1、智 慧 抚 河 信 息 化 工 程解 决 方 案XXXXXX 科 技 有 限 公 司2014 年 04 月第 2 页目录1. 项目背景 .41.1. 概述 .41.2. 现状以及国家政策 .41.2.1. 现状分析 .41.2.2. 国家出台的政策法规及标准 .61.3. 建设目标从而使得应用开发者关心业务逻辑，而Web 设计者关心表示逻辑。3) JDBCJava 数据库连接(Java DataBase Connectivity, JDBC) API 是 JDK 提供的与关系数据库接口的底层 API，现在大多数数据库支持到 JDBC2.0. JDBC API提供针对 SQL 兼容的关系型数据库
2、提供了一组通用的数据库访问方法，使用这些 API，可以实现不同厂商之间的互连和在不同厂商提供的关系型数据库之间进行数据访问。J2EE 通过对 Java 2 标准版提供的核心 JDBC API 进行的扩展，可以提供优化网络资源的连接池和分布事务、行集等高级特性。JDBC 2.0 Optional Package API 同 Java 事务 API 一起实现分布式事务。JDBC 2.0 Optional Package API 提供的连接池比传统的连接池方式更为透明。传统的连接池是一种客户端的连接池，需要客户程序负责实现健壮的连接池机制。而采用 2.0 提供的方式，应用服务器和/或数据库驱动器就能
3、内部的处理连接池池就会自动地工作配置了 J2EE 应用服务器后，只要用数据源对象获取连接，连接这种途径非常简单，系统管理员可以方便的使能和配置连接池，而不用去考虑任何应用程序。4) JNDIJava 命名和目录服务接口(JNDI)被设计来简化对目录基础结构的访问。目录是一种特殊类型的数据库，它提供了对数据存储的快速访问方式。JNDI 提供了标准的 API 来访问任何类型的目录，也可以在网络上存储和检索 Java 对象。命名服务是一个服务，它为一组给定的数据提供创建标准名字的服务。目录服务是命名服务，它包括描述由名字引用的对象的元数据。这就使得可以在元数据上搜索目录服务来找到对象，而不用知道它的
4、名字 27 。在高级网络应用中，目录服务将会是 Java 对象的主要存储手段，当 Java 对象相当稳定的时候，使用目录服务来查找和检索 Java 对象更普遍。第 15 页2.4.2. Spring Framework 框架Spring 是轻量级的 J2EE 应用程序框架。Spring 的核心是个轻量级容器（container），实现了 IoC（Inversion of Control）模式的容器，Spring 的目标是实现一个全方位的整合框架，在Spring 框架下实现多个子框架的组合，这些子框架之间彼此可以独立，也可以使用其它的框架方案加以替代，Spring 希望提供 one-stop s
5、hop 的框架整合方案30 。Spring 的核心概念是 IoC，IoC 的抽象概念是依赖关系的转移，像是高层模组不应该依赖低层模组，而是模组都必须依赖于抽象是 IoC 的一种表现，实现必须依赖抽象，而不是抽象依赖实现也是 IoC 的一种表现，应用程序不应依赖于容器，而是容器服务于应用程序也是 IoC 的一种表现。另外，Spring 的架构性的好处如下所述： Spring 能有效地组织你的中间层对象,无论你是否选择使用了 EJB。如果你仅仅使用了 Struts 或其他的包含了 J2EE 特有 APIS 的 framework，你会发现Spring 关注了遗留下的问题。 Spring 能消除使用
6、各种各样格式的属性定制文件的需要,在整个应用和工程中，可通过一种一致的方法来进行配置。曾经感到迷惑，一个特定类要查找迷幻般的属性关键字或系统属性,为此不得不读 Javadoc 乃至源编码吗？有了Spring，你可很简单地看到类的 JavaBean 属性。倒置控制的使用(在下面讨论)帮助完成这种简化。Spring 能通过接口而不是类促进好的编程习惯，减少编程代价到几乎为零。 使用 Spring 构建的应用程序易于单元测试。 Spring 能使 EJB 的使用成为一个实现选择,而不是应用架构的必然选择。你能选择用 POJOs 或 local EJBs 来实现业务接口，却不会影响调用代码。 prin
