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本文作者：陳剛劉鵬舉李志清唐小明作者單位：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所

系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

林業(yè)資源監(jiān)管通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用C#語言、ArcEngine和開普互聯(lián)智能表單平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。系統(tǒng)分為B/S架構(gòu)的Web配置系統(tǒng)和C/S架構(gòu)的桌面系統(tǒng)兩部分，如圖1所示。這種設(shè)計(jì)方式基于:1)B/S架構(gòu)已成為林業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的主流架構(gòu)，借助配置系統(tǒng)以便將通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行集成;2)使桌面系統(tǒng)可以專注于數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)與業(yè)務(wù)流程、功能的松散耦合。Web配置系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)交換以及桌面系統(tǒng)的配置管理功能模塊，支持本地和遠(yuǎn)程配置方式。數(shù)據(jù)交換通過將事先制作完成的支撐數(shù)據(jù)提供給桌面系統(tǒng)，作為各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，并將采集完成的數(shù)據(jù)返回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，提供給其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)使用。配置管理支持對(duì)采集數(shù)據(jù)、支撐數(shù)據(jù)以及桌面系統(tǒng)功能界面的配置，并將配置結(jié)果保存在XML配置文件中，作為桌面業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。通過配置系統(tǒng)為桌面系統(tǒng)提供支撐數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)配置，就可以為不同業(yè)務(wù)定制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。桌面系統(tǒng)包括通用功能元件、業(yè)務(wù)系統(tǒng)配置、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的管理以及界面的生成4個(gè)功能模塊。通用功能元件包含數(shù)據(jù)采集的一般功能。業(yè)務(wù)系統(tǒng)配置提供配置內(nèi)容的讀寫功能。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理根據(jù)配置實(shí)現(xiàn)對(duì)不同業(yè)務(wù)支撐數(shù)據(jù)的訪問、更新以及采集數(shù)據(jù)的導(dǎo)出。界面生成根據(jù)配置信息生成特定于業(yè)務(wù)的系統(tǒng)界面。桌面系統(tǒng)框架采用變種MVC模式(模型--視圖--控制器)，該模式采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)［9］，使得視圖、控制器和模型可以隨業(yè)務(wù)而變。在數(shù)據(jù)層，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)分表存儲(chǔ)，空間數(shù)據(jù)表只存儲(chǔ)與業(yè)務(wù)無關(guān)的圖形信息，從而能以統(tǒng)一的形式訪問、處理及顯示空間數(shù)據(jù)，不受業(yè)務(wù)變化的影響。而與業(yè)務(wù)緊密相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)單獨(dú)存儲(chǔ)在屬性表中，并將與屬性數(shù)據(jù)相關(guān)的視圖、控制器及模型的變化存儲(chǔ)在用開普互聯(lián)智能表單平臺(tái)制作的表單文件、數(shù)據(jù)映射文件中，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)就可以基于表單文件、數(shù)據(jù)映射文件及配置文件動(dòng)態(tài)地構(gòu)建視圖、控制器及模型，從而將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的變化隔離在源代碼之外，使源代碼高度內(nèi)聚，不會(huì)變異。由于兩類數(shù)據(jù)的處理方式不同，數(shù)據(jù)間的完整性通過邏輯校驗(yàn)來保證。

關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

林業(yè)資源監(jiān)管通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)包括智能配置、界面自動(dòng)生成和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理技術(shù)。

1智能配置技術(shù)

