何華貴，郭亮，李少智，廖軍

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510060)

基于移動GIS的領(lǐng)導(dǎo)工作用圖系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

何華貴*，郭亮，李少智，廖軍

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510060)

移動GIS的領(lǐng)導(dǎo)工作用圖系統(tǒng)，為各級領(lǐng)導(dǎo)進行實時管理提供高效便利的空間信息查詢統(tǒng)計服務(wù)，為科學(xué)決策提供有效的輔助手段。系統(tǒng)整合基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集和動態(tài)專題數(shù)據(jù)集，運用混合更新模式，減少由于主觀選址或判斷的重復(fù)操作和復(fù)雜程度，實現(xiàn)實時準(zhǔn)確地掌握城市規(guī)劃符合及變化情況，提高日常辦公管理水平。

移動GIS；領(lǐng)導(dǎo)工作用圖系統(tǒng)

1 引 言

移動GIS是以移動互聯(lián)網(wǎng)為支撐以GPS智能手機為終端的GIS系統(tǒng)，是繼桌面GIS，WebGIS之后又一新的技術(shù)熱點[1]。移動GIS是GIS從靜態(tài)走向動態(tài)環(huán)境的重大發(fā)展，通過綜合運用GPS的精確定位技術(shù)、無線互聯(lián)網(wǎng)接入和GIS的空間信息處理能力，使得系統(tǒng)能夠?qū)崟r地獲取、存儲、更新、處理、分析和顯示地理信息。

基于移動GIS的領(lǐng)導(dǎo)工作用圖系統(tǒng)是提供一個多技術(shù)手段綜合支撐下的地圖集信息系統(tǒng)(Atlas Information System，AIS)，系統(tǒng)架構(gòu)于IOS和Android系統(tǒng)的平板電腦或者手機上，以規(guī)劃行政辦公部門為服務(wù)對象，面向電子政務(wù)應(yīng)用需求，多要素實體化的提供各種地圖服務(wù)，為領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)決策提供有效的輔助手段。

系統(tǒng)的地圖服務(wù)內(nèi)容主要有基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集和動態(tài)專題地圖集。動態(tài)專題地圖集選取與政務(wù)工作密切相關(guān)的專題內(nèi)容，對于動態(tài)專題地圖集中分類較為細致的數(shù)據(jù)進行綜合處理，以減輕移動設(shè)備在動態(tài)地圖運算、生成過程中的壓力。同時增加對政務(wù)工作決策有重大影響的專題數(shù)據(jù)，如變電站分布、消防設(shè)備分布等，有利于空間輔助決策。

2 總體架構(gòu)

系統(tǒng)采用三層體系結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)層、服務(wù)層和應(yīng)用層。

2.1 基礎(chǔ)層

基礎(chǔ)層以多尺度基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集、三維模型數(shù)據(jù)集和專題數(shù)據(jù)集為綜合數(shù)據(jù)集，統(tǒng)一按照基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處理。

2.2 服務(wù)層

服務(wù)層基于服務(wù)型GIS，提供基礎(chǔ)地圖服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)、簡單網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)等多種地理信息服務(wù)以滿足不同的服務(wù)需求。

2.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層為用戶提供多種應(yīng)用功能，用戶可以根據(jù)自身業(yè)務(wù)需要通過二次開發(fā)進行應(yīng)用功能擴展和深化。如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

3 數(shù)據(jù)集設(shè)計與實現(xiàn)

本系統(tǒng)的政務(wù)地圖服務(wù)內(nèi)容主要有基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集和動態(tài)專題地圖集。

