信息工程论文发表浅论环境监测的信息系统设计

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　　1基本理论研究

　　1.1土壤环境

　　本文所讲的土壤环境是指影响土壤发生变化的各种因素。主要强调可供观察、变化周期短的相关因素,例如气候条件、生物因素、时间因素。其中,气候条件是指不同气候带的土壤能够显示有特色的特征;温度和水分的不同影响风化和沥滤程度;风可以移动沙子和其他碎粒;降水的类型和数量影响土壤形成,协助了发展不同土壤剖面;季节和日常温度波动影响土壤动力、冰冻和融化时风化影响水的效力是一个打破岩石和其他结实物质的作用结构;温度和降水率影响生物活动、化学反应速率和其他植物被覆的种类。

　　生物因素是指植物、动物、真菌、细菌与人类会影响土壤的形成,动物与微生物混合土壤并形成洞穴与孔隙,使得水汽与气体能够在土壤内移动;植被也有许多不同的方式来影响土壤的形成,其可以避免雨水冲刷土壤表面防止表面径流(surfacerunoff);植物也可以遮蔽下方土壤,使土壤保持较低温度与降低蒸发散量进而保留更多的水分;植物也会借由蒸散作用(transpi-ration)来加速土壤水分的散失,可以合成新的化学物质,借此来打破或者形成土壤颗粒;植物的根系会在土壤中形成通道[1];人类的活动亦会影响土壤的形成,包括借由移除土壤的植被使得土壤被冲蚀;混合不同土壤层,使得被翻搅至上层为风化的土层开始风化,并重新开始土壤的形成过程。时间因素是所有因素中必须的条件:随着时间的推移,土壤变化特征依赖于其它的形成因素,土壤的形成需要时间,并与其他因素的相互影响,土壤是在不断变化的。

　　1.2土壤信息系统

　　土壤信息系统是指由土壤资料建立起来的数据库语言与软件系统。可用以指导施肥、灌溉、土壤管理,也可对土壤的性状改变进行监测、预报、调控,是地理信息系统、农业信息系统的组成部分。

　　2技术平台构成

　　2.1基础信息平台

　　基础信息平台主要是通过综合运用RS,GPS和数字化控制系统(DigitalControlSystem,DCS)等技术手段,快速采集相关的自然地理信息,社会经济属性信息等数据,结合计算机网络,GIS技术,数据库技术等建立空间数据库及其对应的属性数据库,实现数据的有效存储管理。基础信息平台的构建要充分考虑土壤信息标准化,建立元数据标准和数据共享体制,将获取的各类信息和数据进行规范化处理,最后统一入库。构建标准化和规范化的农业环境信息数据库与共享平台机制。

　　2.2信息服务平台

　　信息服务平台是实现资源共享、统一标准的保障,由信息服务中间件、模型库、知识库和资源服务管理器等组成。

　　1)信息服务中间件[2]信息服务中间件是信息服务平台的核心。该土壤环境监测信息系统的中间件主要包括时空GIS中间件、WebGIS中间件以及三维虚拟中间件。

　　2)模型库模型是现实业务应用数字化处理的技术核心,模型库是一个庞大的业务处理集,是按照共享协议和相关标准而编制的功能单元的集合。

　　3)知识库知识库是数据库概念在知识处理领域的拓展和延伸。知识库管理系统所涉及的关键技术主要有知识获取、知识表示以及知识库组织、维护以及调用等几个方面。

　　4)资源服务管理器资源服务管理器是面向用户的,通过应用服务平台的一个窗口,实现用户对共享资源的查询检索、登记注册以及获取使用等功能[3]。

　　2.3决策应用平台

　　决策应用平台是该信息系统平台建设的最终目的。直接面向土地管理部门的工作人员。它是在信息服务平台的支持下,调用基础信息平台获取的土壤基础信息和动态监测信息,对信息进行分析、预测和评价,满足管理的业务需求,为各管理决策部门提供科学、合理的优化方案和决策信息。

　　3系统总体设计

　　3.1系统总体设计思想

　　首先,系统站在实用化、科学性的高度,采用面向服务的设计思想,面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引,将农业管理工作纳入计算机网络信息管理之中;其次,平台的设计要遵循当前主流的接口规程、协议标准和当前流行的组件技术,采用面向对象的软件工程技术;最后,平台的设计在考虑满足当前土地利用需求的同时,充分考虑了后续工作的相关性。图1为土壤环境动态监测信息系统登录界面。

　　3.2系统运行环境设计

　　1)系统的硬件环境设计系统运行在网络环境下,由数据库服务器、应用服务器、WebGIS服务器以及相应的网络设备组成。本系统的操作模式主要采用B/S与CIS相结合的方式。用户应用功能模块采用B/S模式。数据编辑功能模块采用CIS模式,来提高空间数据的存储效率。2)系统的软件环境设计本系统中,软件环境设计中的数据库设计首选Ora-cle9i系列,备选SQLServer数据库。

　　3.3系统逻辑结构设计

　　系统平台在逻辑上分为四个逻辑层:信息表示层、应用服务层、数据存储层和支撑技术层。其中,支撑技术是系统的理论基础,包括3S技术、DSS技术、基于组件的软件开发技术和WebGIS技术等。在整个框架中标准规范及数据定义、软硬件网络配置这两大部分贯穿于系统架构的始终。

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