離在線一體化移動(dòng)GIS的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

黃遞全，樊艷偉，楊雨佳

（1.國(guó)家測(cè)繪地理信息局重慶測(cè)繪院，重慶 401120）

移動(dòng)GIS[1-4]是以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為支撐，以智能移動(dòng)終端為載體的GIS系統(tǒng)，是繼桌面GIS、WebGIS之后又一新的技術(shù)熱點(diǎn)。而離線式移動(dòng)GIS[5]則是將GIS數(shù)據(jù)存放到具有處理和存儲(chǔ)能力的智能移動(dòng)終端上，并在本地完成對(duì)GIS數(shù)據(jù)的管理、分析、顯示、查詢。越來(lái)越多的移動(dòng)應(yīng)用[6]是離線與在線的結(jié)合，既有本地應(yīng)用特點(diǎn)，又具有在線應(yīng)用特點(diǎn)。

離在線一體化移動(dòng)GIS是將離線地圖和非地圖資源展示結(jié)合在線資源和在線交互應(yīng)用于一體化的移動(dòng)GIS系統(tǒng)。設(shè)計(jì)離在線一體化移動(dòng)GIS，實(shí)現(xiàn)離線資源瀏覽查詢、統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合在線GIS特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在線文件傳輸、在線信息交互，具有重要意義。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

1）架構(gòu)設(shè)計(jì)。離在線一體化移動(dòng)GIS總的架構(gòu)分為三層?；A(chǔ)數(shù)據(jù)中心通過(guò)對(duì)空間數(shù)據(jù)的分析及處理，并整理文件資料，統(tǒng)一制作成為移動(dòng)離線數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)管理平臺(tái)基于Node.js[7-10]框架技術(shù)和MongoDB[11]數(shù)據(jù)庫(kù)解決方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)限管理、在線文件傳輸、離線數(shù)據(jù)管理、版本更新管理、平臺(tái)參數(shù)配置等。移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)采用GIS平臺(tái)技術(shù)結(jié)合SQLite[12]離線數(shù)據(jù)庫(kù)方案和Http[13]網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地圖功能、地圖數(shù)據(jù)展示、文檔資料展示、移動(dòng)信息采集、離線數(shù)據(jù)管理、在線文件傳輸、用戶即時(shí)通訊、軟件版本更新等，是離在線一體化移動(dòng)GIS的核心，系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

2）數(shù)據(jù)更新機(jī)制設(shè)計(jì)。離在線一體化移動(dòng)GIS建設(shè)包括移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理平臺(tái)兩大部分內(nèi)容，采用離線和在線相結(jié)合的方式，確保移動(dòng)應(yīng)用數(shù)據(jù)及軟件的更新。數(shù)據(jù)更新主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)：一方面，移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)在線同步平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，融合為新的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)信息，更新下載最新數(shù)據(jù)資源和移動(dòng)應(yīng)用軟件。系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中，在線上傳文件時(shí)，同步更新本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。另一方面，數(shù)據(jù)管理平臺(tái)將數(shù)據(jù)資源和移動(dòng)應(yīng)用軟件上傳服務(wù)器，同時(shí)更新平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)信息，如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)更新機(jī)制設(shè)計(jì)

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)和構(gòu)建一體化數(shù)據(jù)庫(kù)，將數(shù)據(jù)分三類進(jìn)行組織，存儲(chǔ)管理用戶數(shù)據(jù)信息、離線數(shù)據(jù)信息、系統(tǒng)參數(shù)信息。用戶數(shù)據(jù)組織包括用戶信息、角色信息、功能菜單等；離線數(shù)據(jù)組織包括空間數(shù)據(jù)信息、屬性數(shù)據(jù)信息、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)信息、文檔資料信息、在線應(yīng)用信息、數(shù)據(jù)字典信息等；系統(tǒng)參數(shù)組織包括軟件版本信息、服務(wù)器配置信息、軟件授權(quán)信息等。數(shù)據(jù)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)

1.3 移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于Android/IOS系統(tǒng)，采用SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)方案開(kāi)發(fā)移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)主要功能模塊如圖4所示。

1）基礎(chǔ)地圖功能。基礎(chǔ)地圖功能主要包括離線地圖數(shù)據(jù)瀏覽、放大、縮小等常用操作，地圖測(cè)距、測(cè)面、標(biāo)記、圖層切換、圖層管理等工具以及GPS定位功能，記錄用戶定位信息。

2）地圖數(shù)據(jù)展示。地圖數(shù)據(jù)展示主要包括空間切片數(shù)據(jù)瀏覽、屬性數(shù)據(jù)查詢、專題數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，以及關(guān)聯(lián)的文檔資料展示。

3）文檔資料展示。文檔資料展示主要包括圖片、文檔以及多媒體信息展示。

4）移動(dòng)信息采集。移動(dòng)信息采集包括現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)采集照片、視頻等，以及在線編輯圖形、文字信息。

