基于GIS園林嵌入式調查系統的設計與實現

中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所 黃 瑞

微軟亞洲互聯網工程院 金 安

國網黑龍江省電力有限公司檢修公司 黃 淼

中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所 袁艷明

基于GIS園林嵌入式調查系統的設計與實現

中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所 黃 瑞

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本系統針對園林監管的現場工作特點，結合了已有系統建設，利用地理信息技術、無線通信技術和全球定位技術，將移動監管終端與遙感數據相結合，建設成一個城市園林移動辦公的古樹名木業務管理系統，使園林監管現場工作與室內辦公能夠結合起來，實現中心和移動終端之間雙向的消息和數據傳送，從而形成一個能夠全面、實時、快速地反映城市園林綠化狀況的工作體系。通過對系統進行的測試表明，系統能夠穩定、可靠地運行。

地理信息系統；園林信息管理；自適配通信環境；嵌入式

引言

園林綠化管理部門需要描述復雜多變的園林資源如綠地、古樹、名木等的分布和相關信息。將現代信息技術應用于園林綠化管理，是園林科研的一個新領域，也是時代和科技發展的新趨勢。

1 系統需求和總體設計

該系統針對園林監管的現場工作特點，利用地理信息技術（GIS）、遙感技術（RS）、全球定位技術（GPS）和無線通信技術相結合，建設成一個由移動終端和中心支持系統有機組成的城市園林移動辦公的名木古樹業務管理系統，使園林監管現場工作與室內辦公能夠結合起來，實現中心和移動終端之間雙向的消息和數據傳送，在外業工作中能夠進行實時數據查詢和下載、在移動終端上能夠進行業務數據的采集和處理、并能夠使用遙感圖像和電子地圖進行定位和屬性信息采集。從而形成一個能夠全面、實時、快速地反映城市園林綠化狀況的工作體系。關于系統中的現場調查數據，分為“任務”及“報文”兩種格式進行管理。“任務”作為基礎數據部分，以區域為單位進行管理，“報文”是記錄關于任務的每一次的現場調查過程，每個任務是一個或多個報文的集合。

2 總體流程

業務人員通過中心支持子系統創建任務，然后通過電話傳達至區縣局，區縣局根據所下派任務安排調查人員使用移動終端實施外業調查，實時上報自己的當前位置、新建報文過程，將采集到的古樹名木屬性信息作為報文通過通信網關子系統實時上傳至中心數據服務器。內業人員通過中心支持子系統查看已上傳的報文過程，并對調查人員上傳的報文過程進行修改確認。

當調查結束、內業報文過程確認工作完成后，業務人員即可訪問中心支持子系統對其所創建的任務進行結案。

任務結案后，業務人員通過園林綠化GIS系統查看確認后的報文過程，并選擇合適的古樹名木報文過程作為古樹名木的屬性入庫。至此，一次調查任務完成。

3 關鍵技術

3.1 ArcPad二次開發

ArcPad[2]是ESRI公司開發的可運行于掌上機上的小型通用地理信息系統平臺，通過手持和移動設備為野外用戶提供數據訪問、制圖及GIS分析和GPS集成功能[3]。ArcPad提供了二次開發工具ArcPad Application Builder[4]。用戶可以根據自己的需要，對系統界面及功能進行定制開發。為了使ArcPad支持新的數據格式地圖和新的協議的GPS。通過創建ActiveX COM組件[5]，使用VBScript的CreateObject來調用組件的屬性和方法。

3.2 向量叉積算法

通常來說，計算三角形面積的算法，大多采用的是海倫公式。實際項目工程運用中直接提供的數據是三角形的3個頂點的坐標。一個多邊形可以分割成若干個三角形面積之和，而三角形面積可以用向量叉積計算。假設多邊形由點集順序連成，則多邊形面積即從第一個坐標點開始，按順序把相鄰向量叉乘求和。

3.3 B/S統一認證技術

1)用戶從統一門戶通過鏈接進入應用系統

用戶進入統一門戶之后，登錄，在從門戶驗證用戶的身份正確后，用戶就可以點擊進入相關應用系統的鏈接，統一門戶會通過HTTP請求傳遞登錄名和角色兩個參數。經加密后，在應用程序接收到數據后，進行解密即可獲取用戶名和角色等參數。

2)用戶直接進入應用系統（不從統一門戶入口）

在這種情況下，應用系統先檢查該用戶的計算機是否是登錄到域中的，如果是，則應用系統調用Web Service接口獲取用戶角色。如果不是，則應用系統轉向其登錄界面，登錄后應用系統調用Web Service接口驗證用戶合法性，在驗證用戶身份合法后進入系統。

3.4 C/S統一認證技術

內網聯機和外網聯機認證在用戶點擊進入應用程序時檢查該用戶是否登錄到域中，應用程序直接調用接口的獲取用戶角色。如果該用戶沒有登錄到域中，則應用程序彈出登錄窗體，應用系統調用接口驗證用戶合法性。在驗證用戶身份合法后則進入系統。

4 結束語

通過分析園林信息管理的業務特點及系統功能、性能等需求，設計出一套基于園林綠化成果展示與信息管理系統的一體移動調查子系統，完全符合園林綠化成果展示與信息管理系統開發的整體流程及規范。

[1]NICHOLAS T.Flexibility by design:how mobile GIS meets the needs of archaeological survey[J].Cartography and Geographic Information Science,2004,31(3):137-151.

[2]Shane Clarke,Craig Greenwald,Valerie Spalding.Using ArcPad (ArcPad 6),ESRI,inc

[3]陳敦根,蔣浩宇,范躍祖.嵌入式GIS軟件ArcPad的二次開發技術[J].微計算機信息,2006,22(4-2):37-39.

[4]ERSI.ArcPad Application Builder Online Help[DB/OL].ArcPad Application Builder.

[5]潘愛民.COM原理與應用[M].北京:清華大學出版社,2001.

黃瑞（1983—），男，碩士，高級工程師，主要研究領域為信息化、大數據。