王禹杰，王志安，呂永來(lái)

(1.合肥市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230001； 2.中鐵五局集團(tuán)第一工程有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410117)

1 引 言

園林綠化工作是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)置，是百姓生活最關(guān)注的民生問(wèn)題之一。深入開(kāi)展園林城市建設(shè)，不斷提升城市綠化品質(zhì)，符合習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想和黨的十九大精神，符合綠水青山就是金山銀山的發(fā)展理念，堅(jiān)定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展道路，持之以恒推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，有利于保護(hù)和管理我國(guó)綠地、濕地、林地等生態(tài)資源[1～3]。

但是，園林城市的建設(shè)離不開(kāi)各類數(shù)據(jù)支撐?，F(xiàn)階段，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部對(duì)數(shù)據(jù)的采集和統(tǒng)計(jì)工作十分重視，每年都要對(duì)所轄行政區(qū)劃分范圍內(nèi)的各類園林資源進(jìn)行詳盡的調(diào)查統(tǒng)計(jì)和上報(bào)。歷年來(lái)，城市園林綠化主管部門仍沿用傳統(tǒng)而低效的手工方式對(duì)園林?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行管理，存在如下問(wèn)題：①數(shù)據(jù)更新不及時(shí)，無(wú)法動(dòng)態(tài)獲取城市綠地、林地及濕地等資源的現(xiàn)狀情況；②實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取靈敏度缺失，不能進(jìn)行合理的空間分析，在園林動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理上存在不足；③園林資源的歷史數(shù)據(jù)無(wú)法信息化存儲(chǔ)、備份及恢復(fù)；④養(yǎng)護(hù)巡查及考核監(jiān)督無(wú)法電子審批、信息化管理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速有效的監(jiān)督[4，5]。

生態(tài)園林城市建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)都與空間地理信息密切相關(guān)。為更好優(yōu)化城市綠地信息系統(tǒng)空間格局，實(shí)現(xiàn)園林資源信息化、精細(xì)化管理，按照《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ/T85-2017)新標(biāo)準(zhǔn)，兼顧國(guó)家綠地資源評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)需求，建立園林資源信息查詢與統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，進(jìn)一步提高生態(tài)園林資源信息管理的精準(zhǔn)性，提升園林綠化的綜合管理水平。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 多元異構(gòu)數(shù)據(jù)管理與一站式空間信息服務(wù)

研究區(qū)園林資源包括現(xiàn)狀綠地、濕地、林地、森林公園、濕地公園、古樹(shù)名木、行道樹(shù)等多種資源，數(shù)據(jù)豐富，種類多樣，數(shù)據(jù)源結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)方式上存在較大差異。為消除多源異構(gòu)數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、迭代及維護(hù)的影響，使用空間數(shù)據(jù)庫(kù)DBMS存儲(chǔ)園林資源數(shù)據(jù)，提供高性能的空間數(shù)據(jù)管理接口[6]，支持多種空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和并發(fā)訪問(wèn)功能，并建立豐富的地理信息數(shù)據(jù)模型，支持立體、柵格、拓?fù)?、矢量、注記等多種數(shù)據(jù)模型，保證海量數(shù)據(jù)的高度完整性，為系統(tǒng)建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

采用OGC標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，構(gòu)建地理空間信息服務(wù)框架體系，提供功能各異的一站式空間信息服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同格式數(shù)據(jù)的一個(gè)平滑、無(wú)縫、透明的格式轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)于矢量、柵格等多種數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一管理，從而為空間數(shù)據(jù)服務(wù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.2 ArcGIS REST API與OpenLayers

ArcGIS REST API是ArcGIS平臺(tái)提供的REST風(fēng)格的Web服務(wù)，以接口的形式對(duì)外開(kāi)放，幫助用戶獲取空間數(shù)據(jù)相關(guān)信息。通過(guò)ArcGIS平臺(tái)，利用ArcGIS Server，將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)發(fā)布成MapServer等相關(guān)服務(wù)，通過(guò)構(gòu)建url，向服務(wù)器發(fā)送Http請(qǐng)求，利用ArcGIS REST API調(diào)用GIS服務(wù)，獲取地圖、要素、影像等數(shù)據(jù)，以json、kmz、html等形式返回給客戶端，通過(guò)客戶端處理，將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶[7～10]。

OpenLayers是專為WebGIS開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的Javascript包。本系統(tǒng)中利用OpenLayers實(shí)現(xiàn)對(duì)ArcGIS RESTAPI請(qǐng)求回來(lái)的數(shù)據(jù)的處理與展示，不僅包括放大、縮小、平移等基本的地圖操作，還包括要素拾取、圖疊加、特征展示等復(fù)雜操作[11～13]。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)對(duì)地圖信息的訪問(wèn)及顯示，既需要地圖服務(wù)的支持以實(shí)現(xiàn)圖層切換、圖層信息展示，又需要各類園林?jǐn)?shù)據(jù)模型的支持以實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)結(jié)果展示。因此采用三層架構(gòu)設(shè)計(jì)方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及安全保障體系，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)自上而下分為基礎(chǔ)支撐層、邏輯業(yè)務(wù)層和應(yīng)用表現(xiàn)層，各層相對(duì)獨(dú)立，單一依賴。三層架構(gòu)示意圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與軟硬件環(huán)境支持下，基礎(chǔ)支撐層利用數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)對(duì)現(xiàn)狀綠地、林地、公園綠地、濕地及古樹(shù)名木等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理與維護(hù)，模型包括各類園林資源數(shù)據(jù)模型，采用ASP.NET Core語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)。

