基于北斗定位技術的田野文物巡檢管理系統設計與應用

段加波 徐國建 周洋

摘 要：本文運用北斗衛星導航定位、地理信息系統、移動互聯、無線通信等技術，設計了田野文物巡檢管理系統。其包含基于北斗導航與位置服務高精度基礎數據平臺的文物巡查終端和巡檢工作指揮調度系統，具備田野文物智能巡檢、綜合管理、應急指揮等功能，為推進我國田野文物保護工作的信息化、自動化及智能化提供了一種有效的新思路。

關鍵詞：北斗定位;地理信息系統;田野文物;智能巡檢

中圖分類號：P208;P228.4文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）23-0008-03

Abstract： This paper used Beidou satellite navigation and positioning， geographic information system， mobile internet， wireless communication and other technologies to design a field cultural relic inspection management system. It includes a cultural relics inspection terminal and inspection work command and dispatch system based on the Beidou navigation and location service high-precision basic data platform， and has the functions of field cultural relics intelligent inspection， comprehensive management， emergency command， etc.， which provides an effective new idea for promoting the informatization， automation and intelligence of the field cultural relics protection in China.

Keywords： Beidou positioning;geographic information system;field cultural relics;intelligent inspection

田野文物是田野石雕、石碑、石刻及地下埋藏的古墓葬文物的統稱，具備分布廣、數量多、保護管理工作艱巨等特點[1]。近年來，文物收藏價值不斷提升，我國田野文物成為文物犯罪的首要侵害對象，特別是盜掘古墓葬犯罪呈現多發、頻發的特點，大量珍貴文物被盜毀，給我國的歷史文化遺產造成嚴重損失。文物相關管理部門的田野文物巡查管理任務日益艱巨，當前迫切需要通過現代技術手段，建立一套可靠、實用、易用的巡檢管理信息化系統，以加強對田野文物的巡查和保護力度。

1 文物巡查現狀及發展趨勢

根據是否被登記備案，田野文物可以分為兩類：一類是已被文物部門發現且已登記備案的各級文物保護單位及其他不可移動文物點，另一類是文物部門尚未發現的古墓葬、古遺址及其他散存的田野石刻[2]。它們都是我國重要的歷史文化遺產，是中國作為世界上著名文明古國的歷史見證。目前，針對田野文物，使用最普遍的方法是在需要重點保護的田野文物附近設立文管所，通過文保員進行地面巡邏的方式實現晝夜觀測。傳統人工巡護的方式主要通過巡檢人員攜帶紙質文件記錄巡檢中發現的異常情況，并通過電話等方式向上級領導匯報，這種方法簡單易行，但是作為一項長期的工作機制，不可避免地存在一些問題，突出表現在對巡查人員及巡邏路線、時間、頻率、密度缺乏科學有效的監督和制約，巡查情況很難掌握，達不到應有的效果[3]。

2 系統建設目標

為了達到田野文物巡檢工作科學化、精細化管理的目的，有力地監督巡查計劃落實情況，為巡檢工作提供科學的、系統的、量化的管理手段，本系統以成都市文化廣電旅游局提供的不可移動文物空間數據庫為基礎，運用北斗衛星導航定位、地理信息系統、移動互聯、無線通信等技術，研發基于北斗定位技術的田野文物巡檢管理系統，對田野文物巡檢工作全流程提供以信息化支撐為主要特點的現代管理手段，清晰記錄巡檢過程的線路軌跡、管線的異常情況，保證巡檢的質量和效率，為田野文物巡檢管理與巡檢人員的工作提供更為科學的平臺。

3 系統總體設計

基于北斗定位技術的田野文物巡檢管理系統的建設模式按照“統籌規劃、統一標準、分級部署”的原則，在著眼田野文物巡檢管理業務和應用實際的基本思路指導下，研發文物巡檢終端和巡檢工作指揮調度系統，系統總體架構如圖1所示。

系統采用客戶端/服務器架構（Client/Server），分為運行支撐層、數據層、應用支持層及用戶層。

3.1 運行支撐層

運行支撐層為軟件系統運行提供網絡環境、為硬件系統運行提供硬件環境支持。

3.2 數據層

數據層包括基礎地理信息數據庫和專題數據庫?；A地理信息數據庫用于存儲矢量、影像等GIS數據，專題數據庫用于存儲田野文物空間位置及屬性信息。

3.3 應用支持層

應用支持層為系統提供GIS平臺、數據交換平臺、數據庫管理平臺等中間件支撐環境。應用系統層是系統核心層，實現本項目需求確定的各種業務功能，主要包括巡檢工作指揮調度系統、移動巡檢系統。巡檢工作指揮調度系統采用地理信息公共平臺和專題數據庫數據實現空間地理信息和田野文物信息的疊加展示及巡查工作管理;移動巡查系統基于內置于移動設備中的移動終端數據庫，結合移動設備自帶的4G、北斗終端芯片和照相模塊，利用電子地圖和工作流程控制等多種手段，提供田野文物移動巡查功能。

