ArcGIS For iOS在規(guī)劃管理中的應用研究

蔡仁杰

(福州市勘測院 福建福州 350001)

ArcGIS For iOS在規(guī)劃管理中的應用研究

蔡仁杰

(福州市勘測院 福建福州 350001)

基于ArcGIS Runtime SDK for iOS的二次開發(fā)包，通過平板電腦將基礎地形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)以及規(guī)劃編制成果整合在一起，應用GIS、GPS等技術(shù)手段論述了將規(guī)劃成果的應用從傳統(tǒng)桌面向移動終端利用的方向發(fā)展。文章結(jié)合福州市勘測院在各縣級城市區(qū)域分院一體化技術(shù)服務過程中，以規(guī)劃成果的實際應用來驗證其價值和推廣值。

規(guī)劃管理;規(guī)劃應用;移動地圖

0 引言

近年來，隨著GIS技術(shù)的發(fā)展、基礎測繪成果建庫化及與規(guī)劃行業(yè)的融合，給城市規(guī)劃管理和應用帶來了新的發(fā)展動力。福州市勘測院著眼于城市規(guī)劃建設的技術(shù)服務模式，充分考慮了測繪成果、規(guī)劃成果在城市管理中的需求，整合了福州市勘測院的歷年正射影像成果、政務電子地圖、大比例尺地形圖、各種規(guī)劃編制成果的數(shù)據(jù)，通過平板電腦進行應用展示，為政府、規(guī)劃、國土、建設等部門在規(guī)劃管理、招商引資等提供清晰、可靠、科學的基礎地理信息依據(jù)。

1 系統(tǒng)分析

1.1 保密要求

依據(jù)《中華人民共和國測繪法》《中華人民共和國保密法》《中華人民共和國測繪成果管理條例》等有關法律法規(guī)，涉及到大比例大面積的基礎地形圖不允許通過非涉密計算設備進行操作，更不允許通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸，而本次研究的應用系統(tǒng)是基于城市的大比例數(shù)據(jù)(1∶500或者1∶1000)上的應用，才能保證各項規(guī)劃編制成果在招商和選址可以具體落到實地的坐標上。

由于保密要求，因此應用系統(tǒng)在設計過程中需要運行在涉密設備上，并將數(shù)據(jù)按保密要求進行加密后以離線方式存儲在設備上。

1.2 GIS平臺選型

本次研究的應用系統(tǒng)與地圖有關，就少不了GIS的二次開發(fā)，在國內(nèi)外目前有不少的GIS平臺應用于平板電腦上，由于目前福州市勘測院所生產(chǎn)的數(shù)據(jù)以及規(guī)劃部門所采用的規(guī)劃成果都采用ArcGIS平臺的數(shù)據(jù)格式，因此本次應用研究也采用ArcGIS平臺。

1.3 平板電腦選型

平板電腦從2010年流行至今，已經(jīng)發(fā)展了多種系統(tǒng)、多個品牌和應用場情，其優(yōu)勢在于便捷、節(jié)約圖紙成本。本次研究的應用系統(tǒng)考慮到數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)安全的要求，選擇蘋果公司的iPad系列產(chǎn)品(iPad Pro、iPad、iPad mini)，其特點與安卓的平板電腦對比，安全性能更高，在容量上選擇64G以上。

2 系統(tǒng)設計

系統(tǒng)采用4層框架設計，主要包括數(shù)據(jù)層、基礎層、應用層、展示層，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框架圖

數(shù)據(jù)層主要是存儲基礎地形圖和影像圖的切片數(shù)據(jù)，切片數(shù)據(jù)按tpk格式(ArcGIS10.1版本后的一種新的切片格式)進行打包，POI數(shù)據(jù)和規(guī)劃編制成果采用SHAPE格式存儲，臨時繪制的紅線數(shù)據(jù)采用XML格式存儲坐標值和名稱等信息。

