基于Service GIS的規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督系統(tǒng)設(shè)計(jì)

石吉寶，張俊，張勇，韓為志

(成都市勘察測繪研究院，四川成都 610081)

基于Service GIS的規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督系統(tǒng)設(shè)計(jì)

石吉寶?，張俊，張勇，韓為志

(成都市勘察測繪研究院，四川成都 610081)

通過從對傳統(tǒng)規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督手段分析入手，提出了利用Service GIS技術(shù)建立規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督系統(tǒng)的必要性。本文從系統(tǒng)平臺選型，系統(tǒng)總體框架和數(shù)據(jù)處理幾個(gè)方面詳盡分析了系統(tǒng)建設(shè)的整個(gè)流程。最后，本文介紹了系統(tǒng)各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

Service GIS；規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督；RIA

1 前 言

隨著近些年城市化進(jìn)程不斷加快，城市規(guī)劃管理工作的難度也越來越大，尤其是規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督更是面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督手段是由執(zhí)法監(jiān)督部門派出工作人員出外采用人工巡查的辦法，在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)了疑似違法建筑，因?yàn)闆]直接的證據(jù)也無法確認(rèn)到底是否違法。這樣必須在經(jīng)過一次實(shí)地測量來確定疑似違法建筑的位置，然后和該地區(qū)規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如此反復(fù)給工作效率產(chǎn)生很大制約。

單純利用GPS和GIS技術(shù)，將所需數(shù)據(jù)直接安裝在每個(gè)客戶端，利用GIS平臺地圖顯示和GPS實(shí)時(shí)測量技術(shù)，這樣雖然可以很快初步判斷建筑是否違法，但是這樣給數(shù)據(jù)安全埋下巨大隱患，并且每一個(gè)巡查人員都需要安裝一套GIS平臺軟件，其成本巨大，真正實(shí)施起來困難很大。

利用當(dāng)前最先進(jìn)的Service GIS技術(shù)，通過一個(gè)數(shù)據(jù)中心將所需要的數(shù)據(jù)以服務(wù)的形式發(fā)布出來，再利用RIA技術(shù)建立一個(gè)使用服務(wù)的網(wǎng)站，這樣每一個(gè)巡查終端就只需要有瀏覽器就可以訪問這個(gè)網(wǎng)站取得所需數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)并沒有下載到客戶端，最大限度地保證了數(shù)據(jù)的安全，再與GPS連接就可采集數(shù)據(jù)用以判斷建設(shè)是否違法。在每一個(gè)巡查終端安裝一個(gè)采用GPRS技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸軟件，這樣就可以將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回?cái)?shù)據(jù)中心進(jìn)行保存。

2 平臺選型

通過對傳統(tǒng)執(zhí)法監(jiān)督、僅利用GPS與GIS技術(shù)和充分利用Service GIS技術(shù)與GPS技術(shù)進(jìn)行執(zhí)法監(jiān)督的分析，最后得出采用RIA技術(shù)構(gòu)建的Service GIS系統(tǒng)最適合當(dāng)今的規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督工作。選擇這種模式主要基于以下兩方面的考慮，即RIA和Service GIS。

2.1 RIA

RIA是Rich Internet Applications的縮寫，翻譯成中文為豐富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，俗稱“富客戶端”。豐富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序是將桌面應(yīng)用程序的交互和用戶體驗(yàn)與傳統(tǒng)的Web應(yīng)用的部署靈活性結(jié)合起來的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。所以RIA既具有桌面應(yīng)用程序的技術(shù)特性又具有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的技術(shù)特性。其Web應(yīng)用特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面:

①用戶友好性和交互性

②跨平臺兼容性

③一次加載，多次使用

④客戶端數(shù)據(jù)緩存功能

⑤高效的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳輸

⑥多個(gè)應(yīng)用同時(shí)工作

⑦快速的開發(fā)和部署

⑧高度的個(gè)性化可配置性

目前流行的主要有 Java FX、Adobe Flex和 Microsoft Silverlight 3種RIA API。

2.2 Service－GIS

Service GIS是一種基于面向服務(wù)軟件工程方法的GIS技術(shù)體系，它支持按照一定規(guī)范把GIS的全部功能以服務(wù)的方式發(fā)布出來，可以跨平臺、跨網(wǎng)絡(luò)、跨語言地被多種客戶端調(diào)用，并具備服務(wù)聚合能力以集成來自其他服務(wù)器發(fā)布的GIS服務(wù)，Service GIS軟件平臺的實(shí)現(xiàn)主要包括以下幾方面的工作:

