“青岛供电段供电运行检测监控系统"项目总结

妖狐艹你老母 2022-05-13 00:24 183阅读 0赞

这个项目已经完成好几个月了，一直没有写总结。现在把这篇总结补上。

## 青岛供电段供电运行检测监控系统 概述    ##

该系统是济南铁路局的一个试验项目，由硬件和软件两部分组成。硬件方面由另一家公司负责在200多个铁路监测点上安装传感设备，以监测温度, B值等铁路部门所感兴趣的数据。每隔几十分钟，监测数据就会自动上传到 POSTGRES数据库。我们软件的任务是，将数据库中的数据以表格、图表、地图等形式展示出来。其中，我负责GIS地图(地理信息系统)的开发，包括地图的绘制(ArcGis, UDig)、地图发布(GeoServer)、地图展示(OpenLayers， JavaScript)和部分数据库查询操作(JPA)。该项目使用 Seam-2.3框架，以JBoss-7.1为web应用服务器。

系统登陆界面如下：

![SouthEast][]

主界面如下：

![SouthEast 1][]

GIS界面如下：

![SouthEast 2][]

## 学到的东西 ##

虽然之前有Win32桌面应用开发基础和Java语言基础，但这次的GIS系统跟它们完全不搭边。这让我在老师分配下来任务时一度认为几乎不可能完成。其实老师的意思也是让我边学边做。。好吧，开干！

### ArcGis ###

ArcGis是一套专业的，用于处理地理数据的软件。编辑地图用ArcMap就如同处理图片要使用PhotoShop一样自然。因此我的首要任务就是学习如何使用ArcMap。由于这套软件只能在Windows上运行，于是我不得不先在Windows下开发地图，然后再切换回Ubuntu编写Java代码。

ArcGis破解方法见： [http://jingyan.baidu.com/article/1612d5001bc1c3e20f1eee7f.html][http_jingyan.baidu.com_article_1612d5001bc1c3e20f1eee7f.html]

首先我从网上下载到了全国铁路规划图、全国省区和地级市规划图。地图矢量图文件以.shp结尾，而地图中的元素信息（如点元素的label）则保存在\*.dbf文件中，用excel就能打开查看。 打开ArcMap，将所有shp文件导入，便得到全国省区，地级市和铁路规划图。这里我们只需要山东地图，所以要将无用的部分cut掉。在地图上右键选择“开始编辑”，用选择工具选中除山东省以外的部分，再按键盘上的Del键删除。这是一种很笨的方法，不过很有效。这时候老师发现，地图上少了一条铁路，或许是因为这条线路不太起眼所以没画上吧。于是我干脆自己给添上了。在编辑模式下，单击浮动工具栏上的线型元素，在模板中选中铁路样式，最后再在起点和终点拖出一条直线即可。完成编辑后要点击 "保存并完成编辑"，否则修改不会生效。

这部分没有任何技术含量，完全是在拖鼠标，比较无聊。

### GeoServer和PostGIS ###

GeoServer是一个免费、开源的地图服务器，采用Java编写而成。其实我们平时所看到的百度地图，Google Map都是类似于GeoServer这样的地图服务器软件所返回的图片数据。我们可以将shp文件直接发布到GeoServer中，也可以让GeoServer从数据库中获取地图数据。当用户请求到来时，GeoServer（大多数情况下）会以图片的形式返回地图数据。

GeoServer的使用方法见我另一篇文章： [使用GeoServer-2.3发布地图][GeoServer-2.3]

在本项目中，我们需要让GeoServer从Postgre数据库中读取地图数据而不是直接发布shp文件。因此还需要安装PostGis-2.0，来为Postgre添加保存地理数据的功能，并将shp文件导入到数据表中。过程大致如下：

进入Postgre根目录的bin目录下，执行以下命令将shp文件转换为sql语句：

shp2pgsql -s "4326" -W "GBK" D:\demo\map\sd_city.shp sd_city > D:\sd_city.sql

执行以下命令执行包含地理数据的sql语句：

psql -d shandong -f D:\sd_city.sql -U postgres -W

注意，位于bin目录下的shp2pgsql.exe是PostGIS提供的工具，如果没有安装PostGis，shp2pgsql.exe就不存在。

### SLD样式 ###

SLD是一种类似于xml的标记语言，用于规定GeoServer如何渲染几何元素，在功能上类似于CSS。例如 shp中包含一些点元素，则SLD可以用来指定这些点的背景色，边框，大小，label的显示位置等。示例如下：

