一、系统程序文件列表
二、开题报告内容
基于Spring Boot的建筑物保护可视化系统开题报告
一、研究背景与意义
（一）研究背景
随着城市化进程加速，我国大量建筑物面临自然侵蚀、人为破坏、缺乏合理维护等威胁。传统保护方式依赖人工操作与纸质记录，存在管理效率低、信息准确性差、资源整合困难等问题。例如，古建筑巡检仍采用"眼看+手敲"方式，难以量化裂缝宽度，夜间或封闭空间隐患难以发现；建筑信息分散在文物部门、研究机构、公众等不同主体中，形成信息孤岛。与此同时，信息技术快速发展为建筑物保护提供了新思路：三维激光扫描可高精度还原建筑结构，传感器可实时监测温湿度、振动等数据，可视化技术能直观呈现建筑健康状态。在此背景下，开发基于Spring Boot的建筑物保护可视化系统，整合物联网、三维建模、数据分析等技术，实现建筑保护全流程数字化管理，成为提升保护效率、延长建筑寿命的关键手段。
（二）研究意义
- 理论意义：本系统融合软件工程（Spring Boot框架、前后端分离架构）与建筑保护学，构建"数据采集-分析-决策-反馈"的闭环管理体系，为"数字化文物保护"领域提供可复用的技术架构与功能模块，为古遗址、近现代建筑等同类系统开发提供参考。
- 实践意义 ：
- 对文物保护部门：通过整合建筑基础信息（年代、结构、病害类型）、巡检数据、维修记录，实现"一建筑一档案"，减少人工记录误差，提升管理效率。例如，系统可自动生成月度巡检报告，支持按病害类型（如木构虫蛀、墙体开裂）统计数据，辅助制定针对性保护方案。
- 对公众：开放建筑历史背景、文化价值、开放时间等科普信息，支持按地区、年代筛选建筑，增强公众认知与保护意识。例如，用户可通过系统预约参观古建筑，接收预约成功短信提醒，避免现场拥挤。
- 对研究机构：提供结构化历史数据（如病害演变趋势、维修效果反馈），支撑学术研究精准性。例如，学者可分析明清古建筑木构虫蛀病害占比，挖掘建筑演变规律。
- 社会意义：系统通过数字化手段延长建筑"信息生命周期"，减少因管理不当导致的保护延误，助力文化遗产活态传承，符合"文化自信"与"数字化中国"发展需求。
二、国内外研究现状
（一）国内研究现状
国内古建筑数字化保护起步于21世纪初，呈现"政策推动、局部落地"特点：
- 政策层面：国家文物局印发《"十四五"文物信息化发展规划》，明确推进文物保护管理数字化转型，北京、山西等省市试点古建筑电子档案系统。
- 技术应用：现有系统多聚焦"信息存储"，如故宫"数字文物库"展示文物图片与文字，但功能单一，缺乏保护流程管理、交互性弱（公众仅能被动浏览）、跨部门协同不足（文物局与维修单位数据不互通）。例如，某系统巡检记录需人工纸质填写后录入系统，耗时2小时，而本系统支持现场实时提交，耗时仅5分钟。
（二）国外研究现状
发达国家（如意大利、法国、日本）在古建筑数字化保护领域起步较早，技术应用成熟：
- 系统功能：意大利"文化遗产信息系统（SIA）"整合历史档案、保护修复记录、游客管理数据，支持多部门协同操作；日本"古建筑保护管理平台"引入物联网技术（如传感器监测建筑温湿度、结构变形），实现预防性管理。
- 技术特点：普遍采用"云架构+移动端"设计，支持工作人员现场通过手机端录入巡检数据，同时开放公众查询接口（如法国"Monuments Historiques"平台，公众可查询建筑保护状态与开放信息）。
- 不足：国外系统多基于本国文化遗产特点设计，对中国古建筑"木构为主、病害类型复杂（如虫蛀、风化）"的适配性不足，且部分系统收费较高、不开放源代码，难以直接借鉴。
（三）研究空白与突破点
国内外现有系统存在功能单一、协同不足、本土化适配性差等问题。本系统将聚焦"保护全流程管理"与"公众参与"，通过以下创新弥补短板：
- 全流程闭环管理：集成"信息管理-巡检-维修-科普"功能，实现巡检记录实时提交、维修工单自动流转、数据统计自动化。
- 公众参与机制：开放科普信息、支持反馈建议提交、提供参观预约服务，增强公众互动性。
- 本土化适配：针对中国古建筑特点，设计病害类型分类（如木构、砖石、彩绘）、维修方案模板库，提升系统实用性。
三、研究内容与技术方案
