GIS在物联网技术的基础设施管理信息系统中的应用

范嵩

摘要：基础设施包括市政公用工程设施和公共生活服务设施等，它为社会生产和居民生活提供基础的设施服务，是国民经济不断发展的基础。GIS在物联网技术的基础设施管理信息系统中的应用，能够实现空间数据的存储、共享、采集、分析和制图等，是目前基础设施管理系统当中的一种重要的应用方式，对于提高基础设施管理与维护的效率，具有积极作用。

关键词：GIS；物联网技术；基础设施；管理系统

GIS是地理信息系统的简称，它负责对地理空间体位置等信息的采集、存储、分析等，采用GIS以后，能够增强基础设施管理信息系统对数据的分析和存储能力。该系统能够对各项基础设施的信息建库存储，并进行分析和处理。物联网技术是一枚新型的技术，它通过射频识别、红外感应、定位系统等，将物品与互联网结合起来，并进行信息的交换、对物品的管理、定位、识别等。物联网的核心仍是互联网。GIS与物联网技术相结合，共同应用于基础设施的管理系统当中，能够改善管理信息系统的效率。笔者就GIS在物联网技术的基础设施管理系统中的应用进行分析。

一、利用GIS的基础设施管理系统的结构

基础设施的空间分布管理的要求与GIS的特点符合。以GIS为主的基础设施管理系统，能够围绕基础设施的需要，对管理的结构、内容等进行调整，以提高管理系统的有效性。GIS服务器作为该项管理系统的核心，它的主要功能之一就是管理和维护基础设施数据库，并为管理系统提供数据查询、制图、空间分析等服务。用户还可以对管理系统当中GIS的操作进行调整，并对管理中的信息流进行维护。物联网服务器的主要功能是对物品进行标签，并对其信息进行存储。当服务器接收到请求以后，可以将所需要的物品详细信息反馈给用户。客户端系统是根据管理工作的需求而开发的。移动终端服务于野外调查和数据更新，具有一定的计算功能，能够协助数据库的维护与更新。

二、基础设施管理系统中GIS的应用

（一）空间数据库

利用GIS能够对空间的数据库进行设计。在数据结构设计方面，首先，将采集到的数据进行建库储存，储存时采用集中的方式进行，为基础设施管理系统的运行提供支持。在数据库当中，设计者要对所有的基础设施设计出合理的存储空间位置，并根据目标间的拓扑关系对储存的空间进行独特设计。对于目标的属性数据与电子标签数据也要进行相应的存储空间设计。

（二）空间查询与空间分析

利用GIS在基础设施管理当中设置空间查询功能，用于对各类信息的综合查询。通过空间查询，把握基础设施之间的关系，提高管理制度的科学性。对于基础设施管理系统当中的简单查询，用户将查询条件输入以后即可进行，SQL语句用于相对复杂的查询。SQL语句的应用能够将多要素间的制约进行了解。同样，通过电子标签信息对相应的基础设施或目标进行查询。

从GIS目标之间空间关系中，进而进行空间分析，用户可以获取新的信息。GIS实现了从数据图层中获取信息，空间分析的数据分析与数据挖掘，为解决地理系统空间问题等提供了可靠的依据。空间分析的内容包括空间统计分析、叠加分析、网络分析等，通过地理空间分析挖掘出更多的空间信息，方便用户掌握地理空间模式。空间数据经过空间分析以后，能够更加准确的表达出内在的含义，对于提高基础设施管理系统对地理空间事件的预测能力、加强其控制能力等具有积极意义。利用GIS的空间分析功能，还能对设施的辐射范围进行计算，并确定障碍，显示最佳的线路连接等，对于基础设施的布局与管理提供可以依靠的参考。

（三）专题制图

通过所提供的数据，可以进行专题统计图的制作，并为设施的管理与维护提供参考。利用GIS能够提高基础设施管理系统的制图设计功能。系统所需要的施工作业图、设施分布图等，并可在制图的过程中，调用数据库的丰富资源进行制定，并按照统一的标准输出制图。至此，网络发布的电子地图便形成了。

