GIS技術在智慧城市綜合管理系統中的應用探索

徐明霞

摘 要： 為了提高城市綜合管理效率，基于GIS技術構建了智慧城市綜合管理系統，該系統應用B/S模式、Oracle 11g數據庫，包括應急指揮、公共服務、市政工程、園林與環衛、違法監察、燃氣管理、渣土管理、監督執法等多個功能模塊。最后對系統的應用效果進行分析，結果表明該系統的應用可以提高城市管理效率，降低工作人員的工作量。

關鍵詞： GIS技術; 智慧城市; 城市綜合管理系統

中圖分類號： TP311

文獻標志碼： A

文章編號：1007-757X（2019）06-0056-04

Abstract： In order to improve the efficiency of urban comprehensive management， this paper builds a smart city integrated management system based on GIS technology. The system uses B/S mode and Oracle 11g database， includes several functional modules such as emergency command， public service， municipal engineering， garden and sanitation， illegal supervision， gas management， muck management， and supervision and enforcement. Finally， the application effect of the system is analyzed. The results show that the application of the system can improve the efficiency of urban management and reduce the workload of the staff.

Key words： GIS technology; Smart city; Urban integrated management system

0?引言

隨著我國城市化進程的建設加快，城市人口數量直線上升，規模不斷變大，如果高效的完成大規模城市的綜合管理工作，提升城市管理水平，成為社會研究和關注的熱點。地理信息系統，簡稱GIS（Geographic Information Systems）在空間信息技術的支撐下發展十分迅速，并且在各個城市管理部門應用效果良好，因此如何利用GIS系統建設智慧城市的綜合管理信息交互平臺可以很大程度上提升城市管理水平，實現每個區域、每個時段的城市監控全覆蓋，并實現不同城市管理部門之間的信息資源共享，提高管理決策的科學性和合理性，具有非常重要的實踐和理論意義。

1?GIS技術在智慧城市綜合管理系統中的應用的優勢分析

當前城市管理存在發現不及時、處置不高效、評價不科學、管理不精細等問題，因此，構建新型的城市管理系統十分必要。GIS技術可以分析和處理海量地理數據，該平臺操作簡單，可以創造良好的用戶體驗，計算負載能力高，大大提升網絡計算資源利用率[1-2]?；贕IS技術構建智慧城市綜合管理系統的優勢如下：

一是，使城市管理由“粗放型”轉變到“精細型”?；贕IS技術構建智慧城市綜合管理系統通過無線數據采集、監督執法等多個功能模塊，通過網絡、傳感器、預警等全面感知、寬帶泛在的互聯、智能融合的應用，提高城市運營和城市控制管理的效率，可以改變傳統的城市管理問題發現不及時，處置不高效等問題，及時解決城市管理的“難點”問題，提升城市管理水平和居民的幸福指數，符合國家的發展戰略。

二是，基于GIS技術構建智慧城市綜合管理系統，應用了物聯網技術、無線傳輸技術等形成了城市管理環，通過實時統計、監測分析第一時間、客觀翔實地掌握城市管理相關數據，增加城市運營的可控程度，實現城市規劃部門、交通部門、公共安全部門、市政公共設施管理部門等的信息共享，輔助各級領導進行科學的決策。

2?基于GIS技術的智慧城市綜合管理系統的設計與實現

2.1?系統網絡拓撲

智慧城市綜合管理系統在建設和應用過程中需要涉及到大量的城市空間數據和屬性數據，需要利用GIS技術對這些數據進行管理和分析?；贕IS技術的智慧城市綜合管理系統的網絡拓撲結構如圖1所示。

包括GIS服務器、數據庫服務器、應用服務器、客戶端等。平臺選擇B/S模式， GIS平臺應用ESRI公司的Arc GIS系列軟件。

（1） GIS服務器：安裝Supermap iServer等軟件，負責存儲GIS空間數據，如城市基礎地形數據、城市網格體系數據，并提供標準的數據接口實現數據共享;

（2） 數據庫服務器：數據庫選擇安裝Oracle 11g，存儲城市管理數據、視頻監督數據、監督員數據等。通過 Super Map SDX for Oracle Plus（空間數據庫引擎）連接 GIS 空間數據庫和Oracle數據庫，實現系統數據的一體化存儲。

（3） 應用服務器：選擇Tomcat，管理城管通等應用平臺。

2.2?系統架構設計

智慧城市綜合管理系統是一個十分復雜的系統工程，整合城市管理與服務資源，涉及城市的應急指揮、公共服務、市政工程、園林與環衛、違法監察、燃氣管理、渣土管理、監督執法等多個方面。智慧城市綜合管理系統以物聯網、大數據技術為支撐，以GIS系統展示為手段，實現城市管理的數據采集、分析及決策調度，為城市管理部門科學開展城市管理工作提供切實有效的管理手段?？傮w架構如圖2所示。