<FeatureTypeStyle>
         <Rule>
           <PointSymbolizer>
             <Graphic>
               <Mark>
                 <WellKnownName>circle</WellKnownName>
                 <Fill>
                   <CssParameter name="fill">#FF0000</CssParameter>
                 </Fill>
               </Mark>
               <Size>6</Size>
             </Graphic>
           </PointSymbolizer>
         </Rule>
       </FeatureTypeStyle>

这会让点显示为红色：

![SouthEast 3][]

而

<FeatureTypeStyle>
         <Rule>
           <PointSymbolizer>
             <Graphic>
               <Mark>
                 <WellKnownName>triangle</WellKnownName>
                 <Fill>
                   <CssParameter name="fill">#009900</CssParameter>
                   <CssParameter name="fill-opacity">0.2</CssParameter>
                 </Fill>
                 <Stroke>
                   <CssParameter name="stroke">#000000</CssParameter>
                   <CssParameter name="stroke-width">2</CssParameter>
                 </Stroke>
               </Mark>
               <Size>12</Size>
             </Graphic>
           </PointSymbolizer>
         </Rule>
       </FeatureTypeStyle>

能让点显示为带边框的绿色三角形：

![SouthEast 4][]

这就是SLD的作用。在不同的缩放级别下显示不同的元素，也可以通过SLD来完成。最终，这个项目所用的地图使用了较为复杂的SLD，比如把线(Line)元素渲染成

![SouthEast 5][]

就需要100多行SLD。

### OpenLayers ###

有了地图服务器，也有了地图，接下来如何才能让用户在浏览器中看到地图呢？这就是OpenLayers的功能了。OpenLayers是一个用于开发WebGIS客户端的JavaScript库。我们可以使用OpenLayers向提供WMS（Web Map Service）服务的GeoServer发送请求，将返回的地图图片显示在浏览器中，并添加导航，经纬度显示，缩放，popup等功能。

发送请求的代码示例如下：

// 向GeoServer请求地图
                function initMap() {
                    map = new OpenLayers.Map(
                        "main_map",
                        { // 设置允许的缩放范围
                            'minScale': '2300000',
                            'maxScale': '80000' // 1km
                        }
                    );
    
    				
    
    				
                    wmsLayer = new OpenLayers.Layer.WMS(
                        "JiNan Railroad",
                       
                        "http://" + window.location.hostname + ":" + window.location.port + "/geoserver/Demo/wms",
                        {
                            'service': 'WMS',
                            'version': '1.1.1',
                            'request': 'GetMap',
                            'layers':  'jinan',
                            'styles': '',
                            'format': 'image/png',
                            'TILED': true // 告诉geoserver启用缓存
                        }
                    );
                }

其中OpenLayers.Map的第一个参数"main\_map"是一个div的id，OpenLayers会将地图显示到这个div中。

添加图层，添加控件，设置缩放中心的代码示例如下：

// 添加control
                map.addControl(new OpenLayers.Control.MousePosition());  // 鼠标位置
                map.addControl(new OpenLayers.Control.ScaleLine()); // 比例尺
                map.addControl(new OpenLayers.Control.PanZoomBar());    // 缩放条
                map.removeControl(map.getControlsByClass('OpenLayers.Control.Zoom')[0]); //删除默认控件
    
                // 添加layers
                map.addLayer(vector_layer);
                map.addLayer(markersLayer); 
                map.addLayer(wmsLayer);           
                
    
                // 设置默认缩放级别和缩放中心
                if(!map.getCenter()) {
                    map.setCenter(new OpenLayers.LonLat(118.5, 36.5),0);
                }

地图页面的JS代码共有600多行，实现的功能如下:

1. 向地图中添加mark点，分三类，分别是受电弓、B值、温度。不同的点用不同的图片表示。

2. 每隔10分钟向服务器发送一个ajax请求，以更新mark点数据。

3. 鼠标点击mark点会显示popup框，可以查看该监测点的各项数据，和摄像头照片。

4. 地图右下角滚动显示mark点的更新信息，并提供 '在地图中标出' 功能。

5. 读取后台生成的JSON数据。

其中第2个功能的实现思路为，在地图页面中添加一个隐藏的iframe，在iframe所指向的子页面中通过RichFaces的a4j标签发送ajax请求，最后在子页面中调用父页面的JS函数将得到的数据传到父页面（地图页面）中。

iframe:

JsonUpdateData.xhtml:

