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1、智慧农机综合管理平台相关技术方案 1.1 J2EE技术本系统是在J2EE架构下开发出来的，J2EE的特点主要有以下几点：1.J2EE 的四层模型J2EE 典型的四层结构2.J2EE应用程序组件J2EE应用程序是由组件构成的.J2EE组件是具有独立功能的软件单元，它们通过相关的类和文件组装成J2EE应用程序，并与其他组件交互。J2EE说明书中定义了以下的J2EE组件：应用客户端程序和applets是客户层组件；Java Servlet和JavaServer Pages（JSP）是web层组件；Enterprise JavaBeans（EJB）是业务层组件。3.J2EE 的结构这种基于组件，具有平
2、台无关性的J2EE 结构使得J2EE 程序的编写十分简单，因为业务逻辑被封装成可复用的组件，并且J2EE 服务器以容器的形式为所有的组件类型提供后台服务。因为你不用自己开发这种服务, 所以你可以集中精力解决手头的业务问题。 1.2 WebService 技术WebService技术及其相关技术体系，包括XML、SOAP、WSDL、UDDI等。WebService 是一种新的web应用程序分支，他们是自包含、自描述、模块化的应用，可以发布、定位、通过web调用。一旦部署以后，其他webservice应用程序可以发现并调用它部署的服务，其工作原理如下图所示。WebService 电子政务应用模型使
3、用WebService技术，政府各部门内部能够实现自身的业务流程和处理功能组件化，这些服务组件可在互联网上发布，从而方便的被其它部门所使用，以便应用到跨部门的业务中去。这些WebService组件的开发并不影响现有政府内部系统的结构和数据，从而极大地保护了政府各部门内部现有的投资。而通过集成政府各部门原有系统提供的WebService服务组件，就可以在互联网上建立统一的政府的web系统，向社会提供闭环式服务，从而形成基于WebService的电子政务一站式服务架构。这为有效解决了当前政府信息建设中的“信息孤岛”问题提供了一个切实可行的方法。1.3 XML技术本次项目一系统整合为核心内容，系统与
4、农业其他信息系统和待建系统之间需实现数据交换与共享，因此我们使用XML作为系统接口的数据交换标准。XML数据传输是不同系统之间日渐流行的标准数据传输方式，由于与平台和编程语言的无关性，因此，通过XML可以有效保证对各种异构系统的数据接口需要，以达到政府各系统数据资源的最优整合。XML技术的特点如下：（1） 适于异构应用间的数据共享XML的灵活性和扩展性使其可以对不同应用甚至是差异很大的应用间的数据进行描述，尤其是对于那些专用于记录数据的应用。另外，XML具有自我描述的特性，结果是数据可以在不同的应用间进行交换与处理而不必要求相应的应用程序是针对该数据定制的。（2） 用于强大的数据检索XML属于
5、元标记语言，进一步讲，根据这一特性，用户只要在XML的文档类型定义文件中定义一系列有意义的标记，这样基于该文档类型定义文件所产生的XML文档就可以按照任意的条件进行查询和检索，甚至实现计算机自动检索，而相应的检索引擎可以是通用的而不必局限于具体的应用。（3） 提供多语种支持XML规范中提供了对多语种的支持，包括（简体中文）、BIG5（繁体中文）UTF-7、UFT-8、UNICODE、GB2312等等，这一特点使得XML非常有利于多语种的应用开发。1.4 基于SOA的多业务服务系统应用整合SOA的多业务服务系统应用整合和业务一体化，是指对web系统的不同内容和应用系统的不同功能等多套业务系统进行
6、部署，随着系统的运营，将会有越来越多的相关业务系统相继建成，同时部分业务可能涉及到已经存在的系统中。一般来说，大部分业务操作都不能在这些系统中独立完成，需要调用其他应用系统协调完成。基于SOA模式的企业级应用程序的架构，完成WebServices安全认证、压缩算法、异步操作、事务处理、异常处理等机制，通过界面、业务逻辑、WebServices发布、数据访问彻底的分离，可使得各层次分别注重自己的重点，便于分工合作。同时采用该架构可以很方便的实现多界面（Windows Form界面，Web界面和智能设备）的支持，及数据库易替换性。由于服务间低耦合、可组合使用，便于业务的修改和系统的重构。面向服务架
7、构(Service-Oriented Architecture，SOA) 最大特点就是有一个灵活而功能强大的服务层。一个服务一般通过一个粗粒度的、可以被发现和绑定的软件实体实现，它以单一实例的形式的存在并与其他服务和应用通过松耦合的（异步）、基于消息的通讯机制进行交互。面向服务的分析与设计与面向对象的组件化分析与设计的不同点在于前者着眼于应用程序提供的服务，而后者提供服务所需的组件。面向服务架构的应用程序不是以一个具体的应用为核心，它是通过把现有的资源和应用转化为服务共享出去，具体的某个应用通过组合剪裁这些服务构成一个个具体的应用程序。因此如果建立了比较完善的服务层，应用系统很容易创建，这样的
