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摘要：计算机机房是一个精密仪器聚集的实验室，对它的管理需要用比较科学的方法，本文提出一种基于WebGIS原理的机房管理系统设计方案，服务器采用JSP新技术，能够实现以空间的方式管理计算机机房的各项资源，功能完备便于操作，信息显示简明，使管理员不但能了解整个机房的仪器使用情况，也能掌握机房的网络线路配置。
关键词：互联网地理信息技术；机房信息管理系统；JAVA APPLET
中图分类号：TP308文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)04-10903-03
1 引言
随着我国高等教育管理体制的改革，许多高校相继合并，对学校的教务和管理提出了更高的要求。据统计，大部份高等院校采用传统的数据信息管理方式，对设备的管理和学生的上机管理基于一些分散的数据上，没有比较直观的空间方位。给管理带来不便。
同时，高等院校的校园面积较大、建筑物较多，不仅有硬件设备的管理信息，还学生的上机活动信息等，用常规的办法是难以对这些信息实现有效的管理。特别是机房的设备之多，进出的人流量大，对其管理更为困难。
机房管理系统现在仍未有以WebGIS的形式出现，大多是以传统的数据库形式和界面，并以表格的形式显示数据，看起来很不直观。而机房的信息如电脑的位置、学生的上机情况都是以空间形式分布的，这样利用地理信息系统刚刚可以反映这一效果。此计算机机房管理系统的设计正是针对这几点而出发的，克服了现今大多数计算机机房管理所采用传统的数据信息管理系统方式存在的不足，功能完备便于操作，信息显示简明，使管理员不但能了解整个机房的仪器使用情况，也能掌握机房的网络线路配置，即万维网地理信息系统（WebGIS）。
万维网地理信息系统（WebGIS）是将现有GIS的部分功能转移到基于Web的三层结构的新系统中的地理信息系统，即利用互联网络来扩展和完善地理信息系统功能的一项新技术，是由地理信息系统和互联网技术相结合而产生的一种新技术方法。可使人们通过互联网络获取所需的各种地理空间数据和图形图像信息。因此，利用计算机和网络优势将使数据信息的管理更加方便形象。
2 系统的总体设计方案
2.1 系统基本原理
本文提出一种基于WebGIS的机房管理的思想，是集Inertnet/Inertnet技术、大型网络级数据库Microsoft SQL Server7.0/2000、JDK1.4、JAVA服务器语言JAVA SERVER PAGE、JAVA APPLET小应用程序、和GEOTOOLS于一体的基于Browser/Server模式的互联网机房信息管理系统。通过集成以上这些技术，可以实现机房信息的动态查询、矢量地图的显示、地图的缩放、漫游、图元信息的查询、网上信息的登记、联系我们等诸多功能。而且适应性强，安装、使用、维护简单，只需在安装Microsoft SQL Server7.0/2000，Microsoft Inertnet Explorer，JAVA Web Start和TOMCAT的服务器端装载一套本系统应用程序，网络用户即可通过网络浏览器（Microsoft Inertnet Explorer4.0或更高版本）经互联网访问。作为网络管理员，只需要维护服务器端的一套数据，就可以轻松实现网上机房信息管理，能够随时在自己的电脑上了解和查看机房各个设备的运行情况、学生上机信息情况等。
另一方面，为了克服CGI方法的低效率问题，服务器采用JSP新技术，有利于处理多个客户端上传、保存和返回数据。所不同的是CGI程序是可以单独运行的程序，而JSP新技术是基于服务器上运行的，JSP的作用就是处理多个客户端上传的数据，处理后，JSP将处理结果保存在数据库或者返回客户端。JSP程序可以保存客户端的状态，如客户端的进入和离开。JSP还有以下优点：(1)JSP方便与HTML混合；(2)JSP运行速度更快；(3)JSP技术有众多大软件公司支持；(4)JSP技术有众多开放性代码组织支持；(5)可以跨平台运行。
2.2 构建模式