①在細(xì)粒度組件式GIS基礎(chǔ)上，封裝粒度適中的全功能的GIS服務(wù)群；

②服務(wù)器支持發(fā)布基于通用規(guī)范的服務(wù)；

③客戶端GIS軟件具備服務(wù)聚合能力；

④服務(wù)器端軟件具備強(qiáng)大的服務(wù)聚合能力。

Service GIS能更全面地支持 SOA，通過對多種SOA實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)與空間信息服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的支持，可以使用于各種SOA架構(gòu)體系中，與其他IT業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行無縫的異構(gòu)集成，從而可以更容易地讓應(yīng)用開發(fā)者快速構(gòu)建業(yè)務(wù)敏捷應(yīng)用系統(tǒng)。與基于面向組件軟件工程方法的組件式GIS相比，服務(wù)式GIS繼承了前者的技術(shù)優(yōu)勢，但同時(shí)又有一個(gè)質(zhì)的飛躍。從組件式GIS到服務(wù)式GIS，是后者在前者基礎(chǔ)上的自然進(jìn)化和發(fā)展。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

通過對比，系統(tǒng)最后選擇了ArcGIS Server作為基礎(chǔ) Service GIS平臺，選擇了 ArcGIS Server Silverlight API作為RIA客戶端的開發(fā)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框架圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架圖

4 數(shù)據(jù)處理

4.1 數(shù)據(jù)處理流程

數(shù)據(jù)是GIS的靈魂，為此數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞直接可以決定系統(tǒng)建設(shè)的成敗。所以數(shù)據(jù)處理顯得尤為重要，要想生產(chǎn)出一套好的數(shù)據(jù)，就必須有一個(gè)好的數(shù)據(jù)處理流程。且每一個(gè)流程都必須以數(shù)據(jù)質(zhì)量為宗旨。

圖2 數(shù)據(jù)處理流程圖

4.2 數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)

從數(shù)據(jù)處理流程圖可以看出系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)種類多，數(shù)據(jù)量大，而且整個(gè)數(shù)據(jù)處理過程較為復(fù)雜。為了提高數(shù)據(jù)顯示效率，所以必須在數(shù)據(jù)處理的細(xì)節(jié)上注意很多。就本系統(tǒng)而言，選用的是 ArcGIS Server平臺，數(shù)據(jù)處理主要需注意以下細(xì)節(jié):首先盡量將需要在同一比例尺下顯示的要素圖層單獨(dú)組成一個(gè)圖層組；其次，需要在不同比例尺下顯示的相同數(shù)據(jù)層，必須分別加載；再次，設(shè)置地圖圖層顯示比例尺范圍時(shí)必須充分考慮建立地圖服務(wù)后的緩存，即設(shè)置的比例尺顯示必須以緩存建立的比例尺級別完全一致；最后，在地圖上盡量少顯示屬性標(biāo)注，標(biāo)注盡量使用Annotation的注記形式，多邊形內(nèi)最好不使用屬性標(biāo)注，另外圖面的顯示內(nèi)容在保證信息完整的情況下，盡量簡潔。只有這樣，數(shù)據(jù)制作才能對系統(tǒng)運(yùn)行效率起到促進(jìn)作用，否則將會為系統(tǒng)運(yùn)行效率帶來致命的影響。

5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督系統(tǒng)平臺主要分為3個(gè)部分，包括控制中心程序、數(shù)據(jù)傳輸程序和坐標(biāo)解析服務(wù)程序。

5.1 控制中心程序設(shè)計(jì)

控制中心程序包括用戶管理、位置顯示，屬性查詢等模塊。程序結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。

(1)用戶管理模塊

該模塊主要目的是為每一個(gè)系統(tǒng)使用者分配一個(gè)用戶名和密碼，保證系統(tǒng)使用的安全性。模塊的主要功能是可以增加新用戶，并且每個(gè)用戶的屬性用戶自己可以修改，管理員可以刪除任意用戶。

圖3 控制中心程序結(jié)構(gòu)圖

(2)位置顯示模塊

該模塊是通過調(diào)用坐標(biāo)解析服務(wù)的查詢接口得到當(dāng)前所有在線的規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督終端位置坐標(biāo)信息，經(jīng)過與地圖數(shù)據(jù)相同的坐標(biāo)系統(tǒng)處理算法后顯示在地圖上，而且提供了位置的快速定位功能。

(3)屬性查詢模塊

在該模塊中，實(shí)現(xiàn)了用戶通過點(diǎn)擊當(dāng)前終端的位置點(diǎn)，如果該位置正好處于規(guī)劃地塊上，則可以查詢到該地塊規(guī)劃屬性，從而判斷建設(shè)是否符合規(guī)劃用地性質(zhì)等。

(4)基礎(chǔ)GIS模塊

該模塊主要實(shí)現(xiàn)了常用的地圖基本操作，包括放大、縮小、平移、全屏和圖層管理等。

5.2 數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì)

該程序是基于WinCE使用vs.net開發(fā)的部署在移動設(shè)備上讀取、解析、傳輸GPS信息的程序。程序主要分為兩個(gè)模塊:GPS信息的讀取與解析模塊和GPS信息的傳輸模塊。

