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1、农田管理系统设计与实现 摘 要: 根据农田的实际操作要求， 设计开发了一套基于 GIS(地理信息系统) 的农田信息管理系统。系统以 GIS 技术为支撑， 包括农田属性数据管理模块， 农资操作管理模块， 农事操作管理模块等 。系统数据库采用 Microsoft SQL Server 2005， 服务器端采用 Java语言开发， 移动客户端使用 VS2005 环境， 浏览器端基于 XHTML 与 JavaScript 在农田数据管理模块中， 系统具有数据获取， 数据导出， 属性查询， 数据统计分析涂层编辑等功能。 关键词: 地理信息系统; 移动客户端; 可扩展标记语言; 移动客户端 Abstrac
2、t: According to the practical requirements of farmland，including real- time and movement on data acquisition，the paper designs and develops a farmland information management system based on GIS，which includes farmland attribute data management module，agricultural production operation management modu
3、le and farming operation management module supported by GIS technology The system database is developed by Microsoft SQL Server 2005，and the server software is developed by java The mobile server uses VS2005 environment and browser is developed based on XHTML and JavaScript In the farmland data mana
4、gement module，the system has the functions of data acquisition，data export，attribute query，data statistical analysis and layer editor Key words: information systems;GIS;mobile devices;XML;PDA1. 前言 21 世纪以来， 世界进入到新经济时代， 新技术的变化日新月异， 而信息化成为全球经济发展的强大推动力 在新的时代背景下， 将农业生产信息服务从办公室延伸到田间， 服务于在野外工作环境下的普通用户， 是当前
5、我国农业实现全面现代化面临的一个难题, 信息农业是集知识 信息 智能 技术 加工和销售等诸多要素为一体的开放高效化的农业， 它是以遥感( RS)全球定位( GPS)地理信息系统( GIS) 为技术支撑， 再结合计算机技术与农学方面知识， 在解决一系列关键技术和关键问题的基础上， 形成一个包括对农作物 土地 土壤从宏观与微观的监测， 农作物生长发育状况及其环境要素的现状进行定期的信息获取以及动态分析， 耕作措施和管理方案的决策支持在内的农业信息系统。 本文提出将 GIS 无线通信和智能手机开发等技术融为一体的系统运行模式， 设计实现基于GIS 无线服务的农田信息管理系统， 将智能手机和服务器通过
6、无线通信技术进行连接， 实现了GIS 计算机技术等服务到田间的延伸和普及。2. 系统设计与架构 系统功能结构图（1）2.1 系统设计 系统由公共无线通信网络系统 具有 GPS 功能的智能手机系统和能够支持无线服务的远程GIS 农业生产信息服务系统组成。 总体设计结构如图1 所示， 使用者在农田通过使用具有 GPS功能的智能手机， 在公共无线通信网络系统的支持下， 可以与系统服务器进行数据交换 下载等即时类通信系统的总设计原则如下: 方便实用 以最大限度满足系统使用者的需求为出发点， 考虑到系统的部分使用者缺乏科技文化知识， 系统设计首要原则就是操作方便 简单和系统易学 易用，从而降低系统的使用
7、门槛， 一定程度上方便了该技术的推广; 科学性和可靠性。 该系统是用来做科研研究和为领导决策层提供相关数据，立体， 交叉， 完整。 为确保最大限度的将农田田间相关数据传播到需求者手中， 系统采用多条立体交叉的信息传播链; 高安全,高兼容, 易维护, 可扩展, 采用了跨平台的技术， 保证在各种操作系统环境下系统各项功能的正常运行， 易于进行后期的维护和管理工作， 易于进行系统升级 功能扩展和完善。 平台总体结构图（2）系统总体功能结构， 可分为 GIS 功能模块 试验田功能模块 农事操作管理模块 农资管理模块 农机管理模块与系统管理模块 管理者登录界面图（3）2.2 系统架构 信息系统的主要运行
8、模式有: 文件服务器模式 主机终端模式 C /S 模式( client / sever) 与 B /S( brouser / sever) 模式 其中文件服务器模式与主机终端模式基于成本 规模与安全的考虑， 大多数情况下不再使用。 因此， 现在大部分信息管理系统都使用 C /S 模式或者 B /S 模式， 或者两种模式结合一起用。鉴于 C /S 模式的成熟性和 B /S模式的先进性， 本系统将这两种模式结合在一起使用 。 本平台架构创新之处在于能实时采集地理信息和处理事务 在实时采集地理信息方面， 首次把移动 GIS 技术应用到农业信息化的野外数据采集上， 能使人们更少地携带测量工具， 只需带
9、具有GPS 功能的智能手机或 PDA 即可 在实时处理事务能力方面， 系统设计在固定的时间段内服务器对客户端发送的数据进行智能化处理 本系统是基于移动 GIS 智能手机和无线通信技术为辅，形成了在农田远程用智能手机编辑并发送服务请求， 通过无线通信技术送至服务系统， 处理后将结果反馈到手机 GIS 的无线服务模式 这种服务模式能很容易被使用者所接受， 它降低了移动 GIS的技术门槛， 提高了该农田信息管理系统的及时性与交互性， 同时也实现了可移动的基于 GIS 网络的信息管理系统。3 1 硬件环境 支持系统运行的硬件环境由两台安装在服务器机柜内的 HP ProLiant DL360 G7 型服