WebGIS是基于浏览器/服务器模式的地理信息系统。该系统从逻辑可分为三层：客户、Web应用服务器和GIS系统服务器。现有的WebGIS系统从实现模式上，主要可以分为两类：采用服务器端策略的系统和采用客户端策略的系统。这里我们就采用客户/服务器混合模式：在客户端事先运行时自动下载Java Applet；通过安自动下载的Java Applet，可在客户端进行地图放大缩小、漫游、就地选择并高量显示等本地操作。这些GIS处理工具和GIS数据就驻留在服务器上，用户通过浏览器向Web服务器发出需要GIS数据和GIS处理工具的请求；Web服务器根据请求相应GIS数据和GIS处理工具传送给客户端，客户端接受相应GIS数据和GIS处理工具，按照用户的操作，进行GIS数据处理和分析，此时，无需GIS系统服务器参加。这里采用的是用部分基于JAVA，用JAVA开发客户端的功能，且结合Geo Tools处理图形数据，而服务器编程则采用JSP技术。
2.3 系统体系结构
该系统设计采用HTML语言、Java、JSP编写用户界面，采用JSP技术构建服务器端应用程序，向Microsoft SQL Server7.0/2000数据库请求和输入数据并及时反馈给用户。通过Java Applet和GeoTools技术向客户端提供地图数据，并显示给用户。系统的总体设计结构图如下：
3 系统的设计与实现
3.1 构成模块
机房平面图的可视化和图形图像交互操作.本文阐述实用性机房管理系统GIS方法的实现方案。机房管理地理信息系统用于管理机房的设备管理中各种设备的管理和分析，它把地理信息系统同实际中的设备管理结合起来，在地图上表示出设备网络模型。用不同的图形元素代表设备管理中的设备、学生的信息等各种信息，并把这些代表设备的空间图形与设备属性数据库灵活地连接起来，可以用鼠标点击图元查询其属性数据，也可以通过输入设备名称查询该设备在地图上的空间位置，直观形象地完成设备的管理。
除了文中前述的互响功能外，其中该系统还实现了以下功能模块：
(1)图形编辑模块：可以进行图形的放大、平移、选择。
(2)信息查询模块：与数据库连接，可以进行学生信息查询、电脑使用情况查询、电脑设备查询等。
图形编辑系统的设计：本系统以图形界面的方式提供了图形的放大、平移、全屏、选择。
放大：用户需点中放大的按钮，鼠标移到您要选择的地方，将出现十字状态，点中目标区域，而后放开，系统将会响应这一事件，将这一区域放大，显示在视图区域。
平移：用户需点中平移的按钮，鼠标移到您要选择的地方，出现手柄状态，拖到你要显示的区域。您可以在响应放大事件后，在响应这一事件，也可以在全屏后，使用平移。
全屏：用户只需按一下全屏按钮，系统将恢复全屏状态。
选择：用户只需点击一下选择按钮，鼠标移到您要选择的地方，将出现十字状态，点击你要选择的区域，系统将做出反映，将这一点的坐标传递给服务器，并做相应的反映。
信息查询系统的设计：
信息查询系统实现的主要功能有：
(1)学生上机情况的查询：可以查到学生的学号，使用的一卡通的卡号，是哪个班级的，在哪个机房上机，他的真实姓名、上机开始的时间、结束的时间等等信息。
(2)电脑使用情况的查询：电脑的名称，MAC地址、IP地址、被谁使用，共使用了多少时间，是属于哪个机房的等等信息。
(3)电脑设备的查询：电脑上相关的程序，硬件设备等等。
(4)其他相关信息的查询：一卡通超时的时间，罚款多少，使用的时间，计划外的机子等等信息。
以上这些信息只是用来说明问题，而抽取的一些重要信息，在实际应用过程中，可能是不只这些信息的管理，但是可以用同样的方法，进行管理。
3.2 统数据库的设计
系统数据库的采集：采集数据是信息系统的核心内容，它通过包括图形数据和属性数据两个方面的内容， 图形数据的主要内容是表示的机房的整个情况，主要有机房的各个楼层和各个楼层的电脑、通道、办公室。
需要采集的属性数据的主要内容包括学生上机情况数据、电脑使用情况数据、电脑设备情况、其他相关信息。
学生上机情况数据包括学生学号、卡号、真实姓名、上机开始时间、结束时间、使用的电脑。
电脑使用情况数据包括电脑的名称、登陆名、课程名、使用时间、结束时间。
电脑设备数据包括电脑的名称、电脑所在房间号、电脑的物理地址、IP地址、电脑的编号。
其他相关信息数据包括电脑名称、登陆名、使用时间、开始时间、卡号等等一些零碎的相关信息。
3.3 主要技术点
3.3.1 JAVA和GeoTools的集成
在编辑地图的时候，不直接使用GIS服务器，因为那样会大大降低访问的速度，这里我们用的JAVA编程，但是完全使用JAVA的图形编辑工具，是很难完成地图数据的操作，所以我们这里结合GEOTOOLS组件来完成图形数据的处理。
3.3.2 JSP和CGI
