基于縱生式開(kāi)發(fā)模式的城市盲道管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

湯雄 吳德華 黃龍 彭雅琴

摘要：目前城市盲道存在盲道不完整、連續(xù)性差、盲道被占用等問(wèn)題，而盲道管理多以圖紙，電子表格形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，不能體現(xiàn)盲道的空間特征，為盲道的管理和維護(hù)帶來(lái)了不便。該文采用MapGIS數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)器作為城市盲道管理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在T-C-V體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上，以縱生式開(kāi)發(fā)模式實(shí)現(xiàn)城市盲道系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、空間分析等功能，為城市盲道信息化管理及建設(shè)提供一種新的方法。

關(guān)鍵詞：縱生式開(kāi)發(fā)模式；MapGIS；城市盲道；空間分析

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）07-0023-02

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

現(xiàn)階段我國(guó)的城市化趨勢(shì)日益明顯，盲道建設(shè)在城市發(fā)展中的地位也更為突出，國(guó)務(wù)院在2012年8月1日頒布了中國(guó)《無(wú)障礙環(huán)境建設(shè)條例》，提出城市的主要道路、主要商業(yè)區(qū)和大型居住區(qū)的人行天橋和人行地下通道，應(yīng)當(dāng)按照無(wú)障礙設(shè)施工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)配備無(wú)障礙設(shè)施，人行道交通信號(hào)設(shè)施應(yīng)當(dāng)逐步完善無(wú)障礙服務(wù)功能，適應(yīng)殘疾人等社會(huì)成員通行的需要[1]。目前盲道維護(hù)與管理問(wèn)題繁多，如城市盲道與經(jīng)濟(jì)分布的沖突、城市盲道與市政規(guī)劃的矛盾、盲道不完整、盲道被占用等，盲道維護(hù)和管理力度不足，沒(méi)有做到數(shù)字化、信息化管理，更不能體現(xiàn)其空間關(guān)系。將GIS技術(shù)引入盲道的信息化建設(shè)中，是提升盲道科學(xué)管理的一個(gè)有效方法。

傳統(tǒng)的GIS開(kāi)發(fā)往往采用的是定制式開(kāi)發(fā)模式，代碼量大，復(fù)用率低，開(kāi)發(fā)效率不高，軟件質(zhì)量難以保障。MAPGIS 10基于T-C-V軟件結(jié)構(gòu)推出了縱生式軟件開(kāi)發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)發(fā)的異步性和開(kāi)發(fā)人員的分散性，功能插件可以即插即用，有效提升軟件的開(kāi)發(fā)效率，為城市盲道管理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了一種新的方法[2]。

1 縱生式開(kāi)發(fā)模式

縱生式軟件開(kāi)發(fā)模式基于T-C-V軟件結(jié)構(gòu)，即終端應(yīng)用層（T層）-云計(jì)算層（C層）-虛擬設(shè)備層（V層）軟件結(jié)構(gòu)，虛擬設(shè)備層由邏輯資源池和數(shù)據(jù)資源池組成，通過(guò)虛擬化技術(shù)將計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備虛擬化為不同的邏輯資源池為上層提供服務(wù)；將不同類型的數(shù)據(jù)在邏輯上構(gòu)成數(shù)據(jù)資源池，通過(guò)SDE（空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎）技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一體化管理。云計(jì)算層由云生產(chǎn)中心、云服務(wù)倉(cāng)庫(kù)、云管理中心組成，云生產(chǎn)中心用于縱生云資源，云服務(wù)倉(cāng)庫(kù)又分為功能倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，分別管理功能和數(shù)據(jù)服務(wù)；云管理中心統(tǒng)一管理云端運(yùn)行的所有資源，包括云服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、注冊(cè)、調(diào)用等工作。終端應(yīng)用層面向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)訪問(wèn)接口，搭建各類終端應(yīng)用[3]?？v生式軟件開(kāi)發(fā)模式具有“縱生、漂移、聚合、重構(gòu)”等云特性，以制圖、三維等GIS微內(nèi)核為基礎(chǔ)，縱生出各種功能插件。懸浮式柔性架構(gòu)設(shè)計(jì)的T-C-V軟件結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的奠基式開(kāi)發(fā)模式相比耦合性大大降低，使得功能插件更加獨(dú)立，不同功能插件能夠相互聚合共同形成一個(gè)功能模塊。

2 城市盲道空間數(shù)據(jù)采集與處理

通過(guò)在手機(jī)客戶端安裝奧維互動(dòng)地圖軟件，利用其空間定位功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市盲道空間數(shù)據(jù)的采集，再將其以“.KML”格式保存到計(jì)算機(jī)中，利用XGeocoding工具轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)經(jīng)緯度的Excel表，然后輸入到ArcMap中進(jìn)行操作，將處理好的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為shape文件，如圖1所示。