(1)GPS信息的讀取解析

GPS信息的讀取與解析模塊主要是讀取移動設(shè)備上的GPS的定位信息，解析并計(jì)算出儀器自身的位置(經(jīng)度、緯度、高程)、時(shí)間、定位模式和運(yùn)動狀態(tài)等，以便隨時(shí)提供定位信息。該模塊包括兩個(gè)步驟，第一是讀取GPS信息，第二是解析GPS信息。

GPS信息讀取:移動設(shè)備上GPS開啟并且定位之后，移動設(shè)備的某一個(gè)固定的串口會連續(xù)接收到GPS的定位信息，程序中首先使用函數(shù)打開GPS串口，然后使用函數(shù)讀取GPS信息。

GPS信息解析:移動設(shè)備上GPS信息的格式一般都是遵照NMEA－0183協(xié)議，NMEA－0183協(xié)議定義的語句非常多，可以按照不同的需求解析不同的語句，本模塊中主要是使用函數(shù)來對＄GPGGA語句進(jìn)行解析以獲取GPS的經(jīng)度、緯度、高程、時(shí)間、狀態(tài)等信息。

(2)GPS信息的傳輸

GPS信息傳輸是通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將GPS信息傳回指定的服務(wù)器。在網(wǎng)絡(luò)信息傳輸中有很多種方式，本模塊為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量在傳輸過程中依照TCP協(xié)議保證數(shù)據(jù)傳輸中不丟失和數(shù)據(jù)的時(shí)效性，以Socket的形式將解析好的當(dāng)前的GPS信息中的位置信息使用函數(shù)傳回服務(wù)器。

5.3 坐標(biāo)解析服務(wù)程序

坐標(biāo)解析服務(wù)程序是利用TCP協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)串口技術(shù)解析由規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督終端發(fā)回的GPS信息。在獲取到的信息中，解析出坐標(biāo)，時(shí)間及相關(guān)信息，并利用ArcObjects對象組件的空間分析能力解算出終端所處空間位置。將結(jié)果信息存入數(shù)據(jù)庫，并由Webservice對外提供查詢服務(wù)。

其中GPS位置解析是連接到服務(wù)器的串口，并等待GPS信息傳入。當(dāng)有信息傳入時(shí)，系統(tǒng)自動啟動一個(gè)線程對信息進(jìn)行解析，空間查詢，存入數(shù)據(jù)庫等操作。當(dāng)操作完成后，系統(tǒng)結(jié)束該線程。多線程的使用保證了接收信息的完整、無誤、連續(xù)。該模塊流程如圖4所示。

圖4 坐標(biāo)解析程序流程示意圖

5.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)部分代碼

以下代碼是GPS信息解析函數(shù)代碼:

6 結(jié) 語

在本系統(tǒng)建設(shè)中，應(yīng)用了當(dāng)前先進(jìn)的軟件技術(shù)和GIS技術(shù)，建成了高效方便的規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督系統(tǒng)，且現(xiàn)在客戶已經(jīng)開始使用該系統(tǒng)，并在實(shí)際的執(zhí)法監(jiān)督工作中發(fā)揮了巨大的作用。相信隨著系統(tǒng)的進(jìn)一步完善，勢必會廣泛應(yīng)用于相關(guān)的各行業(yè)，例如，交通部門和公安部門等，都可以利用該系統(tǒng)來提高工作效率和管理形象。同時(shí)該系統(tǒng)的建設(shè)也可為相關(guān)應(yīng)用提供借鑒。另外該系統(tǒng)還需要對規(guī)劃執(zhí)法監(jiān)督工作進(jìn)行更加深入研究，以便為執(zhí)法監(jiān)督提供更加方便快捷的手段。

[1]wms20070910.RIA介紹之一.http://wms20070910.javaeye.com/blog/160768，2008－01－31.

[2]宋關(guān)福.Service GIS，業(yè)務(wù)敏捷的GIS應(yīng)用之道.超圖通訊，第9期，2007－12

Design of Plan Enforcement Supervision System Based on Service GIS

Shi JiBao，Zhang Jun，Zhang Yong，Han WeiZhi
(Chengdu Institute Of Survey and Investigation，Chengdu 610081，China)

This Paper analyzes means of traditional plan Enforcement Supervision.It Proposes the necessity of build plan Enforcement monitoring system based on Service GIS technology.It gives a detailed analysis of the entire flow in platform selection，the overall framework，data processing.Finally，It introduces the method of all subsystems.

Service GIS；Plan Enforcement Supervision；RIA

1672－8262(2010)03－23－04

P208

B

2009—09—18

石吉寶(1977—)，男，工程師，長期從事GIS方向的應(yīng)用與研究工作。