在服务器端实现的地方使用JSP技术，现行的很多使用的是CGI，通过CGI（通用网关接口），其方法就是互联网络服务器（Web Server）通过调用外部应用程序的接口扩展网络服务器的功能。这时CGI的作用即相当于在外部应用程序与Inertnet/Intranet网络服务器之间架设一座桥梁，使网络服务器对客户端的请求作出响应。客户端通过网络服务器激发CGI程序的响应实现具体的操作，读取超文本标识语言（html）文件，并将读取的数据信息或文件，通过服务器送往客户端。
4 初步实验结果
通过上面的设计可以实现地图数据的输入、处理、浏览、查询及输出，客户端空间信息的可视化如下图所示：
可以进行各种地图操作，并且视图非常清晰可见，在其左上角可以看到，可以分多个图层，我们也可以对机房的各个楼层分开，进行视图，右上方是视图的缩影，下面还有各个图层的色调。另外可以查询地图上几何图形的地理坐标、各几何图形间的位置等信息，根据空间信息查找出与之对应的属性信息，同时也能以表格的形式查询及显示学生的使用情况。
5 结束语
基于WebGIS信息管理系统实现了GIS、JSP技术和Inertnet技术的结合，并对GeoTools进行二次开发，为公众和供应商提供了开放的操作、查询平台。为机房信息管理初步实现空间信息的管理成为可能。通过对学校部分机房的实施，初步显现出本设计方案的优势，给管理带来极大方便。
但是试验结果发现如能将地图数据分成点、线、面的形式，将二维和三维结合，通过虚拟实现技术，使地图更加美观、可视化。将会有更好的效果。
参考文献：
[1]朱光，季晓燕，戎兵. 地理信息系统基本原理及应用[M]. 北京：测绘出版社，1997.
[2]赵霈生，杨崇俊. WebGIS的设计与实现[J]. 中国图像图形学报，2000，5(a1).
[3]薛小峰，汪晓程. WebGIS处理模型研究[J]. 微型电脑应用，2000,16(1):26-27.
[4]罗英伟，丛升日，汪小林，等. WebGIS的构件设计[J]. 中国图形图象学报，1999,4(增刊):79-84.
[5]吴信才，白玉琪，郭玲玲. WebGIS开发技术分析与系统实现[J]. 计算机工程与应用，2001,(5).
[6]吴其庆. JSP编程思想与实践[M]. 北京：冶金工业出版社，2003.
[7]刘南，刘仁义. WebGIS原理及其应用——主要WebGIS平台开发实例[M]. 科学出版社，2002.
[8]邵荣. JAVA编程实践指南[M]. 清华大学出版社.
本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
关键词：互联网地理信息技术；机房信息管理系统；JAVA APPLET
中图分类号：TP308文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)04-10903-03
1 引言
随着我国高等教育管理体制的改革，许多高校相继合并，对学校的教务和管理提出了更高的要求。据统计，大部份高等院校采用传统的数据信息管理方式，对设备的管理和学生的上机管理基于一些分散的数据上，没有比较直观的空间方位。给管理带来不便。
同时，高等院校的校园面积较大、建筑物较多，不仅有硬件设备的管理信息，还学生的上机活动信息等，用常规的办法是难以对这些信息实现有效的管理。特别是机房的设备之多，进出的人流量大，对其管理更为困难。
机房管理系统现在仍未有以WebGIS的形式出现，大多是以传统的数据库形式和界面，并以表格的形式显示数据，看起来很不直观。而机房的信息如电脑的位置、学生的上机情况都是以空间形式分布的，这样利用地理信息系统刚刚可以反映这一效果。此计算机机房管理系统的设计正是针对这几点而出发的，克服了现今大多数计算机机房管理所采用传统的数据信息管理系统方式存在的不足，功能完备便于操作，信息显示简明，使管理员不但能了解整个机房的仪器使用情况，也能掌握机房的网络线路配置，即万维网地理信息系统（WebGIS）。
万维网地理信息系统（WebGIS）是将现有GIS的部分功能转移到基于Web的三层结构的新系统中的地理信息系统，即利用互联网络来扩展和完善地理信息系统功能的一项新技术，是由地理信息系统和互联网技术相结合而产生的一种新技术方法。可使人们通过互联网络获取所需的各种地理空间数据和图形图像信息。因此，利用计算机和网络优势将使数据信息的管理更加方便形象。
2 系统的总体设计方案
2.1 系统基本原理
