基于Skyline 的村莊規(guī)劃調(diào)研APP 設(shè)計與實現(xiàn)

梁春麗，王 成，唐錦程，韋博文，鄧志敏

（1. 廣西壯族自治區(qū)自然資源調(diào)查監(jiān)測院，廣西 南寧 530023）

村莊規(guī)劃是法定規(guī)劃，是國土空間規(guī)劃體系中鄉(xiāng)村地區(qū)的詳細規(guī)劃[1]。隨著三維技術(shù)的不斷興起，SuperMap、ArcGIS Engine、Skyline 等三維可視化平臺在智慧城市、數(shù)字鄉(xiāng)村中得到廣泛應用，以直觀、立體的三維展現(xiàn)形式實現(xiàn)了對規(guī)劃決策的輔助作用[2-4]。天地圖作為中國區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)資源最全的地理信息服務網(wǎng)站，已應用于城市規(guī)劃、災害防御、調(diào)查監(jiān)測、公共服務等多個領(lǐng)域。關(guān)于外業(yè)數(shù)據(jù)采集的信息化平臺，王興勛[5]等、談樹成[6]等構(gòu)建了應用于不同工程項目的外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。為了進一步推動村莊規(guī)劃編制工作的開展，輔助外業(yè)調(diào)研工作有序、高效地進行，構(gòu)建了基于Skyline的村莊規(guī)劃調(diào)研APP，為村莊規(guī)劃的外業(yè)調(diào)研工作提供了實用的軟件平臺。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 Skyline地理信息平臺

Skyline是一套優(yōu)秀的三維基礎(chǔ)地理信息平臺，通過TerraBuilder、TerraExplorer和SkylineGlobe Server 3個系列產(chǎn)品，分別實現(xiàn)數(shù)據(jù)生產(chǎn)、三維可視化和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能。具有三維交互式瀏覽、多級分辨率影像無縫分級顯示、支持多源空間地理數(shù)據(jù)加載、三維場景數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)葍?yōu)勢[7]。村莊規(guī)劃調(diào)研APP 的研發(fā)基于TerraExplorer for Mobile的二次開發(fā)平臺。

1.2 天地圖API

天地圖是國家測繪地理信息局主導建設(shè)的國家地理信息公共服務平臺，是我國境內(nèi)數(shù)據(jù)資源最為豐富的網(wǎng)絡(luò)地理信息服務品牌[8]，是基于一定規(guī)則提供開放式數(shù)據(jù)共享與互操作，可向用戶提供權(quán)威、標準、統(tǒng)一的地理信息瀏覽漫游、查詢、定位、在線可量測操作等服務[9]。天地圖API是采用Java Script語言編寫的接口，可通過API在線調(diào)用天地圖地理信息服務資源，形成調(diào)研所需的基礎(chǔ)底圖。

1.3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

隨著信息技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)得到廣泛的應用，常用的嵌入式數(shù)據(jù)庫有Empress、Berkeley DB、SQLite等，其中SQLite數(shù)據(jù)庫在市場上占據(jù)主流地位[10]（SQLite是一種開源嵌入式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，具有可移植性好、使用簡單、運行速度快、占用資源低等特點[11]，適合應用于移動設(shè)備上）。

2 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計包括系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和功能設(shè)計。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)架構(gòu)如圖1 所示，主要由數(shù)據(jù)層、服務層和應用層組成。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1）數(shù)據(jù)層。作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)底層，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。主要由天地圖數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、調(diào)研數(shù)據(jù)庫組成。天地圖數(shù)據(jù)是調(diào)用天地圖提供的矢量注記和影像底圖，該類地圖為瓦片地圖?；A(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括行政村范圍、地名和調(diào)研所需矢量數(shù)據(jù)。調(diào)研數(shù)據(jù)庫包括調(diào)研過程中標記的設(shè)施信息和問卷信息數(shù)據(jù)。

2）服務層。地圖服務用于加載天地圖的矢量注記和影像底圖數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)服務主要實現(xiàn)對調(diào)研過程中標記數(shù)據(jù)的存儲、更新、刪除操作。定位服務用于實時定位，記錄調(diào)研軌跡。

