基于Web和Android的蘇州市文物古建監(jiān)測管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

張志敏，陳 偉，徐亦鵬，張 序

（1.蘇州科技大學 環(huán)境科學與工程學院，江蘇 蘇州 215009；2.蘇州市文物保護管理所，江蘇 蘇州 215006）

基于Web和Android的蘇州市文物古建監(jiān)測管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

張志敏1，陳 偉2，徐亦鵬2，張 序1

（1.蘇州科技大學 環(huán)境科學與工程學院，江蘇 蘇州 215009；2.蘇州市文物保護管理所，江蘇 蘇州 215006）

針對歷史文化名城蘇州市保留的眾多文物古建，采用Web和Android開發(fā)技術(shù)構(gòu)建蘇州市文物古建監(jiān)測管理系統(tǒng)。系統(tǒng)通過開發(fā)基于Web的后臺管理和基于Android的手機APP，對其數(shù)據(jù)庫和功能進行設(shè)計和實現(xiàn)。該系統(tǒng)為文物保護管理部門進行文物古建保護管理和動態(tài)監(jiān)測提供了平臺支持。

文物古建；監(jiān)測管理；Web開發(fā)；Android

蘇州是一座有著兩千多年歷史文化的古城，蘇州古城范圍分布著160多處文物和250多處控保建筑[1-5]，古代建筑、近現(xiàn)代建筑、橋梁、墓葬、古鎮(zhèn)及歷史文化街區(qū)應(yīng)有盡有，種類繁多，歷史文化價值很大。由于現(xiàn)代化進程的加快和日新月異的城市建設(shè)，文物古建存在眾多的隱患。由于自然界風吹雨蝕以及人為的破壞或不合理的修整，或多或少地影響著文物古建的外觀與結(jié)構(gòu)[6]。如何有效、及時并持續(xù)地對文物古建現(xiàn)狀進行記錄和完好率評價，為文物古建的監(jiān)測、保護和修復(fù)提供詳實依據(jù)，是擺在文物保護管理工作者面前的一項重要課題。目前，在文物保護監(jiān)測方面已有一些研究，曾群華等基于RS與GIS建立了三峽庫區(qū)文物保護信息系統(tǒng)[7-8]；李奇等以頤和園佛香閣的激光掃描點云數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立了古建筑監(jiān)測與保護三維信息管理系統(tǒng)[9]；楊嘯宇等結(jié)合地理國情普查試點工作的技術(shù)和方法，研究了唐帝陵文物保護監(jiān)測生產(chǎn)過程中地理國情要素信息的提取方法[10]；李庫等利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微傳感器技術(shù)等新一代信息技術(shù)手段對文物遺址環(huán)境監(jiān)測進行了應(yīng)用研究[11]；孫弋等提出了基于微震監(jiān)測技術(shù)的地下田野文物監(jiān)控系統(tǒng)[12]；湯眾等對漢三闕文物保護監(jiān)測體系構(gòu)建進行了研究[13]。

移動互聯(lián)網(wǎng)時代，智能手機應(yīng)用已經(jīng)成熟普遍，將移動互聯(lián)網(wǎng)和手機APP技術(shù)應(yīng)用于文物古建監(jiān)測保護中的研究并不多見，因此，該文是移動互聯(lián)網(wǎng)和手機APP技術(shù)在文物保護管理工作中一次有益探索。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

該系統(tǒng)設(shè)計用于城市文物保護管理部門對文物古建進行信息管理和完好率測評，借助于網(wǎng)絡(luò)和移動開發(fā)技術(shù)，采用網(wǎng)格化管理手段，對測評人員進行批次和網(wǎng)格化管理，明確監(jiān)測范圍和職責，對文物古建定期進行完好率測評，及時發(fā)現(xiàn)文物古建保護現(xiàn)狀和問題，為文物古建監(jiān)測工作提供便捷和有效的信息化管理手段，推動文物保護工作的常態(tài)化和可持續(xù)性開展。

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)按照三層架構(gòu)進行構(gòu)建，如圖1所示，數(shù)據(jù)層包含了百度地圖和各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；組件層是開發(fā)系統(tǒng)所使用的技術(shù)組件，如Android開發(fā)平臺、百度地圖API、JSP等，是實現(xiàn)系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)；業(yè)務(wù)功能層包含了系統(tǒng)要實現(xiàn)的子系統(tǒng)和功能模塊，包括移動手機APP和后臺管理平臺。系統(tǒng)的用戶包括測評人員和業(yè)務(wù)管理人員。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.2 業(yè)務(wù)需求和流程

