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1、基于WebGIS技术的自来水管网信息管理系统设计与实现摘要 当前我国的水资源的利用，一方面感到水资源紧张，另一方面浪费又很严重。水资源管理是一个庞大的系统工程，它涉及管网维修、管网改造、图纸档案、管网数据统计等诸多方面，致使管网的维修和管理任务十分繁重。管网建模方面，主要涉及，管线信息、阀门信息的管理，管线、阀门的维护和管线、阀门的报修等问题。本系统是为了解决复杂的传统的自来水管网的管理工作，使其变成可视化的管理模式。课题利用WebGIS 的分布式与可视化的地理空间信息分析的优势 ，从城市供水系统管理的实际需求，从系统体系框架、功能组成和系统实现描述了基于WebGIS技术的自来水管网信息管理系
2、统设计，可为供水部门的高效管理提供决策依据。本系统是基于WebGIS技术的，实现对供水管网数据的管理，提供能够对管网实时更新（包括添加和删除）的功能；具有事故分析和处理功能，对发生爆管等漏水事故能迅速制定方案，从而显著提高事故处理和抢修的效率，大大的降低了损失；同时为了施工等的需要，能够使用户能更清晰、更形象地了解管段之间的空间分布位置。关键词：管网建模、管线、阀门、地理信息系统 Based on WebGIS technology water pipe network information management system design and implementationAbstrac
3、tThe use of water resources in our country, on the one hand feel tension of water resources, on the other hand waste is very serious.Water resources management is a huge system engineering, it involves network maintenance, network transformation, the drawing files, network data statistics and so on
4、many aspects, the network maintenance and management of the task is very heavy.Network modeling aspect, mainly involved, pipeline, valve information management, pipeline, valve and pipeline maintenance, the valve repair service, etc. This system is to solve the traditional tap water pipe network man
5、agement of complex, make it become the visual management mode. Subject using the distributed WebGIS the geographical spatial information visualization and analysis of the advantages, from the actual demand of urban water supply system management, from the system framework, function describes the com
6、position and system implementation based on WebGIS technology of tap water pipe network information monitoring and management system design and implementation, can provide decision-making basis for the efficient management of water supply department. This system is based on WebGIS technology, to rea