<h:form>
    			<a:poll id="poll" interval="600000" enabled="true" render="update-frame" />
    		</h:form>
    		<a:outputPanel id="update-frame">		 
    			<h:outputText id="jsonDataUpdate" value='#{alarmAction.getRecentEquipData("empty") }' />			
    			<script type="text/javascript">			
    				console.log('iframe: update data');
    				
    				var jsonStr = document.getElementById("jsonDataUpdate").innerHTML;
    				var jsonObj = eval('(' + jsonStr + ')');			
    
    				function reset() {
    					// 1秒后再更新测量数据
    					if(parent.onUpdateData(jsonObj) == false) {
    						console.log(new Date().toLocaleTimeString() + ':更新测量数据失败，1秒后重试');
    						setTimeout(reset, 1000);
    					}
    				}
    
    				reset();
    				
    			</script>
    		</a:outputPanel>

子页面调用父页面的方法，只需用parent.fun()即可。

### 在页面中通过EL表达式生成Json将后台数据传到前台 ###

后台通过JPA查询数据库，将设备数据封装成AlarmInfo对象，然后在页面中通过EL表达式调用AlarmAction的getEquipJson()方法来生成JSON数据。示例如下：

JavaScript代码：

var equipments = #{alarmAction.getEquipJson()};

Java代码：

public String getEquipJson() {
    		List<Equipment> list = entityManager.createQuery("select e from Equipment e order by e.code")
    				.getResultList();
    		
    		StringBuilder str = new StringBuilder("{");
    		for(Equipment e : list) {
    			str.append("'" + e.getCode() + "':" +
    					"{ 'id':'" + e.getId().toString() + "'," +
    					"'name':'" + e.getName() + "'," +
    					"'low':'" + e.getAlarmLow() + "'," +
    					"'high':'" + e.getAlarmHigh() + "'," +
    					"'code':'" + e.getCode() + "'," +
    					"'type':'" + e.getType() + "'," +
    					"'yPos':'" + e.getGisX().toString() + "'," +
    					"'xPos':'" + e.getGisY().toString() + "'," +
    					"'status':'" + e.getStatus() + "'},"
    					);
    		}
    		int lastIndex = str.lastIndexOf(",");
    		str.replace(lastIndex, lastIndex + 1, "}");	
    		
    		
    		return str.toString();
    	}

### 学到的非技术内容 ###

1. 要随时重构你的代码，想方设法提高程序可读性。否则，你可能改Bug的时候连自己的代码是啥意思都记不着了。（非常非常重要 ![可怜][cute.gif]）

2. 尽量多写注释。

3. 在localhost上运行正常，永远不能确定在服务器上也能正常运行。

4. 遇到问题时用Google而不是Baidu。

5. 提高JavaScript水平。

6. 一定要把需求搞明白再开始工作。

7. 有人催你的时候一定不要急，否则你更搞不定。

8. 有问题尽量自己解决，不到万不得以不要打扰别人。（别人或许比你更忙）

9.熬夜是得不偿失的。

10. 只阅读英文资料。

## 小事件 ##

有一次，铁路局的领导要来视察，这个项目是重点视察内容。这时程序已经部署到服务器上了，而我的地图偏偏出了些问题。于是我开始debug。如果单单如此倒也没什么，要命的是，客户那边还一遍遍给我们打电话催，问bug解决没。这时老师就帮我挡着，说快了，一会就好了。而我呢，满头大汗在找错误，心想，完了，我死定了。。然后我悲剧地发现这个错误不是改一行两行就能解决的，而是一个逻辑错误。。在催促的压力下，30分钟后，bug解决了。。。好险！如果是在公司的话，估计第二天我就不用来上班了。。

这是自己参与的第一个项目，回想起来，感觉又可笑又感慨。可笑的是自己当时经验不足，犯了不少低级错误，现在想想真是非常丢人；感慨的是，如果没有第一次的历练，自己永远也具备不了独立做项目的能力。当时我才大一，还有的是时间。如果是在公司上班犯这些错误，那。。后果不堪设想。。。。。

[SouthEast]: /images/20220513/29e4c138b8034167b958be021abe1cd4.png
[SouthEast 1]: /images/20220513/53671c291b4e424f9a89e29db8e99c4c.png
[SouthEast 2]: /images/20220513/961f2e3b20b345f5b560b4e5322ceef2.png
[http_jingyan.baidu.com_article_1612d5001bc1c3e20f1eee7f.html]: http://jingyan.baidu.com/article/1612d5001bc1c3e20f1eee7f.html
[GeoServer-2.3]: http://blog.csdn.net/neosmith/article/details/9708487#t5
[SouthEast 3]: /images/20220513/e4da81afca5a48ee9cdac6d102bf5e5c.png
[SouthEast 4]: /images/20220513/980449153dc6445ea385c0079bd59ef4.png
[SouthEast 5]: /images/20220513/f565414641914782ab7562b409e67be0.png
[cute.gif]: /images/20220513/356f4bb3b4964b57960a6e39e7a21f86.png