（一）系统技术架构设计
采用前后端分离架构，具体技术栈如下：
- 后端：Spring Boot框架（快速开发、集成MyBatis持久层框架，支持MySQL数据库高效存取）、JWT令牌实现身份认证、BCrypt加密存储用户密码。
- 前端：Vue.js框架（结合Vuex状态管理，保障响应速度与用户体验）、ECharts实现数据可视化大屏、Three.js实现3D模型展示。
- 数据库：MySQL关系型数据库，设计用户表（存储账号、密码、角色）、建筑信息表（存储名称、年代、结构、病害类型）、巡检记录表（存储巡检项、状态、照片）、维修工单表（存储工单编号、处理人、结果）等核心表结构。
- 第三方服务：集成阿里云短信服务（发送预约确认、反馈审核结果通知）、七牛云对象存储（存储建筑图片、三维模型文件）。
（二）核心功能模块设计
系统分为管理员端、文物管理员端、公众端三个角色，各角色功能模块如下：
1. 管理员端（核心管理角色）
- 用户管理：审核文物管理员账号申请（分配巡检权限，如指定负责的古建筑区域）、禁用违规公众账号、重置用户密码。
- 建筑基础信息管理：录入/编辑建筑信息（基础属性：名称、年代、结构类型、地址；文化属性：历史背景、保护级别；现状属性：病害类型、保护状态），支持上传图片、三维模型文件（如OBJ格式），实现"一建筑一档案"。
- 系统配置：设置巡检周期（如重点建筑每月1次、一般建筑每季度1次）、维修工单流转规则（如巡检发现"重大病害"时自动触发紧急维修流程）、数据备份计划（每日自动备份数据库，防止信息丢失）。
- 数据统计与分析：生成建筑病害类型分布图（如饼图展示木构虫蛀、墙体开裂占比）、维修工单闭环率趋势图（如折线图展示月度闭环率变化），辅助决策。
2. 文物管理员端（一线保护角色）
- 巡检管理：接收系统分配的巡检任务（含指定建筑、巡检项，如"屋顶瓦片是否松动""木构件是否有虫蛀"），现场通过手机端填写巡检记录，上传现场照片/视频，标记"正常""轻微病害""重大病害"状态。
- 维修工单管理：查看分配至本人的维修工单（含工单编号、建筑名称、病害描述），上传维修进度照片，标记"处理中""已完成"状态。
- 数据统计：查看个人负责区域的巡检完成率（如"本月完成巡检建筑数量/总任务数量"）、维修工单闭环率（如"本月已完成维修工单数量/总工单数量"），生成月度巡检报告（系统自动汇总数据，支持导出Excel）。
3. 公众端（科普与反馈角色）
- 建筑科普：浏览系统开放的建筑基础信息（历史背景、文化价值、开放时间），查看无涉密的巡检照片（如外观修复后的状态），支持按"地区""年代"筛选建筑。例如，用户可筛选"山西省-明代"建筑，查看平遥古城、丁村民宅等详情。
- 保护反馈：发现建筑存在异常（如游客刻画、构件损坏）时，通过系统提交"反馈建议"（含文字描述、现场照片、位置信息，通过地图API定位），由文物管理员审核后跟进。
- 参观预约：针对开放参观的建筑，公众可在线预约参观时段（系统联动建筑管理处的预约限额，如"平遥古城每日限流5000人"），接收预约成功短信提醒。
4. 系统通用功能
- 身份认证：管理员/文物管理员通过"账号密码+验证码"登录，公众支持"手机号注册登录"，通过JWT令牌维持登录状态，防止会话劫持。
- 消息通知：系统自动向文物管理员推送"待巡检任务""维修工单更新"提醒，向公众推送"反馈建议审核结果""参观预约确认"短信。
- 数据安全：对建筑涉密信息（如维修核心技术、精确坐标）进行权限控制（仅管理员可见），用户密码采用BCrypt加密存储，防止数据泄露。
（三）预期实现效果
- 功能层面：实现"古建筑信息管理-巡检-维修-科普"全流程闭环，文物管理员巡检记录提交时间从"人工纸质记录后录入系统"的2小时缩短至"现场实时提交"的5分钟。
- 数据层面：系统存储至少100个典型古建筑的结构化档案，支持按"病害类型""年代"进行数据统计（如"明清古建筑木构虫蛀病害占比60%"）。
- 用户体验层面：管理员后台响应时间≤2秒，公众端页面适配手机、电脑等设备，科普信息加载速度≤3秒。
四、研究方法与技术路线