8、系统也是易于重构的，同时还提供了各系统之间的协作能力。1.5 Web GIS 概述 随着网络技术的不断发展，人们对地理信息系统的需求，不再局限于客户端软件，希望通过 Internet 能够直接发布空间数据、使用 GIS 的空间数据浏览、查询和分析等功能，故基于 Internet 的 Web GIS 就应运而生。 WEBGIS 是互联网与GIS 的合成，它是基于 Internet 平台，采用网络协议，进行空间地理数据发布和应用的地理信息系统，一般由多主机，多数据库和多个客户端以分布式连接在Internet 上，包括了 WEB 浏览器，GIS 服务器，WEBGIS 编辑器，WEBGIS 信息代理四
9、个部分Web GIS 的发展与 GIS 技术、信息技术和通信技术的发展密不可分，随着 Web 标准化研究日趋成熟，Web 应用开发和浏览器技术的不断发展，为 Web GIS 应用铺平了道路，于是出现了一批以 Google 地图为代表性的Web GIS 应用平台，如：Google 地图、天地图、百度地图、搜狗地图和丁丁地图等。Web GIS 自身还有一些关键技术必须解决，如高质量数据压缩技术、宽带和高码率 WAP 技术、组件式 GIS 设计等。随着宽带网的加速普及和 WAP 技术的快速发展，Web GIS 的应用领域将会更加广泛。 Web GIS 采用 HTTP 传输协议，主要的运算功能都在服务
10、器端执行，比如绘制地图，查询空间数据库，空间分析等，客户端一般使用主流浏览器，如谷歌、IE、搜狗等浏览器。Web GIS 提供大众化和个性化的地图查询服务，以切片的形式提供地图图片服务，地图操作包括了基本的地图浏览、查询定位、距离计算、路径规划、用户标注、LBS 和导航服务等功能。 Web GIS 具有开发和应用成本低、真正的地理信息共享、巨大的扩展空间、跨平台特性等特点，目前，网上已经出现了很多 Web GIS 系统应用实例，应用范围非常广泛，可应用于农业、林业、水利、地矿、交通、土地、水、矿产、海洋、环境、人口以及军事等几十个领域。 WEBGIS 开发已经进入成熟阶段，随着 GIS 技术的
11、不断深入发展，实现WEBGIS 手段越来越多，目前主要方法有三种： （1）使用收费软件构建 WEBGIS平台，如 Super Map GIS、Arc GIS Server 等，该方式功能强大、安全性高，但是花费成本高，对开发者的能力要求也很高； （2）使用免费 WEBGIS 软件搭建平台，源代码免费，但是技术一般不成熟，功能不齐全； （3）使用第三方地图 API搭建平台，如百度地图、天地图、谷歌地图等地图 API 接口，进行二次开发，使用简单，成本低。智慧农机一体化系统，选用开源的 WEBGIS 代码进行开发，利用 Open Layers 提供的 Java Script 类库包，来实现标准格式
12、发布的地图数据服务，Open Layers 除了可以在浏览器中帮助开发者实现地图浏览的基本效果，比如放大（Zoom In）、缩小（Zoom Out）、平移（Pan）等常用操作之外，还可以进行选取面、选取线、要素选择、图层叠加等不同的操作，甚至可以对已有的Open Layers 操作和数据支持类型进行扩充，为其赋予更多的功能，通过应用分析 Open Layers 客户端地图开发技术，最终实现了智慧农机一体化系统电子地图操作的所有功能。 1.6 Ajax 与 jQuery 技术 Ajax (Asynchronous Java Script And XML)，是指一种创建交互式动态网页应用的开发技术
13、，通过客户端浏览器与服务器之间进行少量数据交换，实现页面的异步更新，可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页进行局部刷新，而早期的网页运行模式是需要重载整个页面来更新内容，Ajax 运行模式的最大不同是，它采用数据异步传输和请求机制，使客户端与服务器之间的数据通信在后台运行。Ajax 不是一个技术，它是几种技术的集合，是建立在 Java Script、XHTML、CSS、DOM、XMLHTTP Request、XML 和 XSTL 等技术之上的一项综合技术，Java Script 是其核心技术。AJAX 使用文档对象模型进行动态显示和交互，使用XML 和 XSTL 进行数据交互，使用 XMLH
14、TTP Request 进行异步数据调用，通过Java Script 将有关技术整合在一起。Java Script、XMLHTML、CSS 在 Ajax 中使用的 Web 标准已被很好定义，并被所有的主流浏览器支持，Ajax 应用程序独立于浏览器和平台。在智慧农机一体化系统中，就使用了 Ajax 异步调用数据的方法，来实现页面局部刷新。 jQuery 是由美国人 John Resig 在 2006 年 1 月发布的，由 Dave Methvin 率领团队进行开发，jQuery 已经成为世界上最流行的 Java Script 库，jQuery 是免费、开源的，语法简洁，功能强大，例如操作文档对象