基礎層主要負責系統(tǒng)功能需求所運行的基礎功能模塊，為應用功能分裝一些與數(shù)據(jù)文件操作、硬件數(shù)據(jù)操作、坐標轉(zhuǎn)換、加解密管理、許可管理、配置管理等方面的功能，起到支撐的作用。

應用層主要負責實現(xiàn)系統(tǒng)的具體功能，系統(tǒng)基于ArcGIS Runtime SDK for iOS開發(fā)了地圖瀏覽、加載和關閉SHAPE圖層、距離和面積測量、GPS定位、地名地址查詢及定位、空間和屬性查詢及定位、現(xiàn)場選址繪圖、視野保存及管理、公文包文件管理、繪圖板等功能。

3 功能設計

系統(tǒng)主要功能模塊包括：地圖瀏覽、圖層管理、空間查詢、空間測量、空間定位、選址繪圖、繪圖板管理、公文包管理等功能模塊，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能圖

3.1 地圖瀏覽模塊

本模塊基于ArcGIS Runtime SDK for iOS的二次開發(fā)接口，實現(xiàn)對基礎地形圖和影像圖的顯示，顯示內(nèi)容提供切換按鈕。

基礎地形圖和影像圖的數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)切片存儲并打包成TPK格式，由于數(shù)據(jù)保密要求，TPK文件需要進行加密處理，因此在加載顯示TPK數(shù)據(jù)時需要進行調(diào)用解密模塊。

地圖瀏覽的基礎操作，如放大、縮小、移動等功能直接采用ArcGIS Runtime For iOS自帶功能。

3.2 圖層管理模塊

通過XML文件的圖層配置信息以及SHAPE文件操作模塊可以疊加城市的總規(guī)、片區(qū)控規(guī)、專項規(guī)劃、項目選址紅線數(shù)據(jù)、用地紅線數(shù)據(jù)等。

XML配置信息用于存儲圖層名稱、對應的SHAPE數(shù)據(jù)存儲路徑、圖層渲染信息以及圖層分組信息。

圖層管理模塊提供整組圖層(多個圖層分成一組)或者單個圖層的顯示與關閉操作。

3.3 空間查詢模塊

本模塊支持對選定的圖層，通過在屏幕上手繪一個范圍線進行查詢該圖層內(nèi)與范圍線相交的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)結(jié)果以列表的方式顯示出來，以方便進一步查看查詢出來的數(shù)據(jù)字段信息。

同時，支持通過對圖層中的屬性進行模糊查詢，并以列表的方式顯示和定位。

3.4 空間測量模塊

本模塊提供距離測量和面積測量，通過點選的方式進行測量距離和面積，結(jié)合定位功能方便現(xiàn)場初步了解擬選地塊的面積以及與周邊構(gòu)建物之間的空間關系。

圖3 系統(tǒng)部分功能展示

3.5 空間定位模塊

本模塊主要包括兩種定位功能，一種對查詢到的數(shù)據(jù)進行定位，比如POI查詢的結(jié)果進行定位；另一種是通過GPS數(shù)據(jù)進行實時定位。

對于查詢到的數(shù)據(jù)定位，主要是讀取數(shù)據(jù)的空間坐標值，并采用ArcGIS的接口進行定位顯示。

對于GPS實時定位，需要先通過平板電腦設備獲取當前的GPS數(shù)據(jù)， GPS數(shù)據(jù)是采用WS84坐標系需要通過坐標轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)成與基礎地形圖相同的坐標系統(tǒng)并進行空間定位，定位過程采用設立計時器來刷新當前的位置。

3.6 選址繪圖模塊

本模塊主要用于在野外看現(xiàn)場時，根據(jù)現(xiàn)場地物情況對擬選地塊進行繪制紅線并保存，以方便后期導出數(shù)據(jù)便于政府部門對該地塊進行圖上定位，并分析選址的合理性。