本课题采用"需求导向-设计-开发-测试"的软件工程方法，具体技术路线如下：
（一）需求分析阶段
- 文献调研：查阅《古建筑保护工程施工规范》《文物数字化管理标准》等规范，明确系统功能边界。
- 实地调研：走访当地文物保护部门（如XX市文物局），访谈文物管理员、巡检人员，梳理核心需求（如巡检项定义、维修流程节点），形成《需求规格说明书》。例如，通过访谈发现，文物管理员需按"木构、砖石、彩绘"分类记录病害，系统据此设计病害类型字段。
（二）系统设计阶段
- 架构设计：确定前后端分离架构，划分后端服务层（Controller、Service、Dao）、前端视图层（管理员端、公众端页面）。例如，巡检记录提交流程：前端Vue页面捕获用户填写的巡检项、状态、照片，通过HTTP请求发送至后端Spring Boot控制器（Controller），控制器调用服务层（Service）验证数据合法性（如照片格式是否为JPG），服务层调用数据访问层（Dao）将数据存入MySQL数据库，最后返回提交成功结果至前端。
- 数据库设计：设计E-R图（实体-联系图），明确用户、建筑、巡检记录、维修工单等实体关系。例如，用户与建筑通过"巡检任务"关联（一个用户可负责多个建筑巡检，一个建筑可被多个用户巡检），建筑与维修工单通过"病害"关联（一个建筑可生成多个维修工单，一个维修工单对应一个建筑病害）。
（三）系统开发阶段
- 环境搭建：安装IntelliJ IDEA（后端开发工具）、Vue CLI（前端开发工具）、MySQL 8.0（数据库）、Navicat（数据库管理工具）、JDK 1.8（Java开发环境）、Tomcat 9.0（服务器）。
- 编码实现 ：
- 后端开发 ：使用Spring Boot快速搭建项目骨架，集成MyBatis实现数据库操作。例如，开发巡检记录提交接口时，在Controller层定义
@PostMapping("/submitInspection")方法，接收前端传来的JSON数据，调用Service层submitInspectionRecord方法，Service层调用Dao层insertInspectionRecord方法将数据存入数据库。 - 前端开发 ：使用Vue.js构建页面，结合Element UI组件库实现表单、表格等交互元素。例如，开发巡检记录提交页面时，使用
<el-form>组件构建表单，绑定v-model实现数据双向绑定，通过axios发送HTTP请求至后端接口。 - 3D模型展示 ：集成Three.js库，将建筑三维模型（如OBJ格式）加载至网页，支持旋转、缩放操作。例如，在建筑详情页面，通过
THREE.OBJLoader加载模型文件，添加轨道控制器（OrbitControls）实现用户交互。
- 后端开发 ：使用Spring Boot快速搭建项目骨架，集成MyBatis实现数据库操作。例如，开发巡检记录提交接口时，在Controller层定义
（四）系统测试阶段
- 单元测试 ：使用JUnit框架对后端Service层方法进行测试，验证业务逻辑正确性。例如，测试
submitInspectionRecord方法时，模拟传入合法与非法数据（如照片格式错误），验证方法是否返回预期结果。 - 集成测试：测试前后端接口联调，验证数据传输正确性。例如，前端提交巡检记录后，检查后端数据库是否成功插入数据，且返回结果符合预期。
- 性能测试：使用JMeter工具模拟多用户并发访问，测试系统响应时间与吞吐量。例如，模拟100个用户同时提交巡检记录，检查系统平均响应时间是否≤2秒。
（五）系统部署阶段
- 服务器部署：购买阿里云ECS服务器（配置：2核4G内存、50GB磁盘空间），安装JDK 1.8、Tomcat 9.0、MySQL 8.0，将打包后的Spring Boot项目（JAR包）部署至Tomcat，配置数据库连接池（如Druid），优化服务器参数（如调整JVM内存大小）。
- 域名注册与备案 ：注册域名（如