7、g 帮助你解决许多问题而无需使用 EJB。Spring 能提供一种 EJB 的替换物，它们适于许多 web 应用。例如,Spring 能使用 AOP 提供声明性事务而不通过使用 EJB 容器，如果你仅仅需要与单个的数据库打交道，甚至不需要 JTA 实现31。 第 16 页Spring 为数据存取提供了一致的框架,不论是使用 JDBC 或 O/R mapping 产品（如 Hibernate）。 Spring 也提供 MVC Web 框架的解決方案，但您也可以将自己所熟悉的 MVC Web 框架与 Spring 解合，像是 Struts、Webwork 等等，都可以与 Spring 整合而成为进
8、用于自己的解決方案。Spring 也提供其它方面的整合，像是持久层的整合如 JDBC、O/R Mapping 工具（Hibernate、iBATIS）、事务处理等等，Spring 作了对多方面整合的努力，故说 Spring 是个全方位的应用程序框架32。Spring Framework 概览Spring 包含许多功能和特性，并被很好地组织在如下图所示的七个模块中。本节将依次介绍每个模块。图 Spring 框架概览Core 包是框架的最基础部分，并提供依赖注入（Dependency Injection）特性来使你可管理 Bean 容器功能。这里的基础概念是 BeanFactory，它提供Fact
9、ory 模式来消除对程序性单例的需要， 并允许你从程序逻辑中分离出依赖关系的配置和描述。 构建于 Beans 包上 Context 包，提供了一种框架式的 Bean 访问方式， 有第 17 页些象 JNDI 注册。Context 包的特性得自 Beans 包，并添加了文本消息的发送，通过比如资源串，事件传播，资源装载的方式和 Context 的透明创建，如通过Servlet 容器。 DAO 包提供了 JDBC 的抽象层，它可消除冗长的 JDBC 编码和解析数据库厂商特有的错误代码。 该包也提供了一种方法实现编程性和声明性事务管理，不仅仅是针对实现特定接口的类，而且对所有的 POJO。 Spri
10、ng 的 Web 包提供了基本的面向 Web 的综合特性，如 Multipart 功能， 使用 Servlet 监听器的 Context 的初始化和面向 Web 的 Applicatin Context。 当与 WebWork 或 Struts 一起使用 Spring 时，这个包使 Spring 可与其他框架结合。 . Spring Framework 使用场景利用积木方式来描述你在各种场合使用 Spring 的情况， 从 Applet 一直到完整的使用 Spring 的事务管理功能和 Web 框架的企业应用，如下图所示。图 典型的完整 Spring Web 应用一个典型的使用大部分 Spri
11、ng 特性的 Web 应用，使用第 18 页TransactionProxy FactoryBeans，Web 应用是完全事务性的，就像使用 EJB 提供的那种容器管理的事务一样 所有的你的自定义业务逻辑可以通过简单的POJO 来实现，并通过 Spring 的 Dependency Injection 容器进行管理。其他的服务，如发送 email 和校验，独立于 Web 层， 使你能够决定在哪里执行校验规则。 Spring 的 ORM 支持包含了 Hibernate，JDO 和 iBatis。如使用HibernateDaoSupport，你可复用已经存在的 Hibernate 映射。从 Con
