城市实景地理信息系统建设——南岗区数字城管系统

卢廷玉，纪彦忠

(哈尔滨市勘察测绘研究院，黑龙江哈尔滨 150010)

城市实景地理信息系统建设
——南岗区数字城管系统

卢廷玉∗，纪彦忠

(哈尔滨市勘察测绘研究院，黑龙江哈尔滨 150010)

现代城市管理工作具有高度的繁杂性，如何以信息化建设来提高城市管理的水平与效率，是数字城市建设的重要内容。论述了在建设城管部件空间数据库的基础上，采集城市街道实景信息，构建城市管理实景地理信息系统，整合南岗区现有城管信息化建设成果，形成计算机体系、数据信息体系的综合集成。

城市实景；GIS；资源整合

1 引 言

数字城管是指运用信息化手段来处理、分析和管理城管部件和城管事件，促进城市管理现代化，实现精细化城市管理。在数字城管中，GIS是支持数字城管运行的数据基础和技术支撑，是“一个数据库”建设的核心内容。在现阶段，南岗区数字城管GIS建设的目标是实现城管部件信息全面覆盖，及时更新，集中存储和规范化服务，实现与城管业务系统和街区实景图的无缝链接。基于以上建设目标，现阶段建设内容包括数字城管部件建库、数据更新及应用功能开发。

2 系统建设需求分析

将网格技术与地理信息系统相结合并运用到城市管理行业已经取得了成功，随着城市管理的业务需求的变化与增长，传统的二维平面地理信息系统已经不能满足城市管理工作的需要，为此，有的城市进行了三维空间地理信息系统的建设，但是基于虚拟现实技术的三维地理信息系统建设周期较长，建设资金投入大，并不适合城市管理行业，而城市实景地理信息系统，以其时效性、真实性、资金投入小成为三维地理信息系统的最佳替代方案。

3 实景信息采集

城市实景信息获取是通过车载鱼眼镜头对街道及其两侧进行拍照，绝大部分数据通过车辆采集，部分路段如车辆无法行驶，可采用手持设备采集。车辆采集处理流程，包括组装设备，调试、规划采集路线，采集数据，处理数据，检测数据质量，发布数据。手持设备，是单点进行拍摄，一组有4张或6张照片两种情况，6张比较合适，拍摄完成后对数据要进行二次处理。

数据处理依据照片的编号，坐标位置等信息进行街景的拼接与合成，客户端发布采用Flex开发的RIA程序，利用Flash播放器在客户端展现。实景播放器对应的主要接口包括，加载实景图像，实景的放大缩小，前进后退，左转右转，向上向下，全拼等功能接口，核心的功能是在实景中实现热点(POI)的标注功能。与网络地理信息系统间的接口全部采用JavaScript实现。

4 城市部件数据管理

部件数据是数字城管GIS应用的基石。城市部件数据量一般都在百万级别，城市建设日新月异，给数据的更新、维护工作带来不便。由于本次城市部件的普查范围仅限于哈尔滨市南岗区，因此部件数量在20万条以下，分大类小类。数据采集采用一次性外业测绘采集与后期数据作业员更新维护的方式进行。一次性外业测绘保证了数据的范围及精度，后期的数据作业员以纸质图为参考。定期查看数据部件的变化，一年更新两次数据。

城管部件空间数据管理模块采用ArcGIS Engine在C#环境下开发完成，以数据追加的方式批量更新部件数据，管理模块对追加的数据自动编码。数字城管的部件具有行业标准编码，为保障编码的唯一性，在进行数据更新、录入过程中，管理模块提供自动编码功能。编码规则参照住建部城市部件编码规范执行，编码内容涉及所有城管部件类。

5 系统建设总体框架及关键技术

5.1 系统建设总体框架

以实景数据、空间数据等资源为基础，打造的一个虚拟实景城市的平台，利用此平台来实现城市管理水平的提升，是城市实景地理信息系统要实现的最基本的目标。将实景发布系统及地理信息系统技术相结合，扩大其在城市管理行业中的应用，整合信息化资源，是系统的建设重点。

图1 系统总体框架

5.2 坐标系统转换

系统建设总体框架如图1，地理信息系统平台采用ArcGIS产品系列，空间数据发布部分采用ArcGIS Server+Flex API的开发环境，空间数据管理模块采用ArcGISEngine在Visual Studio 2008环境下开发实现，实景发布系统在Java环境下实现，空间数据发布系统使用JavaScript接口的方式与其他系统进行通信。

5.3 坐标系统转换

(1)实景点数据的坐标转换

南岗区城管部件空间数据采用的城市独立坐标系统，而实景点数据采用的是WGS-84坐标系统，需要将实景点数据转换为哈尔滨市城市独立坐标系统，转换过程产生的误差为亚米级，满足系统需要，转换过程如图2所示。转换后的数据发布为一个地图服务(MapService)，集成到网络地理信息系统中。在后续的应用中，如遇到实景点数据更新，只需刷新服务即可，不必重新编译程序，方便系统的维护工作。

图2 实景点数据坐标转换

图3 城市部件数据叠加实景点数据

图3 说明了在城市空间基础数据中叠加了经过坐标转换的实景信息点数据。

(2)基于WebService的在线坐标转换服务

WebService是一个应用组件，它逻辑性的为其他应用程序提供数据与服务.各应用程序通过网络协议和规定的一些标准数据格式(Http，XML，Soap)来访问WebService，通过WebService内部执行得到所需结果。为实现地理信息系统与实景数据间的接口，需要提供实时坐标转换的在线应用服务，系统利用WebService技术完成从城市独立坐标到WGS-84坐标的转换，返回数据格式为XML及SOAP。转换的后的坐标信息提交给实景发布系统，作为搜索实景点位置的参数。