5）離線數(shù)據(jù)管理。離線數(shù)據(jù)管理主要是管理在線采集文件列表、上傳狀態(tài)以及原始資料列表、下載更新等。

6）在線文件傳輸。在線文件傳輸包括采集文件的上傳、原始資料的下載功能。

7）用戶即時(shí)通訊。用戶即時(shí)通訊包括在線文字溝通、文件傳輸?shù)裙δ堋?/p>

8）版本軟件更新。版本軟件更新主要包括更新版本信息、安裝文件下載等功能。

圖4 移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)主要功能模塊

1.4 數(shù)據(jù)管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

基于Node.js框架技術(shù)，采用MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)解決方案，建設(shè)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，平臺(tái)主要功能模塊如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)管理主要功能模塊

1）用戶權(quán)限管理。根據(jù)用戶不同管理權(quán)限，設(shè)置用戶角色，設(shè)置用戶功能菜單，配置用戶對(duì)數(shù)據(jù)資源的管理權(quán)限。

2）在線文件傳輸。將移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)上傳的文件進(jìn)行下載，并上傳離線數(shù)據(jù)。

3）離線數(shù)據(jù)管理。主要是離線數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、修改、刪除等。

4）軟件更新授權(quán)。移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)軟件的版本更新，上傳，并對(duì)實(shí)體移動(dòng)端進(jìn)行授權(quán)管理。

5）平臺(tái)參數(shù)配置。服務(wù)器參數(shù)設(shè)置，不同用戶功能配置。

2 系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 土地整治移動(dòng)巡查系統(tǒng)

土地整治儲(chǔ)備中心主要負(fù)責(zé)國(guó)土整治項(xiàng)目的監(jiān)管和檢查，其工作內(nèi)容包括工程項(xiàng)目的實(shí)施情況、技術(shù)細(xì)節(jié)以及施工標(biāo)準(zhǔn)是否符合預(yù)期要求等。傳統(tǒng)的工作辦法是通過(guò)委派監(jiān)管人員搜集項(xiàng)目資料，實(shí)地調(diào)查分析，以獲得項(xiàng)目開(kāi)展的詳細(xì)動(dòng)態(tài)信息。由于同期開(kāi)展的項(xiàng)目較多，涉及到的資料和信息繁雜，對(duì)于實(shí)際的監(jiān)管工作存在很大的壓力。

結(jié)合GIS技術(shù)、LBS技術(shù)，建立土地整治移動(dòng)巡查系統(tǒng)，將項(xiàng)目管理、過(guò)程監(jiān)督檢查、信息交互結(jié)合起來(lái)，提高工作效率，保障項(xiàng)目有序開(kāi)展。系統(tǒng)主頁(yè)如圖6所示。

2.2 智慧政務(wù)地理信息移動(dòng)平臺(tái)

為了獲取轄區(qū)范圍內(nèi)測(cè)繪數(shù)據(jù)資源的總體情況，即時(shí)查看在線電子地圖，離線掛圖資源等，同時(shí)能了解行業(yè)動(dòng)態(tài)信息的需求，建設(shè)智慧政務(wù)地理信息移動(dòng)平臺(tái)。該平臺(tái)綜合利用智能移動(dòng)終端設(shè)備及先進(jìn)的信息技術(shù)，將需要的掛圖數(shù)據(jù)裝載到平板電腦等移動(dòng)終端之上，集成在線數(shù)據(jù)資源，提供便攜的查詢、定位、瀏覽等功能，實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)查看各類測(cè)繪資源掛圖數(shù)據(jù)，全面掌控測(cè)繪數(shù)據(jù)情況，為管理人員提高工作效能、科學(xué)決策提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。系統(tǒng)主頁(yè)如圖7所示。

圖7 智慧政務(wù)地理信息移動(dòng)平臺(tái)

3 結(jié) 語(yǔ)

提出了一種切實(shí)可行的離在線一體化移動(dòng)GIS的設(shè)計(jì)方案，并成功應(yīng)用到土地整治移動(dòng)巡查和智慧政務(wù)地理信息移動(dòng)平臺(tái)中。該設(shè)計(jì)方案集成應(yīng)用了B/S技術(shù)、離線數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)據(jù)在線傳輸技術(shù)、移動(dòng)端跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)技術(shù)，系統(tǒng)地闡述了離在線一體化移動(dòng)GIS的各個(gè)組成部分。離在線一體化移動(dòng)GIS在土地整治巡查和智慧政務(wù)等領(lǐng)域中的應(yīng)用既提高了行業(yè)移動(dòng)辦公效率，又為管理人員作出科學(xué)決策提供了保障。該方案也可以進(jìn)一步推廣應(yīng)用到地理信息行業(yè)的其他方面，對(duì)地理信息行業(yè)的發(fā)展具有重要推動(dòng)作用。