7、lize the management of water supply network data, network can provide real-time updates (including add, and delete) functionality; Has the accident analysis and processing functions, tube etc. Leaking accident on make plan quickly, significantly improve the efficiency of accident treatment and repai
8、r, greatly reduced the loss; At the same time in order to meet the demands of construction and so on, enables users to image clearer and more understanding of the section between the spatial distribution of location. Keywords: network modeling，pipeline，valve，WebGIS目录摘要IAbstract.II1 引言.11.1课题研究背景11.2
9、课题研究意义11.3课题的研究内容21.4论文组织结构21.5本章小结32 WebGIS相关技术.42.1地理信息系统（GIS）42.2 WEBGIS 的概念和特点42.3 WEBGIS主要系统平台72.3.1 CGI-通用网关接口模式72.3.2 PLUG-INS GIS 插件82.3.3 JAVA APPLET82.3.4 基于分布式超图模式112.4 WEBGIS 发展趋势和应用前景122.5 本章小结133 整体方案分析.143.1 基本方案的提出143.1.1 方案目的143.2 方案分析143.2.1 系统的具体功能143.2.2 系统功能模块图143.2.3 数据库设计153.2
10、.4 功能结构图193.2.5 开发环境203.3 本章小结204 详细实现.214.1 登录功能设计214.1.1界面设计214.1.2功能设计214.1.3模块功能流程图及详解214.2 注册界面设计224.2.1界面设计224.2.2功能设计234.2.3模块功能流程图及详解234.3 管线管理功能设计244.3.1界面设计244.3.2功能设计254.3.3模块功能流程图及详解264.4 阀门管理功能设计264.4.1界面设计274.4.2功能设计274.4.3模块功能流程图及详解284.5 报警信息管理功能设计294.5.2功能设计294.5.3模块功能流程图及详解304.6 维修信
11、息管理功能设计314.6.1界面设计314.6.2功能设计314.6.3模块功能流程图及详解324.7 阀门节点地图设计334.7.1界面设计334.7.2功能设计334.7.3模块功能流程图及详解344.8 本章小结345 总结与展望.35致谢37参考文献36外文资料翻译38V1引言1.1课题研究背景地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是在上个世纪60年代发展起来的一门新型的管理地学信息的科学技术，是对与地理环境有关的问题进行分析和研究的学科。它不仅是关于地理数据获取、存储、转换、分析和表达的原则、方法和工具，而且提供了认识空间现象的思维方式
12、和解决空间问题的方法，可以用于定义、分析、表达复杂的空间现象。 经过近半个世纪的发展，地理信息技术已渗透到人们生产生活的各个领域。在我国，地理信息系统虽然起步较晚，但发展势头强劲，加之政府政策的正确导向作用，地理信息系统已经从初步发展时期的研究实验、局部应用转向实用化、集成化、工程化，为国民经济发展提供辅助分析和决策依据。GIS在研究和应用过程中逐步走上产业化道路，正成为国民经济建设普遍使用的工具，并在各行各业发挥着重大作用。1.2课题研究意义水资源是维持国民经济增长和社会发展的重要能源。随着近年来全球经济的持续快速发展和环境污染现象的加剧，水资源短缺已经成为经济可持续发展的重要因素。一方面
13、，供水管网因跑、冒、滴、漏等原因造成的水浪费问题一直未能得到有效解决，大量宝贵的水资源得不到有效利用。另一方面，水资源管理是一个庞大的系统工程，它涉及管网维修、管网改造、图纸档案、管网数据统计等诸多方面，致使管网的维修和管理任务十分繁重。本课题充分发挥WebGIS 的分布式与可视化的地理空间信息分析的优势 ，从城市供水系统管理的实际需求，从系统体系框架、功能组成和系统实现描述了基于WebGIS技术的自来水管网信息管理系统设计，可为供水部门的高效管理提供决策依据。1.3课题的研究内容该系统建设的目标是实现对供水管网数据的管理，提供能够对管网实时更新（包括添加和删除）的功能；具有事故分析和处理功能