蘇州市文物古建監(jiān)測管理系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)端（Web）及手機端（APP）組成，包含地圖監(jiān)控、文物測評、測評人員簽到、文物古建管理、管理網(wǎng)格管理、測評人員管理、測評批次管理等功能。系統(tǒng)實現(xiàn)測評人員對文物古建基本信息及位置分布、文物評測、歷史查詢等操作需求；管理人員對文物古建、管理網(wǎng)格、測評人員、測評批次人員分配、測評信息審批等管理需求，并實現(xiàn)地圖展示、監(jiān)控等直觀的業(yè)務(wù)需求。

具體業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

圖2 業(yè)務(wù)流程圖

1.3 開發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)采用B/S和M/S的混合開發(fā)模式。服務(wù)器端采用Windows Server 2015操作系統(tǒng)，Tomcat7.1Web服務(wù)器，MySQL5.6數(shù)據(jù)庫；Web客戶端采用Windows7操作系統(tǒng)，Internet Explorer9.0瀏覽器；手機客戶端采用支持Android5以上的智能手機；開發(fā)語言為Java和Android；開發(fā)環(huán)境為JDK1.7、Tomcat7和百度地圖API；開發(fā)工具為eclipse-jee-luna-SR1。

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)采集與加工

首先，需要當?shù)氐奈奈锉Ｗo管理部門提供《文物古建保護名錄》，根據(jù)級別分為國保、省保、市保、控保等四個級別，根據(jù)類別分為古建筑類、近現(xiàn)代建筑類、橋梁類、墓葬類、古鎮(zhèn)及歷史文化街區(qū)類、其他類等六大類，根據(jù)文物古建的具體地點在百度地圖上拾取經(jīng)緯度坐標；然后，為文物古建劃分管理網(wǎng)格；最后，根據(jù)蘇州市文物保護名錄文物編碼原則為每個文物古建進行唯一性編碼。

2.2 數(shù)據(jù)編碼原則

蘇州市文物古建編碼原則見表1。具體說明如下：

（1）大類編碼：文物古建共分為六大類，其中文物古建類編碼為1**；控保建筑類編碼為2**，具體編碼見表2。

（2）次類編碼：為古代建筑類、近現(xiàn)代建筑類等的次分類，具體編碼見表3。

（3）編號編碼：為文物古建編號，如云巖寺塔的編號為001。

表1 編碼原則

表2 大類編碼原則

表3 次類編碼原則

2.3 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)文物古建監(jiān)測管理的需要，對所有與文物古建監(jiān)測相關(guān)的數(shù)據(jù)進行了整理分類，分析了數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，最終建立了多個屬性表，存儲了文物古建管理、監(jiān)測過程中的各類數(shù)據(jù)。圖3是其中關(guān)鍵的幾個數(shù)據(jù)表的關(guān)系圖。

圖3 數(shù)據(jù)庫關(guān)系圖

文物古建表用于存儲文物古建的基本信息，例如名稱、級別（分為國保、省保、市保、控保）、類別（分為古建筑類、近現(xiàn)代建筑類、橋梁類、墓葬類、古鎮(zhèn)及歷史文化街區(qū)類、其他類）、地區(qū)、時代、地點、經(jīng)緯度坐標等。管理網(wǎng)格表用于存儲網(wǎng)格的圖形坐標，系統(tǒng)可根據(jù)坐標自動生成網(wǎng)格圖形。測評批次表用于存儲測評批次的名稱、開始日期和結(jié)束日期。測評人員表用于存儲測評人員的基本信息。測評信息表用于存儲對文物古建各批次的測評信息和審核信息。測評批次—人員—網(wǎng)格對應(yīng)表用于存儲各批次的測評人員及對應(yīng)的管理網(wǎng)格信息。

3 功能設(shè)計與實現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計目標和業(yè)務(wù)管理需求，文物古建監(jiān)測管理信息系統(tǒng)主要包括如下功能模塊，見圖4。

圖4 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

3.1 基于Web的后臺管理

后臺管理主要面對文物保護單位的系統(tǒng)管理員，主要功能包括地圖監(jiān)控、測評信息查詢、簽到信息查詢、文物古建管理、管理網(wǎng)格管理、測評人員管理和測評批次管理等（如圖5所示）。

（1）地圖監(jiān)控：通過電子地圖對文物古建進行可視化管理和檢索，可以通過管理網(wǎng)格、級別和類別進行任意組合查詢，并顯示其空間分布情況和詳細信息。

（2）測評信息查詢：根據(jù)輸入或選擇的條件快速檢索文物古建的測評信息，并可對測評信息進行審核、查看和導(dǎo)出等操作。

（3）簽到信息查詢：查詢某個測評批次、文物古建、測評人員的簽到情況，及時掌握測評人員的測評簽到情況。

（4）文物古建管理：對文物古建信息進行維護管理，包括查詢、新增、刪除、修改、詳細、定位和地圖分布等功能。

（5）管理網(wǎng)格管理：對管理網(wǎng)格進行管理，包括查詢、新增、刪除、修改和地圖查看，還可以查看網(wǎng)格內(nèi)的所以文物的地圖分布。

