宋志明

(1.武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院，湖北武漢430079;2.增城市國(guó)土資源和房屋管理局，廣東廣州511300)

一、引 言

移動(dòng)用圖系統(tǒng)是一種移動(dòng)GIS系統(tǒng)，是基于移動(dòng)通信無(wú)線互聯(lián)平臺(tái)開(kāi)發(fā)出來(lái)的多功能無(wú)線辦公系統(tǒng)，它將 GPS、GPRS、SMSC、3G、MPS 和GIS 等多項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于PDA，以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地進(jìn)行空間圖形數(shù)據(jù)交互、查詢、處理、統(tǒng)計(jì)、分析及定位等功能。目前，由于3G技術(shù)的廣泛使用，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的速度得到大幅度的提升，采用3G技術(shù)建設(shè)移動(dòng)GIS，在網(wǎng)絡(luò)速度上的障礙已經(jīng)不存在。另一方面，以iPad為代表的智能移動(dòng)終端快速發(fā)展，也促進(jìn)了各種移動(dòng)辦公平臺(tái)的建設(shè)。本文以增城市國(guó)土資源和房屋管理局實(shí)施的國(guó)土移動(dòng)用圖系統(tǒng)項(xiàng)目為例來(lái)闡述基于iPad的國(guó)土移動(dòng)用圖系統(tǒng)研究應(yīng)用的整體過(guò)程。

二、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

增城市國(guó)土移動(dòng)用圖系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是基于3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GPS導(dǎo)航定位技術(shù)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)在外部移動(dòng)辦公環(huán)境下隨時(shí)隨地、方便快捷地查看基礎(chǔ)地理信息和專題圖形數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計(jì)分析相關(guān)信息，及時(shí)提供信息以輔助決策的移動(dòng)用圖系統(tǒng)。

建設(shè)內(nèi)容包括移動(dòng)用圖數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和移動(dòng)用圖系統(tǒng)建設(shè)兩部分。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)需要整理建庫(kù)的內(nèi)容，有行政界線、地名地址、影像、地形等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，土地權(quán)屬、地類(lèi)、規(guī)劃、基本農(nóng)田等土地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以及交通路網(wǎng)、農(nóng)田水利、林業(yè)等部門(mén)專題數(shù)據(jù)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能有:GPS定位與軌跡記錄、分層地圖顯示控制、地名地址搜索定位、專題數(shù)據(jù)屬性查看、土地權(quán)屬、利用現(xiàn)狀、土地利用規(guī)劃和基本農(nóng)田快速統(tǒng)計(jì)、后臺(tái)管理等。

項(xiàng)目從2011年10月啟動(dòng)，到2012年10月全面建成使用，歷時(shí)一年，完成了移動(dòng)用圖數(shù)據(jù)規(guī)范制定、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、移動(dòng)用圖系統(tǒng)平臺(tái)等建設(shè)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)地理信息、土地業(yè)務(wù)信息、部門(mén)專題信息的快速查看和統(tǒng)計(jì)分析，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)在土地管理、城市建設(shè)等方面科學(xué)決策提供了用圖參考，受到了一致好評(píng)。目前系統(tǒng)在線用戶已超過(guò)120人，項(xiàng)目成果在增城市國(guó)土資源和房屋管理局、政府部門(mén)、各鎮(zhèn)街得到廣泛應(yīng)用，顯著提升了行政效率，發(fā)揮了極大的社會(huì)公益價(jià)值。

三、設(shè)計(jì)思路

項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路主要從3個(gè)方面考慮:

1)在系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)方面將系統(tǒng)架構(gòu)分為客戶端、服務(wù)器和數(shù)據(jù)源3部分，分別承載在用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層。用戶界面層是客戶端的承載層，直接與用戶打交道，是向用戶提供GIS服務(wù)的窗口，該層支持iPad、PC機(jī)兩種終端;數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)各類(lèi)數(shù)據(jù)的集散地，是確保GIS功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)和支撐;業(yè)務(wù)邏輯層是系統(tǒng)的核心部分，系統(tǒng)的服務(wù)器都集中在該層，主要負(fù)責(zé)傳輸和處理空間數(shù)據(jù)信息，執(zhí)行其功能等，包括 Internet、Web Server、Map Server等組成部分。系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

2)在數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)方面要對(duì)增城市行政界線、地名地址、二調(diào)成果、用地、權(quán)屬、規(guī)劃、地形、影像等數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、切片及符號(hào)化處理，為國(guó)土移動(dòng)用圖系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。

圖1 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

3)在系統(tǒng)建設(shè)方面要建立包括地圖瀏覽、圖層管理、地圖搜索、地圖測(cè)量、權(quán)屬統(tǒng)計(jì)、地類(lèi)統(tǒng)計(jì)、GPS定位、權(quán)屬管理等功能的移動(dòng)用圖子系統(tǒng)，滿足國(guó)土移動(dòng)用圖辦公的實(shí)際業(yè)務(wù)需求;同時(shí)，系統(tǒng)要建立包括數(shù)據(jù)圖層配置、用戶管理、權(quán)限管理、日志管理的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)安全方面實(shí)現(xiàn)后臺(tái)管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)功能圖如圖2所示。

圖2 移動(dòng)用圖系統(tǒng)功能圖

四、關(guān)鍵技術(shù)

1.數(shù)據(jù)建庫(kù)技術(shù)方法

移動(dòng)用圖數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)按照內(nèi)容框架與數(shù)據(jù)規(guī)范對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、整理和入庫(kù)，同時(shí)面向各政府部門(mén)有計(jì)劃地補(bǔ)充和集成外部數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建必要的數(shù)據(jù)應(yīng)用環(huán)境，提供移動(dòng)用圖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)、可視化應(yīng)用。