14、，对发生爆管等漏水事故能迅速制定方案，并打印抢修工作所需的各类报表、图纸，从而显著提高事故处理和抢修的效率，大大的降低了损失；同时为了施工等的需要，能够使用户能更清晰、更形象地了解管段之间的空间分布位置（见图1.1）。1.4论文组织结构论文内容安排如下：第一章，简要概述了课题研究的背景与研究意义、主要的研究内容以及本文的结构组织。第二章，第2章介绍了WebGIS及其相关技术。包括 WebGIS的概念,基本特征,并详细介绍了WebGIS的实现技术。论述了实现技术的原理及体系结构。最后比较了这五种实现技术,为我们在供水管网管理开发技术的选择提供了基础。第三章，在前两章的基础上,研究了课题的解决方案
15、,并对解决方案加以分析。第四章，详细的介绍了如何实现基于WebGIS技术的自来水管网信息管理系统,然后展示了开发成果以及测试结果,该章节是课题研究的核心,也是本文最重要的一部分。第五章，主要是对本课题的一个总结,以及对后续工作的一个展望;1.5本章小结本章主要讲述了课题的研究背景,对于当前自来水管网信息管理状况做了分析,大致的介绍了课题的研究意义和研究内容,最后描述了一下本文的文章组织结构。2WebGIS相关技术2.1地理信息系统（GIS）1) 地理信息系统(Geographic Information System 简称 GIS)是一项以计算机为基础的新兴技术，围绕着这项技术的研究、开发和应
16、用形成了一门交叉性、边缘性的学科，是管理和研究空间数据的技术系统，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。2) 地理信息系统在国内外研究应用，尽管现存的地理信息系统软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况。一是利用 GIS 系统来处理用户的数据；二是在 GIS 的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软件。目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。2.2 WEBGIS 的概念和特
17、点1）WebGIS 的概念：随着 Internet 技术的不断发展和人们对地理信息系统(GIS)的需求，利用 Internet在 Web 上发布和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能，已经成为 GIS 发展的必然趋势。于是，基于 Internet 技术的地理信息系统WebGIS就应运而生。2）WebGIS的特点：WebGIS 是 Internet 技术应用于 GIS 开发的产物。WebGIS 具有以下特点：（1）全球化的客户/服务器应用全球范围内任意一个WWW节点的Internet用户都可以访问WebGIS服务器提供的各种 GIS 服务，甚至还可以进行全球范围内的 GIS 数
18、据更新。（2）良好的可扩展性WebGIS 很容易跟 Web 中的其他信息服务进行无缝集成，可以建立灵活多变的GIS 应用。（3）跨平台特性在 WebGIS 以前，尽管一些厂商为不同的操作系统(如: Windows, UNIX, Macintosh)分别提供了相应的 GIS 软件版本，但是没有一个 GIS 软件真正具有跨平台的特性。而基于 Java 的 WebGIS 可以做到，“一次编成，到处运行”, 把跨平台的特点发挥得淋漓尽致。3）WebGIS 的设计思想：CGI 和Sever API 是较早应用于WebGIS 开发的方法。其中CGI 是通用网关接口(Common Gateway Inter
19、face)的英文缩写，它建立了Internet 服务器与应用程序之间的接口。基于CGI 的 WebGIS 是按照如下方式实现 WWW 交互的：用户发送一个请求到服务器上，服务器通过 CGI 把该请求转发给后端运行的 GIS 应用程序中，由应用程序生成结果交还给服务器，服务器再把结果传递到用户端显示。SeverAPI是经过扩充的CGI工具，比如Microsoft的ISAPI和Netscape的NSAPI。采用ServerAPI,服务器 请求后端 GIS 应 用 程 序 时 不 用 重 新 启 动 该 程 序 ， 而 是 通 过IPC(Inter-process Communication, 进程
