移動規劃GIS服務平臺建設

史漢新，劉全海，羅迪，冉慧敏

(1.溧陽市測量隊，江蘇 溧陽 213300； 2.常州市測繪院，江蘇 常州 213003；3.常州市地理信息智能技術中心，江蘇 常州 213003)

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移動規劃GIS服務平臺建設

史漢新1*，劉全海2，3，羅迪2，3，冉慧敏2，3

(1.溧陽市測量隊，江蘇 溧陽 213300； 2.常州市測繪院，江蘇 常州 213003；3.常州市地理信息智能技術中心，江蘇 常州 213003)

隨著“互聯網+地理信息”的快速發展，移動智能設備的快速普及，地理信息數據的應用場景也越來越豐富，但針對移動端的專業地理信息更新與應用支撐體系卻未有過良好的解決方案，本文從規劃部門在移動業務需求出發，分析業務所需的數據與應用技術關鍵點，解決移動硬件局限問題，建立移動規劃地理數據管理、更新、應用為一體的移動規劃GIS服務平臺，解決移動地理信息在規劃應用領域的信息孤島與效率問題。

移動GIS；數據運維；城市規劃

1 引 言

我國在長期的經濟建設過程中，許多政府部門、企事業單位積累了豐富的地理信息數據，而這些數據在過去因為網絡、軟硬件技術的落后一直未能充分、有效利用。當前，在“互聯網+”時代，移動設備大范圍普及開來，給地理信息數據在移動端的應用帶來了巨大的市場前景。隨著智能移動設備性能的提高以及移動操作系統的日益成熟，移動GIS在城市管理、交通導航、搶險救災、野外數據采集等領域以及人們日常生活中都得到了廣泛應用[1，2]。

但目前移動應用依然匱乏，相關數據的利用價值沒有充分發揮，傳統地理信息數據的應用多集中在PC端，或者紙介質數據的應用仍然較多。另外，地理信息數據的產生不能伴隨移動應用數據的同步更新。即便部分部門發布了網絡地理信息服務，但在后臺數據維護方面與移動端數據的更新仍然存在脫節現象。

本文從規劃部門在移動業務需求出發，分析各業務技術關鍵點，充分利用移動GIS、空間數據庫等前沿技術，建立移動規劃地理數據管理、更新、應用為一體的移動規劃GIS服務平臺，幫助規劃部門提高城市規劃的效率，提升城市規劃水平。

2 建設目標

移動規劃GIS服務平臺，以電子地圖或者影像地圖為載體，在轄區地圖上疊加總體規劃、控制性詳細規劃、控規線、土地利用規劃、城市設計、項目信息等規劃專題數據瀏覽。工作人員可以調整底圖上的專題圖層的疊加順序和透明度。提供工作人員控制性詳細規劃地塊信息查詢功能、項目信息建設情況及相應的規劃設計效果圖和施工圖的瀏覽查詢。提供距離面積量測、草圖繪制、定位、地名道路查詢定位等功能，輔助工作人員辦公。除了業務功能之外，系統提供城市宣傳和規劃成果數據瀏覽功能，滿足規劃部門對外形象展示和招商引資的需求。隨著城市的建設，規劃業務數據不斷的更新，平臺需要建立一套移動地理信息數據庫與移動終端同步更新的機制。同時，規劃部門對數據的安全性有一定要求，平臺需要提供數據安全加密防護功能。

為達到以上的目標，平臺從三個方面入手：①研究數據體系以及數據建庫。研究涵蓋柵格數據、矢量數據、圖件、CAD、文本等多種數據的數據體系，并設計數據庫構建方式。②建設數據庫管理系統。指定數據入庫規范，實現數據質檢、數據編輯、數據預覽、數據加密、數據入庫、數據更新及數據版本管理等功能。③建設規劃移動應用系統。實現基礎地圖數據的瀏覽、專題數據的瀏覽與查詢統計等功能，輔助規劃決策。

3 平臺設計及實現

3.1 數據體系建設

平臺數據主要分為基礎地理信息數據和規劃專題數據兩大部分。

基礎地理信息數據主要包括電子地圖、影像地圖、鎮區界線、地名地址、道路等數據。專題數據主要包含總體規劃、控制性詳細規劃、控規線、土地利用規劃、城市設計、項目信息、城市宣傳視頻、規劃成果展示等數據。