3.1 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集

廣州市基本比例尺地形圖，也可以稱之為數(shù)字線劃圖(DLG)；

廣州市數(shù)字正射影像圖(DOM)(考慮到系統(tǒng)運行于平板電腦上，數(shù)據(jù)存儲空間有限，這部分可以只存儲中小比例尺影像)；

廣州市數(shù)字高程模型(DEM)，并根據(jù)需要生成不同暈渲圖；

廣州市三維GIS系統(tǒng)建模數(shù)據(jù)；

廣州市公眾版電子地圖；

廣州市公共設(shè)施數(shù)據(jù)；

廣州市建筑物普查數(shù)據(jù)；

廣州市地下管線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

廣州市空間基礎(chǔ)網(wǎng)格數(shù)據(jù)。

3.2 動態(tài)專題地圖集

專題數(shù)據(jù)主要來自于在線動態(tài)專題地圖數(shù)據(jù)庫，對在線動態(tài)專題地圖集表示的內(nèi)容進行精簡，主要是選取與政務(wù)工作密切相關(guān)的專題內(nèi)容，對于在線動態(tài)專題地圖集中分類較為細致的數(shù)據(jù)進行綜合處理，同時增加部分不宜向公眾發(fā)布的但是與政務(wù)工作息息相關(guān)的其他補充專題數(shù)據(jù)。如圖2所示：

圖2 專題數(shù)據(jù)處理流程

依據(jù)項目需求主要處理的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：

(1)三規(guī)合一數(shù)據(jù)；

(2)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)；

(3)區(qū)城市規(guī)劃數(shù)據(jù)；

(4)三舊標(biāo)圖建庫數(shù)據(jù)。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)與關(guān)鍵技術(shù)

4.1 開發(fā)與運行環(huán)境

(1)系統(tǒng)運行環(huán)境

iPad或者iPhone：基于BSD Unix的經(jīng)過優(yōu)化了的MacOS X操作系統(tǒng)；

其他平板電腦：基于Android操作系統(tǒng)。

(2)相關(guān)開發(fā)支持軟件

地圖數(shù)據(jù)環(huán)境：Esri ArcGIS 10.0；

系統(tǒng)開發(fā)平臺：Flex Builder 4.6；

通過Flex Builder可以將程序轉(zhuǎn)換為基于Adobe Air的Android程序以及IOS的原生程序，實現(xiàn)跨平臺運行。4.2 圖片緩存模式

地圖幅面大，平板電腦的緩存受到了極大的挑戰(zhàn)，如果將整幅圖片直接導(dǎo)入使用，則會出現(xiàn)程序閃退的現(xiàn)象[2]。采用金字塔切片技術(shù)解決圖片緩存問題，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成金字塔瓦片，成為構(gòu)建地圖服務(wù)需解決的核心問題[5]。

地圖發(fā)布后，當(dāng)用戶瀏覽不同比例尺下的地圖信息時，整個地圖就需要重新加載，浪費大量時間。為了提高瀏覽速度，就需要對發(fā)布后的地圖進行切片處理，即把發(fā)布后的地圖切成靜態(tài)圖片。當(dāng)用戶瀏覽地圖時，瀏覽的就是一些靜態(tài)圖片，采用這種方式可以大大提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。

為了便于瓦片數(shù)據(jù)的交換，交換的瓦片數(shù)據(jù)文件采用統(tǒng)一的組織結(jié)構(gòu)[3]。地圖瓦片數(shù)據(jù)的組織方式采用數(shù)據(jù)集、層、行目錄結(jié)構(gòu)描述[4]，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示：

圖3 瓦片文件結(jié)構(gòu)

4.3 地圖更新模式

為確保地圖數(shù)據(jù)的時效性，地圖更新是不迫切需要的。地圖更新模式以數(shù)據(jù)更新機制來分，可分為實時在線模式和離線模式。

實時在線模式通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到GIS服務(wù)器，地圖及應(yīng)用數(shù)據(jù)實時通過網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器端獲取，在網(wǎng)絡(luò)中斷或無信號時不能使用。這種模式適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)條件好，但需要注意流量上耗費的成本。

離線模式是將數(shù)據(jù)存儲在移動終端上，GIS應(yīng)用讀取本地的文件和數(shù)據(jù)。這種應(yīng)用模式不需要有網(wǎng)絡(luò)條件的支持，也無流量耗費，另外數(shù)據(jù)從本地讀取，性能方面也更有保證，可以進行一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)編輯及分析應(yīng)用，但數(shù)據(jù)更新編輯后需要有良好的與服務(wù)器同步的機制。

本系統(tǒng)采用了數(shù)據(jù)更新混合模式將實時在線模式與離線模式結(jié)合起來，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)暢通時可以使用在線模式與服務(wù)器實時同步更新數(shù)據(jù)，瀏覽地圖及應(yīng)用數(shù)據(jù)的同時可以將數(shù)據(jù)緩存到本地，下次瀏覽同樣數(shù)據(jù)時即可減少流量耗費；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)條件不佳時可以使用已經(jīng)緩存在本地的數(shù)據(jù)進行GIS應(yīng)用，降低了移動GIS應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)條件的依存度。

