基于WebGIS和MVC框架智慧校园系统设计

孙宇

摘要：作为产学研的人才培养基地，高校校园的智慧校园建设也应与时俱进，特别结合WebGIS和MVC技术框架构建智慧校园，符合智能导航、智能校园、智能信息等校园信息化建设的目标。以此为出发点，基于WEBGIS和MVC框架构建智慧校园系统，首先分析系统建设的需求与目标，并从与现有系统集成的角度设计总体集成架构，并着重分析MVC框架下利用SupperMap提供服务接口實现系统功能。SupperMap系统提供的基于云分析API和基于云存储API，都通过http方式对外提供服务。该系统基于服务API完成WEBGIS功能的实现，并开发数据分析和统计功能。

关键词：网络地理信息系统;SupperMap软件;应用程序接口

中图分类号：TP316 文献标志码：A

文章编号：2095-5383（2020）03-0025-04

Abstract：As a talent training base for industry， academia， and research， the construction of smart campus should also keep pace with the times， especially combining WebGIS and MVC technology framework to build a smart campus， which is in line with the goals of campus information construction such as smart navigation， smart campus and smart information. Taking this as the starting point，a smart campus system based on WebGIS and MVC framework was constructed in this paper. The needs and goals of system construction was analyzed first， and the overall integration architecture from the perspective of integration with the existing system was designed， then the use of supplermap to provide service interface to realize system functions under MVC framework was analyzed emphatically. The cloud analysis API and cloud storage API provided by the supplermap system both provide external services through HTTP. This system implements WEBGIS functions based on service API， and develops data analysis and statistics functions.

Keywords：WebGIS; SupperMap; Application Programming Interface （API）

随着无线通信与物联感知概念的不断深入，各行业的智慧建设都进入了探索与实践的阶段。智慧是AI与各类高新技术结合的产物，它的实际落地是基于人们广泛生产生活需求之上的，对于高校校园而言，智慧校园的应用方向也十分丰富，因此本文以智能导航为研究目标，提出了支持将空间信息与非空间信息集中统一平台进行管理和分析的系统建设方案，系统的核心机制基于支持GIS的SupperMap独特地理信息技术，开发框架为MVC模式、采用轻量级语言Java开发。系统的应用场景包括基于地理空间数据与GIS的信息方法[1]，可以提供多样化的智能服务，具有较好的功能与平台延展性，同时随着AI技术的植入，也可以成为为决策平台提供一定的技术支持。

1 需求分析与概要设计

基于SupperMap的智慧校园GIS系统运用oracle数据库对地点数据进行统一管理。系统总体的功能结构如图1所示。

智慧校园GIS系统的功能主要包括视图模块、导航模块、数据管理模块、坐标转换模块、统计分析模块、审批模块、辅助工具模块、批量打印模块、系统管理模块和个人设置模块。

1）视图模块主要是针对用户所需的工具进行显示，包括主工具条、地图视窗、查询目录面板、行政区划导航面板、属性信息面板、图层面板。

2）导航模块实现地图的基本操作，包括地图的放大、缩小、漫游、全幅等功能。用户可以根据需要进行相关操作，同时也提供第三方导航软件的坐标转换、公交换乘等。

3）数据管理模块主要是对相关成果的入库进行管理，包括地点成果资料、地点网图资料，支持地理编码的转换。

4）定位查询模块包括坐标查询、属性查询、空间查询，用户根据提示，输入相应的信息来实现查询操作。

5）统计分析模块分为按地点的类型、按地点的等级、按地点的保存状况、按行政区的统计进行分析等方式。主要是对地图当前显示的地点检索统计相应的信息，形成饼图或者柱状图，并生成文字报表以及输出查询结果。

6）审批模块实现了对地点使用的审批功能。使用者使用审批申请用户登录系统，然后对所要求的地点进行选择并发送给审批者审批，审批者查看后将结果返回，使用者就可以将审批后的地点打印输出并使用。