邏輯業(yè)務(wù)層開(kāi)發(fā)以ASP.NET Core語(yǔ)言為主，輔以Python語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)各類模型與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。系統(tǒng)通過(guò)ArcGIS REST API實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)與獲取，通過(guò)對(duì)客戶端發(fā)送的Http請(qǐng)求的處理，將數(shù)據(jù)響應(yīng)給客戶端。

應(yīng)用表現(xiàn)層提供人機(jī)交互界面，主要分為查詢統(tǒng)計(jì)及專題統(tǒng)計(jì)兩大模塊，選用Angular前端框架，輔以JavaScript及CSS語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。客戶端發(fā)起請(qǐng)求，請(qǐng)求經(jīng)過(guò)邏輯業(yè)務(wù)層處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)支撐層數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，最終系統(tǒng)將請(qǐng)求結(jié)果以json格式響應(yīng)給客戶端，經(jīng)過(guò)瀏覽器渲染，展現(xiàn)給用戶。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能包括各類園林資源的展示；根據(jù)不同類型園林資源，按照給定查詢條件，查詢相關(guān)要素信息，將查詢結(jié)果以表格形式反饋給用戶，并將要素在地圖上進(jìn)行高亮顯示；提供專題統(tǒng)計(jì)功能，按照不同專題統(tǒng)計(jì)各類園林資源，將結(jié)果以圖表形式展示給用戶，并提供打印下載功能，方便用戶掌握轄區(qū)內(nèi)各類園林資源。系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

4 實(shí)例應(yīng)用

4.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)為我國(guó)首批三個(gè)園林城市之一、綠化先進(jìn)衛(wèi)生城市。近年來(lái)，隨著研究區(qū)綠化工程啟動(dòng)，城市綠化進(jìn)入高速發(fā)展階段，自2002年以來(lái)，市區(qū)公園綠地增長(zhǎng)約 260 hm2，在2006年底，研究區(qū)各類園林資源 16 233.096 hm2，其中公園綠地面積 2 501.94 hm2，人均公園綠地面積達(dá)到了 9.26 hm2。但是隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展及行政區(qū)劃調(diào)整，市域綠地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生極大改變[14～17]。本文嚴(yán)格遵循“綠線管制”制度，利用城市現(xiàn)有園林資源，城市基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建園林資源查詢統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，為職能部門發(fā)展網(wǎng)格、完整的綠地系統(tǒng)決策提供輔助支持。

研究區(qū)園林綠化資源部分?jǐn)?shù)據(jù)由合肥市林業(yè)和園林局提供，部分?jǐn)?shù)據(jù)利用航拍影像進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

4.2 查詢模塊

查詢模塊不僅實(shí)現(xiàn)了不同園林資源的顯示，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了各類園林?jǐn)?shù)據(jù)的查詢結(jié)果顯示功能。如圖3所示。

在圖3、圖4中，按照輸入的查詢條件，查詢滿足條件的現(xiàn)狀綠地，將查詢結(jié)果顯示在頁(yè)面中，點(diǎn)擊其中一條查詢結(jié)果，該記錄高亮顯示，并且在地圖中放大顯示該公園的形狀，并且在界面右側(cè)顯示該公園的詳細(xì)信息。

圖3 現(xiàn)狀綠地查詢界面

圖4 現(xiàn)狀綠地查詢結(jié)果界面

4.3 統(tǒng)計(jì)模塊

統(tǒng)計(jì)模塊針對(duì)不同的園林資源，提供不同風(fēng)格的統(tǒng)計(jì)樣式，以圖表的形式顯示給用戶。統(tǒng)計(jì)效果如圖5所示。

如圖5所示，在現(xiàn)狀綠地資源的統(tǒng)計(jì)中，分別按照“公園綠地”“防護(hù)綠地”“廣場(chǎng)用地”“區(qū)域綠地”和“附屬綠地”統(tǒng)計(jì)分區(qū)綠地的個(gè)數(shù)和面積，以餅狀圖、柱狀圖和表格的形式展現(xiàn)給用戶。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文利用WebGIS相關(guān)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合研究區(qū)生態(tài)園林城市建設(shè)的實(shí)際需求，從實(shí)用性出發(fā)，設(shè)計(jì)和構(gòu)建了園林資源查詢統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，以簡(jiǎn)潔但邏輯性較強(qiáng)的界面設(shè)計(jì)和豐富的功能開(kāi)發(fā)解決了生態(tài)園林城市建設(shè)中數(shù)據(jù)管理維護(hù)困難、信息獲取不及時(shí)和信息查詢統(tǒng)計(jì)不便等痛點(diǎn)，為推薦生態(tài)園林城市建設(shè)、生態(tài)資源保護(hù)提供輔助意見(jiàn)。