智能配置技術(shù)是指將與業(yè)務(wù)相關(guān)的變化信息存儲(chǔ)在配置文件中，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)讀取配置文件，根據(jù)其中的信息實(shí)現(xiàn)對(duì)不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集功能的定制。當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集需求發(fā)生變化時(shí)，僅需通過改變配置信息就能滿足需求，這樣既增加了系統(tǒng)的靈活性，又能保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過配置系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能配置，主要包括系統(tǒng)配置、采集數(shù)據(jù)配置兩方面。（1）系統(tǒng)配置。系統(tǒng)配置包括支撐數(shù)據(jù)、用戶功能界面配置兩部分。支撐數(shù)據(jù)的配置內(nèi)容包括數(shù)據(jù)版本號(hào)，采集人員的賬戶信息及該賬戶關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)名列表，支撐數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)名稱、類型、對(duì)數(shù)據(jù)操作的命令和命令狀態(tài)列表。版本號(hào)為自然數(shù)值，作為數(shù)據(jù)是否需要更新的依據(jù);業(yè)務(wù)名列表的形式為“Reforestation/造林，Harvesting/采伐”，前面是業(yè)務(wù)系統(tǒng)的英文名，后面是對(duì)應(yīng)的中文名，之間用反斜杠隔開，指明賬號(hào)可以使用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);數(shù)據(jù)名稱為數(shù)據(jù)文件的名稱，類型包括數(shù)據(jù)庫(kù)、表和普通文件。命令指明了如何處理數(shù)據(jù)，包括覆蓋、更新、添加、刪除4種。命令狀態(tài)包括已執(zhí)行或未執(zhí)行，決定系統(tǒng)是否執(zhí)行命令。用戶功能界面配置內(nèi)容包括功能元件、邏輯驗(yàn)證規(guī)則和表單配置。功能元件和邏輯驗(yàn)證規(guī)則的配置目標(biāo)可以是單個(gè)圖層或整個(gè)系統(tǒng)。功能元件的狀態(tài)包括可見、隱藏、可用與禁用，當(dāng)不需要使用某項(xiàng)功能時(shí)，根據(jù)功能元件的名稱將其狀態(tài)設(shè)置為隱藏或禁用即可。邏輯驗(yàn)證規(guī)則的配置內(nèi)容包括SQL語句及其描述，通過執(zhí)行SQL語句進(jìn)行驗(yàn)證;SQL語句的執(zhí)行方式不隨業(yè)務(wù)變化，規(guī)則的描述為界面上呈現(xiàn)給用戶的信息，如地類檢查。表單的配置目標(biāo)是圖層，包括圖層名、表單文件名及其描述，通過將圖層名和表單文件名配對(duì)存儲(chǔ)，就能根據(jù)圖層找到對(duì)應(yīng)的表單進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)的錄入，描述為用戶界面上呈現(xiàn)給用戶的信息，如造林模式表。（2）數(shù)據(jù)配置。采集數(shù)據(jù)的配置包括需要導(dǎo)出的數(shù)據(jù)版本號(hào)、表名稱、數(shù)據(jù)記錄主鍵序列以及其他數(shù)據(jù)文件的名稱。數(shù)據(jù)版本是自然數(shù)值，作為外界是否需要下載該數(shù)據(jù)的依據(jù)。系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)名稱和主鍵序列導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

2功能界面自動(dòng)生成

功能界面自動(dòng)生成以功能元件為基礎(chǔ)，通過建立配置文件完成用戶界面的按需定制。（1）系統(tǒng)功能元件。系統(tǒng)是功能元件的集合，功能元件可能是單個(gè)功能或一類功能，如圖形創(chuàng)建是單個(gè)功能，圖形編輯是一類功能，在界面上表現(xiàn)為單個(gè)控件。本文使用功能元件名稱、控件名稱、功能狀態(tài)及功能描述來表達(dá)功能元件。對(duì)于用戶而言，只需配置功能名稱及狀態(tài)來控制功能界面。系統(tǒng)功能元件信息存儲(chǔ)在XML文檔中，該文檔需要按照模板文件制作，配置系統(tǒng)解析該XML文檔，并在界面上列舉出功能元件列表供用戶配置。（2）界面生成算法。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中涉及界面變化的模塊主要包括:1)空間編輯和拓?fù)湫ｒ?yàn)界面。該界面因功能是否需要使用而變化。2)屬性編輯界面。該界面隨數(shù)據(jù)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)而變化。3)邏輯校驗(yàn)界面。該界面隨校驗(yàn)規(guī)則內(nèi)容而變化。界面自動(dòng)生成以功能元件及系統(tǒng)配置文件為基礎(chǔ)，通過解析配置文件動(dòng)態(tài)生成用戶界面，生成流程如圖2所示。3個(gè)界面的生成算法各有不同?？臻g編輯和拓?fù)湫ｒ?yàn)界面的生成是根據(jù)配置對(duì)WindowsForm控件的可見性和可用性進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)的;屬性編輯界面的生成是通過加載開普互聯(lián)智能表單文件到WindowsForm窗體中來實(shí)現(xiàn)的，開普互聯(lián)智能表單界面如圖3所示;邏輯校驗(yàn)界面的生成是通過加載驗(yàn)證規(guī)則到WindowsForm窗體中的列表控件中來實(shí)現(xiàn)的。