表現層：該層位系統的前端界面，包括PC端、移動端等，通過瀏覽器實現系統的信息查詢。該層的用戶包括城市管理部門的相關領導、各個城市管理部門工作人員、監督員、監督指揮中心工作人員、呼叫中心、社會公眾等，不同的用戶設置相應的訪問權限，身份驗證正確之后才可查看系統中的相關內容。

應用服務層：該層是整個系統的核心和基礎，主要有兩方面的功能，一是，通過 Supermap iServer、Tomcat技術將城市管理相關的部件數據發布成標準的地圖數據服務，提供給用戶;二是，對采集的視頻數據、城市燃氣數據、環衛與園林、渣土數據等進行大數據分析，及時發布相關預警。

數據層：選擇Oracle 11g作為數據庫管理系統，存儲城管業務表數據、組織機構表數據等屬性數據。城市地名注記、建筑物、水系、道路、建筑物材質注記等基礎地形數據，城市街道層、社區層、單元網格層、熱點層、地標建筑物層等網格數據。

網絡層：該層的主要功能是實現信息傳輸，包括 Wifi技術、ZigBee技術、視頻線等有線和無線的通訊網等[3]。

感知層：該層識別物體、采集信息，信息采集之后轉變成計算機可以識別、處理的形式上傳到網絡層，該層包括RFID標簽和閱讀器、視頻攝像頭、GIS位置感知、各種無線傳感器等。

2.3?功能模塊

（1） 應急指揮模塊：該模塊滿足城市的日常應急管理，包括應急值守、應急預案管理、模擬訓練、危險隱患管理、監控預警等[4]。

（2） 市政設施管理模塊：對市政道路設施（如橋梁、涵洞、路燈、護欄、街路標牌等）的注冊登記、維護、建設方案等進行管理，可實現信息查詢、導入導出、信息打印等功能。

（3） 中心受理監督執法模塊：該模塊的主要作用是接收城市監督員城管通上報、社會公眾12319電話舉報或者視頻監控中發現的問題，指揮中心接到舉報之后核查、登記、定位、立案的工作之后，報告給上級管理部門，上級管理部門將相應的處理方法通過指揮中心傳達給相關執法人員，保障各類城市管理問題的盡快解決，最終處理結果公示在公眾服務模塊中。中心受理監督執法流程圖如圖3所示。

（4） 地理編碼模塊：該模塊的主要作用為利用地理編碼技術實現整個城市的地理坐標設計，使實際地址與空間地址吻合，還可以設置地形圖的比例尺及面狀市邊界線、區界、街道界、社區界等，實現城市地理位置的查詢和定位。

（5） 公眾服務模塊：該模塊的主要用戶為社會公眾，可以查看城市管理的相關文件、舉報問題的處理結果等，用戶登錄系統之后可以直接訪問，無需身份驗證。

（6） 智慧環衛與園林模塊：環衛管理主要是對城市各區域的環境衛生質量、垃圾收集及運輸等通過環衛保潔地圖進行督導核查，在線查看各保潔路段上實時在線的環衛工人的人數、位置等，如果存在問題則發出告警信息，實現人員、車輛、部件、垃圾收運工作的自動化、智慧化、數據化監督管理。

園林管理主要是對城市的包括草地綠化和行車道樹木基本資料、綠化增減、古樹名木基本資料、園林綠化的設施等情況進行管理，可對相關信息進行查詢、導入、導出、統計分析。

（7） 智慧渣土模塊：覆蓋渣土登記申報、運輸指揮、場地監控、運輸監督、移動監督、可視化分析六大模塊，全面提升渣土運輸監督管理效能。

（8） 燃氣指揮監控實現：該模塊有兩方面的功能，一是對燃氣企業的管理，采集、查詢、修改、刪除燃氣企業信息如地址郵編、法人、聯系電話等;二是，登記、查詢城市燃氣管道隱患管理信息，包括隱患類別、整改時間、整改結果等。