4.4 系統(tǒng)實例

系統(tǒng)包括地圖基本操作，鷹眼，地圖放大，地圖縮小，地圖全屏，地圖平移，地圖測距，地圖測面，地圖搜索，動態(tài)地圖加載服務(wù)，對象繪制，對象識別等功能。

具體界面如圖4～圖6所示：

圖4 系統(tǒng)實例界面1

圖5 系統(tǒng)實例界面2

圖6 系統(tǒng)實例界面3

5 結(jié) 論

系統(tǒng)在應(yīng)用過程中得到了用戶好評具有以下優(yōu)點。

5.1 數(shù)據(jù)全面性

系統(tǒng)整合基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集和動態(tài)專題地圖集，多數(shù)據(jù)源滿足規(guī)劃行政部門對電子政務(wù)應(yīng)用的需求。為準(zhǔn)確地掌握符合規(guī)劃及變化情況奠定了基礎(chǔ)。

5.2 靈活性

(1)數(shù)據(jù)靈活性

項目數(shù)據(jù)主要是滿足規(guī)劃行政部門，用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要增加相應(yīng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)滿足使用需求。只要按標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的服務(wù)就能直接在客戶端中使用。

(2)使用靈活性

移動設(shè)備選擇范圍較廣，可以是IOS平臺也可以是Android平臺，可以是擁有強大計算能力的平板電腦，也可以是屏幕較小功能受限的手機，甚至可以是專用的高精度的GIS設(shè)備。

5.3 便攜性

運行于各種移動終端上，與服務(wù)端可通過無線通信進行交互實時獲取空間數(shù)據(jù)，可以隨時隨地進行空間信息服務(wù)，也可以脫離服務(wù)器與傳輸介質(zhì)的約束獨立運行。

基于以上特性，移動GIS領(lǐng)導(dǎo)工作用圖系統(tǒng)不僅提高了工作的效率，減少主觀選址或判斷的重復(fù)操作和復(fù)雜程度，而且用以實現(xiàn)實時準(zhǔn)確地掌握規(guī)劃符合及變化情況，提高日常辦公管理水平。為各級領(lǐng)導(dǎo)進行實時管理提供高效便利的服務(wù)，并為科學(xué)決策提供有效的輔助手段。

[1] 李曉軍，吳金輝，吳嘯等. 基于Android 的移動監(jiān)察GIS平臺研發(fā)與分析[J]. 測繪通報，2012(S1)：637～639.

[2] 吳玨. 基于平板電腦的地圖發(fā)布技術(shù)研究[J]. 江西測繪，2013(2)：008.

[3] 韋勝. ArcEngine環(huán)境下實現(xiàn)瓦片地圖的訪問與拼接[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報·信息科學(xué)版，2012，37(6)：737～740.

[4] 沈云凌. Mashup技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 上海：上海交通大學(xué)，2008.

[5] 劉晰，張軼，楊軍等. 利用并行技術(shù)的海量數(shù)據(jù)瓦片快速構(gòu)建[J]. 測繪科學(xué)，2016，41(1)：144～150.

Design and Implementation of Leadership Map System Based on mobile GIS

He Huagui，Guo Liang，Li Shaozhi，Liao Jun

(Guangzhou Unban Planning & Design Survey Research Institude，Guangzhou 510060，China)

Leadership Work Map System based on mobile GIS provide efficient and convenient services，allows real-time management of leadership at all levels，to provide an effective adjunct to scientific decision-making .The system integrated basis geography data and dynamic thematic data，make use of mix model，reduce the subjective siting repeated operations and complexity or judgment in order to achieve real-time and accurate grasp of urban planning compliance and changes to improve the daily office management.

mobile GIS；leadership work map system

1672-8262(2017)01-39-03

P208.2

A

2016—08—10 作者簡介：何華貴(1978—)，男，碩士，高級工程師，主要從事地理信息系統(tǒng)開發(fā)等技術(shù)工作。 基金項目：廣州市越秀區(qū)科技項目(2016-GX-059)