3.2 基于Android的手機APP

手機APP主要是面向測評人員使用的，主要功能包括用戶登錄、文物古建列表、文物查詢檢索、現(xiàn)場簽到、文物古建評測和地圖定位導(dǎo)航等（如圖6所示）。

（1）文物查詢檢索：用戶可以通過選擇測評批次、管理網(wǎng)格、審批狀態(tài)（包括未測評、暫存、未審核、審核不通過、審核通過）和多選國保、省保、市保、控保，并輸入文物古建名稱，進行查詢。

（2）現(xiàn)場簽到：當測評人員距離文物5 m之內(nèi)時才可以進行簽到，確保測評人員真實到過文物古建現(xiàn)場，防止不到現(xiàn)場亂測評的情況。

（3）文物古建評測：對文物古建進行完好率測評，并拍攝現(xiàn)場照片。

4 結(jié)語

基于Web和Android的蘇州市文物古建監(jiān)測管理系統(tǒng)構(gòu)建了一個依托移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面向政府管理部門的城市文物古建管理、監(jiān)測和測評的信息化平臺。它通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)結(jié)合，更為有效地將城市文物古建的保護形成常態(tài)化管理和連續(xù)性動態(tài)監(jiān)測的保護機制，同時，文物保護管理部門實現(xiàn)城市文物古建的信息化、數(shù)字化管理，通過系統(tǒng)將文物古建的空間信息、屬性信息和測評信息有效地結(jié)合在一起，使信息的利用達到最大化，為文物古建的保護、修復(fù)和管理提供比傳統(tǒng)手段更為高效的輔助手段和應(yīng)用平臺。

圖6 手機APP界面

[1]吳琴，陶啟勻.蘇州文物[M].蘇州：蘇州大學出版社，1999.

[2]周云，史建華.蘇州古城控保建筑的保護與利用[M].南京：東南大學出版社，2010.

[3]沈慶年.古城遺珠：蘇州控保建筑探幽[M].蘇州：蘇州大學出版社，2012

[4]張序，李兆堃，朱威，等.蘇州古城控保建筑三維數(shù)字化表達研究與應(yīng)用[J].現(xiàn)代測繪，2012，35（6）：18-20.

[5]許皞，虞林洪，汪曉琦.蘇州市古建老宅保護與再利用的實踐探討[J].上海城市規(guī)劃，2015（4）：56-62.

[6]鄭波，聶佳佳.蘇州市控保建筑的價值與利用調(diào)研[J].現(xiàn)代園藝，2011（9）：15-16，18.

[7]曾群華，郭躍.基于RS與GIS的三峽庫區(qū)文物保護信息系統(tǒng)研究[J].地域研究與開發(fā)，2004，23（6）：118-122.

[8]曾群華，郭躍，趙純勇.三峽庫區(qū)文物保護信息系統(tǒng)設(shè)計[J].湘潭師范學院學報（自然科學版），2003，25（2）：89-92.

[9]李奇，周偉，李暢.古建筑監(jiān)測與保護三維信息管理系統(tǒng)研究——以佛香閣數(shù)據(jù)管理為例[J].華中師范大學學報（自然科學版），2013，47（1）：141-144.

[10]楊嘯宇，李俊，周磊，等.基于地理國情監(jiān)測的唐帝陵文物保護研究[J].測繪與空間地理信息，2014，37（6）：105-107.

[11]李庫，程蓓，段曉彤.現(xiàn)代信息技術(shù)在文物遺址環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[J].文博，2013（5）：88-91，70.

[12]孫弋，楊?？疲?基于微震監(jiān)測技術(shù)的地下田野文物監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2011，37（4）：37-39.

[13]湯眾，路楊.漢三闕文物保護監(jiān)測體系構(gòu)建研究[J].建筑與文化，2009（9）：63-65.

責任編輯：謝金春

Design and realization of Suzhou ancient building monitoring management system based on Web and Android

ZHANG Zhimin1， CHEN Wei2， XU Yipeng2， ZHANG Xu1
（1.School of Environmental Science and Engineering，SUST，Suzhou 215009，China；2.Suzhou Institute of Management and Protection of Cultural Relics，Suzhou 215006，China）

In view of many ancient buildings retained in the historic and cultural city of Suzhou,we used Web and Android development technology and constructed Suzhou ancient building monitoring management system.By developing background management based on Web and mobile APP on Android，we designed and implemented the database and their functions.This system provided platform support for the institutes of management to protect the ancient buildings and monitor them dynamically.

ancient building；monitoring management；Web development；Android

TP311

A

2096－3289（2017）04－0065－05

2017－04－10

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技計劃項目（2011-K9-24）

張志敏（1977-），男，河北邢臺人，實驗師，碩士，研究方向：城市地理信息系統(tǒng)和遙感。