（9） 可擴展模塊：包括視頻監控模塊、領導移動督查模塊、微信城管參與模塊、績效評價模塊等，可以根據系統的實際需求對模塊功能進行開發。

2.4?系統實現

系統的功能模塊眾多，由于篇幅的原因，只對其中部分模塊的實現進行詳細敘述。

（1） 中心受理監督執法模塊實現

中心受理監督執法模塊利用監督指揮大屏幕可以直觀的把控城市的各個事件信息，還可以實現對監督員、任何部件情況的查詢，如圖4所示。

監督員在工作過程中手持無線RFID設備，將衛星定位的無線設備坐標點經緯度Arr Xs、Arr Ys繪制城軌跡曲線則可以獲得監督員的軌跡曲線，關鍵實現代碼如下：

function draw Line By XY（Arr Xs， Arr Ys） {

var points = [];

for （ var i = 0; i < point Arr.length; i++） {

points.push（new Super Map.Geometry.Point（sp2d.lon， sp2d.lat））;

}

var style = {

stroke Color ： "blue"，

stroke Opacity ： 0.8，

stroke Width ： 3，

point Radius ： 6

}

if （null ！= vector Layer）

}

（2） 地理編碼模塊實現

本研究中通過.net的接口與回調機制實現地理編碼子模塊的查詢和定位功能，用戶輸入需要查詢的地址之后，地址字符串構建成數據庫查詢語句，根據查出全部滿足地址條件的要素顯示空間信息。關鍵代碼如下：

//

定義地址字符串

p QF.Where Clause = s WC;

//

定義游標

IFeature Cursor p FC;

//

執行，獲取滿足地址條件的要素

p FC = p FL.Feature Class.Search（p QF， false）;

IFeature p F = p Feature Cursor.Next Feature（）;

//

將滿足條件的要素放入選擇集當中，進行地圖顯示

{

m_Detail Attribute.Show（）;

}

（3） GIS地圖服務實現

GIS的功能主要對智慧城市綜合管理系統的地圖進行操作，以滿足地圖服務的基本需求。包括地圖的全幅展示、縮小、放大、漫游，地圖的街景切換、地圖的面積量算等。街景瀏覽，點擊地圖上的“街景”按鈕可進入街景瀏覽界面，利用立德街景系統已有的接口，該接口執行 Open GIS WMS 執行規范中的操作。

地圖的全圖展示、縮小、放大、漫游等利用ArcGIS Engine開發實現，關鍵代碼如下：

//加載地圖文檔

private void loadMapDocument（）

//放大

{

axMapControl1.MousePointer = esriControlsMousePointer.esriPointerZoomIn;

flag = 2;

}

//縮小

{

axMapControl1.MousePointer = esriControlsMousePointer.esriPointerZoomOut;

flag = 1;

}

//漫游

{

axMapControl1.MousePointer = esriControlsMousePointer.esriPointerPan;

flag = 3;

}

//全圖

{

axMapControl1.Extent ?= axMapControl1.FullExtent ;

}

3?系統應用分析

3.1?應用流程

基于GIS技術的智慧城市綜合管理系統的應用流程如圖5所示。

用戶進入系統頁面之后，需要進行身份驗證，身份信息驗證請求傳遞至Tomcat服務器，驗證通過之后，系統跳轉頁面，根據用戶權限顯示相關信息，點擊相應的模塊如應急指揮、市政管理等進行查詢即可獲得相關結果。如果身份驗證失敗則顯示錯誤信息，不能查詢。

3.2?應用效果分析

基于GIS技術的智慧城市綜合管理系統設計完成之后，進行試運行，結果表明該系統的運行穩定，各個功能模塊均達到了預期的設計需求。同時選擇20名城市管理部門的工作人員進行訪談，有85%工作人員認為該系統的應用可以及時發現城市管理中的相關問題，提高了城市管理效率;有90%的工作人員認為通過該系統可以實時查詢相關信息，降低了工作人員的工作量，應用效果良好。

4?總結

本文主要分析了GIS技術在智慧城市綜合管理系統中的應用，通過系統的功能模塊可以實現城市的全方位監控，實時采集城市各區域的信息，及時發現、解決城市管理中存在的問題，提高了城市管理效率，為智慧城市的建設提供理論支持，隨著信息技術的發展，智慧城市的建設將會更加成熟。

參考文獻

[1]?王艷霞，李帥，吳硯輝.GIS技術在電力線路智能巡檢系統中的應用[J].測繪與空間地理信息，2018，41（10）：194-195.

[2]?雷煥宇，陶國慶.基于GIS的通信光纜在線監測系統及其故障點定位方法[J].電工技術，2018（20）：74-75.

[3]?彭毅弘，鄭凌云.基于無線ZigBee技術的隧道監測系統設計[J].儀表技術與傳感器，2018（11）：68-71.

[4]?劉曉云.基于智慧城市視角的智慧應急管理系統研究[J].中國科技論壇，2013（12）：123-128.

（收稿日期： 2018.12.19）