12、troller无缝整合 web 层和领域模型，消除对 ActionForms 的需要和其他转换 HTTP 参数为领域模型的类。 第三方框架的 Spring 中间层如下图所示。 图 第三方框架的 Spring 中间层有时，现有情况不允许你彻底地转换到一种不同的框架。Spring 没有 强迫你使用它的全部,它不是一种全有全无 的解决方案。现有的使用WebWork,Struts,Tapestry 或其他的 UI 框架的前端程序可极佳的 与基于Spring 的中间层进行集成，使你可使用 Spring 提供的事务处理特性。 你唯一要做的事是使用 ApplicationContext 来挂接你的业务逻辑和
13、 通过WebApplicationContext 来集成你的 Struts 前端程序。 当你需要通过 WebService 来访问你的现有代码时， 你可使用 Spring 的Hessian-,Burlap-, Rmi- 或者 JaxRpcProxyFactory 类。 使得突然给现有应第 19 页用增加远程访问时不再那么困难。 2.4.3. MVC 设计模式模型-视图-控制(model-view-control，简称 MVC)结构是目前最常见的J2EE 应用所基于的体系结构，MVC 主要适用于交互式的 Web 应用，尤其是存在大量页面及多次客户访问及数据显示 。在本系统中的模型-视图-控制结构
14、是交互式应用程序广泛使用的一种体系结构。它有效地在存储和展示数据的对象中区分功能模块以降低它们之间的连接度，这种体系结构将传统的输入、处理和输入模型转化为图形显示的用户交互模型，或者换一种说法，是多层次的 Web 商业应用；MVC 体系结构具有三个层面：模型（Model）、视图(View)和控制器(Controller)，每个层面有其各自的功能作用，系统的 MVC 体系结构如下图所示。图-系统中的 MVC 体系结构系统的模型层负责表达和访问商业数据，执行商业逻辑和操作。也就是说，业务处理查询视图选择改变通知用户指令模型 MODEL 表达和访问商业数据 执行商业逻辑和操作 通知视图层模型层变化
15、访问其功能函数以完成相关的任务控制层 Controller 定义应用应用程序的行为 解释用户的输入，并将它们映射为模型层执行的操作 选择下一个可以显示的视图 基于一组相关的功能设定一个控制层的模块视图 VIEW显示模型层的内容用户输入的内容传送给控制器模型层变化的时候，它将自动更新 访问其功能函数以完成相关的任务第 20 页这一层就是现实生活中功能的软件模拟；在模型层变化的时候，它将通知视图层并提供后者访问自身状态的能力，同时控制层也可以访问其功能函数以完成相关的任务。系统的视图层负责显示模型层的内容。它从模型层取得数据并指定这些数据如何被显示出来。在模型层变化的时候，它将自动更新。另外视图层
16、也会将用户的输入传送给控制器。系统的控制层负责定义应用程序的行为。它可以分派用户的请求并选择恰当的视图以用于显示，同时它也可以解释用户的输入并将它们映射为模型层可执行的操作；在一个图形界面中，常见的用户输入包括点击按钮和菜单选择。在 Web 应用中，它包括对 Web 层的 HTTP GET 和 POST 的请求；控制层可以基于用户的交互和模型层的操作结果来选择下一个可以显示的视图，一个应用程序通常会基于一组相关功能设定一个控制层的模块，甚至一些应用程序会根据不同的用户类型具有不同的控制层设定，这主要是由于不同用户的视图交互和选择也是不同的。本系统的模型层、视图层和控制层之间划分责任可以减少代码
17、的重复度，并使应用程序维护起来更简单。同时由于数据和商务逻辑的分开，在新的数据源加入和数据显示变化的时候，数据处理也会变得更简单。本信息系统采用的 MVC 体系结构使数据层，业务层和表现层彻底分离。对于网通网上营业厅系统，我们在 View 这一层，用 JSP 来实现一般的 UI，对于复杂的 UI 我们会把逻辑封装在 ViewBean 中。我们通过一个 Servlet 来实现Control 这个层面，它除了负责请求的派送，还可以作权限的判断及系统日志。而对于复杂的业务流程，我们把它都封装到 Model 层中的 JavaBean,Session Bean 中。对于数据层的访问，我们采取集中访问的方