20、间通讯协议)与之进行信息交换。目前的大部分 WebGIS 是采用的 CGI/Sever API方法。但是，CGI 机制本身有很大的缺陷，对于每一个客户机的请求，都要重新启动一个新的服务进程，从而影响速度。它不适应于编写最新的客户/服务器应用软件，也不适合编写面向对象的 Java客户机。经过各种扩充的CGI工具也无助于问题的解决，因为不管是采用进程间DLL，递 x, y 坐标到服务器端处理，生成新的栅格图传递到客户端显示，增加了服务器和网络传输的负担。服务器插件或者是 ORB 对象的方案，它们都需要 HTTP 和 Web 服务器作为中介，来协调服务器和客户机对象之间的通信。一个客户机对象无法直接
21、调用服务器对象，客户机与服务器对象之间交互的基本形式仍然是 HTML 表格。对于象 WebGIS 这样复杂的客户/服务器应用来说，网络通信量相当大，采用这种方式很难进一步提高速度。为了解决这个问题，1997 年 6 月诞生了 Web 的一种分布式对象方案，称为“Object Web”. Object Web 将是 Internet 变革中的又一个新浪潮。基于 Object Web 规范的 WebGIS 可以称为分布式对象 WebGIS, 这是 WebGIS 的最新发展方向。基于 Object Web 开发的 WebGIS 可以有效避免 CGI 形成的瓶颈，允许客户机直接调用服务器上的方法。分布
22、式对象平台提供一种可以伸缩的由服务器到服务器的体系结构，服务器对象可以运行在多个服务器上，从而可以动态平衡客户端请求的负载。目前，有两套不同的 Object Web 规范正在进行着激烈的竞争：一个是 Object Management Group 和 Javasoft 公司的联合推出的 CORBA/Java 标准，另一个是Microsoft 公司提出的 DCOM /ActiveX 标准。两个标准各有千秋，相持不下。尽管 Java编译器在不断改进，但是 CORBA/Java 在运行速度上仍然不如 DCOM/ActiveX。和 Java 一样，CORBA/Java 规范的最大优势仍然在于其跨平台能
23、力，适用于 Windows,Macintosh, UNIX 等，而 DCOM/ActiveX 目前还只能运行于 32 位 Windows 系列操作系统。不过，Windows 系列操作系统的市场占有率达 80%以上，在 Internet 客户端的计算机市场里，其占有率则可能更高。究竟选用何种规范来开发 WebGIS，需要根据软件的设计目标来权衡各方面的因素。进行 WebGIS 设计的另外一个重要选择是，在客户端使用矢量地图或者栅格地图。如果使用矢量图形，一般需要在客户端事先安装插件(plug-in), 或者运行时自动下载 Java Applet 抑或 ActiveX 控件；在客户端使用栅格图像则
24、不需要而任何额外程序。不过，正因为在客户端使用了插件、JavaApplet 或者 ActiveX 控件，采用矢量图形方式可以在本地执行许多操作，比如：地图放大缩小、漫游、就地选择并高亮显示，在一定程度上减少了服务器端的负载和网络上的数据传输量；采用栅格图像方式，在客户端只能读得鼠标的 x, y 坐标，进行地图缩放、平移和选择等操作都要传递 x, y 坐标到服务器端处理，生成新的栅格图传递到客户端显示，增加了服务器和网络传输的负担。2.3 WEBGIS主要系统平台国外已有许多WebGIS 产品, 如MapInfo MapXtreme, GeoMedia Web Map, ArcView IMS,
25、 Map Guide, Autodesk MapGuide, GeoBeans, GeoSurf, CD WebGIS 等。与传统的 GIS 相比，WebGIS 系列产品具有更广泛的访问范围；客户端平台独立,信息更新快；可以降低系统成本,减少各行业基础数据的重复建设；具有更简便的操作；平衡高效的计算负荷等特点。WebGIS 软件可以应用在农业、土地管理、城市建设、人口、水利等领域,特别是在一些公共信息服务如公交路线查询、旅游线路选择、气象服务和土地价格公布等领域应用较为广泛。WebGIS 的实现方法主要有 CGI(Common Gateway Interface, 通用网关接口) 方法、服务器