architectural-protection.com），完成ICP备案，将域名解析至服务器IP，实现通过域名访问系统。 - 安全加固：配置服务器防火墙（如iptables），仅开放80（HTTP）、443（HTTPS）端口；启用HTTPS协议，申请SSL证书（如Let's Encrypt免费证书），加密数据传输；定期更新系统补丁，防止安全漏洞。
五、研究计划与进度安排
| 阶段 | 时间 | 任务 |
|---|---|---|
| 需求分析 | 2025年1月-2月 | 文献调研、实地访谈、形成《需求规格说明书》 |
| 系统设计 | 2025年3月-4月 | 架构设计、数据库设计、E-R图绘制 |
| 系统开发 | 2025年5月-8月 | 环境搭建、编码实现、3D模型集成 |
| 系统测试 | 2025年9月-10月 | 单元测试、集成测试、性能测试 |
| 系统部署 | 2025年11月 | 服务器部署、域名注册、安全加固 |
| 论文撰写 | 2025年12月 | 整理开发文档、撰写论文、准备答辩 |
六、预期成果与创新点
（一）预期成果
- 系统源码与文档：交付完整的Spring Boot项目源码（含前后端代码）、数据库脚本（MySQL）、开发文档（含需求规格说明书、系统设计文档、测试报告）。
- 可视化系统 ：部署可访问的在线系统（网址：
https://architectural-protection.com），支持管理员、文物管理员、公众三端功能，实现建筑保护全流程数字化管理。 - 学术论文：在《计算机应用与软件》等核心期刊发表《基于Spring Boot的建筑物保护可视化系统设计与实现》论文，阐述系统架构、核心算法、创新点与应用效果。
（二）创新点
- 全流程闭环管理：集成"信息管理-巡检-维修-科普"功能，打破传统系统功能单一瓶颈，实现保护流程数字化。
- 3D可视化与数据融合：结合Three.js实现建筑3D模型展示，同步呈现巡检数据（如病害位置标记），辅助决策。例如，在3D模型上用红色标记虫蛀木构件，直观展示病害分布。
- 公众参与机制：开放科普信息、支持反馈建议提交、提供参观预约服务，增强公众互动性，助力文化传承。例如，公众反馈的建筑异常信息可触发维修工单，形成"公众-系统-管理部门"协同保护闭环。
七、参考文献
此处列出开题报告中引用的参考文献，格式参考GB/T 7714-2015，例如：
1\] 2509_93102599. Springboot古建筑保护管理系统设计与实现hw29eml2\[EB/OL\]. (2025-10-08). https://blog.csdn.net/2509_93102599/article/details/152718803. \[2\] Q\*\*\*. springboot建筑工程项目管理系统设计与实现-开题报告\[EB/OL\]. (2025-08-18). https://www.renrendoc.com/paper/454506525.html. \[3\] wek107. 计算机毕设Springboot建筑物保护可视化系统\[EB/OL\]. (2025-03-28). https://blog.csdn.net/wek107/article/details/146555455. \[4\] sheji720. springboot毕设建筑物保护可视化系统论文+程序+部署\[EB/OL\]. (2024-11-29). https://blog.csdn.net/sheji720/article/details/144119363. \[5\] qh603. 计算机毕业设计Springboot基于Java的建筑物保护管理系统\[EB/OL\]. (2025-02-19). https://blog.csdn.net/qh603/article/details/145716636. \[6\] jinkin05. 计算机毕业设计Springboot基于Java的建筑物保护管理系统源码+论文+部署\[EB/OL\]. (2025-03-11). https://blog.csdn.net/jinkin05/article/details/146157637. \[7\] akn588. springboot毕设基于Java的建筑物保护管理系统源码+论文+部署\[EB/OL\]. (2025-09-12). https://blog.csdn.net/akn588/article/details/144273638. \[8\] qq_39126426. 