本文提出一种基于WebGIS的机房管理的思想，是集Inertnet/Inertnet技术、大型网络级数据库Microsoft SQL Server7.0/2000、JDK1.4、JAVA服务器语言JAVA SERVER PAGE、JAVA APPLET小应用程序、和GEOTOOLS于一体的基于Browser/Server模式的互联网机房信息管理系统。通过集成以上这些技术，可以实现机房信息的动态查询、矢量地图的显示、地图的缩放、漫游、图元信息的查询、网上信息的登记、联系我们等诸多功能。而且适应性强，安装、使用、维护简单，只需在安装Microsoft SQL Server7.0/2000，Microsoft Inertnet Explorer，JAVA Web Start和TOMCAT的服务器端装载一套本系统应用程序，网络用户即可通过网络浏览器（Microsoft Inertnet Explorer4.0或更高版本）经互联网访问。作为网络管理员，只需要维护服务器端的一套数据，就可以轻松实现网上机房信息管理，能够随时在自己的电脑上了解和查看机房各个设备的运行情况、学生上机信息情况等。
另一方面，为了克服CGI方法的低效率问题，服务器采用JSP新技术，有利于处理多个客户端上传、保存和返回数据。所不同的是CGI程序是可以单独运行的程序，而JSP新技术是基于服务器上运行的，JSP的作用就是处理多个客户端上传的数据，处理后，JSP将处理结果保存在数据库或者返回客户端。JSP程序可以保存客户端的状态，如客户端的进入和离开。JSP还有以下优点：(1)JSP方便与HTML混合；(2)JSP运行速度更快；(3)JSP技术有众多大软件公司支持；(4)JSP技术有众多开放性代码组织支持；(5)可以跨平台运行。
2.2 构建模式
WebGIS是基于浏览器/服务器模式的地理信息系统。该系统从逻辑可分为三层：客户、Web应用服务器和GIS系统服务器。现有的WebGIS系统从实现模式上，主要可以分为两类：采用服务器端策略的系统和采用客户端策略的系统。这里我们就采用客户/服务器混合模式：在客户端事先运行时自动下载Java Applet；通过安自动下载的Java Applet，可在客户端进行地图放大缩小、漫游、就地选择并高量显示等本地操作。这些GIS处理工具和GIS数据就驻留在服务器上，用户通过浏览器向Web服务器发出需要GIS数据和GIS处理工具的请求；Web服务器根据请求相应GIS数据和GIS处理工具传送给客户端，客户端接受相应GIS数据和GIS处理工具，按照用户的操作，进行GIS数据处理和分析，此时，无需GIS系统服务器参加。这里采用的是用部分基于JAVA，用JAVA开发客户端的功能，且结合Geo Tools处理图形数据，而服务器编程则采用JSP技术。
2.3 系统体系结构
该系统设计采用HTML语言、Java、JSP编写用户界面，采用JSP技术构建服务器端应用程序，向Microsoft SQL Server7.0/2000数据库请求和输入数据并及时反馈给用户。通过Java Applet和GeoTools技术向客户端提供地图数据，并显示给用户。系统的总体设计结构图如下：
3 系统的设计与实现
3.1 构成模块
机房平面图的可视化和图形图像交互操作.本文阐述实用性机房管理系统GIS方法的实现方案。机房管理地理信息系统用于管理机房的设备管理中各种设备的管理和分析，它把地理信息系统同实际中的设备管理结合起来，在地图上表示出设备网络模型。用不同的图形元素代表设备管理中的设备、学生的信息等各种信息，并把这些代表设备的空间图形与设备属性数据库灵活地连接起来，可以用鼠标点击图元查询其属性数据，也可以通过输入设备名称查询该设备在地图上的空间位置，直观形象地完成设备的管理。
除了文中前述的互响功能外，其中该系统还实现了以下功能模块：
(1)图形编辑模块：可以进行图形的放大、平移、选择。
(2)信息查询模块：与数据库连接，可以进行学生信息查询、电脑使用情况查询、电脑设备查询等。
图形编辑系统的设计：本系统以图形界面的方式提供了图形的放大、平移、全屏、选择。
放大：用户需点中放大的按钮，鼠标移到您要选择的地方，将出现十字状态，点中目标区域，而后放开，系统将会响应这一事件，将这一区域放大，显示在视图区域。
平移：用户需点中平移的按钮，鼠标移到您要选择的地方，出现手柄状态，拖到你要显示的区域。您可以在响应放大事件后，在响应这一事件，也可以在全屏后，使用平移。
全屏：用户只需按一下全屏按钮，系统将恢复全屏状态。
选择：用户只需点击一下选择按钮，鼠标移到您要选择的地方，将出现十字状态，点击你要选择的区域，系统将做出反映，将这一点的坐标传递给服务器，并做相应的反映。
