基于HTML5和LBS的城建檔案移動應用

楊 梅，楊衛(wèi)軍，郭 亮，杜劍光

（1.廣州市城市規(guī)劃勘測設計研究院,廣東 廣州 510000）

為了更好地服務于領導層的決策，讓領導能隨時隨地查看城市建設的歷史情況，高效迅捷地開展后續(xù)工作，城建檔案館在現(xiàn)有的廣州市城建檔案檢索系統(tǒng)及基于WebGIS的檔案檢索系統(tǒng)基礎上，研究了基于移動的城建檔案檢索應用，開發(fā)了基于Html5和LBS的城建檔案檢索系統(tǒng)?；贖tml5的城建檔案檢索系統(tǒng)的建設是以實現(xiàn)移動設備上各類城建檔案專題信息查詢、分析為目標，使用Html5技術[1]，根據(jù)廣州市城建檔案館信息化、數(shù)字化建設的實際情況，最終建成支持移動終端的城建檔案檢索系統(tǒng)?；贚BS的城建檔案管理系統(tǒng)是將無線局域網(wǎng)技術、無線通信技術、全球定位系統(tǒng)等整合到移動設備中，將城建檔案空間數(shù)據(jù)檢索、分析等工作移植到移動終端上來完成[2]?？紤]到廣州市基礎地理信息以及檔案紅線數(shù)據(jù)的保密性和安全性，本文中基礎地理信息地圖數(shù)據(jù)使用離線方式組織管理，檔案紅線數(shù)據(jù)使用在線方式訪問，并設計了多種安全策略進行數(shù)據(jù)保護，既利用了移動終端易攜帶、成本低、體積小、功耗低等特點，又保證了數(shù)據(jù)的安全。

1 Html5技術

Html5是W3C最新的Web標準，是目前Web應用熱點，未來有可能取代Flash、JavaFX、Silverlight等技術，成為Web應用的主流平臺，幾乎所有移動終端的瀏覽器（safari、Chrome、UC、IE9等）均支持Html5[3]。Html5的出現(xiàn)讓移動平臺的競爭由系統(tǒng)平臺轉向了瀏覽器之間。相比于Html4，Html5具有以下優(yōu)勢特征：①離線緩存為Html5開發(fā)移動應用提供了基礎。②音頻視頻自由嵌入，多媒體形式更為靈活。③地理定位，隨時隨地分享位置（充分發(fā)揮移動設備定位上的優(yōu)勢，推動LBS應用）。④Canvas畫板繪圖，提升移動平臺的繪圖能力。⑤專為移動平臺定制的表單元素。⑥豐富的交互方式支持。⑦雙平臺融合的App開發(fā)方式，提高工作效率。⑧Html5可以直接使用跨平臺數(shù)據(jù)而不用后臺API，大大降低研發(fā)、維護成本，且呈現(xiàn)效果幾乎沒有區(qū)別。⑨地圖類能充分發(fā)揮Html5對于離線緩存及地理定位方面的功能[4]，將底圖下載到本地，然后配合定位進行搜索、導航等功能（形式靈活，不用提前下載大容量的地圖包，節(jié)省流量）。

2 城建檔案移動應用架構設計

2.1 物理架構

系統(tǒng)的物理架構如圖1所示。城建檔案檢索系統(tǒng)目前已接入政務外網(wǎng)，如果要使用移動終端，則必須接入互聯(lián)網(wǎng)，主要通過電子政務中心VPN設備來實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的鏈接。應用程序調(diào)用ArrayNet VPN API來進行安全認證，通過GPRS網(wǎng)絡來與VPN設備和應用程序服務器進行通信。應用程序兼容了iPad，適應移動設備屏幕。采用這種系統(tǒng)結構，不管通過傳統(tǒng)PC訪問還是移動設備訪問，其服務端是同一套，而僅針對其客戶機代碼進行改造，以適應移動設備上的瀏覽器。

2.2 邏輯架構

1）基于Html5的城建檔案檢索系統(tǒng)邏輯架構。如圖2所示，系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)接口、業(yè)務邏輯、邏輯校驗、業(yè)務操作端等5個層次。同時在系統(tǒng)安全性方面，設計了系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡設置以及數(shù)據(jù)安全等策略。

2）移動GIS架構。移動GIS體系結構包含硬件和軟件。硬件由智能移動終端設備、無線通信設備、無線定位設備等構成；軟件包括嵌入式操作系統(tǒng)和離線式移動GIS應用系統(tǒng)[5]。移動GIS應用系統(tǒng)包含空間數(shù)據(jù)庫（MSD）、空間數(shù)據(jù)管理引擎（MSDME）、空間數(shù)據(jù)搜索引擎（Query）、可視化引擎、路徑規(guī)劃引擎、移動通信模塊（GSM）、移動定位模塊（GNSS）等。其中，GNSS模塊和GSM模塊為輔助定位和基于個人位置服務提供保障；MSDME管理用戶的交互操作及電子地圖的縮放、漫游、處理等；Query模塊完成空間數(shù)據(jù)的查詢操作。其結構如圖3所示。

圖1 物理架構圖

圖2 基于Html5的城建檔案檢索系統(tǒng)邏輯架構圖

圖3 離線式移動GIS體系結構

3 城建檔案移動應用系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 移動應用系統(tǒng)實現(xiàn)過程

