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在設計環境監測系統的過程中，軟件體系架構的設計是其的核心任務。目前在該領域在進行系統開發時，對于系統的體系架構，一般采用三層體系架構或單層體系架構。單層體系架構具有開發速度較快的優勢，一般用于微型系統或涉及功能較少的小型系統，對于面向多級環保部門和多業務環保監測管理這樣的系統，單層結構將會讓軟件系統維護變得異常困難。因此，設計一個多層體系架構，這個體系架構主要包含WEB UI界面顯示層、業務處理BLL層、Web Service層、域對象Model層、數據庫訪問DAL層、數據庫層能夠很好地解決上述問題。
WEB UI層主要負責環境管理相關業務處理與外界用戶的接口以及用戶交互相關的動作，展示在用戶前面的是運行于瀏覽器的HTM頁面、CSS樣式表、JavaScript、頁面表單。用戶通過提交HTTP服務請求，然后系統數據庫將客戶提交的請求處理后返回給客戶端，也即該層便是用戶所看到的系統界面。業務層主要是負責解決環境保護與監測管理等業務邏輯的程序處理，主要包含業務邏輯類，根據需要也允許出現其他對象。該層主要負責處理系統的各項功能業務，但并不實際處理，而是通過調用業務處理接口，相當于功能操作的“橋梁”，有效地銜接了界面層與數據庫的操作。Web Service層的作用主要是通過發布與部署Web服務，實現了相應的環境管理業務的遠程共享與被訪問，系統用戶利用Web Service 提供的UDDI、WSDL、SOAP等技術規范，通過客戶端來查找并調用對應的環境保護與監測管理相關的Web服務，以實現系統基于Web的網絡訪問。域對象MODEL層要是存放與環境保護和監測管理等相關的各個業務實體類，例如排放污水信息、排放廢氣信息類、造勢類、區域環境類、指標體系類、權限管理類等，這些類全是靜態的類。由于這些靜態類與數據庫表相互對應，因此系統開發時通過操作類，便達到了操作數據庫的目的。
環境監測系統采用上述設計有利于在開發環境監測系統各層時，程序分工明確，同時也有力地降低了系統的耦合度。系統能夠監測到環境及污染源，向有關人員提供數據參考，進而改善我們生活的環境。
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