信息查询系统的设计：
信息查询系统实现的主要功能有：
(1)学生上机情况的查询：可以查到学生的学号，使用的一卡通的卡号，是哪个班级的，在哪个机房上机，他的真实姓名、上机开始的时间、结束的时间等等信息。
(2)电脑使用情况的查询：电脑的名称，MAC地址、IP地址、被谁使用，共使用了多少时间，是属于哪个机房的等等信息。
(3)电脑设备的查询：电脑上相关的程序，硬件设备等等。
(4)其他相关信息的查询：一卡通超时的时间，罚款多少，使用的时间，计划外的机子等等信息。
以上这些信息只是用来说明问题，而抽取的一些重要信息，在实际应用过程中，可能是不只这些信息的管理，但是可以用同样的方法，进行管理。
3.2 统数据库的设计
系统数据库的采集：采集数据是信息系统的核心内容，它通过包括图形数据和属性数据两个方面的内容， 图形数据的主要内容是表示的机房的整个情况，主要有机房的各个楼层和各个楼层的电脑、通道、办公室。
需要采集的属性数据的主要内容包括学生上机情况数据、电脑使用情况数据、电脑设备情况、其他相关信息。
学生上机情况数据包括学生学号、卡号、真实姓名、上机开始时间、结束时间、使用的电脑。
电脑使用情况数据包括电脑的名称、登陆名、课程名、使用时间、结束时间。
电脑设备数据包括电脑的名称、电脑所在房间号、电脑的物理地址、IP地址、电脑的编号。
其他相关信息数据包括电脑名称、登陆名、使用时间、开始时间、卡号等等一些零碎的相关信息。
3.3 主要技术点
3.3.1 JAVA和GeoTools的集成
在编辑地图的时候，不直接使用GIS服务器，因为那样会大大降低访问的速度，这里我们用的JAVA编程，但是完全使用JAVA的图形编辑工具，是很难完成地图数据的操作，所以我们这里结合GEOTOOLS组件来完成图形数据的处理。
3.3.2 JSP和CGI
在服务器端实现的地方使用JSP技术，现行的很多使用的是CGI，通过CGI（通用网关接口），其方法就是互联网络服务器（Web Server）通过调用外部应用程序的接口扩展网络服务器的功能。这时CGI的作用即相当于在外部应用程序与Inertnet/Intranet网络服务器之间架设一座桥梁，使网络服务器对客户端的请求作出响应。客户端通过网络服务器激发CGI程序的响应实现具体的操作，读取超文本标识语言（html）文件，并将读取的数据信息或文件，通过服务器送往客户端。
4 初步实验结果
通过上面的设计可以实现地图数据的输入、处理、浏览、查询及输出，客户端空间信息的可视化如下图所示：
可以进行各种地图操作，并且视图非常清晰可见，在其左上角可以看到，可以分多个图层，我们也可以对机房的各个楼层分开，进行视图，右上方是视图的缩影，下面还有各个图层的色调。另外可以查询地图上几何图形的地理坐标、各几何图形间的位置等信息，根据空间信息查找出与之对应的属性信息，同时也能以表格的形式查询及显示学生的使用情况。
5 结束语
基于WebGIS信息管理系统实现了GIS、JSP技术和Inertnet技术的结合，并对GeoTools进行二次开发，为公众和供应商提供了开放的操作、查询平台。为机房信息管理初步实现空间信息的管理成为可能。通过对学校部分机房的实施，初步显现出本设计方案的优势，给管理带来极大方便。
但是试验结果发现如能将地图数据分成点、线、面的形式，将二维和三维结合，通过虚拟实现技术，使地图更加美观、可视化。将会有更好的效果。
参考文献：
[1]朱光，季晓燕，戎兵. 地理信息系统基本原理及应用[M]. 北京：测绘出版社，1997.
[2]赵霈生，杨崇俊. WebGIS的设计与实现[J]. 中国图像图形学报，2000，5(a1).
[3]薛小峰，汪晓程. WebGIS处理模型研究[J]. 微型电脑应用，2000,16(1):26-27.
[4]罗英伟，丛升日，汪小林，等. WebGIS的构件设计[J]. 中国图形图象学报，1999,4(增刊):79-84.
[5]吴信才，白玉琪，郭玲玲. WebGIS开发技术分析与系统实现[J]. 计算机工程与应用，2001,(5).
[6]吴其庆. JSP编程思想与实践[M]. 北京：冶金工业出版社，2003.
[7]刘南，刘仁义. WebGIS原理及其应用——主要WebGIS平台开发实例[M]. 科学出版社，2002.
[8]邵荣. JAVA编程实践指南[M]. 清华大学出版社.
本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。