將點(diǎn)數(shù)據(jù)與影像圖進(jìn)行校正，通過(guò)“變換-相似”校正方法，將點(diǎn)數(shù)據(jù)與影像圖道路重合。新建一個(gè)“盲道矢量化”要素類，編輯此要素，根據(jù)采集到的信息進(jìn)行點(diǎn)數(shù)據(jù)的連接，完成盲道線數(shù)據(jù)的繪制，如圖2所示。

在MapGIS 10 的MapGISLocal目錄下新建一個(gè)名稱為“城市盲道”的數(shù)據(jù)庫(kù)，然后創(chuàng)建基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)集和專題數(shù)據(jù)集，設(shè)置地理坐標(biāo)系統(tǒng)為GCS_WGS_1984，采用分層的方法將不同的數(shù)據(jù)存入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集。

3 城市盲道管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用T-C-V三層體系架構(gòu)，V層提供虛擬化服務(wù)，管理城市盲道的空間、屬性數(shù)據(jù)；C層縱生云資源，并對(duì)云資源進(jìn)行統(tǒng)一管理；T層提供標(biāo)準(zhǔn)訪問(wèn)接口，搭建終端應(yīng)用，系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

城市盲道管理信息系統(tǒng)主要用于輔助市政、道路管理機(jī)構(gòu)對(duì)城市盲道的科學(xué)管理和維護(hù)，包括文件、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)量算、空間分析等功能模塊。文件操作模塊主要實(shí)現(xiàn)城市盲道文檔的打開(kāi)、保存、退出等功能；數(shù)據(jù)編輯主要包括城市盲道的點(diǎn)要素編輯、線要素編輯、通用編輯等操作；數(shù)據(jù)查詢主要包括城市盲道的屬性查詢、空間定位、條件查詢等功能；統(tǒng)計(jì)量算主要包括城市盲道的專題統(tǒng)計(jì)、距離量算、數(shù)據(jù)對(duì)比等功能；空間分析主要包括城市盲道的緩沖區(qū)分析、疊加分析、最佳路徑分析等，系統(tǒng)功能如圖4所示。

4 城市盲道管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用縱生式開(kāi)發(fā)模式，即以MapGIS基礎(chǔ)二次開(kāi)發(fā)庫(kù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用MapGIS插件框架，采用“框架+插件”模式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)查詢、空間分析等功能。具體實(shí)現(xiàn)以MapGIS 10 IGServer作為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，基于MapGIS提供的功能資源，借助數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)器，可視化“拖拽”指定功能資源到相應(yīng)界面元素（如菜單欄、工具條等），實(shí)現(xiàn)功能綁定，最終生成桌面應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)主界面如圖5所示。

以最佳路徑分析功能的實(shí)現(xiàn)為例，首先在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)器添加“MapGIS.NetAnalyse.Plugin”，此時(shí)即可看到系統(tǒng)的主程序界面自動(dòng)添加了“網(wǎng)絡(luò)分析工具條”，然后加載地圖，并使道路網(wǎng)數(shù)據(jù)處于“當(dāng)前編輯”狀態(tài)，點(diǎn)擊“網(wǎng)絡(luò)分析工具條”中的分析應(yīng)用圖標(biāo)，在下拉框選擇“查找最佳路徑”，此時(shí)即出現(xiàn)最佳路徑對(duì)話框，點(diǎn)擊“選擇”按鈕即可自行在地圖上選擇要進(jìn)行分析的兩個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)擊“導(dǎo)入”按鈕即可選擇已有的點(diǎn)數(shù)據(jù)，選擇完成后，點(diǎn)擊“開(kāi)始計(jì)算”，計(jì)算機(jī)即會(huì)自動(dòng)計(jì)算最佳的路徑并在地圖上顯示，最佳路徑分析界面如圖6所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

城市盲道管理信息系統(tǒng)采用縱生式開(kāi)發(fā)模式進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，相比傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)模式，T-C-V三層體系架構(gòu)使系統(tǒng)具備了“縱生、漂移、聚合、重構(gòu)”等特性，“框架+插件”模式的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式也大大提高了軟件的生產(chǎn)效率，為城市盲道信息化研究提供了一種新的思路和方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國(guó)政府網(wǎng)[EB/OL].http：//www.gov.cn/zwgk/2012-07/10/content_2179864.html.

[2] 吳信才. GIS開(kāi)發(fā)大變革云計(jì)算模式下MapGIS全新開(kāi)發(fā)模式深度解析[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2015.

[3] 吳信才， 徐世武， 萬(wàn)波， 等. 新一代的軟件結(jié)構(gòu)T-C-V結(jié)構(gòu)[J]. 地球科學(xué)： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2014（2）： 221-226.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】