基于Html5的城建檔案檢索系統(tǒng)在城建檔案專題數(shù)據(jù)的支撐下，采用OOA&D進行設計，使用AJAX、Html5跨平臺技術，在Win7操作系統(tǒng)，Net開發(fā)平臺，瀏覽器Chrome、Safari、IE9等環(huán)境下進行系統(tǒng)實現(xiàn)。圖4為基于Html5[6,7]的移動應用程序結構。系統(tǒng)功能主要包括館藏全庫通用檢索、業(yè)務分類通用檢索、館藏類別檢索、業(yè)務分類檢索、分局檔案檢索、檔案預約以及檔案統(tǒng)計。

圖4 HTML5的移動應用程序結構圖

基于LBS的城建檔案檢索系統(tǒng)在基礎地理信息數(shù)據(jù)與城建檔案專題紅線數(shù)據(jù)的支撐下，主要是在JDK1.6、Flex Builde,4.0、ArcGIS Server10.0、Oracle 10g環(huán)境下開發(fā)，通過基礎地理數(shù)據(jù)離線訪問、專題紅線數(shù)據(jù)在線訪問的方式進行系統(tǒng)實現(xiàn)。系統(tǒng)功能主要包括檔案數(shù)據(jù)管理、檔案數(shù)據(jù)搜索、分析以及檔案定位。

3.2 空間數(shù)據(jù)組織管理與調(diào)度策略

移動GIS應用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分為2大類：地理信息基礎底圖和檔案專題紅線數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)一般比較大，而移動設備的存儲容量比較有限，且處理速度低于普通的PC機，底圖數(shù)據(jù)的離線方案設計時需考慮以下3個方面：

1）數(shù)據(jù)的存儲與組織管理。為了降低移動設備的內(nèi)存消耗，縮短處理時間，提高數(shù)據(jù)響應速度，廣泛使用的是基于金字塔結構和四叉樹結構的索引算法。數(shù)據(jù)訪問流程為：將GIS服務器發(fā)布的緩存地圖切片數(shù)據(jù)拷貝到移動設備上，相應GIS平臺的Map控件計算需要加載切片的row、col、level參數(shù)，再使用相應切片訪問接口（GetTileUrl方法）提供如何獲得指定參數(shù)的切片文件，最后拼接成完整的底圖。

2）數(shù)據(jù)離線更新。當?shù)讏D數(shù)據(jù)有更改或增加時，在系統(tǒng)中同步更新也是需要考慮的問題。首先明確需要更新的數(shù)據(jù)區(qū)域，然后發(fā)布響應的區(qū)域數(shù)據(jù)切片，再更新到移動存儲設備上即可。

3）數(shù)據(jù)安全設計。離線式移動GIS中數(shù)據(jù)安全策略設計為：①采用操作系統(tǒng)或應用系統(tǒng)所帶的身份驗證機制。除了給移動設備加設密碼保護，還要給數(shù)據(jù)存儲文件加設密碼以及應用程序使用賬號登錄訪問。②數(shù)據(jù)存取的安全與保密。其主要包括：對不同級別的用戶，通過不同的操作權限實現(xiàn)地數(shù)據(jù)存取的限制；對不同類別的數(shù)據(jù)設置不同的訪問權限；建立運行日志文件，跟蹤系統(tǒng)運行；對數(shù)據(jù)進行加密；通過數(shù)據(jù)轉儲、備份與恢復確保數(shù)據(jù)安全。③系統(tǒng)物理安全設計主要滿足設備的技術安全要求，如在移動設備上配置指紋識別應用。④人員的安全。主要對與安全保密相關的結構和人員進行規(guī)范，確定相應的主管機構和管理辦法，指定應急方案和各種安全防范規(guī)章制度，同時加強安全意識教育。⑤具備防病毒的能力，部署防攻擊設備（防火墻）以及實時監(jiān)測系統(tǒng)。

圖5～圖8為城建檔案檢索系統(tǒng)成果截圖。

圖5 系統(tǒng)首頁截圖

圖6 檔案分類檢索截圖

圖7 網(wǎng)上展廳截圖

圖8 基于LBS的檔案檢索結果展示截圖

4 結 語

目前，Html5和LBS的城建檔案信息檢索系統(tǒng)已在廣州市規(guī)劃局及各區(qū)子單位使用。實踐證明，系統(tǒng)提供了快捷、形象的電子檔案瀏覽功能；為各級領導提供方便、快捷的服務，為城市建設管理作出了不可忽視的貢獻；實現(xiàn)了移動終端上城建檔案信息與GIS信息的關聯(lián)，達到圖文一體化的效果。同時，在安全措施的正確實施下，保證了廣州市基礎地理信息數(shù)據(jù)、檔案數(shù)據(jù)的安全性和保密性。

[1]沈濤.基于Html5技術的產(chǎn)品演示系統(tǒng)設計與開發(fā)[D].北京:北京交通大學,2011

[2]郭峰林,胡鵬,王玉萍,等.離線式移動GIS關鍵技術研究[J].微計算機通信,2007,23(34):179-181

[3]王瀟.基于Htm5與Nodejs開發(fā)實時性網(wǎng)頁對戰(zhàn)游戲坦克大戰(zhàn)[EB/OL].http://wenku.it168.com/d_000235089.shtml

[4]王曉.基于Htm5的矢量地圖發(fā)布關鍵技術研究[D].南京:南京師范大學,2011

[5]王方雄,吳邊,怡凱.移動GIS的體系結構與關鍵技術[J].測繪與空間地理信息,2007,30(6):12-14

[6]徐卓揆.基于Htm5、AJAX和Web Service的WebGIS研究[J].測繪科學,2012,37(1):145-147

[7]伍杰華.基于CSS3的Htm5網(wǎng)頁表單研究與定制[J].計算機與信息技術,2011(12):57-59