地下水污染预警系统的开发模式与主要功能

一、系统开发模式

（一）GIS二次开发模式

GIS二次开发模式主要有三种：独立开发模式、宿主型开发模式、GIS组件开发模式。独立开发难度太大，宿主型二次开发受GIS平台所提供的脚本语言的限制，因此，结合GIS工具软件与可视化开发语言的集成二次开发方式是GIS应用开发的主流。它的优点是既可以充分利用GIS工具软件对空间数据库的管理、分析功能，又可以充分利用可视化软件开发工具的高效方便等编程优点，集二者之所长，不仅能大大提高应用系统的开发效率，而且使用面向对象的可视化软件开发出来的应用程序具有更好的用户界面，更强大的数据库功能。

组件式GIS的基本思想是把GIS的各功能模块划分为若干个组件，每个组件完成不同的功能。各个GIS组件之间，以及GIS组件与其他非GIS组件之间，通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用系统。组件式GIS具有二次开发方便、易于集成、无限扩展等特点。有利于提高二次开发的效率，增强GIS系统中各子系统之间的集成度，便于与其他信息系统集成，为其他信息系统提供地理信息处理功能。

因此，本系统采用VB.NET+Arc GIS Engine+Access集成的组件式GIS二次开发模式，利用建立在组件开发基础上的Esri Arc GIS提供的Arc GIS Engine实现GIS的基本功能，以通用软件开发工具，尤其是可视化开发工具Visual Basic.NET为开发平台，进行二者的集成开发。

（二）应用程序的四层模型

面向对象的、基于模块化的组件设计需要能够方便地修改应用程序的各个部分。完成这一目标的一种好方法就是在层上工作，将一个应用程序的主要功能分离到不同的层或者级中。从本质上讲，层代表了一个应用程序主要的功能。系统采用的是当前比较流行的多层应用程序中的四层模型。四层模型的结构关系图见图13—4。

图13—4 四层模型的结构关系图

（1）用户层

用户层只提供用户使用界面和简单的界面数据合法性验证。

（2）业务外观层

业务外观层为用户层提供处理信息浏览界面。这一层是作为SGWMIS.sln解决方案文件中的Business Facade项目实现的。业务外观层用作隔离层，它将用户界面与各种业务功能的实现隔离开来。除了低级系统和支持功能之外，对数据库服务器的所有调用都是通过此程序集进行的。

（3）业务规则层

业务规则层是作为SGWMIS.sln解决方案文件中的Business Rules项目实现的，它包含各种业务规则和逻辑的实现。

（4）数据访问层

数据访问层为业务规则层提供数据服务。这一层是作为SGWMIS.sln解决方案文件中的Data Ac cess项目的实现。

这种分层设计方式很有用，因为每一层都可以独立地修改。可以修改商务层，不断地从数据层接受相同的数据，并把这些数据传递到表示层，而不用担心出现歧义。也可以修改表示层，使得对于外观的修改不必改动下面的商务层逻辑。

二、系统主要功能

系统主要包括系统管理、研究区信息、水质评价、水质预测、含水层固有脆弱性评价、污染风险评价、污染预警、帮助等功能模块。

（一）系统管理功能

包括项目管理、添加文件、查看结果、退出系统。

（1）项目管理：实现新建项目、打开项目、保存项目、关闭项目的功能。

（2）添加文件：用于添加研究区水质数据文件和相关的图形文件。

（3）查看结果：用于查看当前项目已保存过的水质评价、水质预测、水质预警等运行结果。

（二）研究区信息管理功能

包括数据信息和空间信息管理两方面，实现各种基本信息数据的输入，并对已存储的各种数据内容进行修改、添加、删除等操作。

（三）图形显示功能

对于空间图形，可以任意选择显示一个或多个图层，对于矢量图层可以任意放大、缩小、漫游、全屏显示和复位等。图形显示窗口是一个如图13—5所示的窗口，它包括：工具栏、目录树栏、视图区和缩略图区。

图13—5 图形显示窗口

（1）工具栏

工具栏里提供了比较常用的视图工具，包括

（2）目录树栏：包含了图件各层信息，包括标注，点图层、线图层、面图层。可以在图层选项中任意打开或关闭某一层，从而选取需要显示的信息。

（3）缩略图区：该区显示了当前图的缩略图，图中的红色方框表示右侧视图区当前显示区域。挪动视图，红框的位置随视图的移动而移动，从而实现了用鹰眼对全图进行缩放浏览跟踪。

（4）视图区：显示图件的大量信息，包括所有的点、线、面，标注、图例等。

三、帮助

系统提供了HTML格式的帮助文件，用户可以从中了解系统所有功能的操作步骤，如图13—6。

图13—6 系统帮助

四、系统特点

地下水污染预警系统是一个集MIS、GIS业务和水质污染预警专业模型为一体的图文一体化信息系统，系统具有以下特点：

（1）系统采用通过.Net开发平台将Arc GIS Engine中提供的GIS控件和自主开发的组件有机地融合在地下水水质与污染预警管理中，是一种理想的组合方式。

（2）系统从设计到实现都遵循了实用性原则。该系统易于使用、便于系统管理、数据更新简便，具有优化的系统结构和完善的数据库系统，以及友好的用户界面。

（3）系统具有一定的空间分析功能、具备缓冲区分析、叠加分析、空间插值等功能，而且能够对空间数据进行等值线、等值面作图等。

（4）采用面向对象设计与交互式设计的思想，系统功能逻辑清晰、内容丰富、功能较强。具有模糊综合评价、神经网络、灰色模型、时间序列分析等数学模型。可以进行水质评价、预测、含水层固有脆弱性评价、污染源荷载风险评价、污染风险评价、水质污染预警。运行结果能以形象、直观的地图、表格和图表以及由它们互相组合形成的复合地图等多种形式表现用户所需的信息。