10、务器及其附属系统( 显示器 UPS KVM) 组成 每台 HP ProLiant DL360 G7 型服务器均由英特尔 至强5600 系列的 2 个 NC382i 双口千兆以太网卡， 包含有 2 个处理器， 18 个 DIMM 插槽， 电源类型为热插拔冗余电源3 2 软件环境 开发平台采用 Windows XP professional SP3操作系统环境下， 采用 Microsoft Visual Studio2005 和 Adobe Dreamweaver CS3 作为开发平台，应用 XHTML 和 JavaScript 语言编写浏览器端代码， 以 JAVA语言编写服务器端代码 部分其他文
11、件使用记事本和 Adobe Photoshop CS3 等软件加以辅助 开发与测试阶段在本地系统中的 IIS 服务器作为支持， 经VS 2005 编辑器编译成MSIL 程序集后上传至服务器发布平台在 Windows 2003 server 操作系统环境下， 使用 IIS( 网络信息服务器) 作为 HTTP 服务器， 处理静态 HTML 页面访问， 通过 ISAPI 服务器扩展调用服务器端程序， 并将运算结果以静态HTML 的形式返回客户端的浏览器 选用的Micorosoft SQL Server 2005 作为数据库服务器。4. 系统实现与应用4 1 系统实现 系统实现分别在手机 PDA 端和
12、服务器端两方面体现 手机 PDA 端应用程序使用 Microsoft Visual Studio 2005 环境开发， 利用微软自带的API 接口获得使用者的坐标信息， 使用者输入相关数据信息， 与服务器进行数据交互 应用服务器使用Microsoft Visual Studio 2005 + Microsoft SQL Server 2005 + IIS 环境开发。 农田信息界面（4） 开发的 GIS 平台有 2 m 左右的误差， 选取商业通信服务电信3G 服务， 实现快速数据传输， 当遇到较多的误差时， 可以争取到更多的时间纠正在服务器数据处理方面， 根据数据的批处理功能，在固定的时间段内定
13、时处理与传送数据。4.2 系统应用与特点 田间农户利用具有 GPS 功能的智能手机或PDA 进行一系列操作( 为适应农田操作员使用习惯， 移动系统操作界面可以选择以亩为单位) ， 农户在田间对田块进行相关操作， 位置坐标会自动附在短信中通过平台送到服务器端， 服务器根据数据库中的相关数据获取当前坐标地块的信息，从服务器传送到田间操作员手中， 然后操作员可以根据这些信息指导生产系统服务器的界面。使用该系统在优良的土壤条件下进行水稻种植过程中， 田间作业可利用该系统通过移动 GIS 客户端记录某田块的所有耕作过程， 可以为以后在该田块种植其他作物提供历史数据， 提高水稻的种植效率， 间接地使水稻增
14、产。蔬菜每年种植次数比较多， 对种植蔬菜地块的土壤属性数据要求增加， 以及对该地块历史种植情况的透明度要求增高， 利用该系统通过移动 GIS 客户端查找到该地块， 利用系统服务器返回的属性数据信息来决定适宜种植蔬菜的地块。根据水稻和蔬菜的使用情况表明， 该系统可以应用于田间， 能及时更新和查询服务器信息。接下来准备提炼开发出一些可移植的公共组件类， 适合未来的基于组件的开发。4 3 系统实现关键技术 该系统的关键创新之处在于把移动 GIS 首次应用于本系统， 使该系统能很好地服务农田野外工作者， 能让他们及时地把田间土壤信息、 气象信息与农田作物等信息上传到系统服务器， 在移动客户端也能进行有
15、效的信息处理操作。该系统实现的关键技术有以下三个方面:4.3.1 系统访问性能的优化 在 Web 应用系统中， 由于用户访问量的潜在增长可能性很大， 系统会存在一些对网站不利的用户( 比如黑客) ， 因此系统的数据库选择和数据库访问技术等相关技术就显得更加重要。 因此， 系统选用微软公司比较成熟数据库服务器系统， 采用了数据库连接池技术， 建立了属于自己的单独数据库连接池， 每当系统在建立连接和释放连接时， 可以减少额外的消耗 这样可以有效地进行数据库访问性能的优化， 也可以完全控制连接池的工作方式4.3.2 系统数据的安全实现机制 在 MVC 架构与 SQL Server 数据库技术开发的应
16、用方面， 实现安全的身份验证主要有声明方式和编程方式 前者不需要编程， 通过在部署描述信息中用 XML 标记来声明， 由相关容器来实现， 这种方法比较容易实现， 但其不如编写代码的方法灵活 而本系统采用的是自定义编程方式进行身份验证， 方式灵活也很安全4.3.3 系统的并发进程控制 采用对数据库进行排他锁的控制， 当有多个系统操作员手持带有本系统的 PDA 在田间操作， 需要对同一组数据进行远程读取和编辑时， 通过排他锁的控制很好地解决5 部分核心代码5.1 种子类实现的接口package com.sxxy.dao;import java.util.List;import com.sxxy.p
17、o.SeedInfo;public interface SeedDAO public boolean add(SeedInfo seed); public boolean update(SeedInfo seed); public boolean delete(int seedId); public SeedInfo getSeed(int seedId); public List getAllSeed(String seedInput , String queryType ,int userId);5.2 查询农田类型的servlet类 public class FormTypeQueryS
18、ervlet extends HttpServlet private static final long serialVersionUID = 1L;public FormTypeQueryServlet() super(); public void destroy() super.destroy(); public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws ServletException, IOException doPost(request, response); public v
19、oid doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws ServletException, IOException request.setCharacterEncoding(utf-8);String TypeName = request.getParameter(TypeName); FormTypeService service =new FormTypeServiceImpl();List list= service.query(TypeName) ;request.setAttribute(l