26、应用程序接口方法(Server API 方法)、插件方法(Plug in 方法)、Java Applet方法以及 ActiveX 方法等。2.3.1 CGI-通用网关接口模式基于 CGI 模式的 Web GIS 的实现原理如图2.1所示。浏览器Web Server 请求 地图数据库 返回HTML 栅格图像 CGIMap Server关系数据库 客户端 服务器端 图2.1 CGI-通用网关结构图2.3.2 PLUG-INS GIS 插件基于 CGI 的系统仅提供给用户端(Client)有限的 GIS 功能，传给用户的信息都是静态的，而且用户的 GIS 操作都需要由服务器来处理。解决这个问题的方法
27、是把一部分服务器上的功能移到用户端上，这样不仅加快了用户操作的反应速度，而且也减少了互联网上的流量。一种方法是安装额外能和网络浏览器交换信息的专门 GIS 软件。这种增加网络浏览器功能的方法就叫“插入法”Plug-ins. 为便于其它软件厂商发展插入型软件，Netscape 公司专门提供了一套应用程序接口(API)。目前这种插入软件已被普遍采用，在多媒体领域尤为明显。这种插入软件不但可以增加网络浏览器处理地理空间数据的能力。使人们更容易获取地理数据，而且可以减少网络服务器的信息流量从而使服务器更有效地为更多的用户服务，因为大多数用户的数据处理功能可以由网络浏览器插入软件来完成。2.3.3 JA
28、VA APPLET浏览器JAVA Applet 客户端 Web服务器 CGI、NSAPI、ISAPI 服务器端数据库服务器 应用服务器（多线程）RMIIDLASPRMI JDBCServletCORBA IDL ODBC图2.2 Applet结构图尽管插件可以和网络浏览器一起有效处理空间数据，但这种方法仍有不少缺陷。首先，它将导致用户端负担过重，因为几乎每个软件厂商都希望它的软件能与互联网兼容。这显然不符合标准网络浏览器便宜简单设计思想。其次，众多的插入软件的管理会成为信息技术部门的一个大问题，因为任何人只要可以连上互联网都可以接收最新的插入软件，为解决上述各种问题，互联网程序语言应运而生。互
29、联网程序语言的出现标志着 Web GIS 的开始，目前最普及的互联网程序语言是由 SUN 公司开发的 Java。Java 是一种面向对象的计算机语言，它借鉴了 C, Smalltalk, Object C和Cedar/Mesa 等面向对象语言的优点，其特点是简洁动态适应性强，运行稳定、安全，对网络而言，与计算机结构体系无关，容易移植，在一种系统下发展的应用软件可以直接在完全不同的系统下运行。事实上 Java 编译器产生的是一种独立于任何操作系统的字节码 Bitecode, 这种字节码程序可以在任何一台 Java 虚拟机 Java Virtual Machine-JVM 上运行，任何系统只要支持
30、 Java 虚拟机就可以运行 Java 程序，而与程序在何种系统下发展和编译无关，目前 Netscape 和微软公司的网络浏览器都直接支持 Java 程序。第二种互联网程序语言是由微软公司提出的 Active X, 其实 Active X 控制是由OLE 控制 OCX 加上一些新的互联网的界面函数发展起来的，Active X 仍然依赖现有 OLE 编程体系来达到增加互联网的交互性目的，方法之一是利用一个 OLE 文件实体 DocObject 作为一个通用控制容器 Container。例如，微软公司的网络浏览器Explorer 就可以发展成为一个文件实体的控制容器，然后加入 GIS 引擎作为文个
31、实体的服务器函数。这样扩充后的网络浏览器就能显示和处理地理空间数据。Active X也可以作为服务器，例如，微软公司的分布式 COM （Distributed Common ObjectModel），将使在用户和服务器两端的 Active 控制互相交换信息，从而把整个网络上的负荷分布到各个不同的子网上。与 Java 相比，Active X 目前还没有解决非常重要的网络安全问题。基于 JAVA APPLET 模式的 Web Gis 软件简介： （1）国家遥感工程技术中心的地网 GeoBeans1.017GeoBeans 由于采用了构件化技术，方便了用户的二次开发。用户可根据自己的需求，用 JAV
32、A 定制自己的 Internet 应用和普通的桌面应用，具有较高的灵活性。它采用了 JDBC 和 ODBC 技术，可以与多种大型数据库相连，简化了对数据的操作和管理，实现了对分布式数据库的访问。还具备了直方图、曲线图、饼图等专题图功能，以及路径分析功能。使用自己的 gbd 格式,也可转换其它常见 GIS 数据格式，如Arc/Info Coverage, ArcView 的 SHAPE, MapInfo, MapGIS 等。2.3.4 基于分布式超图模式基于分布式超图模式其优点是显而易见的譬如说：矢量图形数据；任务分离；分布式计算；分布式服务器和客户端；多数据源的互操作性。但也有不少缺点：应该说