3）應用層。在數(shù)據(jù)層和服務層支撐下，構(gòu)建村莊規(guī)劃調(diào)研APP，具有量測、現(xiàn)有和規(guī)劃設(shè)施標繪、問卷填寫、用戶管理功能，方便用戶管理和使用APP。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

考慮到數(shù)據(jù)的安全性，占用內(nèi)存小和外業(yè)采集環(huán)境等因素，數(shù)據(jù)庫則采用SQLite數(shù)據(jù)庫。在外業(yè)調(diào)研過程中，規(guī)劃人員需收集各類設(shè)施和問卷信息。結(jié)合調(diào)研工作的內(nèi)容設(shè)計了數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表，其中設(shè)施信息數(shù)據(jù)表的字段及類型如表1 所示。

表1 數(shù)據(jù)表的字段及類型

2.3 功能設(shè)計

系統(tǒng)主要功能包括量測、現(xiàn)有、規(guī)劃、調(diào)查、用戶等五大模塊內(nèi)容（圖2）。

圖2 系統(tǒng)功能圖

1）量測。包括距離量測和面積量測。調(diào)研過程中，規(guī)劃人員可在影像、三維模型上進行長度、高度、面積的量測。

2）現(xiàn)有。用于記錄現(xiàn)狀設(shè)施的位置和屬性信息，包括點設(shè)施標繪、線設(shè)施標繪、面設(shè)施標繪。可進行位置標記、屬性填寫、拍照記錄、刪除及保存操作。其中“點設(shè)施標繪”子菜單中包含村莊規(guī)劃所涉及的基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務設(shè)施圖標庫，能夠滿足用戶在調(diào)研過程中的使用。

3）規(guī)劃。用于收集村民對所在村莊的規(guī)劃意向信息，同樣包括點設(shè)施標繪、線設(shè)施標繪、面設(shè)施標繪。功能與“現(xiàn)有”模塊相似，用不同的顏色區(qū)分。

4）調(diào)查。包括村民問卷、自然村問卷和行政村問卷的收集。針對村民、隊長、村委等不同的對象設(shè)置不同的問卷問題，以便調(diào)查村民的需求和對村莊的發(fā)展期望?？蛇M行位置標記、拍照記錄、語音記錄、問卷二維碼展示、刪除及保存操作。因外出務工或不在村內(nèi)的村民，也可通過掃描問卷二維碼為村莊規(guī)劃提出意見和建議。

5）用戶。該模塊包括成果管理、軌跡查看、數(shù)據(jù)上傳、行政村切換、版本更新、設(shè)置、注銷等功能，便于用戶更好地管理和使用。

3 應用實例

村莊規(guī)劃調(diào)研APP已應用于桂林市資源縣中峰鎮(zhèn)中峰村，河池市環(huán)江毛南族自治縣明倫鎮(zhèn)吉祥村等多個村的村莊規(guī)劃調(diào)研工作中。規(guī)劃人員實地走訪調(diào)研、認真聽取民意并在APP上記錄，調(diào)研完成后在后臺管理系統(tǒng)查看和下載調(diào)研成果，可將調(diào)研成果導入ArcGIS等專業(yè)軟件中開展編制工作，如圖3～6所示。

圖3 距離量測

圖4 設(shè)施標繪

圖5 問卷填寫

圖6 查看調(diào)研成果

與傳統(tǒng)的調(diào)研方式相比較，使用村莊規(guī)劃調(diào)研APP 輔助外業(yè)調(diào)研，可減少調(diào)研資料的打印和攜帶，免去調(diào)研記錄的矢量化上圖和問卷的手動統(tǒng)計過程，處理時間能夠縮短至原來的1/3～1/2，且調(diào)研軌跡直觀地反映了調(diào)研過程，便于規(guī)劃人員了解規(guī)劃進度。

4 結(jié) 語

村莊規(guī)劃調(diào)研APP的推廣和使用，彌補了傳統(tǒng)調(diào)研方式的不足，具有節(jié)約資料成本、成果高效匯總、軌跡可追溯的優(yōu)勢，為外業(yè)信息采集工作提供了便捷、實用的軟件平臺。下一步將完善各項功能和優(yōu)化用戶體驗，以促進APP的推廣與服務。