本文是一篇软件工程论文,本系统选用Vue.js渐进式框架搭配Element UI前端组件库快速构建浏览器端页面,服务器端接口选用Spring Boot框架开发实现,系统数据统计分析中所需的可视化图表使用ECharts工具绘制,顺利开发完成各项系统功能,优化系统结构,保障系统稳定运行。
1绪论
1.1研究背景与意义
随着生态文明建设理念的不断发展,我国各地区纷纷开展造林绿化工程建设。2012年到2015年,北京投入500亿元用于实施平原地区百万亩造林绿化工程,初步改善了平原缺林少绿的状况,奠定了平原地区绿色生态空间格局的基础,但绿化建设中仍存在空间格局不完善、生态系统不完整等不足(贾宝全和仇宽彪,2017)。为此,2018年北京市又斥资500亿全面实施新一轮百万亩造林绿化建设。而随着现代林业建设的不断推进,信息化管理技术也正在应用于林业产业的各个领域,但由于近些年造林绿化工程的不断建设,信息资源量不断扩大,工程数据种类繁多、数据量庞大,因此如何建立高效率系统框架来管理和使用这些数据一直是林业信息化工作的重点(王温立,2017)。造林绿化工程管理工作迫切需要运用信息化管理手段来解决目前管理能力不够、信息缺乏、数据量繁多复杂、数据标准规范不统一、各单位联动程度不够等问题(南映辰,2019),急需建立综合信息管理服务支撑,采用系统化、网格化的信息手段和工具对各类造林绿化工程信息进行统一管理(徐浩,2015),使造林项目信息、统计、分析、决策融为一体,直观动态的显示造林绿化工程的工作进展,实现信息上报的流程化管理和成果的实时性输出(袁晓龙,2018)。
为有效服务北京市新一轮百万亩造林绿化建设工程,北京林业大学与北京市园林绿化局多次研讨磋商,积极推进构建北京市造林绿化工程管理系统,并首先在北京市16个区推广应用,推进造林绿化工程管理效率更上一台阶,这也是本文的重要研究内容。北京市造林绿化工程管理系统集成了全部项目相关信息和决策管理功能,使每项工作环节做到实时高效,为高质量完成北京市新一轮百万亩造林绿化建设工程提供了重要保障,并且在全国的造林绿化信息化管理领域中也具有引领示范作用。
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1.2国内外研究现状
近些年来,世界各国都在持续推进对造林绿化工程管理的研究,并取得了许多进展。(左家哺和邓平,2014)。在提高传统造林绿化工作效率的同时,世界各国也在努力摸索造林绿化信息化管理途径,近些年来许多发达国家如英、美、日、德等国已经建立起一套完整且高效的造林绿化管理体系(程桂霞,2016),在进度控制、人员监管、质量核查等方面做到一体化管控,投入大量资金用于造林绿化信息化管理研究,并已取得扎实成效(黎曦,2017)。结合当前世界“互联网+”、大数据技术飞速发展的时代潮流,国外的很多造林绿化工作已经实现工程管理的信息化、智能化(HDuan,2016)。利用新一代信息化技术完成对造林绿化工程的全面管控与决策,结合大数据分析手段,为林业资源管理、造林绿化项目规划、工程质量监管和造林成果数据分析等提供技术支持与服务(赵怡康,2014)。
我国造林绿化工程信息化研究起步较晚,由于缺乏信息化建设的权威性、指导性文件,地方上的信息资源很难统筹管理并且联动性很差(段磊,2019)。另一方面我国也缺乏造林绿化工程信息化建设的技术标准和规范,这也需要相当长的时间在实践中不断完善(张金凤,2020)。而随着创建国家森林城市的总体部署和落实,我国造林行业工作者也正在努力将新一代信息技术融入大型造林绿化工程(张会华,2016),推进造林绿化建设领域的现代化管理,建立造林工程智慧化管理模式(陈震,2012)。
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2关键技术与工具
2.1 Vue.js渐进式框架
Vue.js是一套渐进式框架,主要功能是用于设计和构建前端界面,是当前开发大型项目中比较流行的框架,采用自底向上增量开发的设计,是一个JavaMVVM库(刘翔宇,2018)。MVVM响应式编程模型,可以避免直接操作DOM,降低DOM操作的复杂性。而所谓渐进式框架就是把整个框架划分为多个组件层,其核心部分是视图渲染,再加入组件机制、路由机制、状态管理、构建工具,开发人员既可以只使用核心视图渲染层来快速开发,也可以根据具体需求选择不同的Vue层级,并不会强求接受并使用它的全部功能特性。
目前Java Web前端开发中最常被使用的三大框架是Angular、React和Vue,而Vue于2014年才正式对外发布,作为新兴的主流框架,Vue既充分借鉴了前辈Angular和React的技术特点(J Song et al.,2019),同时也有其自身的核心竞争力,其优势在于:官方文档清晰详尽,方便初次使用者直接上手;选用组件化开发方式,增强代码的复用能力,方便维护复杂系统代码;MVVM响应式模型基础上实现多组件之间的状态数据同步与管理;更流畅的用户体验,可以灵活的在页面切换已渲染组件的显示,不需与后端做多余的交互;结合Webpack等前端打包工具,管理多种静态资源、代码、测试、发布等,整合前端大型项目(叶济凡,2020)。这三大主流前端框架的技术比对图如图2.1所示。
软件工程论文参考
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2.2 Spring Boot框架
Spring Boot是2014年发布的轻量级开源框架,是由Pivotal团队在Spring4.0的基础上设计研发的(X Hu and S Liu,2019)。它继承了Spring框架原有的优秀特性,还简化了Spring应用从搭建到开发的过程(K Ji et al.,2019)。Spring Boot所具备的主要特征包括:可以以Jar包形式独立运行Spring项目;可以选择内嵌Tomcat、Jetty或者Undertow等Servlet容器,无需以War包形式部署项目(焦鹏珲,2018);通过条件注解实现,完全没有代码生成,无需XML配置;简化了复杂的依赖管理,基本上实现自动化配置(高庆洋,2017)。