由哈尔滨城市坐标获得大地坐标，采用高斯反算公式即可实现。经过控制点验证，大地坐标的精度优于0.1 m，能够满足数字城管对实景查询定位的要求。

空间参考变换算法基于.net 2.0开发，并封装为WebService服务，该服务提供了两个方法:

DataDeNormTransform，高斯正算方法，传入参数为经纬度，将大地坐标转换为城市坐标，结果返回Xml格式如下:

＜CityCoord xm lns：xsi="http：//www.w3.org/2001/ XMLSchema-instance"xmlns：xsd="http：//www.w3.org/2001/ XMLSchema"xmlns="http：//tempuri.org/"＞

＜X＞122308.66516905962＜/X＞

＜Y＞248103.91042063761＜/Y＞

＜/CityCoord＞

DataDeNormTransform，高斯反算方法，传入参数为城市坐标，将城市坐标转换为大地坐标。调用返回Xml格式如下:

＜?xm l version="1.0"encoding="utf-8"?＞

＜WGSCoord xmlns：xsi="http：//www.w3.org/2001/ XMLSchema-instance"xmlns：xsd="http：//www.w3.org/2001/ XMLSchema"xm lns="http：//tempuri.org/"＞

＜B＞45.03804459928039＜/B＞＜L＞126.38638963103662＜/L＞＜/WGSCoord＞

上述服务支持SOAP调用，也可直接解析XML文件获取转换结果。

5.4 城管网络地理信息系统-实景数据接口设计

(1)与地图交互调用实景资源

通过用户点击位置的坐标信息，依据缓冲区原理，建立以鼠标点为中心的圆形缓冲区域，获取最近的实景点编号，再利用编号获得资源位置信息(实景图片)，完成实景调用。在实景调用或切换过程中，提供实景位置信息与地图位置标定的动态交互，实现二者空间位置同步。

图4说明了获取用户的点击位置，经过计算来获取最近的实景点，并依据实景点编号加载对应的城市实景信息。

图4 实景资源调用

(2)在实景中采集POI点

在实景系统中，可随时添加POI点，此类POI点均是标识城市管理的一些重点区域，可为日常管理工作带来便利。

6 城市管理平台资源整合

南岗区城管监督指挥中心经过多年的信息化历程，已经建设了多个计算机系统，城市管理案件处理系统、视频监控系统、数字环卫车辆监控系统，各个系统都处于分散的、独立的使用状态，发挥着不同的作用，但是各个系统之间都存在一个共同点，即他们的数据资源都具有空间位置特征，利用本次建立地理信息系统的契机，以空间数据+接口的方式将这些系统集中到地理信息系统工作界面上，实现统一的调用，便于用户使用。

6.1 整合“视频监控系统”

南岗区城管指挥监控系统建设始于2006年，是建设城市应急联动体系、应对突发事件、实施危机管理的基础工程，整合“视频监控系统”的工作首先采集监控点空间位置信息，并以REST地图服务的形式集成到地理信息系统应用中，并通过开发视频监控-地理信息系统间的接口，在查看城市部件数据或实景数据时可以直接调用视频监控系统。

6.2 整合“数字环卫车辆监控系统”

为南岗区城管指挥中心所管理的清雪车辆、垃圾清运车辆安装了GPS，在实景地理信息系统的基础上，开发通信网关程序，接收车辆的GPS位置信息，并把这些信息展示到地图上，从而实现实时监控车辆的功能。管理人员通过车辆轨迹回放结合城管作业分配管理系统，对每次任务进行分析与评估，评价作业完成质量并掌握燃料使用情况等。

客户端用户进行实时监控，选择监控车辆，调整地图比例尺。客户端向系统服务器发送请求，请求相应ID车辆的最新一条数据。数据设定为6 s请求一次。服务器收到请求后，将数据编码为Json串发送到客户端。

编码格式为：var jsonString='[{"Unid"："1"，"Car-Style"："111"，"Speed"："33"，"x"："1111"，"y"："2222222"}，

{"Unid"："2"，"CarStyle"："222"，"Speed"："22"，"x"：" 1111"，"y"："2222222"}，

{"Unid"："3"，"CarStyle"："111"，"Speed"："24"，"x"：" 1111"，"y"："2222222"}]'

客户端通过对数据的解析以及抽象，将数据显示在地图上。

7 总 结

地理信息系统作为建设数字城市的技术支撑，在城市管理中发挥了重要的作用，本文介绍了如何建立实景地理信息系统以及整合城市管理原有信息化成果的一些方法和经验，它能够图形化的展示城市的空间地理信息，周期性显示城市的实景数据，为城市管理和方面工作提供决策支持。

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City Live-action Geographic Information System——Digital urban management system of NanGang District

Lu Tingyu，Ji Yanzhong
(Haerbin Exploration and Surveying Institute，Haerbin 150010，China)

Mordern citymanagement is a high degree complex work，how to improve citymanagement level and efficiency with information construction is an important issues in digital city constrction.This paper discourses the construction of citymanagement component spatial database，collect city streets live-action information and build city management live-action geographic information system，integrate exsiting city management information system of NanGang District.Form a comprehensive integration that including computer system and data information system.

city virtual；GIS；integration of resources

1672-8262(2013)03-46-03

P208

A

2012—08—28

卢廷玉(1979—)，男，工程师，主要从事GIS开发与应用工作。