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基于WebGIS的辽河河口湿地管理信息系统的设计与开发

作　者: 王连波
导　师: 姬光荣
学　校: 中国海洋大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 辽河河口湿地 WebGIS 空间数据库开源软件
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 67次
引　用: 2次
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内容摘要

湿地是地球上一类独特的生态系统,具有很高的生态、经济和社会价值。它不仅为人类提供大量食物、原料和水资源,而且在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源以及涵养水源、蓄洪防旱、降解污染、调节气候、补充地下水等方面发挥了不可替代的作用。辽河河口湿地是我国北方河口湿地的典型代表,也是辽河流域水污染治理项目的重点研究区域。由于自然和人为原因,目前该湿地生态系统脆弱,净化功能衰退,工业污染严重,各类湿地资源在一定程度上遭到破坏,其他各种问题也日益突出。保护辽河河口湿地现有资源,对湿地进行生态恢复、提高湿地防污净化功能已经迫在眉睫。本文的主要研究目的是集成辽河河口湿地原始资料和已有研究成果,构建河口湿地管理信息系统,为湿地生态修复与科学管理和保护提供基础支撑,同时为北方河口湿地解决类似问题提供具有示范意义的方案。本文综合分析了国内外湿地管理信息系统的研究现状,选择近年来比较流行的WebGIS技术对辽河河口湿地管理信息系统进行设计和开发。首先,深入研究了WebGIS的特点、基本架构模式、体系结构和实现技术等相关理论知识；其次,在对比各种实现方案优缺点的基础上确定了系统总体设计方案,采用经典的B/S三层体系架构以及基于服务器、客户端的混合模式实现方案来构建系统；最终,选择了开源的软件架构即ka-Map+Apache+MapServer+PostgreSQL/PostGIS+ FreeBSD进行系统开发,其中ka-Map为系统客户端平台,Apache和MapServer分别作为网络服务器和GIS应用服务器,PostgreSQL数据库及其空间扩展模块PostGIS用于数据管理,而FreeBSD作为服务器端操作系统。结合湿地数据的特点,本文分析了空间数据库的主要实现方案,阐述了各种方案的优点和不足,并在此基础上选择了对象关系型数据库管理系统来实现对辽河河口湿地相关数据的存储和管理。按照系统数据库的实际需求,针对数据组织方式、数据对象类划分、表结构设计等内容进行了分析研究,完成了数据库的逻辑设计和物理设计,通过PostgreSQL/PostGIS数据库软件实现了对河口湿地空间数据和属性数据的统一存储。根据辽河河口湿地WebGIS系统的总体设计方案,系统功能需求主要划分为四大功能,即用户管理、数据管理、GIS基本功能和湿地专用分析模块。经过努力,本论文在完成系统数据库的设计与搭建后,进一步实现了系统开发平台的搭建,并基本实现了地理信息系统的一般功能。在具体开发过程中,通过综合考虑各方面因素,系统在实现中保证了许多优良的特性。通过使用对象关系型数据库管理系统,提高了数据存储、管理的准确性、时效性、安全性和统一性；采用基于Ajax技术的ka-Map客户端,增强了用户体验,减轻了服务器负担；系统开发全部使用开源软件,降低了开发成本,保证了系统的快速更新和升级。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 前言  10-17
  1.1 研究背景  10-14
    1.1.1 湿地研究的重要性  10-11
    1.1.2 构建辽河口湿地管理信息系统的必要性  11-13
    1.1.3 基于WebGIS构建湿地管理信息系统  13-14
  1.2 湿地WebGIS系统研究现状  14-15
    1.2.1 国外现状  14-15
    1.2.2 国内现状  15
  1.3 课题来源  15-16
  1.4 论文主要工作  16-17
2 WebGIS开发理论与相关技术  17-26
  2.1 WebGIS介绍  17-18
    2.1.1 基本概念  17
    2.1.2 主要特点  17-18
  2.2 WebGIS的基本结构模式  18-20
  2.3 WebGIS实现技术  20-26
    2.3.1 服务器端  20-22
    2.3.2 客户端  22-25
    2.3.3 混合模式  25-26
3 系统总体设计  26-42
  3.1 设计原则  26-27
  3.2 系统需求分析  27-31
    3.2.1 系统管理功能模块  28-29
    3.2.2 数据管理功能模块  29-30
    3.2.3 GIS基本功能模块  30
    3.2.4 湿地专用分析功能模块  30-31
  3.3 系统体系结构  31-32
  3.4 软件开发平台  32-42
    3.4.1 FreeBSD操作系统  34-36
    3.4.2 Apache网络服务器  36
    3.4.3 MapServer应用服务器  36-39
    3.4.4 PHP开发环境  39-40
    3.4.5 GIS数据库  40
    3.4.6 ka-Map客户端  40-42
4 系统数据库构建  42-51
  4.1 空间数据简介  42-44
  4.2 空间数据库实现方案  44-45
  4.3 PostgreSQL与PostGIS  45-46
  4.4 辽河河口湿地数据库实现  46-51
    4.4.1 数据对象分类  46-48
    4.4.2 数据库逻辑结构设计  48-49
    4.4.3 数据库物理实现  49-51
5 系统实现及特性  51-58
  5.1 用户管理  51-52
  5.2 图层管理  52-55
  5.3 GIS查询功能  55-56
  5.4 专题制图  56-58
6 总结与展望  58-60
  6.1 总结  58
  6.2 展望  58-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
个人简历  64
发表的学术论文  64

基于WebGIS的辽河河口湿地管理信息系统的设计与开发

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