15、、选择 DOM 元素、制作动画效果、事件处理、使用 Ajax 以及其他功能。jQuery 是继 prototype 之后又一个优秀的Java Script库。它是轻量级的JS库，它兼容CSS3，还兼容各种浏览器（IE 6.0+，FF 1.5+，Safari 2.0+，Opera 9.0+），jQuery2.0 及后续版本将不再支持 IE6/7/8 浏览器。jQuery 使用户能更方便地处理 HTML、events、实现动画效果，并且方便地为网站提供 Ajax 交互，它的文档说明很全，而且各种应用也说得很详细，同时还有许多成熟的插件可供选择。jQuery 能够使用户的 HTML 页面保持代码和内
16、容分离，兼容多浏览器，提供 API 让开发者编写插件，其模块化的使用方式使开发者可以很轻松的开发出功能强大的静态或动态网页。jQuery 提供多个与 Ajax有关的方法，用户能够使用 HTTP GET 和 HTTP POST 方法从远程服务器上请求文本、HTML、XML 或 JSON 数据，同时能够把这些外部数据直接载入网页的被选择元素中。 1.7 Spring+Struts Struts 是基于 MVC 设计模式的开源 Web 应用架构，它采用 MVC 模式，能够很好地帮助 java 开发者利用 J2EE 开发 Web 应用。和其他的 java 架构一样，Struts 也是面向对象设计，将
17、MVC 模式的分离显示逻辑和业务逻辑的能力发挥得淋漓尽致。Struts 框架的核心是一个弹性 Struts 的控制层，基于 Java Servlet，Java Beans，Resource Bundles 与 XML 等标准技术，以及 Jakarta Commons 的一些类库。Struts 由一组相互协作的类（组件）、Servlet 以及 JSP tag lib 组成，基于Struts 构架的 web 应用程序基本上符合 JSP Model2 的设计标准，可以说是一个传统 MVC 设计模式的一种变化类型。 Spring 是一个轻量级的 Java 开源开发框架，它是为了解决企业应用开发的复杂性
18、而创建的。框架的主要优势之一就是其分层架构，分层架构允许使用者选择使用哪一个组件，同时为 J2EE 应用程序开发提供集成的框架。Spring 使用基本的 Java Bean 来完成以前只可能由 EJB 完成的事情。然而，Spring 的用途不仅限于服务器端的开发，从简单性、可测试性和松耦合的角度而言，任何 Java 应用都可以从 Spring 中受益。Spring 的核心是控制反转（Io C）和面向切面（AOP），Spring 框架支持几个优秀的 ORM 和 MVC 框架，如 ORM 的 Hibernate、ffiatis和 toplink 等框架，MVC 的 Struts 和 portlet
19、 等框架。将 Struts 应用集成到 Spring框架可以采用多种方法，Spring 框架可以非常容易地管理和协调 Struts，与 Struts类似，Spring 也包含 MVC 实现，Spring 的结构允许在其业务层和持久层上集成Struts Web 框架，是应用 Spring 中的 Action Support 类来实现的。在智慧农机一体化系统的实现中，很好的利用了 Spring+Struts 框架的集成，使其在应用层发挥了重要作用。 1.8 Postgre SQL 数据库 Postgre SQL 数据库源于加州大学伯克利分校计算机系的 Postgres 项目，以Postgre SQ
20、L4.2 版本为基础的对象关系型数据库管理系统（ORDBMS）。它支持大部分 SQL 标准并且提供了许多其他现代特性：复杂查询、外键、触发器、视图、事务完整性、MVCC，同样，Postgre SQL 可以进行多种功能扩展，比如，通过增加新的数据类型、函数、操作符、聚集函数、索引，免费使用、修改、和分发Postgre SQL 等，在私用、商用、和学术研究中都可以使用，Postgre SQL 具有面向对象、数据类型丰富、全面支持 SQL、与 Web 集成、大数据库等特点。Post GIS是对象关系型数据库系统 Postgre SQL 的一个扩展，它的出现让人们开始重视基于数据库管理系统的空间扩展方式，而且使 Post GIS 有望成为今后管理空间数据的主流技术。Post GIS 提供了空间对象、空间索引、空间操作函数和空间操作符等服务功能，同时，Post GIS 遵循 Open GIS 的规范，任何人可以自由使用 Post GIS的源码并对其做研究和改进，故 Post GIS 得到了迅速的发展，越来越多的爱好者和研究机构参与到 Post GIS 的应用开发和完善当中。智慧农机一体化系统的空间数据和业务数据就存放在 Postgre SQL 数据库中，利用 Post GIS 来进行空间数据的查询、运算和分析。