案例28:基于Springboot毕业设计系统开题报告设计\[EB/OL\]. (2024-08-21). https://blog.csdn.net/qq_39126426/article/details/141398795. \[9\] shisheji. java-springboot建筑物保护可视化系统\[EB/OL\]. (2025-10-03). https://blog.csdn.net/shisheji/article/details/152377896. \[10\] QQ3166678367. 基于Spring Boot的古建筑文化遗产保护与展示系统\[EB/OL\]. (2025-12-13). https://blog.csdn.net/QQ3166678367/article/details/148154404. ****重要说明**** ：以上为项目开发前基于选题撰写的开题报告内容，后期因需求调整、技术优化等因素，系统程序可能存在较大改动。最终成品以本文档后续 "运行环境 + 技术栈 + 界面展示" 为准，开题报告内容可作为开发与论文撰写的参考依据。系统源码获取方式详见文末！ ## ******三、系统技术栈****** ### ******（一）前端技术栈：Vue.js****** Vue.js 是一套专注于构建用户界面的渐进式 JavaScript 框架，具备轻量、高效、易集成的特点，尤其适合与 Spring Boot 后端框架搭配实现前后端分离架构。其核心库仅聚焦视图层，不强制依赖其他工具或库，既便于新手快速上手，也能灵活整合第三方插件（如 Vue Router、Vuex）或融入现有项目；同时，Vue.js 的响应式数据绑定机制可实时同步视图与数据，显著提升前端开发效率与用户交互体验。 ### ******（二）后端技术栈****** 1. ****核心容器**** ：基于 Spring Boot 构建，提供全面的对象管理与依赖注入能力，可自动维护应用程序中各类组件的生命周期，简化对象创建与调用流程，降低代码耦合度。 2. ****Web 层**** ：Spring Boot 内置 Tomcat、Jetty、Undertow 等主流 Web 容器，无需额外配置即可快速搭建 Web 应用，支持 HTTP 请求处理、接口开发、会话管理等核心功能，满足项目的 Web 服务需求。 3. ****数据访问层**** ：支持多种数据库连接池（如 HikariCP、Druid）与 ORM（对象关系映射）框架（如 MyBatis、JPA），可简化数据库操作流程（如 SQL 编写、结果映射、事务管理），降低数据访问层的开发复杂度，提升数据交互效率与安全性。 ### ******（三）开发工具****** 1. ****IntelliJ IDEA**** ：一款功能强大的 Java 集成开发环境（IDE），对 Spring Boot 项目开发支持尤为友好。内置丰富的插件（如 Spring Assistant、Lombok），可实现代码自动补全、语法检查、调试跟踪、项目构建等功能，大幅提升后端开发效率与代码质量。 2. ****Visual Studio Code（VS Code）**** ：轻量级跨平台 IDE，支持 Windows、macOS、Linux 多系统运行。通过安装 Java、Vue.js 相关插件（如 Java Extension Pack、Vetur），可实现前后端代码的编写、调试与运行，兼顾开发灵活性与轻量化需求。 ## ******四、开发流程****** 1. ****项目初始化**** ：使用 Maven 构建工具创建 Spring Boot 项目，可通过 IntelliJ IDEA、Eclipse 等 IDE 的可视化界面选择 "Spring Initializr" 模板，快速生成项目基础结构（含目录层级、配置文件框架）。 