18、式，所有的访问都通过DAO 实现。同时在性能上，通过应用服务器的数据库连接池来减少连接数据库的时间，通过数据查询结果缓存来减少对数据库的访问次数。本系统用 J2EE 多层分布式应用模型使得开发思路清晰，明确。J2EE 应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。解决了两层模式(client/server)的弊端：在传统模式中，客户端担当了过多的角色而显得臃肿，在这种模式中，第一次部署的时候比较容易，但难于升级或改进，可伸展性也不理想，而且经常基于某种专有的协议，通常是某种数据库第 21 页协议。它使得重用业务逻辑和界面逻辑非常困难。使用 J2EE 的多层企业级应用
19、模型将两层化模型中的不同层面切分成许多层。一个多层化应用能够为不同的每种服务提供一个独立的层。J2EE 中使用模式具有使用一般模式的所有好处和针对 J2EE 开发的好处。这些模式针对 J2EE，不像一般模式那么抽象，可以简化特定系统和应用程序中的标识、使用和适配。正确使用 J2EE 模式可以改进应用程序设计，作为设计与开发 J2EE 应用程序时所遇到的常见问题的最佳解决方案，J2EE 模式还可以促进开发人员之间的交流。系统采用 MVC 的设计模式，这种模式使得表现层和业务逻辑分开，这样层次显得更加的清晰。2.4.4. AJAX 技术AJAX 即“Asynchronous JavaScript
20、and XML”（异步 JavaScript 和XML)，AJAX 并非缩写词，而是由 Jesse James Gaiiett 创造的名词，是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术。Web 应用的交互如 Flickr, Backpack 和 Google 在这方面已经有质的飞跃。这个术语源自描述从基于 Web 的应用到基于数据的应用的转换。在基于数据的应用中，用户需求的数据如联系人列表，可以从独立于实际网页的服务端取得并且可以被动态地写入网页中，给缓慢的 Web 应用体验着色使之像桌面应用一样。 虽然大部分开发人员在过去使用过 XMLHttp 或者使用 Iframe 来加载数据，但仅到现在我们
21、才看到传统的开发人员和公司开始采用这些技术。就像新的编程语言或模型伴随着更多的痛苦，开发人员需要学习新的技巧及如何最好利用这些新技术。AJAX 指异步 JavaScript 及 XML（Asynchronous JavaScript And XML）。AJAX 基于 JavaScript XML HTML CSS 等 web 标准在，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。Web 应用程序较桌面应用程序有诸多优势；它们能够涉及广大的用户，它们更易安装及维护，也更易开发。不过，因特网应用程序并不像传统的桌面应第 22 页用程序那样完善且友好。通过 AJAX，因特网应用程序
22、可以变得更完善，更友好。AJAX 的最大机遇在于用户体验。在使应用更快响应和创新的过程中，定义Web 应用的规则正在被重写;因此开发人员必须更注重用户。现在用户已经逐渐习惯如何使用 Web 应用了。例如用户通常希望每一次按钮点击会导致几秒的延迟和屏幕刷新，但 AJAX 正在打破这种长时间的状况。因此用户需要重新体验按钮点击的响应了。可用性是 AJAX 令人激动的地方而且已经产生了几种新颖的技术。其中最引人注目的是一种称为“黄色隐出”的技术，它在数据更新之前时将用户界面变为黄色，更新完成后立刻恢复原来的颜色。AJAX 开发人员将用户从 Web 应用的负载中解放出来;小心地利用 AJAX 提供的丰