3.4 用戶層

用戶層囊括了本系統的最終用戶群體，包括系統管理人員、后臺管理系統系統使用人員及移動端APP用戶等。

4 系統功能設計

4.1 巡檢工作指揮調度系統功能設計

根據文物巡查管理部門權限，巡檢工作指揮調度系統分為區縣級巡檢控制系統和市級巡檢控制系統。系統功能如圖2所示。

4.1.1 電子地圖基本操作功能。具體功能如下：放大、縮小、平移、鷹眼、全圖等地圖瀏覽所需要的基本功能;距離量算、面積量算等工具型功能;對屬性數據的查詢并在地圖中列表顯示相關的屬性信息;圖層控制、圖層對象列表等地理信息方面的專業功能。

4.1.2 配置信息管理功能。該功能實現對服務端監控系統和移動端系統運行過程中的所有配置信息的統一管理，管理的信息包括人員類型、任務類型、事件類型、事件緊急程度等。

4.1.3 用戶信息管理功能。該功能對所有服務端監控系統和移動端系統用戶信息進行統一管理，包括新用戶賬號添加和所有用戶信息編輯，系統按照人員的部門組織、管理所有用戶，并能夠顯示在線工作人員，確保在遇到突發事件時及時聯系相關人員。

4.1.4 巡檢任務管理功能。該功能有助于實時查看移動端提交的巡檢任務，以實現對管道巡檢人員工作情況的管理，可以對巡檢人員巡檢工作進行查詢統計，是對其工作進行量化管理的一種有效手段。

4.1.5 巡檢軌跡回放功能。該功能實現以不同的速度回放巡檢人員的巡檢軌跡，對巡檢人員工作是否到位進行監督，在出現事故時，這可以為明確事故責任提供一定的參考。

4.1.6 巡檢人員實時定位功能。該功能及時獲取在線巡檢人員從移動終端實時提交的坐標，并疊加在電子地圖上展示，幫助控制中心工作人員了解巡檢工作人員當前工作情況。

4.1.7 巡檢事件管理功能。該功能實現對巡檢工作人員上報的巡檢事件處理，監控人員在接到上報事件之后及時做出響應，并將事件分派給當前在線且距離事件最近的工作人員進行處理，事件分派信息將會回發至相應巡檢人員的移動終端，由其進行處理。

4.1.8 田野文物數據管理功能。該功能對田野文物及周邊附屬設施的空間、屬性信息進行管理，管理的信息包括田野文物的等級、歷史沿革、建控地帶、保護范圍等專題數據，通過圖形化、簡單化地操作這些對象的信息，直觀可視地為用戶提供所需的各種信息。

4.2 北斗移動終端巡檢功能設計

北斗移動終端巡檢系統功能結構如圖3所示。

4.2.1 用戶信息管理功能。該功能實現用戶對個人信息的維護管理，以便在巡檢人員信息發生變化時及時進行修改。

4.2.2 配置信息管理功能。該功能實現對移動端系統訪問服務器端系統的IP、端口號、系統名稱等信息管理，以確保當服務端監控系統地址發生變化時，移動端系統能夠正確地訪問它。

4.2.3 實時位置上傳功能。該功能通過訪問手持設備內置的GPS模塊及時獲取巡查員當前所在位置的坐標，疊加在移動終端電子地圖上展示，并將位置坐標信息傳輸到服務器端數據庫中保存。

4.2.4 巡查任務上報功能。該功能為巡查工作人員處理各項日常巡查工作提供幫助。巡查人員在開始巡查工作之前應提交任務日志記錄，提交后系統便開始采集并上傳其巡查軌跡，在巡查結束之后可以通過結束巡查任務對其任務日志進行修改。

4.2.5 巡查事件上報功能。該功能為巡查工作人員提供應急報案的支持，巡查工作人員遇到突發緊急情況時，以文字、現場圖片等多種手段采集當前事件發生的第一手資料，通過移動端與服務器端系統的數據交換，現場將事件信息上報至監控中心，及時獲得控制中心的指示并實施應急處理。

4.2.6 巡查事件處理功能。該功能在監控中心管理人員分派事件處理任務后，幫助巡查工作人員定位事件現場位置，獲取事件現場情況、處理方案，上報事件處理結果。通過實時數據傳輸，該功能可以滿足突發事件處理過程中現場工作人員與監控管理人員溝通、決策的需要。

5 結語

科技進步是經濟發展和經濟效益提高的決定性因素，而田野文物信息化管理水平的提高是文物保護單位科技進步的重要體現，是實現優化管理模式的有效手段之一[4]。利用北斗衛星導航定位、地理信息系統、移動互聯、無線通信等技術開發的田野文物巡檢管理系統，實現了田野文物智能巡查、人防管理、應急指揮等功能，有效改善了田野文物由于地域分散而缺乏有效的巡查管理、公安協防、應急沖突等現狀，有效提高了田野文物巡查管理的信息化水平和面對突發事件的應急處置水平，有效降低了因田野文物巡檢不到位等人為因素造成的經濟損失，有利于優秀傳統文化的傳承。

參考文獻：

[1]張沖.關于基層田野文物保護方式的幾點思考[J].科學與財富，2015（8）：200.

[2]曹楊，張志浩，楊景榮，等.基于3S不可移動文物管理系統的實現[J].遼寧石油化工大學學報，2011（2）：54-57.

[3]賀丹，楊風蕓.高分辨率衛星遙感技術在不可移動文物監測中的應用[J].測繪與空間地理信息，2016（6）：105-106.

[4]張兵兵，丁鋒.淺議管理信息系統開發的一項基礎性工作[J].國土資料科技管理，1999（2）：23-28.