城市綠地信息資源監測平臺研建

侯 穎

(合肥工業大學 土木與水利工程學院，安徽 合肥 230009)

0 引 言

新時代計算機科技迅猛發展，推動GIS學科與互聯網技術的結合發展和應用，WebGIS以其具有良好的跨平臺性，全球覆蓋性，用戶使用成本低且數量大，易于使用及便捷更新統一等特征成了地理空間數據共享和交流的新興技術。城市綠地資源對于城市科學發展與生態系統可持續發展起著重要作用[1,2]。鑒于此，綜合應用3S技術，數據庫技術，網絡信息技術[3-5]，遵從“SOA”架構思想[6-9]，以實現園林，濕地等綠地資源信息的統一化管理為核心，實現對城市綠地資源的更新，管理，分析和利用等問題的研究與應用，對城市科學發展有重要意義。

1 概 論

1.1 綠地資源信息化管理研究現狀

最早在20世紀70年代，美國用計算機管理技術對城市森林的位置，樹種以及數量，樹齡等森林基礎信息進行分區分片管理；后新加坡國家公園局也對轄區內的森林綠地信息建立數字化信息檔案，通過檢索實現信息管理[10]；儲曉雷基于SuperMap進行城市園林綠化管理系統的設計，滿足各城市園林管理部門對率對管理的需要[11]；何鑫基于GeoServer和OpenLayers進行地理信息服務系統的設計和實現[12]。

1.2 研究區概況

本文的研究區位于安徽省合肥市，包括包河區、高新區、蜀山區、廬陽區、經開區、瑤海區、新站區七個行政區域。一直以來對園林綠地有重點、高質量的發展使得綠地建設水平大幅度提高。同時綠地建設開展過程中也發現，合肥市綠地城市建設中仍存在一些問題，比如傳統的信息管理方式以手工數據文件為載體，形式單一，數據量大且工作量大，難以實現快捷的數據查詢和數據更新，可視化能力差，衡量指標較為單一，很難做到資源共享。

2 信息監測平臺設計方案

2.1 設計思路

該平臺設計采用目前網絡開發的主流架構B/S(Browser/Server，瀏覽器/服務器)架構，通過數據服務器、Web服務器、客戶端(瀏覽器)三個核心構件來實現，其中Web應用程序分為Web客戶端與Web服務器端[13]。Web客戶端指表現層(UI)，Web服務器端包括業務邏輯層(BLL)與數據訪問層(DAL)。

利用多層架構的Web應用與設計，具備良好的數據兼容性，可移植性，且維護方便，可逐步適應發展變化中的靈活性[12]利用WebGIS技術，以公共地圖數據服務，綠地資源信息的業務數據為基礎，利用GeoServer開源地圖服務器發布引擎，采用ASP.NET Core進行后臺服務開發，前端使用OpenLayers+Angular進行地圖數據的顯示與各項功能點的實現。

2.2 總體框架

平臺基于B/S架構，綜合利用3S技術、數據庫技術、互聯網信息技術，通過綠地資源信息的整合收集，在滿足同時段高頻率訪問的穩定性的條件下，實現調取綠地資源空間數據庫資源，并對相關園林綠地資源信息進行可視化表達，實現城市綠地資源信息化服務與精細化管理，如圖1所示。

圖1 綠地資源信息管理系統的整體架構圖

2.3 功能設計

平臺基于基礎地理數據庫和業務數據庫，綜合分析業務需求和技術支撐，對平臺實現的各個功能模塊進行設計，主要包括基礎功能模塊，綠地資源展示模塊和輔助模塊三個部分。其功能模塊如圖2所示。

圖2 系統功能模塊示意圖

2.3.1 基礎功能模塊

基礎功能模塊包括公共地圖的加載和地圖基本操作模塊。通過對研究區矢量地圖和瓦片地圖的加載，實現各類綠地資源地圖數據的展示。在地圖展示的基礎上，用戶通過與地圖窗口直接交互，實現地圖的漫游、縮小、放大、面積測量、距離測量等基礎功能。通過地圖展示與地圖工具的綜合應用，實現資源展示、交互式查詢、圖例以及圖層管理，從而實現各類綠地資源信息的一張圖展示。