23、富接口，不久桌面开发人员会发现 AJAX 是他们的方向。随着 AJAX 迅速地引人注目起来，我想开发人员对这种技术的期待也迅速地增加。就像任何新技术，AJAX 的兴旺也需要一整个开发工具/编程语言及相关技术系统来支撑。主要包含的技术：基于 web 标准（standards-based presentation）XHTML+CSS 的表示；使用 DOM（Document Object Model）进行动态显示及交互；使用 XML 和 XSLT 进行数据交换及相关操作；使用 XMLHttpRequest 进行异步数据查询、检索；使用 JavaScript 将所有的东西绑定在一起。英文参见 Ajax
24、 的提出者Jesse James Garrett 的原文,原文题目(Ajax: A New Approach to Web Applications)。类似于 DHTML 或 LAMP，AJAX 不是指一种单一的技术，而是有机地利用了一系列相关的技术。事实上，一些基于 AJAX 的“派生/合成”式（derivative/composite）的技术正在出现，如“AFLAX”。AJAX 的应用使用支持以上技术的 web 浏览器作为运行平台。这些浏览器目前包括： Google Chrome、Mozilla、Firefox、 Internet Explorer、Opera、Konqueror 及 Sa
25、fari。第 23 页3. 解决方案3.1.智慧抚河信息化平台建设 智慧抚河信息化平台是在物联网基础通信建设的基础上衍生的功能应用平台。作为智慧抚河信息化工程的核心支持平台，其建设内容主要包括地理信息可视化系统、巡查与管护支撑系统、水质监测系统、视频监控与智能分析系统、防汛抗旱指挥决策系统、水资源管理系统、水工建筑 物智能调度系统、旅游公共服务及城市内涝及拥堵信息警示系统等的建设。智 慧 抚 河 信 息 化 平 台3.1.1. 地理信息可视化子系统为支撑以河长制为核心的管理平台建设，建立地理信息共享服务平台，实现我市水利空间信息的共建共享，打造智慧抚河“一张图”，整合叠加全市河流、湖泊、水库、
26、堤防、水闸、水电站、泵站、建设工程、视频监控、河长、水雨情、水质监测等水利专题要素类型，实现基础地理信息与水利专题数据的深度融合，通过服务配置、瓦片缓存等技术，将数据产品组合发布成各类水利专题数据服务、基础空间信息服务、影像服务和应用功能服务，第 24 页制订统一的平台服务及接口调用标准，实现地图二、三维一体化展示和水利信息统计、分析、查询，为水利各业务应用系统快速搭建 GIS 模块，实现全市智慧抚河“一张图”奠定好坚实的基础。地理信息可视化子系统3.1.2. 巡查与管护支撑子系统 巡查与管护支撑系统实现市、镇、乡、村多级管理，全天候对河湖进行实时管控，实现河湖网格化管理、GPS 巡查、河湖管
27、护、公众服务等功能。系统由数据采集层、应用支撑层和应用层三层构成，如下图所示：第 25 页巡 查 与 管 护 支 撑 系 统 技 术 架 构 3.1.3. 水质监测子系统 水质监测系统建设内容主要包括信息支持系统，水源地、重点区域实时监控，排污口实时监控等模块。系统利用 GIS 等技术模拟污染物迁移规律，研究各污染控制单元的污染情况，为水质预测提供数据。定期对抚河水质及排污口进行实时监测，根据污染源情况，有针对性地增加一些监测指标，实时掌握水源地和重点区域水质动态，为抚河水环境管理决策服务。第 26 页水质监测系统3.1.4. 视频监控与智能分析子系统 视频监控与智能分析子系统主要针对取水点及