平臺中涉及的數據種類繁多，為了保證系統能夠流暢運行，平臺采用空間數據庫+文件系統的異構數據管理方式存儲與管理數據。對于柵格數據(電子地圖、影像圖等)和非結構化(視頻、圖片、項目信息中的cad設計圖紙等)的文件數據，平臺以文件系統的方式管理。對于矢量數據(地名地址、道路、控規線等)和結構化數據(項目信息等)，存儲在空間數據庫中，在后臺數據服務器中存放在oracle spatial中，在移動終端中存儲在spatialite中。

3.2 總體架構

從以上分析可知，移動規劃GIS服務平臺基礎在于建立涵蓋柵格數據、矢量數據、圖件、文本等多種數據空間數據庫、文件系統多源異構數據存儲管理體系，結合GIS、移動互聯等關鍵技術，建立地理信息數據PC端-移動端同步更新管理機制，搭建移動GIS平臺數據分析、處理、入庫、更新、應用、維護一體化解決方案，提升城市規劃部門移動地理信息應用水平。

圖1 移動規劃GIS服務平臺總體架構圖

3.3 數據庫管理系統

數據庫管理系統采用C/S架構基于GIS平臺研發，高效管理基礎地理數據庫和規劃專題數據庫以及實現數據編輯、數據加密、版本管理、數據推送移動端等應用功能，滿足數據庫管理及數據維護需求。

數據庫管理對規劃更新數據進行統一管理，區分各專題的歷史、現狀數據，并對數據庫各版本數據進行靈活回溯、清除、導出，從而對規劃數據進行系統管理，維護規劃數據庫的健壯、完整。并對數據進行安全加密，保證數據的安全使用。針對具體業務需求，對更新數據進行動態跟蹤，保證數據的實時性，為城市規劃建設提供數據支撐。

圖2 規劃數據庫管理

3.4 移動規劃應用系統

移動規劃應用系統是基于Android移動操作系統的，采用ArcGIS for Android的移動GIS開發平臺開發。移動規劃應用系統主要提供基礎地圖瀏覽、專題圖層疊加瀏覽、專題數據查詢統計、草圖繪制、定位、城市宣傳等應用功能輔助工作人員辦公。

圖4 移動規劃應用系統

圖5 移動規劃應用系統實現效果圖

4 關鍵技術

4.1 數據安全和加密技術

(1)脫密處理

規劃移動應用系統所用數據均經過脫密處理：基礎地理信息數據根據相關保密要求，刪除了涉密信息內容、降低了空間精度、降低了影像分辨率；規劃專題數據根據規劃保密要求，隱去或模糊了控制性詳細規劃、控規線中的涉密信息內容。

(2)用戶驗證

采用用戶名/密碼機制進行身份驗證，用戶登錄時需要輸入用戶名和密碼。用戶名、密碼與設備ID進行綁定，使系統只能在指定的設備運行。用戶名/密碼超過一定的時間間隔自動過期，以保證設備丟失或者被盜后系統的安全。

(3)數據加密

數據加密從以下三個方面進行加密。①坐標系加密。將本地坐標系轉換成加密的gcj02坐標系。②數據庫加密。移動終端資源有限，采用資源消耗低、加解密速度快的AES加密算法加密數據庫中的數據。③離線地圖加密。考慮到離線地圖數據使用效率，采用字節替換算法對所用數據的索引文件和數據配置文件進行加密。

4.2 多線程異步調用技術

為了保證系統的性能，不阻塞UI主線程，系統采用了多線程異步調用技術。主線程主要負責UI界面的刷新和即時操作功能的響應；分線程負責離線矢量數據的加載等CPU占用率很高的操作。離線矢量數據的讀取和解析在后臺分線程中進行，結果的顯示則在UI主線程中，因此分線程需要與UI主線程進行交互。

為此，本文利用Android提供的AsyncTask類，使分線程與主線程的交互更簡單。AsyncTask是圍繞Thread和Handler的輔助類，并不構成一個通用的線程框架。AsyncTask可以將耗時操作在后臺運行，將運行結果在主線程中顯示，而不必操作Thread和Handler類。4.3 內存管理技術

