第一章 应用系统软件技术方案1.1 系统概述1.1.1 背景森林火灾是森林的主要灾害之一，森林火灾不仅严重破坏森林资源，造成巨大经济损失，而且造成灾区及周边地区环境的严重污染。

1997年印尼、马来西亚的森林火灾不仅严重破坏了森林资源，而且造成东南亚地区严重的空气污染。

我国 1987年大兴安岭火灾及今年春季的内蒙古火灾都造成森林资源的严重损失。

因此，森林防火问题已引起世界各国的广泛关注，也是林业部门重要的基础工作之一。

森林火灾是林业生产的重大灾害之一，及时的火险预警在林业生产中具有十分重大的意义。

森林火险预警包括火情发现与观察， 火险预测报告和林火扑救组织等。

在 GIS中，结合森林资源图和地形图，提供合适的观察点和有效的观察控制区域，达到最大的观察范围，及时对火险进行预报。

另外森林火灾往往具有突发性的特点，这就需要森林扑火工作应该具备快速反应的能力，争取把森林火灾扑灭在萌芽状态，可以及时地查出火灾发生的地点、分析扑火最短路径及最近水源分布等情况，节省了大量的宝贵时间，大幅度地减少了火灾损失，节约了人力、物力和财力。

因此森林防火指挥系统的快速、准确、高效对有效地组织森林扑火显得尤为重要。

21世纪将是信息化的世纪。

全球计算机技术和网络技术取得了突飞猛进的发展，数据库、地理信息等技术已日趋成熟，为系统建设创造的良好的条件。

建立森林防火信息管理系统对林业整体管理的现代化水平具有深远的影响。

1.2 需求分析1.2.1 标准规范苍溪县森林防火指挥系统设计标准与规范是为森林防火的信息分类、数据格式、处理流程、处理平台等工作制定的一系列规范化文件，内容包括森林防火信息的内涵及范畴的界定、命名、术语及代码约定、操作规范和规程等，对于规范森林防火信息系统建设具有重要意义。

内容包括：数据采集内容标准和规范数据采集方法标准和规范数据更新与维护标准和规范数据共享标准规范森林防火信息化标准数字林业公共信息交换标准《森林法》《森林防火条例》《中华人民共和国森林防火工程技术标准》《全国森林火险区划工作指导手册》《林业信息化建设大纲》等。

1.2.2 需求内容1.2.2.2系统设计要求（1）系统设计根据不同层次信息管理的要求，确定信息的详细程度，做到微观信息与宏观信息既相对独立，又保持有机联系，充分发挥现代信息技术全面、及时、准确、客观的作用。

（2）根据森林防火工作的需要，力争做到边建设、边应用、边调试，在建设过程中，促进森林防火的管理，在应用中不断完善森林防火指挥中心信息系统建设。

（3）系统设计时充分考虑未来需求，使系统具有可扩展性，既保证当前的投资实效，也保证今后通过很少投资即可使系统与未来的技术发展水平相适应。

（4）根据不同层次（市、县区、乡镇）森林防火信息化建设的规划，结合苍溪县数字林业建设的实际情况，以林业生产布局和防火管理的需求为出发点，建立森林防火资源信息管理平台，有重点、分步骤地解决森林防火中的突破性的技术和管理问题，从森林防火指挥中心信息化建设着手，逐步使苍溪县森林安全管理向现代化、信息化、科学化方向发展。

（5）充分利用现有基础和条件，依靠市、县现有力量，开展森林防火数字化建设，尽量减少不必要的投资，对工程建设需要新增的硬件和软件，在符合标准的条件下优先使用国产设备和软件，争取以最小的投入实现最大的产出。

（6）根据实际应用需要，通过各种方式确保系统的人机界面友好，设计要求系统架构易于理解，系统界面简单实用，系统功能强大，系统管理方便，系统维护容易，使用户在较短时间内即可学会使用本系统，掌握全部功能。

1.2.2.3数据需求根据系统数据的不同用途，苍溪县森林防火指挥中心信息系统的操作数据分为五大类：（1）空间基础数据，主要是指国家测绘部门发布的各比例尺空间基础数据，如行政区划数据、交通数据、水系数据、卫星影像数据等。

（2）林业基础数据，主要是指面向林业应用的各比例尺空间基础数据，如森林资源二类调查数据、林业基础设施数据等。

（3）防火专题数据，主要包括火点分布图、火险区划图、防火设施分布图、救火资源分布图、了望台分布图、重点防火对象分布图、森林防火隔离带分布图、森林防火隔离带规划图、森林防火设施规划图和森林扑救队伍分布图等。

（4）元数据，即描述数据的数据，包括现有数据的详细清单、名称和数据项定义、名称和定义的关键字列表、数据清单索引和访问关键字列表。

（5）其它多媒体格式的数据。

根据以上分析，苍溪县林业防火指挥中心包括大量的林业专用数据，因此，要求采用高性能数据库服务器，及大容量数据存储系统，并且能随着业务的发展，能方便进行扩充。

苍溪县林业局防火指挥中心包括、文本、图像、视频、语音数据应用，要求在网络主干网上提供足够的带宽和可保障的服务质量，满足大量用户对带宽的基本需要，并保留一定的余量供突发的数据传输使用，最大可能的降低网络传输延迟。