移動(dòng)用圖數(shù)據(jù)庫(kù)由矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)集、元數(shù)據(jù)庫(kù)、目錄庫(kù)及編碼體系等不同層次的數(shù)據(jù)組成，如圖3所示。

圖3 移動(dòng)平臺(tái)用圖數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)圖

2.移動(dòng)GIS系統(tǒng)技術(shù)

移動(dòng)GIS是建立在移動(dòng)計(jì)算環(huán)境、有限處理能力的移動(dòng)終端條件下，提供移動(dòng)中的、分布式的、隨遇性的移動(dòng)地理信息服務(wù)的 GIS，是一個(gè)集GIS、GPS、移動(dòng)通信三大技術(shù)于一體的系統(tǒng)。它通過(guò)GIS完成空間數(shù)據(jù)管理和分析、GPS進(jìn)行定位和跟蹤，利用iPad完成數(shù)據(jù)獲取功能，借助移動(dòng)通信技術(shù)完成圖形、文字、聲音等數(shù)據(jù)的傳輸。

系統(tǒng)充分利用了當(dāng)前IT產(chǎn)業(yè)的最前沿技術(shù)，在目前比較流行的iPad設(shè)備上進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，通過(guò)3G通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了對(duì)海量地圖數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)調(diào)用，通過(guò)實(shí)時(shí)地將空間信息傳輸給服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。系統(tǒng)中加載了國(guó)土局目前主要業(yè)務(wù)科室的地理信息數(shù)據(jù)，包括儲(chǔ)備數(shù)據(jù)、用地?cái)?shù)據(jù)、土地調(diào)查和執(zhí)法監(jiān)察數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)非常豐富。系統(tǒng)提供了GIS系統(tǒng)常用的位置搜索、屬性查看、空間分析統(tǒng)計(jì)等功能。結(jié)合iPad具有GPS和蜂窩網(wǎng)絡(luò)定位的特性使得這些功能在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單快速。以統(tǒng)計(jì)功能為例，要統(tǒng)計(jì)某區(qū)域占用耕地的總面積，通過(guò)定位功能即可定位到該區(qū)域，然后使用現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)功能能馬上統(tǒng)計(jì)出該區(qū)域的耕地總面積，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)即可輔助領(lǐng)導(dǎo)做出決策，極大地提高了工作效率。

3.基于ArcGIS的緩存技術(shù)

系統(tǒng)通過(guò)基于ArcGIS的緩存技術(shù)，在服務(wù)器端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先緩存，極大地減少了服務(wù)器響應(yīng)用戶請(qǐng)求的時(shí)間，并且減少了數(shù)據(jù)傳輸量，使得地圖瀏覽速度高于傳統(tǒng)桌面GIS系統(tǒng)。

ArcGISServer的緩存服務(wù)可以分為融合緩存、多圖層緩存及按需緩存。融合緩存把所有圖層群組在一起生成切片塊;多層緩存則為每個(gè)圖層建立切片塊，可以支持客戶端控制圖層顯示、標(biāo)注和要素選取;按需緩存則不是事先生成切片，而是根據(jù)客戶端首次訪問(wèn)請(qǐng)求創(chuàng)建切片，可以節(jié)省空間和緩存創(chuàng)建時(shí)間。

本系統(tǒng)采用多圖層緩存的技術(shù)，將影像、地形、土地利用現(xiàn)狀圖斑等大容量數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行緩存切片處理，提升加載速度。

五、項(xiàng)目實(shí)施

項(xiàng)目實(shí)施首先是進(jìn)行項(xiàng)目情況調(diào)研，全面了解項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容、軟硬件環(huán)境、實(shí)施基礎(chǔ)等條件，然后根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)和目標(biāo)設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)施方案，在項(xiàng)目實(shí)施方案評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)之后，分別開(kāi)展數(shù)據(jù)整理和系統(tǒng)建設(shè)工作，最后共同形成一套系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容完整、格式標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)功能齊全、滿足實(shí)際使用要求的移動(dòng)用圖系統(tǒng)。其中數(shù)據(jù)整理基本流程包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理與檢查、數(shù)據(jù)入庫(kù)、數(shù)據(jù)復(fù)核和數(shù)據(jù)修正5個(gè)主要環(huán)節(jié)，系統(tǒng)建設(shè)流程包括需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與測(cè)試、系統(tǒng)試用和系統(tǒng)調(diào)整5個(gè)主要環(huán)節(jié)，項(xiàng)目實(shí)施技術(shù)流程如圖4所示。

圖4 項(xiàng)目實(shí)施技術(shù)流程圖

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成后，系統(tǒng)登錄界面和系統(tǒng)工作界面分別如圖5、圖6所示。

六、結(jié)束語(yǔ)

增城市國(guó)土資源和房屋管理局移動(dòng)用圖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施是基于國(guó)土部門(mén)移動(dòng)辦公用圖需要，采用先進(jìn)的技術(shù)方案形成的包括數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、軟件平臺(tái)和業(yè)務(wù)應(yīng)用4部分內(nèi)容的成套解決方案，為成果的推廣應(yīng)用提供了良好條件。到目前為止，項(xiàng)目成果以不同的方式在城市建設(shè)、土地管理、城市規(guī)劃、三舊改造等社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域發(fā)揮重要的信息支撐作用，產(chǎn)生了直接的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)同類(lèi)項(xiàng)目的建設(shè)有很好的指導(dǎo)意義。

圖5 系統(tǒng)登錄界面

圖6 系統(tǒng)工作界面

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