨迹。数据的文件类型是ShaPefile文件，由ArCGIS软件打开后发现数据是线要素的矢量数据。红外图像数据是由2011年中国南极中山站和长城站SATRAX-Xl卫星接收系统跟踪并接收来自NASA的Terra和AquaX波段卫星的MODIS数据，以及N0AAC/HRPT和FY-I卫星数据。数据的文件类型为PNG图片文件。存储了长城站24张图片和中山站11站图片。3.4.4数据处理所有的数据在入库前需要先进行预处理，对错误的不规范的数据及时编辑校正，修改错误、规范数据格式，在确保数据的安全、完整、正确、可用后再将数据录入数据库，这样可以减轻在后续的数据库环节可能会引起的错误，保证数据的完整性、减轻编码中报错的可能。OCPs监测数据处理：1、起止时间的单元格格式为自定义的时间格式，需要先行处理成文本格式方便后续导入数据库。2、经纬度的格式是由度分秒的形式表示的，需要先转化成十进制的表示方式。北极科学考察路线数据处理：将路线数据添加到图层上观察后发现，有两条线笔直的横跨了亚欧大陆和北美大陆，数据出现异常，推测是在考察队坐飞机进行了转移，对数据进行了切割，添加路线标识，根据不同标识改变数据的显示颜色。图2北极科学考察路线数据处理3.5 技术概述3.5.1 SPringBoot框架可以较好的融合其他各类框架。其最主要的特征就是控制反转和依赖注入，Spring框架是当今使用最广泛的JAVA框架，可以较好的融合其他各类框架。其最主要的特征就是控制反转和依赖注入，以及对面向切面的编程的支持性。面向方面的编程是指在不同的业务处理过程中提取不同的方面，这对应于整个处理阶段中的某个阶段，以便在逻辑的不同部分之间进行低级别的通信时达到隔离的效果过程。面向方面的编程主要用于日志记录和异常处理等场景。我们希望把这些功能单独提取出来，保证改变这些功能的时候不会影响到整体的业务逻辑代码，降低程序的耦合性，提高代码的灵活性。控制反转是一种编程思想，字面理解就是实例的控制权从主动变为被动。控制反转指所有实例由Spring框架统一管理，该程序不需要在运行时主动创建对象，它由SPring容器均匀地注入。依赖注入是指程序在运行时定义的组件之间的工作关系，并且是指将依赖关系动态注入到链接程序中的容器。控制反转和依赖注入的思想，降低了程序之间的耦合度，使得程序的开发、测试更加简便。图3Spring框架核心模块如图3所示，Spring框架最核心的部分是核心容器中的模块，Bean和核心模块提供了整个Spring框架核心的管理和依赖项注入功能的倒置。主容器中的Context模块为Beans和Core模块添加了额外的框架级支持，并允许Spring与其他框架和类库集成。SpEL模块提供对SpringExpressionLangUag。的支持，使开发人员可以灵活地使用SPringExpressionLangUagC访问和操作对象。SPringAOP和ASPeCt模块提供对面向方面的编程的支持，Instrumentation模块提供对JavaInstrumentation的支持，消息传递模块为基于消息的Spring应用程序提供关键的抽象。SPring还提供了大量用于数据访问的WCb开发模块。最后，SpringTCSt模块提供了对两个测试框架Junit和TestNG的支持，因此可以轻松地测试Spring应用程序的模块化和集成性。SpringBoot不是一个全新的框架，看名字可以知道他是在Spring基础上进行开发的框架。传统方式下，为了实现SPring框架的控制反转和依赖注入，通常可以使用配置文件或XML批注，需要配置大量的XML文件；另外若要使用Maven进行项目管理，开发者也需要自己配置pom文件。SpringBoot在Spring的基础上进行了进一步的简化，几乎做到了零代码、零配置。SPringBoOt主要有以下特点：1、SpringBoot无需进行任何的XML配置，全部由注解的方式进行开发；2、SpringBoot项目在初始化的时候，就生成了pom文件，开发者可以在项目初始化的时候选择所需的Jar包，其Maven坐标会出现在pom文件中；3、SpringBoot应用嵌入了Tomcat和Jetty服务器，简化了web应用的部署。4、SpringBoot整合并并支持多种数据库操作，比如常用的关系映射数据库MySqKOraCIe以及SqlServer等，也支持MongoDB、Redis等非关系映射型数据库。5、SpringBoot提供了多种常用框架的整合，比如数据持久框架MyBatis>Hibernate,WCb应用框架Struts等。6、SpringBoot项目初始化完成后，自带测试类，方便进行单元测试。SpringBoot框架的出现，它大大简化了创建和开发JaVa应用程序的过程，从而可以快速开发JaVa应用程序，微服务架构由于其应用较多且单个应用功能点少，适合使用SpringBoot进行开发。3.5.2 MySQL数据库MySQL是当前最流行的关系数据库之一，就WCb应用程序而言，MySQL是非常好的关系数据库管理系统之一。MySQL由瑞典公司MySQLAB开发，但目前MySQL属于Oracle公司。MySQL数据库是一个关系数据库，根据不同的关系将抽象的数据存储在不同的表中。并非所有数据都存储在同一大型数据仓库中，这样的设计能够有效的提高数据的查询速度，同时也提高了数据存储的灵活性。数据库的本质其实就是一个文件系统，用户可以对存储的数据进行增加、删除、修改、查询等操作。然而，但是，读取和写入存储在文件中的数据相对较慢。