整个网络在服务质量（QoS）、预留宽带设置、合理进行带宽管理方面应提供优良的品质。

1.2.2.4数据更新本系统数据更新方法按完全人工更新、人工辅助计算机自动更新设计，随着计算机应用的普及，今后可发展为人工辅助计算机自动更新。

数据更新从数据覆盖范围分为地市级和县级数据的更新，从数据类型分为基础地理数据、遥感数据、林业基础数据更新等局部更新。

为保证系统的延续性，一般只对发生变化的数据库记录和图库更新，图库与属性相连者同时更新二者。

1.2.3技术指标系统设计的森林防火各类项目与技术指标按照国家林业局科技司2003年4月发布的《国家林业局数字林业标准与规范》执行，内容如下： 地图平面坐标系：大地基准采用北京1954基准面。

地图高程基准：采用1985国家高程基准。

支持的操作平台：服务器端：Windows2000/2003/XP；客户端：Window9X/Me/2000/2003/NT/XP系统结构：B/S和C/S混合结构。

系统数据库海量数据的显示速度指标应在15秒以内。

1.3 系统构架1.3.1 系统结构设计1.3.1.1 系统功能框架整个系统采用B/S和C/S混合结构，可实现多种信息的发布、查询、统计和分析功能，以及多源、多比例尺数据的整合、复杂图形数据的生成和处理，能够辅助进行扑火现场指挥。

系统功能框架示意图1.3.1.2 系统物理结构系统物理结构示意图1.3.2 技术架构与关键技术1.3.2.1 基于J2EE的系统设计MVC视图J2EE是一套全然不同于传统应用开发的技术架构，包含许多组件，主要可简化且规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再用价值。

J2EE核心是一组技术规范与指南，其中所包含的各类组件、服务架构及技术层次，均有共通的标准及规格，让各种依循J2EE架构的不同平台之间，存在良好的兼容性，解决过去企业后端使用的信息产品彼此之间无法兼容，导致企业内部或外部难以互通的窘境。

在J2EE架构下，开发人员可依循规范基础，进而开发企业级应用；而不同J2EE供货商，同会支持不同J2EE版本内所拟定的标准，以确保不同J2EE平台与产品之间的兼容性。

对于开发人员而言，只需要专注于各种应用系统的商业逻辑与架构设计，至于底层繁琐的程序撰写工作，可搭配不同的开发平台，以让应用系统的开发与部署效率大幅提升。

从整体上讲，J2EE是使用Java技术开发企业级应用的一种事实上的工业标准，它是Java技术不断适应和促进企业级应用过程中的产物。

各个平台开发商按照J2EE规范分别开发了不同的J2EE应用服务器，J2EE应用服务器是J2EE企业级应用的部署平台。

由于它们都遵循了J2EE规范，因此，使用J2EE 技术开发的企业级应用可以部署在各种J2EE应用服务器上。

J2EE组成了一个完整企业级应用的不同部分纳入不同的容器(Container)，每个容器中都包含若干组件(这些组件是需要部署在相应容器中的)，同时各种组件都能使用各种J2EE Service/API。

J2EE容器包括： Web容器EJB容器Applet容器Application Client容器通过这四个容器，J2EE能够灵活地实现前面描述的企业级应用的架构。

在View部分，J2EE提供了三种手段：Web容器中的JSP(或Servlet)、Applet 和Application Client，分别能够实现面向浏览器的数据表现和面向桌面应用的数据表现。

Web容器中的Servlet是实现Controller部分业务流程控制的主要手段；而EJB则主要针对Model部分的业务逻辑实现。

至于与各种企业资源和企业级应用相连接，则是依靠J2EE的各种服务和API。

1.3.2.2地理信息技术地理信息系统是在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、存储、管理、操作、模拟、显示和综合分析的计算机技术系统。

国际互联网（Internet）和地理信息系统（GIS）改变着地理空间信息的获取、共享、发布与分析。

网络与地理信息系统结合成Internet GIS/WebGIS 是GIS软件发展的必然趋势。

互联网已经成为GIS的新的操作平台。

Internet GIS应是一个交互式的、分布式的、动态的地理信息系统。

它不仅为全球用户提供分布式地理信息数据，而且还提供在线分布式地理信息处理与分析的工具。

1.3.2.3基于剧场模式的构件开发架构技术基于剧场模式的构件开发架构技术是安联公司具有自主知识产权，并通过了著作权登记的软件开发构架技术。

该技术应用于具有灵活配置管理的业务集成应用系统。

基于剧场模式的构件开发架构，分成架构核心组件集、方法库、脚本规则编辑器、外部扩展构件集等四个部分。

架构核心程序集读取根据脚本规则编辑程序集以可视化方式定义的脚本规则，并完成脚本规则的解析，根据规则定义完成特定的实现具体业务逻辑的外部构件的创建、加载、装配和组织，并通过识别规则中的定义将特定的模型方法与业务逻辑绑定。

在此基础上，开发出满足不同用户需求的应用子系统。

在系统设计时，可能需要引入剧场模式的问题有：交互式用户接口非常容易改变需求，用户对界面风格喜好和交互方式的变化，同一数据模型需要大量不同的数据视图来表现，各种视图的运行序列需要不断的调整。

以剧本类、角色、场景构成剧本体系，以抽象构件为载体，通过剧本项工厂实现动态联编，最终利用构件容器组件封装展现为系统的操作界面。

于是：全三维仿真的GIS作为“舞台”；正在操作的功能模块或者正被调用的其它系统（如视频监控）作为“当前角色”；而诸如导航窗体、通信指令窗口、对话框等则成为当前“剧情”的“背景”。

情景化的操作使操作员和指挥员很容易进入角色，操作界面也更加友好，整个系统的体验更加身临其境。

系统全三维背景作为操作情景化的舞台1.3.2.4 海量地理空间数据快速显示技术海量地理空间信息显示速度是反映林火管理信息系统性能的一个十分重要的指标。