28、河道敏感区域的管控，由前端系统、监控中心、传输网络和平台软件四部分组成。系统通过对平台服务的归纳、 封装，提供了视频监控、环境监控、入侵报警、消防报警、门禁系统、语音系统、 地图呈现、智能分析、业务互动、统计分析等综合业务。第 27 页视 频 监 控 与 智 能 分 析 系 统 架 构 3.1.5. 防汛抗旱指挥决策子系统 系统应用架构充分利用省厅发布的水利地理信息共享服务平台，与抚州市防办现有的抚州市防汛抗旱综合平台、江西省洪涝灾害信息服务系统等进行了无缝 集成，同时与抚州气象局、国土局相关系统进行数据和功能的部分集成，在此基 础上通过专门针对抚河的调查研究建设成一个集防汛（含内涝）抗旱决策
29、支持、 汛情快报、日常工作管理等于一体的业务子系统，包括三大应用模块。第 28 页防 汛 抗 旱 指 挥 决 策 系 统 应 用 架 构 图 （1）建立防汛会商信息可视化展示系统，围绕预警和险情信息，自动关联 展 示 水 雨 情 信 息 、 工 情 特 性 及 隐 患 、 即 时 现 场 视 频 /图 片 、 气 象 、 国土 、 险 情 发 生 的 影 响 范 围 及 覆 盖 人 口 、 责 任 部 门 及 责 任 人 等 相 关 信 息 以 及历 史 上 类 似 情 况 的 出 现 情 景 及 处 理 方 式 ， 便 于 指 挥 人 员 快 速 全 面 了 解 现 状 及发 展 趋 势 ，
30、 从 而 及 时 做 出正确判断和有效决策。（2）建立统一会商语音通讯平台，能够实现关键短信的分组快速分发，会 商室与险情现场的即时语音连线，更有效的进行险情排查和处置。（3）建立应急处置辅助系统，能够根据相关信息按照应急响应等级要求，在地图上进行关联抢险队伍、救援队伍、专家队伍以及应急物质的可视化展示、 指挥人员可以在地图上进行可视化指挥。3.1.6. 水资源管理子系统 本 系 统 建 设 内 容 主 要 包 括 ： 建 设 水 资 源 信 息 服 务 管 理 模 块 ， 录 入 水 资 源 管 理相 关 基 本 信 息 ， 录 入 水 资 源 调 度 相 关 监 测 历 史 数 据 ， 接
31、 入 相 关 已 建 和 省 级 项 目 在 建 的 取 水 量 、 水 位 和 水 质 在 线 监 测 站 ； 建 设 非 汛 期 水 量 调 度 管 理 模 块 ， 开 发 抚 河 干 流 及 相 关 大 型 水 库 水 资 源 调 度 配 置 模 型 ， 开 发 中 长 期 径 流 预 报 、 短 期 径 流 滚 动 第 29 页预 报 ， 以 及 用 水 分 析 、 需 水 预 测 等 模 型 ； 建 设 应 急 水 资 源 调 度 模 块 ， 实 现 应 急 事 件 实 时 监 测 报 警 、 应 急 调 度 进 展 跟 踪 与 统 计 、 事 件 全 过 程 管 理 、 开 发 抚
32、 河 骨 干 河道 一 维 水 动 力 学 水 质 实 时 数 值 模 拟 模 型 进 行 水 质 实 时 预 测 预 警 、 突 发 水 污 染 事 件追 踪 溯 源 、 突 发 水 污 染 事 件 /干 旱 事 件 应 急 调 度 、 应 急 调 度 后 评 估 ， 并 提 供 应 急会 商 支 持 。水资源管理系统第 30 页3.1.7. 水工建筑物智能调度子系统 采用虚拟现实技术完成对水闸及周边环境的精细三维建模，利用以无线传感网络为基础的物联网应用实现各类水位、水质、流量传感单元、水闸自动控制系 统传感单元与监测中心平台的互联，并将其模型整合入水闸虚拟仿真平台，借助 于水质水量耦合模型及其他水文计算模型的实时分析与计算，实现水闸的三维虚 拟仿真、实时过程监测、远程自动控制与智能调度，完善了水闸安全预警的自动 化处理机制及水闸控制的可视化管理方法，提升了水闸控制的自动化水平和智能化水平。水 闸 远 程 智 能 调 度 系 统 界 面 图 3.1.8. 水安全智能分析子系统 系统基于水情、水质等传感监测设备采集的数据，利用生态云计算、大数据分析、智能分析模型等技术实现水情测报分析、水质安全分析，水生态安全分析、 水土安全分析等功能，为及时掌握水安全的状态，发布预警信息，适时采取必要 的调控措施等提供了科学依据，同时也为水安全智能分析应用及决策提供了技术支撑。