由于移動終端內存有限，系統很容易因內存溢出而崩潰，為此，本文在內存管理方面主要采用了以下措施。

(1)圖片對象在不使用時及時釋放

系統在規劃展示和項目信息模塊展示大量圖片，且城市規劃相關圖片的分辨率較高，而圖片資源占用內存非常大，在圖片不使用時，必須及時釋放內存。本文利用Android本身的內存管理機制，在圖片資源使用完成后，將圖片資源置空，同時對圖片資源的引用也置空，有Android內存管理機制自動回收資源。

(2)構造數據適配器時，使用緩存

系統在多個模塊用到了ListView、GridView控件。在初始化ListView、GridView時，Adapter會根據當前的屏幕布局初始化一定數量的View，并把它們緩存在convertView中重復使用。

(3)及時釋放對象的引用

一個生命周期短的對象被一個生命周期長的對象引用，如果不及時釋放會導致生命周期短的對象得不到及時銷毀，從而導致內存泄露。

4.4 空間數據庫、文件系統多源異構數據存儲管理技術

由于涉及的數據種類繁多，為了保證系統能夠流暢運行，采用空間數據庫+文件系統的異構數據管理方式存儲與管理數據。對于柵格數據和非結構化的文件數據，平臺以文件系統的方式管理，方便應用系統對數據的訪問。對于矢量數據和結構化數據，存儲在空間數據庫中，在后臺數據服務器中存放在Oracle Spatial中，在移動終端中存儲在Spatialite中，這樣可以充分利用空間數據庫系統提供的高性能、高可用性、高可靠性、安全性和高效率的空間數據檢索訪問。

4.5 數據多版本管理

規劃數據因時間節點不同存在不同的版本。對于相同專題不同版本的數據，系統提供了可選擇疊加的對比瀏覽方式。這一功能對規劃公務人員的決策提供了很好的幫助，但在數據的多版本管理及更新機制方面，對系統提出了更高的要求。

5 結 語

本文從規劃部門在移動業務需求出發，分析各業務技術關鍵點，建立移動規劃地理數據管理、更新、應用為一體的移動規劃GIS服務平臺。加強了對規劃信息資源有效而經濟的管理，全面實現規劃數據的管理更新使用，大大縮減了數據管理維護成本。移動端應用系統讓規劃工作人員能隨時隨地查看到業務數據，提升了城市規劃部門移動地理信息應用水平。

[1] 陳曉軍，劉春，裴洪雨. 基于移動GIS的數字城管數據采集系統架構與實現[J]. 鐵道勘察，2009(4)：62～66.

[2] 余豐華，吳沖龍，劉剛. 基于移動GIS的野外地質數據采集系統的設計[J]. 計算機應用，2004(S1)：82～84.

[3] 王剛，韓振鏢. 面向Android 智能移動終端的GIS設計與實現[J]. 測繪通報，2013(8)：77～80.

[4] 李玲，王慶，王慧青. 基于Spatialite輕量級空間數據庫的GIS數據管理[J]. 地理信息世界，2010，8(4)：71～75.

[5] 姚力波，王仁禮. 基于Oracle Spatial空間數據庫的GIS數據管理[J]. 測繪與空間地理信息，2006，29(2)：81～83.

Mobile Planning GIS Service Platform Construction

Shi Hanxin1，Liu Quanhai2，3，Luo Di2，3，Ran Huimin2，3

(1.Liyang Surveying Team，Liyang 213300，China；2.Changzhou Surveying and Mapping Institute，Changzhou 213003，China；3.Changzhou Geographic information Intelligent Technology Center，Changzhou 213003，China)

With the rapid development of the Internet and geographic information，the rapid spread of the mobile intelligent device，the application of geographic information data scene is becoming more and more rich，but for mobile professional geographic information update and application supporting system has no good solution. This article embarks from the planning department in the mobile business needs，analysis the technical key points，set up mobile planning geographic data management，updating，and application of mobile planning GIS service platform，solve the problem of the update efficiency and information island in the field of mobile geographic information application for urban planning.

Mobile GIS；Data Operation；Urban planning

1672-8262(2016)05-14-04

P208.2

B

2016—04—26

史漢新(1972—)，男，高級工程師，主要從事數字城市、基礎測繪工作。

江蘇省測繪地理信息科研項目資助(JSCHKY201615)