Spring Boot由众多Starter组成,Starter是为快速应用开发提供的一站式服务依赖,因此开发人员在编写新模块时不再需要重新定义模板配置,只需提供最简单的配置即可开始编程(王永和等,2016),就像Maven集成了所有jar包,Spring Boot集成了所有框架一样(S Liu et al.,2018),Spring Boot为Maven和Gradle等当前主流的构建工具都提供了良好的支持,也支持Ant等其他的构建工具,所以构建SpringBoot程序可以尽量使用Maven和Gradle(杜英魁等,2020)。Spring Boot推荐采用基于Java Config的配置方式,而不是传统的XML,能够极大的简化基于Spring MVC的Web应用和REST服务开发(肖文娟和王加胜,2020),使开发过程中的编码、配置、部署、监控变得更加简单。这些优势使得Spring Boot在快速开发应用和微服务架构中得到广泛应用。
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3系统需求分析................................8
3.1系统用户分析..........................................8
3.2系统功能性需求...............................12
4系统设计........................................19
4.1系统架构设计.................................19
4.2系统详细设计...............................20
5系统实现..................................37
5.1项目标段管理..................................38
5.2工程问题管理..................................39
6系统测试
6.1测试方案
北京市造林绿化工程管理系统的测试环境有浏览器端与服务器端两个部分,浏览器端测试主要包括浏览器的兼容性测试,并且测试功能是否完整,服务器端测试主要是进行系统功能测试,并验证接口合法性(夏启明,2010)。本系统主要采用了Postman、TestLink和Jira测试工具进行系统测试和测试管理。
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系统接口测试工具使用的是Postman。Postman是当前主流的、使用最为广泛的接口测试工具,适用于Windows X32、Windows X64、Linux、Mac OS等各种不同的操作系统,还支持浏览器扩展程序等(H Huang et al.,2019)。Postman能够模拟各类HTTP请求,支持多种请求方式如:Get、Post、Put、Header、Delete等,协助开发人员实现特定的接口测试(开源中国,2014)。另外Postman还提供了云服务,支持数据同步和团队协作功能。其特点就是使用简单,功能强大,使用角色广泛,后端开发、前端人员、测试人员都可以使用它进行模拟请求和接口测试,确保接口功能符合需求,保障了系统开发质量。
系统测试用例管理工具使用的是TestLink。TestLink是一个开源的测试管理工具,主要用于管理测试用例,实现从测试需求、测试计划、测试用例、用例执行,到最后结果分析的全套流程控制,帮助测试人员有效的管控测试过程(张民,2013)。TestLink面向产品和项目经理,既可以按照产品也可以按照项目来对测试需求、计划、用例和执行进行管理;为全方位多角度提高测试的准确度,一个产品或项目可以制定多个测试计划,项目负责人可以将相同的测试用例分配给不同的测试计划,并为测试用例创建模块或测试套件,形成多层次管理结构(K Kim and K Lee,2016);方便与第三方开源缺陷管理工具或项目管理工具进行集成(O Pedreira et al.,2020);测试结果和统计报告可以导出为HTML、Excel、Word和Email等多种格式。
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7总结与展望
7.1工作总结
本系统结合当前造林绿化建设综合性管理的不足,考虑到实际生产和使用需要,研建了项目标段管理、工程问题管理、监理日志管理、数据统计分析、参建公司管理、专家在线聘用和后台功能管理七个主要功能模块,可以有效掌控造林绿化项目工程进展,方便管理者了解专家、监理人员、驻场设计人员工作情况和施工现场情况,实现了各类工作人员的有机联动,大大提升了造林绿化建设的管理效率,为北京市新一轮百万亩造林绿化建设工程的实施起到重要支撑作用。目前本系统已经在北京市园林绿化局、16个区园林绿化局、各位指导专家以及多家监理/设计/施工单位中得到广泛应用,并获得了用户的较高评价。现总结如下:
(1)本文进行了细致规范的需求分析。根据用户类型,将用户划分为市局主管人员、区局主管人员、监理公司、设计公司、施工公司、系统管理员六类用户,明确不同用户权限下的实际功能。针对各个模块分析和设计系统具体的功能需求,同时考虑到系统性能,浏览器兼容性等非功能性需求也是需求分析的重点。
(2)本文重点围绕北京市造林绿化工程管理系统的具体功能,共建立了所有127个项目、300条标段信息、181家监理设计施工公司信息以及164位专家信息的完备数据库。设置了项目标段管理、工程问题管理、监理日志管理、数据统计分析、参建公司管理、专家在线聘用和后台功能管理七个功能模块,并介绍每个模块的具体实现过程。
(3)本系统选用Vue.js渐进式框架搭配Element UI前端组件库快速构建浏览器端页面,服务器端接口选用Spring Boot框架开发实现,系统数据统计分析中所需的可视化图表使用ECharts工具绘制,顺利开发完成各项系统功能,优化系统结构,保障系统稳定运行。
(4)本文对北京市造林绿化工程管理系统的所有模块功能设计并实施了详细的用例测试,并针对系统兼容性和安全性等也进行了非功能性测试,测试结果为功能完整,性能完好,为系统投入使用和稳定运行提供了依据。
参考文献(略)