2.3.2 綠地資源功能模塊

綠地資源功能模塊主要包括綠地資源展示、指標測算功能和統計分析功能模塊。綠地統計分析模塊主要包括查詢統計和專題統計兩部分。按照行道樹、古樹名木、公園、林地以及濕地等不同綠地類別進行分類統計，并根據不同類別按照類別屬性與字段作為查詢條件進行查詢統計。綠地指標測算模塊，利用地理空間分析技術，進行生態園林城市指標測算分析和綜合評價，根據建成區綠化覆蓋率，建成區綠地率，公園綠地服務半徑覆蓋率等指標測算結果進行科學有效的指導。

2.3.3 輔助功能模塊

輔助功能模塊主要包括養護巡查管理功能、綠化工程功能和動態監測功能。養護巡查通過對巡查養護事件進行事件上報、任務接收、整改核查、案件查詢、養護統計以及業務考核、通知公告等實現應用功能。綠化工程管理主要包括工程項目地圖展示、項目信息錄入、項目信息查詢和工程統計等多個功能區。動態監測管理功能包括變化圖斑編輯、變化圖斑導入、變化圖斑導出、變化圖斑統計與查詢等功能，實現多時相影像的對比，達到宏觀掌控的目的。

2.5 數據庫設計

綠地資源管理系統數據庫設計涉及兩大類數據，即空間數據與業務數據。根據業務需求與應用實現，分別對這兩類數據進行組織分析設計，數據之間的關系如圖3所示。以天地圖數據(公眾版成果)為整個系統的空間定位基礎，疊加森林資源、濕地資源、古樹名木、行道樹、綠化現狀等數據以及養護巡查業務過程中形成的巡查范圍、綠化工程項目紅線數據等數據。各空間數據圖層之間保留一個關鍵字和相應的業務數據表進行連接，以達到數據匯聚、融合的效果。使用PostgreSQL數據庫存儲，通過建立數據之間的關系表、屬性表，使之關聯，實現項目使用過程中各類數據的快速查詢、高效互訪。

圖3 數據關系圖

3.5 后臺管理端

后臺管理端主要功能包括：①實現各類綠地資源數據的增、刪、改、查等編輯功能；②完成對各種綠地類型的分類管理；③指標測算與統計分析的邏輯實現；④巡查養護事件的上報，接受，查詢，考核以及公告等事件的發布與管理；⑤綠化工程項目信息的上傳與下載以及查詢管理；⑥變化圖斑的編輯、導入、導出以及對比查詢與統計的實現。

4 信息管理系統實例

以合肥市綠地信息為例。業務人員通過登錄綠地資源信息管理平臺，進行不用種類的綠地資源的展示，系統使用OpenLayers相關組件實現各類綠地要素的空間可視化。并可在此基礎上進行基礎的地圖操作，業務人員也可以通過不同的查詢條件，如所屬區域以及面積等，進行相應查詢，也可輸入公園位置或名稱，以及圖形繪制直接查詢，從而獲得目標區域的綠地信息。并根據業務需求實現綠地工程事件的處理和管理，各項綠地指標的統計分析以及遙感影像動態監測等，并在瀏覽器上實現結果的顯示。如圖4～圖6所示。

圖4 資源展示界面

圖5 養護巡查

圖6 動態監測

5 結束語

綠地資源管理是智慧城市發展的重要內容之一。本文基于WebGIS技術，設計并實現了研究區的綠地信息資源監測平臺，實現對研究區綠地信息的綜合管理和業務實現，為城市信息化建設提供了一定現代化方法和手段。之后還要就以下方面進行深入探索和研究：①建立更大省區的綠地信息管理系統云平臺，實現更高維度的宏觀把控，打破各個省市有關綠地資源管理的信息阻塞；②進一步開發相關綠地資源管理移動端APP、微信小程序，更高效地實現業務需求；③逐漸通過二次開發豐富更具有現實意義的系統功能，完善各類公眾平臺，鼓勵與倡導公眾保護環境，保護身邊的綠地資源。