基于SOA和GIS的湖泊污染物迁移可视化模拟研究与应用

摘要

近年来，城市湖泊污染日益严重，水质堪忧。引水降污是控制水体污染、改善湖泊水质行之有效的手段，而在水体污染物数值模拟的基础上对水体置换的效果进行可视化模拟能够为引水降污的方案选择提供辅助支撑，具有重要的意义。为此本文对SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务的架构体系）技术和GIS（Geographic Information System，地理信息系统）技术展开了研究，以这两种技术为基础，构建了湖泊污染物迁移模拟系统，实现了湖泊污染物迁移过程的动态可视化模拟。
　　随着分布式应用的普及，SOA作为一种新兴的软件开发体系架构被人们提出并广泛运用到IT业中，SOA的优势无可比拟，它符合IT业的发展潮流，能很好的解决需求复杂的问题，能充分利用已有系统功能快速开发新系统。本文即根据GIS发展的特点，将SOA框架运用到GIS系统，从系统服务器端和客户端两部分着手，详细分析了系统构建的整个过程，剖析了使用GIS技术模拟湖泊污染物迁移的具体实现。获得的主要研究成果包括以下几点：第一，基于ArcEngine开发了GIS数据的实时批量转换功能，实现了水动力学计算结果的文本文件向GIS图层的可视化转换；第二，基于WPF界面开发技术，开发了以地图为主的GIS系统客户端显示界面，克服了当前大多数GIS平台的界面不丰富、可移植性差等不足之处，实现了与地图良好的交互查询和展示功能；第三，利用ArcGIS WPF API实现了湖泊流场、死水区、引水路线以及污染物迁移过程的可视化模拟，为引水降污方案论证提供了辅助支撑。
　　本文研究成果作为构建大东湖水网调度系统的基础，有效地集成到了示范系统中，并在大东湖水网调度工程规划方案设计中获得应用。

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1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 研究状况

1.3 论文主要思路及章节安排

2 系统开发关键技术

2.1 GIS技术

2.2 面向服务的框架体系

2.3 WPF界面框架

3 系统总体设计

3.1 系统背景及需求分析

3.2 系统开发环境介绍

3.3 系统详细架构

3.4 技术路线

4 基于ArcEngine的GIS转换功能研究

4.1 ArcGIS Engine类库介绍

4.2 ArcEngine实现GIS数据转换功能

4.3 数据转换接口实现

4.4 转换效率和用户体验的均衡考虑

5 基于WPF的WebGIS系统表示层实现

5.1 ArcGIS API for WPF技术剖析

5.2 系统表示层功能设计

5.3 系统成果应用示范

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间参与的科研项目