3.7 繪圖板管理模塊

本模塊主要用于用戶在地圖上進行個性化的標注，可以標注文字也可以標準手繪內(nèi)容，通過保存圖片分享給其他人員或者導出打印成圖紙。

3.8 公文包管理模塊

本模塊用于展示城市管理中的一些重大或重點項目信息，該類信息以圖文資料(Word、JPG、PDF等)進行顯示，全方位一體化展示全市的基本情況。

4 關鍵技術(shù)

4.1 空間定位

由于系統(tǒng)采用的地形圖和影像圖如圖3所示，采用平面坐標系，由于城市建設的精度需要，底圖的坐標一般都會采用城市獨立坐標系統(tǒng)，因此在通過平板電腦獲取到的GPS坐標值后調(diào)用坐標轉(zhuǎn)換模塊先轉(zhuǎn)換成西安80坐標系，再根據(jù)底圖的目標坐標系再進行四參數(shù)的坐標轉(zhuǎn)換，從而進行當前位置的準確定位。

4.2 加密設計

根據(jù)保密的相關規(guī)定，為了數(shù)據(jù)的安全考慮從以下幾個方面進行對數(shù)據(jù)加密操作。①對SHAPE文件格式中的DB數(shù)據(jù)庫文件進行加密，因移動終端資源有限采用加解密速度比較快的AES算法來加解數(shù)據(jù)文件。②地形圖和影像圖的數(shù)據(jù)采用切片方式形成離線地圖，并把切片成果數(shù)據(jù)按TPK格式進行打包(由于該格式采用ZIP僅存儲的方式并按圖4的目錄結(jié)構(gòu)進行打包，因此在打包過程中采用AES-256加密算法進行加密)。

圖4 TPK格式的目錄結(jié)構(gòu)

5 結(jié)論

在移動辦公技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)的用圖看圖方式正在被不斷的顛覆，基于ArcGIS Runtime SDK for iOS和平板電腦開發(fā)的規(guī)劃成果的應用系統(tǒng)，從系統(tǒng)架構(gòu)設計出發(fā)，結(jié)合移動定位技術(shù)、坐標轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲及加密技術(shù)，設計并實現(xiàn)了系統(tǒng)的功能。通過實際的使用，極大地方便了政府部門領導現(xiàn)場了解周邊地形地貌以及規(guī)劃情況，為現(xiàn)場辦公、招商引資、規(guī)劃管理等提供清晰、可靠、科學的基礎地理信息依據(jù)。

[1] ESRI中國.ArcGIS10.1產(chǎn)品白皮書[Z].2015.

[2] ESRI中國.規(guī)劃信息化地理信息系統(tǒng)解決方案[Z].2015.

[3] 黃國忠，楊廣斌.牟智慧.移動GIS定位關鍵技術(shù)研究[J].貴州師范大學學報(自然科學學版)，2014.

[4] 潘堅力，周川.基于移動GIS的永嘉縣政務用圖輔助決策系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].城市勘測，2016(5):48-50.

[5] 鄭建功，張春奎，張興國，等.智慧西安規(guī)劃信息管理平臺設計和實現(xiàn).[J].城市勘測,2016(4).

ResearchonApplicationofArcGIS,ForandiOSinplanningmanagement

RenjieCai

(FuZhou Investigation And Surveying Institute, Fuzhou 350001)

ArcGIS Runtime SDK for iOS two development kit based on the tablet computer based terrain data, image data and the planning results together, using GIS and GPS techniques application will use the planning results from the traditional desktop to the mobile terminal direction. In this paper, combining the practical application of the planning results, the value and popularization value of Fuzhou Urban Survey Institute in the integration of technical services in county-level cities and regional branches are verified.

Planning management; Planning application; Mobile map

蔡仁杰(1980- )，男，工程師。

E-mail:renjiecai@qq.com

2017-08-09

TU984.11

A

1004-6135(2017)12-0100-04