7）辅助工具提供了距离量算、面积量算、图层管理等功能。用户可以根据需要，在地图上量取2点之间的距离、某块区域的面积以及对地图的各个图层进行管理。

8）批量打印模块实现批量打印点之记和普查记录，通过输入地点的基本信息进行检索，检索完成后进行预览和打印处理。

9）系统管理模块能够实现对用户、权限、日志进行管理的功能。通过系统管理模块可以实现修改、删除、添加、查找等基本操作。

10）个人设置模块能够实现用户密码的修改和系统配置的修改。

2 总体架构设计

智慧校园GIS系统整体集成架构为分层结构设计，包括支撑层、数據层、管理层、服务层、应用层，如图2所示。

支撑层是整个系统架构的基础服务层，包含了底层的IT资源例如服务器资源、IDC、网络协议设备等。

数据层是整体集成系统的核心，在此系统中采用主从数据库的方案，一方面满足了数据的备份与安全，一方面也可以实现读写分离，从而提高系统整体的性能。同时数据层引入了NoSQL文档数据库，实现对复杂关联模型关系数据的存储，在最终系统上线时，需要提供Redis闪存机制，进一步提高数据的原子性与访问便捷性。

服务层也被称为平台层，在微服务架构的概念下，服务层可以理解为服务的拆分与分层，从而实现分布式系统的实施模式，进一步提高系统迭代的可操作性。在进行分布式拆分的过程中，引入了分布式3PC事务处理框架，保证全局事务的提交与回滚一致性。聚合服务包括数据服务管理、目录服务管理、功能服务管理与控制中心等。

应用层是基于服务开发的应用系统，包括视图、导航、数据管理等内容。

3 系统实现及验证

本文利用SupperMap软件提供的服务接口进行二次开发，结合整体集成架构采用MVC框架提供上层前后端服务。这里重点介绍SupperMap所提供基于云分析API，另外还提供基于云存储API，包括地图API、数据API、三维API，如图3所示[4]。

本文以导航路径分析API为例，分析和研究SupperMap接口如何提供服务给平台上层，其他SupperMap服务接口同样采用此GET/POST方式调用接口来获取JSOP格式数据，供本系统服务。

导航路径分析服务可根据分析所需的起点、经过点、终点生成一条导航路径。支持距离最短、不走高速、推荐模式3种导航模式;对外提供的接口pathanalystresults。导航路径分析服务支持GET和HEAD请求，支持json＼＼xml＼＼jsonp等格式调用[6]。导航路径分析API GET请求参数如表1所示，服务请求GET请求响应结构如表2所示，PathInfo导航引导信息类接口说明如表3所示。

导航路径分析服务支持一次分析单条路径和一次分析多条路径。以json格式输出为例，单条导航路径分析http请求为：http：//localhost：8080/pathanalystresults.json？pathAnalystParameters=[{startPoint：{"x"：116.467524，"y"：39.914319}，endPoint：{"x"：116.25814，"y"：40.666082}，passPoints：[{"x"：116.441454，"y"：39.947892}]，routeType：MINLENGTH，to：910101}]&key=fvV2osxwuZWlY0wJb8FEb2i5

多条路径分析http请求为：http：//localhost：8080/pathanalystresults.json？pathAnalystParameters=[{startPoint：{"x"：116.467524，"y"：39.914319}，endPoint：{"x"：116.25814，"y"：40.666082}，passPoints：[{"x"：116.441454，"y"：39.947892}]，routeType：MINLENGTH，to：910101}，{startPoint：{"x"：115.437524，"y"：39.714319}，endPoint：{"x"：116.35814，"y"：41.666082}，passPoints：[{"x"：115.441454，"y"：38.947892}]，routeType：NOHIGHWAY}，{startPoint：{"x"：115.437524，"y"：39.714319}，endPoint：{"x"：116.35814，"y"：41.666082}，routeType：RECOMMEND，to：910101}]&key=fvV2osxwuZWl Y0wJb8FEb2i5

分析结果为数组形式，数组中的结果路径的顺序对应于发送请求时请求路径的顺序[7]。

4 总结

本文基于MVC和WebGIS技术，在SupperMap服务接口上二次开发，构建智慧校园系统。本系统对于前后端功能完全解耦，前端界面负责数据采集和输入，地图展示，信息搜索，数据统计和分析的能力;后端逻辑层负责基于SupperMap接口服务上二次开发，提供的数据处理和分析，同时数据完成持久化，响应前端HTTP请求服务;本系统架构设计和服务处理，完成符合本文设计预期，同时在MVC框架下将功能进行模块化，减少功能模块代码交互，均按照接口服务方式提供服务，与SupperMap服务接口层统一，对于后续进行微服务转型提供天生优越性，所以本位对于基于MVC和WebGIS开发方式的系统设计与研究具有一定的借鉴意义。

参考文献：

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