基于WebGIS的田间环境监测系统平台的设计与实现

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1、垒于WebGIS的山间环境监测系统平台的设计与实现关键词：田间环境，监测，WEBGIS,可视化/动态交互1引言山间环境信息包括空气温湿度、土壤温湿度、光照度、风速、风向等，这些信息是农业专家系统分析和决策的重要数据源和参数［1］,对它们进彳J：实时、快速和连续地监测是实践精准农业和农川现代化管理的匝要基础。传统的基于网络的环境信息监测系统很少有结介GIS技术进行地图空间査询的功能。WebGIS是Web技术应用于GIS开发的产物。利用Web技术在网络上发布地理信息，就能从Internet的任意一个节点浏览WebGIS站点

2、中的空间数据、制作专题图、进行各种空间检索和空间分析［2］。所以将WebGIS引进本系统,将山间环境信息与地块位置信息有效的整合,形成一个可视化的数据平台，进而对山间环境数据进行实时监测与统计分析，以期为农业生产的管理、规划和决策提供依据。2系统设计2.1系统体系结构设计结介III间环境监测系统的实际需求和管理信息系统开发的技术，系统采用了C/S与B/S模式相结介的运行体系结构。系统中基础数据获取部分采用C/S结构。数据展示部分采用B/S结构。该运行体系结构人人简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作M［

3、3］o同时能实现不同的用户,从不同的地点，以不同的接入方式访问和操作共同的数据库

4、4］。符合环境监测系统的用户分布范围广、计算机操作水平不高的需求。2.2系统数据库设计系统数据库分为空间信息数据库和田间环境信息数据库两部分［5］。系统采用慧图科技开发的空间数据引擎TopMapSDP6•不必了解数据库中复朵的空间数据组织形式，即可在应用程序中高效地访问和管理数据库中的空间数据和属性数据［6］。UJ间环境信息可以以外挂屈性的方式和空间数据进行有效的融合。3系统开发系统的开发采用集成二次开发的形式。利用专业的GIS工具软件T

5、opMap实现GIS的基本功能，同时以可视化开发工具VisualStudio.NET2010为二次开发平台，进行二者的集成开发⑺。开发流程主要包揺基础数据获取、地图制作、地图服务发布、二次开发定制等步骤。3.1基础数据获取系统的数据包括空间数据和属性数据两部分。空间数協包括管理区面图层、地块而图层、监测点点图层等,通过桌血地理信息系统进行编辑、投彩、叠加等处理，通过TopMop空间数据引擎TopMapSDP建立tsp格式的空间数据文件。属性数据包括两种，一种是地块的自然属性信息,一种是动态的III间环境信息。地块属性信

6、息手工录入到SQLServer数据库中;111间坏境信息通过已有的无线传感器网络实时采集，借助GPRS网络传输到服务器，通过对获取的字符串解码,转换成可用的I•进制数存入SQLServer数据库中。州种属性数据都可以通过“DK」D“字段与空间数据进行关联,外挂到空间数据中。3.2地图制作利用TopMap基于ActiveX开发的桌面地理信息系统软件Desktop完成地图的制作。根据已有的地理信息数据，按照1:10000的比例绘制地图，地图包括管理区图层、地块图层、监测点图层等。依次进行地图绘制、标注设置、箭头标绘、投影设

7、置及转换、矢虽编辑、矢屋校准、属性数据设定等操作［8］。最终绘制出符合实际需耍的地图。3.3地图服务发布地图制作完成后，使用TopMap的World向导工具完成地图发布服务。根据其向导式操作界面完成地图数据设登、地图发布参数设登、地图布局设登、地图工具设登、保存WebGIST程等操作。最终生成用户可浏览的Web服务。发布后，输出结果为一系列的him文件、aspx文件、xml文件和JavaScript函数库。这些文件可以川VS.NET工具口由编辑，为二次开发提供前提。3.4二次开发定制经过发布后，生成一组包括顶端用户页面

8、、左侧用户页面、地图主窗口、工具条、鸟瞰图、用户右侧页面、底端用户页而等在内的框架，每个框架显示一个HTM页面,并与其他框架内的页而协调工作。对于框架未提供的功能，如田间环境获取、田间环境佶息统计分析等功能，在开发中以VS.NET2010为开发平台，建立aspx页面，在页面中实现相关功能，然后再通过页面链接的形式与地图框架整合。4系统主婆功能的实现4.1GIS功能模块提供地图缩放、移动、数据输出、距离测算、面积罐算、选择、查询统计以及空间定位等功能，辅助用户对III间环境信息作深入分析处理。如通过对地图的属性数据进行模

9、糊或者粘确査询，或者通过点选或框选対某一区域进行杏询，同时对查询返回的结果进行统计分析。以高分辨率的遥感影像为地图背景，在空间定位模块中输入某一位置,即可粘确确定其空间位置，并在系统中高亮展示。4.2山间环境信息的获取系统采用微型无线传感器网络作为III间环境的感知终端，完成III间环境信息中各个物理量的采集，并最终将数据汇聚到G