20、ist, list);request.getRequestDispatcher(/view/formType/formType_list.jsp).forward(request, response); public void init() throws ServletException 5.3农田状态的jsp页面base href=My JSP formCondition_list.jsp starting pagevar highlightcolor=#c1ebff;var clickcolor=#51b2f6;function changeto()source=event.srcElem
21、ent;if (source.tagName=TR|source.tagName=TABLE)return;while(source.tagName!=TD)source=source.parentElement;source=source.parentElement;cs = source.children;if (cs1.style.backgroundColor!=highlightcolor&source.id!=nc&cs1.style.backgroundColor!=clickcolor)for(i=0;ics.length;i+)csi.style.backgroundColo
22、r=highlightcolor;function changeback()if (event.fromElement.contains(event.toElement)|source.contains(event.toElement)|source.id=nc)returnif (event.toElement!=source&cs1.style.backgroundColor!=clickcolor) for(i=0;ics.length;i+)csi.style.backgroundColor=;function clickto()source=event.srcElement;if (
23、source.tagName=TR|source.tagName=TABLE)return;while(source.tagName!=TD)source=source.parentElement;source=source.parentElement;cs = source.children;/alert(cs.length);if (cs1.style.backgroundColor!=clickcolor&source.id!=nc)for(i=0;ics.length;i+)csi.style.backgroundColor=clickcolor;elsefor(i=0;ics.len
24、gth;i+)csi.style.backgroundColor=;function add() window.location=view/formCondition/formCondition_add.jsp;form action=servlet/FormConditionQueryServlet method=posttd height=30 background=resource/images/tab_05.gifimg src=resource/images/tab_03.gif width=12height=30 / 请输入农田种植者状态： &nbs
25、p; img src=resource/images/tab_07.gif width=16height=30 /td width=8background=resource/images/tab_12.gif td width=5%background=resource/images/bg2.gifbgcolor=#FFFFFF style=width: 5%; height: 22px;序号td background=resource/images/bg2.gifbgcolor=#FFFFFF style=width: 30%; height: 22px;农田
26、种植者状态td background=resource/images/bg2.gifbgcolor=#FFFFFF style=width: 55%; height: 22px;状态描述td style= display: none width=10%background=resource/images/bg2.gifbgcolor=#FFFFFFclass=STYLE1style=width: 10%; height: 22px;基本操作% List list = (List)request.getAttribute(list);if(list!=null & list.size()0)fo
27、r(int i=0;itd style= display: none height=20 bgcolor=#FFFFFF style=width: 9%img src=resource/images/del.gifwidth=16 height=16 /ahref=servlet/FormConditionDeleteServlet?conditionId=删除没有农田种植者状态相关信息td width=8background=resource/images/tab_15.gif td height=35 background=resource/images/tab_19.gifim
28、g src=resource/images/tab_18.gif width=12height=35 / 共有 条记录，当前第 1/1 页img src=resource/images/first.gifwidth=37 height=15 /img src=resource/images/back.gifwidth=43 height=15 /img src=resource/images/next.gifwidth=43 height=15 /img src=resource/images/last.gifwidth=37 height=15 /转到第 input name=textfieldtype=text s