2. ****依赖配置**** ：在项目根目录的pom.xml文件中，添加 Spring Boot 相关依赖（如spring-boot-starter-web用于 Web 开发、spring-boot-starter-mybatis用于数据访问），Maven 会自动下载并管理依赖包及其版本，避免版本冲突问题。 3. ****启动类设置**** ：在src/main/java目录下创建项目启动类（通常命名为XXXApplication.java，如SystemApplication.java），并在类上添加@SpringBootApplication注解 ------ 该注解整合了@Configuration（配置类）、@EnableAutoConfiguration（自动配置）、@ComponentScan（组件扫描）三大功能，是 Spring Boot 应用启动的核心标识。 4. ****核心配置**** ：创建 Spring Boot 配置文件（支持application.properties（Properties 格式）或application.yml（YAML 格式）），在文件中定义数据库连接信息（如 URL、用户名、密码）、服务器端口、缓存策略、日志级别等核心配置，确保应用程序按预期运行。 ## ******五、使用者指南****** ### ******（一）项目搭建步骤****** 1. ****工程创建与依赖引入**** ：使用 Maven 或 Gradle 构建工具创建新工程，在构建配置文件（Maven 为pom.xml，Gradle 为build.gradle）中引入 Spring Boot 相关依赖（参考本文档 "开发流程 - 依赖配置" 部分），确保核心功能模块（Web、数据访问等）的依赖完整。 2. ****主类创建与配置**** ：在src/main/java目录下创建项目主类，在类上添加@SpringBootApplication注解 ------ 该注解会触发 Spring Boot 的自动配置机制，根据项目依赖与配置文件自动初始化应用环境（如加载 Web 容器、配置数据库连接）。 ****主方法编写**** ：在主类中定义main方法，通过SpringApplication.run(主类.class, args)语句启动 Spring Boot 应用 ### ******（二）核心机制说明：自动配置****** Spring Boot 的自动配置机制是其核心特性之一，可根据项目中的依赖包、配置文件及外部属性，自动完成应用程序的配置（无需手动编写大量 XML 配置）。其实现原理为：Spring Boot 启动时，会扫描类路径下的META-INF/spring.factories文件，加载其中定义的自动配置类；随后根据项目依赖（如引入spring-boot-starter-web则自动配置 Web 容器）与配置文件参数，判断是否需要实例化相关组件（如 Tomcat 容器、DataSource 数据源），最终完成应用环境的初始化。 ### ******（三）应用运行步骤****** 1. ****运行方式**** ： * 方式 1（IDE 运行）：在 IntelliJ IDEA 或 VS Code 中，找到主类文件，右键点击 "Run 主类名"（如 "Run SystemApplication"），即可启动应用。 * 方式 2（命令行运行）：通过终端进入项目根目录，执行mvn spring-boot:run（Maven 项目）或gradle bootRun（Gradle 项目）命令，启动应用程序。 2. ****默认运行环境**** ：Spring Boot 应用默认使用嵌入式容器（Tomcat 为默认容器，可通过修改依赖切换为 Jetty 或 Undertow）运行，无需额外安装或配置独立容器，启动后即可通过浏览器或接口测试工具（如 Postman）访问应用接口（默认端口为 8080，可在配置文件中修改）。 ## ******六、程序界面展示******        