3動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)管理

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)是結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)都可以隨需要而變化的數(shù)據(jù)庫(kù)［10--11］，在本文中是指整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的改變。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以單一業(yè)務(wù)配置為基礎(chǔ)，每個(gè)采集人員配備獨(dú)立的設(shè)備和采集系統(tǒng)，但在人力和設(shè)備資源有限的情況下，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要支持多個(gè)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)采集或多個(gè)采集人員共用一套設(shè)備和系統(tǒng)。系統(tǒng)需要根據(jù)業(yè)務(wù)、人員職責(zé)調(diào)用不同的支撐數(shù)據(jù)。解決方案為:建立以采集人員賬號(hào)名和業(yè)務(wù)名組合命名的文件夾，通過配置系統(tǒng)將不同的支撐數(shù)據(jù)放到對(duì)應(yīng)的文件夾內(nèi)。當(dāng)用戶登錄系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)依據(jù)賬號(hào)列出可操作業(yè)務(wù)，采集人員從中選擇業(yè)務(wù)名稱，系統(tǒng)就可以將正確的支撐數(shù)據(jù)供給用戶使用。

4數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換包括支撐數(shù)據(jù)的上傳及采集數(shù)據(jù)的下載，使用配置系統(tǒng)完成，交換的數(shù)據(jù)放在該系統(tǒng)目錄下。支撐數(shù)據(jù)的上傳有2種情況:1)采集系統(tǒng)的定制。將所有支撐數(shù)據(jù)以添加命令上傳，桌面系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)判斷是否存在數(shù)據(jù)，如果不存在數(shù)據(jù)，就會(huì)從配置系統(tǒng)目錄拷貝數(shù)據(jù)到本系統(tǒng)目錄，結(jié)合這些數(shù)據(jù)形成特定于業(yè)務(wù)的采集系統(tǒng)。2)部分支撐數(shù)據(jù)的變更。將部分支撐數(shù)據(jù)以添加、刪除、更新3種命令之一上傳，桌面系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)檢查配置系統(tǒng)目錄下的數(shù)據(jù)版本號(hào)，如果版本號(hào)小于配置系統(tǒng)目錄下數(shù)據(jù)版本號(hào)，就按照配置的命令進(jìn)行更改。數(shù)據(jù)采集完成并通過校驗(yàn)后，由桌面系統(tǒng)將數(shù)據(jù)導(dǎo)出并壓縮，然后拷貝到配置系統(tǒng)目錄。每導(dǎo)出一次數(shù)據(jù)都會(huì)累加版本號(hào)，系統(tǒng)用戶根據(jù)版本號(hào)下載最新的采集數(shù)據(jù)。

應(yīng)用實(shí)例

云南省臨滄市數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括區(qū)縣級(jí)造林作業(yè)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、林權(quán)宗地變更子系統(tǒng)以及采伐作業(yè)設(shè)計(jì)子系統(tǒng)，全部在林業(yè)資源監(jiān)管通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基礎(chǔ)上配置而成。配置分為2個(gè)步驟:1)準(zhǔn)備支撐數(shù)據(jù)。包括創(chuàng)建Geodatabase數(shù)據(jù)庫(kù)、制作MXD文件、表單文件以及表單和數(shù)據(jù)庫(kù)的映射文件。2)上傳支撐數(shù)據(jù)，使用配置系統(tǒng)對(duì)支撐數(shù)據(jù)、功能界面以及采集數(shù)據(jù)進(jìn)行配置并生成配置文件，與支撐數(shù)據(jù)一起作為桌面系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。3種業(yè)務(wù)的配置文件及支撐數(shù)據(jù)生成的系統(tǒng)界面如圖4～6所示。在界面上方，3個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)都具備相同的數(shù)據(jù)編輯、校驗(yàn)、查詢、地圖制作以及數(shù)據(jù)交換工具;界面主體為地圖展示區(qū)域，不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)加載相應(yīng)的MXD文件即顯示不同的地圖數(shù)據(jù);界面右方為屬性錄入界面，整個(gè)界面通過加載開普互聯(lián)表單文件生成，不需要改變系統(tǒng)源代碼就可以為不同業(yè)務(wù)顯示不同的屬性錄入界面。