因此，您可以使用关系数据库管理系统来存储和管理更多的数据。实际上，关系型数据库基于抽象的关系模型。数据存储是表的一种形式，用于表达数据与数据之间的关系。每一行就是一个实体，每一列就是实体记录所对应的数据字段，由非常多的行和列组成数据表，而数据表又组成了数据库。1.eaflet1.eaflet是地图交互的主要的开源JavaSCriPt库，适用于PC端和手机端。LeaflCt库的大小约为38KB,但具有大多数开发人员所需的所有地图功能。支持简单，高性能和实用的设计，可以在所有主要的台式机和移动平台上高效运行，可以通过插件进行扩展，美观，易用，具有文档齐全的API,并且具有简单易懂的源代码。3.6 技术路线3.6.1 总体设计该项目使用商业MySQL数据库来管理各种空间数据。使用ESRI地理数据库模型来组织此数据并将其与空间相关性链接起来；开发级别涉及的控制信息和消息信息全部以JSON格式，采用统一化的交付。现在的背景是Spring引导框架。SpringBoot是基于Java平台的最小且灵活的Wcb应用程序开发环境。它提供一系列强大的特性，快速创建各种Web和移动设备应用。对于前端，使用html5、CSS3、JaVaSCript、jQuery,实现前后端分离，为了完成数据渲染，服务器通常仅负责数据接口，前端只需要专注于事件的显示和交互，并且所有页面操作都在主机页面上执行。OGIS模块采用Leaflet的技术路线。在项目实施过程中，采用面向对象的软件开发管理模式，采用成熟的多层体系架构，基于“数据-功能组件-功能业务”的三层体系结构，采用定制和可配置技术、面向对象技术以及组件技术，采用快速构建和开发机制，以及实施快速构建和维护业务流程，例如数据成就管理以及通过对业务构建和维护进行管理的成就分配，使系统具备良好的可扩展性。3.6.2 总体架构为了方便用户访问系统，同时降低客户端运行环境依赖，基于B/S体系结构，该体系结构中的客户端访问通过WCb服务器和浏览器连接的内部数据库。该体系结构具有许多优势，包括强大的跨平台，可伸缩性以及轻松的升级和升级。3.7 环境要求序号分类环境软件版本1操作系统客户端Windows7（及以上）64位旗舰版2开发语言Web后端Java最新Web前端JavaScript最新3开发IDEWeb后端IntelliJIDEA最新Web前端IIBuiIderX最新4数据库环境服务端数据库MySQL5.6表1系统开发运行环境4极地资源管理系统搭建4.1 极地资源管理系统展示系统功能可分为两大部分：地图查看和数据管理。如图3-1所示，在网页的左上角有两个功能的按钮，点击不同的按钮可以切换不同功能。图4-1功能切换4.1.1 地图查看如4-2所示，是地图查看功能的初始界面，左上角是功能切换按钮，右上角是底图切换和地图像图、卫星图、地形图、夜景图四种，点击不同地图，在线方便快捷切换。缩放按钮，右下角是地图比例尺。-' .卬， ，* 一 、 M瓷 ：E* ”一I.1f -2”M'- 工作底图切换：如图4-3所示,P .F.X J -,V*.Z 管 0,I二” 8 *ft''2， l - ti""i .A* *"" L：" f A -.*Z， ):图4-2地图查看鼠标移到右上角标识时将展开显示不同底图，工作底图包括影O地图C）卫星您深夜图4-3工作底图切换基础地图功能：如图4-4、图4-5所示，具备最常用的地图操作功能，包括地图放大缩小、平移地图、地图比例尺。图4-4地图放大缩小功能图4-5地图比例尺专题数据展示：在数据管理界面，点击目标数据的地图查看按钮后，跳转到地图查看界面，并在地图上显示相关的数据，只有有地理信息的空间数据可以展示到地图上（本研究中选取了点数据，线数据和不能在地图上显示的影像数据三种不同数据）。图4-5显示的是OCPS分析数据，每个点都是采集OCPS数据的地点记录，在地图上点击小气泡，显示在该点采集的详细信息，如图4-6显示，OPCS数据中显示了数据的编号，数据采集的批次，经纬度信息，采集时间信息和OPCS的值。图4-7是中国第3次北极科学考察（2008年）路线在地图上的可视化显示。图4-5 OCPs分析数据地图展示29NJB-31:29th,2012103O_2O130403经度:：108.463E纬度:36.513S时间：6:29OCPs(pgm3):0.88535104859一皂一S图4-6OCPS采集数据展示图4-7科考航迹地图显示4.1.2 数据管理点击左上角数据管理功能切换，如图5-1所示，切换到数据管理界面，数据管理界面分左右两块，左边是全部数据的列表，数据上方是查询功能，可以对数据进行简单的管理、查询、下载功能。右边是指定数据的文字介绍。数据查询：可以通过极地数据文件的关键字进行查询，如图5-2所示，输入了路线数据后，得到查询结果中国第3次北极科学考察（2008年）路线数据。路线数据中国第3次北极科学考察（2008年）路线数据图5-2数据查询功能如图5-1所示，每个数据后有不同的按钮，对应地图查看、下载和介绍三种数据管理功能。图53显示的是中国第3次北极科学考察（2008年）路线数据的介绍，包括了数据的概述和数据基本信息。图5-4是数据下载功能，所有下载的数据都是压缩包的形式。FUAmrT?（NOtW） B>fttK 匚二 匚J m4<ma*nH*y<（KOH）attfl9WM M*GtSx<naa ÷4tRGMWt m 7 ÷mmta（*1）w MtX 小 L4MB图5-3数据介绍路线数据