33、基于分布式超图模式的 Web GIS 是一种很有前途的产品，但正如 JAVA 本身的雷声大雨点小，其整体效率还有待提高。基于分布式超图模式的 Web Gis 软件简介： （1）武汉吉奥信息工程技术有限公司开发的国产软件的 GeoSurf基于分布式超图模式 GeoSurf 是 100的纯 JAVA 软件,它使客户机、Web Server和数据库服务器任务分离。Web Server 负责 Web 服务， 数据库服务器负责数据库管理和数据服务，其它任务由客户机完成。在客户机端，用户能完成放大、缩小、漫游、查询、统计、分析等基本操作。通过 Java 和 JDBC 可直接与 GeoStar 主系统选用的
34、数据库无缝连接， 如 Sybase, SQLServer 等，并能获取不同层次的数据信息。安全性强。客户机虽能获取数据信息，但不能修改数据库，不能将获取的数据在客户机端保存。图形分层调用、显示和管理；专题图制作；SQL 查询及图形属性互查；最佳路径分析；多种语言（汉、英、日语）根据用户需要实时转换即加即用，解决网络交流障碍。使用系统自身的 DHM 数据格式，也可转换 Arc/Info, MapInfo, MGE,GeoStar, AutoCAD 等数据格式。 （2）GeoSurf 2D 二维文件版GeoSurf 2D 包含配置管理、服务引擎、客户端浏览器、二次开发包，以文件方式来组织和管理空间
35、矢量数据。为二次开发用户提供 JavaBeans 组件来进行应用开发。GeoSurf 2D 服务端用 GeoSurf 2DAdmin 来管理和配置要发布的矢量数据和影像文件数据，启动服务后，通过 GeoSurf 2D Viewer 在 Web 浏览器中浏览发布的数据，二次开发用户通过二次开发包定制自己的应用和界面。GeoSurf2D 功能 包括：获取多种格式的数据源，GIS 的基本操作，分层显示，图形与属性互查的功能，专题制图功能，空间分析功能，影像显示与叠加功能。 （3）GeoSurf 3D 三维文件版GeoSurf 3D 包含配置管理、客户端浏览器、二次开发包，目前提供文件管理版本，发布的
36、数据以 CCGIS 软件制作的数据为基础，通过服务端配置管理软件 GeoSurf3D Admin 来进行发布数据转换和配置，启动服务后，使用 GeoSurf 3D Viewer 在Web 浏览器中浏览三维数据，二次开发用户通过二次开发包定制自己的应用和界面。2.4 WEBGIS 发展趋势和应用前景WebGIS 使 GIS 应用走向公众，通过网络可以将空间信息传至千家万户，如美国纽约州某县通过电视有线网，向公众发布城市和土地等信息。香港旅游局也正在着手建立香港旅游信息系统，该系统的基础数据直接来源于香港地政署的大型空间数据库，旅游信息则由旅游协会(TA)提供。计划首先在尖沙嘴等旅游热点安装触摸屏
37、，游客可以通过它直接了解香港地理环境和查询旅游信息。WebGIS 的数据传输量很大，目前 Internet 的速度还不能完全满足需求。MapGuide的插件大约为 1M, 使用 56K 的调制解调器(MODEM)也需要 20秒才能从服务器上下载过来。1997 年 2 月，美国总统克林顿提出“建立快 1000 倍的第二代互联网络，让12 岁以上的青少年人人都上互联网”。微软正在实施的一项计划中准备发射 840 多颗人造地球卫星，这些卫星将用于取代光纤进行 Internet 数据传输。可以预见，随着Internet 技术的发展，WEBGIS 应用终将走上普通人的办工桌、走进千家万户的家用电脑，与
38、Internet 本身一样成为人们日常生活必不可少的实用工具。WEBGIS 还可以应用于 Intranet 建立企业/部门内部的网络 GIS，可以在科研机构、政府职能部门、企事业单位得到广泛应用。WEBGIS 提供了一种易于维护的分布式GIS 解决方案。尽管目前的 WEBGIS 软件提供的空间分析功能很难满足专业应用的需要，但是随着技术的发展，WEBGIS 终将取代传统的 GIS。2.5 本章小结本章主要讲述了课题所需的技术和知识（WebGIS相关技术）,主要有地理信息系统的概念和在国内外研究应用；还有WebGIS技术的概念、特点、设计思想、应用平台和发展趋势和前景等。3整体方案分析3.1 基
39、本方案的提出 本系统是为了解决复杂的传统的自来水管网的管理工作，使其变成可视化的管理模式。3.1.1 方案目的 当前我国的水资源的利用，一方面感到水资源紧张，另一方面浪费又很严重。自来水管网信息管理是一个庞大的系统工程，它涉及管网维修、管网改造、图纸档案、管网数据统计等诸多方面，致使管网的维修和管理任务十分繁重。本课题充分发挥WebGIS 的分布式与可视化的地理空间信息分析的优势，从城市供水系统管理的实际需求，从系统体系框架、功能组成和系统实现描述了基于 WebGIS技术的自来水管网信息管理系统设计，可为供水部门的高效管理提供决策依据。3.2 方案分析系统主要包括管线管理、阀门管理、报警信息管
40、理、维修管理、用户信息查询、办事指南、政策法规、管线阀门地图、WebGIS介绍和用户注册登录界面。3.2.1 系统的具体功能(1) 用户登陆和用户注册功能；(2) 系统登录时自动加载数据源并显示工作空间中的地图；(3) 基本的地图操作：漫游、地图放大和缩小、鹰眼导航、刷新等；(4) 图例管理及简单的图层控制功能。(5) 查看图层及其单个对象的属性信息；(6) 具有事故处理功能；能够使用户能更清晰、更形象地了解管段之间的空间分布位置；(7) 系统具有管线、阀门信息管理模块和报警、维修信息管理模块。3.2.2 系统功能模块图系统的主要设想是包括5个模块，如图3.1所示： 自来水管网信息管理系统设计
41、运行状态监控模块查询统计模块漏损分析模块系统维护模块管网建模模块图3.1 系统功能模块图3.2.3 数据库设计数据库设计(Database Design)是指根据用户的需求，在某一具体的数据库管理系统上，设计数据库的结构和建立数据库的过程。一般，数据库的设计过程大致可分为5个步骤：需求分析；概念设计；逻辑设计；物理设计；验证设计。1）概念结构设计对用户要求描述的现实世界，通过对其中用户的分类、聚集和概括，建立抽象的概念数据模型。这个概念模型应反映现实世界各部门的信息结构、信息流动情况、信息间的互相制约关系以及各部门对信息储存、查询和加工的要求等。所建立的模型应避开数据库在计算机上的具体实现细节
42、，用一种抽象的形式表示出来，即E-R图。（1） 如图3.2所示，系统实体关系E-R图维修属于管线阀门事故报警处理 1 n 1 n 1 1图3.2 实体关系E-R图（2） 用户（用户编号、用户名、用户密码）如图3.3所示：用户用户名用户密码用户编号图3.3 用户E-R图（3） 阀门（阀门编号、管线编号、阀门状态、阀门名称、阀门坐标，所属管线名称）如图3.4所示：管线编号阀门编号阀门状态阀门阀门名阀门坐标所属管线名图3.4 阀门E-R图（4） 管线（阀门个数、管线编号、管线名称、管线长度、管线起点、管线终点、起点坐标、终点坐标）如图3.5所示：管线起点起点坐标管线名称管线长度管线编号管线阀门个数终
43、点坐标管线终点图3.5 管线E-R图2）逻辑结构设计主要工作是将现实世界的概念数据模型设计成数据库的一种逻辑模式，即适应于某种特定数据库管理系统所支持的逻辑数据模式。与此同时，可能还需为各种数据处理应用领域产生相应的逻辑子模式。这一步设计的结果就是所谓“逻辑数据库”。数据库模型图如表所示。表3.1 user用户表列名数据类型长度允许空useridint11uncheckedusernamevarchar100checkedpasswordvarchar100checked表3.2 jiedian阀门节点表列名数据类型长度允许空idint11uncheckedjiediannamevarchar
44、100uncheckedweizhivarchar100Checkedguanxianvarchar100Checkedmarkvarchar100Checkedzhuangtaivarchar100Checkedline_idint11unchecked表3.3 line管线表列名数据类型长度允许空line_idint11uncheckedlinenamevarchar100checkedstartvarchar100checkedendvarchar100checkedlengthdouble11checkedcountint11checkedstartmarkvarchar100checkedendmarkvarchar100checked表3.4 baojing事故信息表列名数据类型长度允许空shigu_idint11uncheckedjiediannamevarchar100checkedzhuangtaivarcharr100checkedtimevarchar11checkedreasonvarchar100checkedidint11unchecked表3.5 weixiu维修信息表列名数据类型长度允许空shigu_idInt11uncheckedweixiunameNvarchar