（四）移动端系统与用户管理

移动端系统为网络应用系统提供数据服务，并实现数据共享，有助于根据基础设施的分布情况建立有效的专用应用系统。通过无线网络，也可在野外调查工作中进行数据的传输。

系统的服务器与工作人员所用的移动端系统是链接的，调查的数据可以通过无线连接传输到服务器。通过管理系统的服务器，可以对调查所得的数据进行监测，当数据通过检测以后，便可以进入到数据库，成为数据信息的一部分，进而可以被查询、共享、传输等。根据工作的具体需要，可将数据制定成相应的统计报表，为调查工作的进行与管理提供方便。基础设施管理信息系统也应该与商用数据库管理系统相结合，综合对用户进行管理，提高了用户管理的有效性。采用多用户并发访问机制，促进数据信息在多个空间的传输。采用密码机制对合法用户的权益进行保护，并有效避免非法用户的恶意攻击。

三、GIS在移动端的应用

移动设备的使用便于野外调查巡视工作的顺利进行，方便了各基础设施及目标之间的联系和检测，也为调查数据到数据库之间的传输提供了方便。在移动端的应用当中，GIS可以进行如下利用：

（一）导航应用

利用GIS等制作的电子地图，借助GPS能够对用户或者基础设施的坐标进行判断，能够为野外调查作业提供较准确的导航。

（二）方便目标的选取与巡查

由于不同设施之间的空间距离较短，并且存在相互交错的现象，这就需要对其进行明确的定位，而单纯的GPS定位难以满足。另外，地下管网的调查也需要GPS定位技术的支持。而采用与物联网技术详解和的基础合适管理系统，能够利用RFID对目标的标签信息进行解读，并在GIS数据库中选取对应的目标设施，从而实現对目标设施的精确定位。同时，管理系统可以借助物联网数据库，对其技术设施或组成情况进行检验，确保数据库信息与现场巡查结果的一致性。

（三）对设施目标数据进行实时监测

自动检测功能是部分基础设施常见的功能，移动设备在对这类基础设施的标签进行解读的时候，可以设施中的监测数据进行读取和处理，并通过无线设备传输到服务器，进行进一步的分析处理。RFID技术满足了对数据的离线采集，大大提高了数据采集的效率。

（四）进程控制

技术设施管理系统的外业工作的配合与验证，野外调查工作是一件繁琐的事情，工作量很大，需要多名工作人员进行调查。但是，在调查的过程中，他们要分清已调查与未调查的基础设施，避免重复调查或漏调查。这就显示出了进程控制的重要性，通过调查工作人员的移动终端设备与管理系统服务器之间的链接，能够将调查的数据尽快传输到服务器。通过服务器，可以将已经调查的信息再传送到各个调查人员的移动终端设备，达到信息的共享，让所有的工作人员都对工作的进程进行掌握，以提高野外调查工作的配合度与工作的效率。

四、客户端管理系统

客户端管理系统需要与用户的需要相对应，并根据不同种类的需求建立不同种类的应用系统。下面将常用的几种应用系统进行介绍。

（一）访问GIS服务器

客户访问GIS服务器之后，能够对GIS所具备的多种功能进行使用，例如：制图功能、数据的查询与分析功能等。

（二）维修与管护工作规划

通过对GIS、物联网数据库所提供的数据资料进行综合分析，工作人员能够了解不同基础设施的分布情况，并进行专题图的制作。同时，通过数据库的资料能够对操作的任务进行全面把握，并制定出详细的工作计划、方案等，并绘制相应的图标，以提高基础设施维修和管护工作的有效性。

（三）访问物联网服务器

客户端管理系统与物联网服务器相连接，能够对基础设施的情况进行全面、具体、动态的了解，并对基础设施的数据进行分类和综合。工作人员根据系统所提供的数据能够对需要维修的基础设施进行把握，物联网为基础设施的维修、管理提供了较大的帮助，提高了管理维护工作的效率。

四、小结

总之，在物联网技术的基础设施管理信息系统中应用GIS，能够改善管理系统的工作模式，提高管理系统对数据的采集、分析、制图、共享、传输等效率，有助于提高工作人员野外考察、设施维护等工作的效率，还方便客户对信息的查询与共享等。GIS在物联网技术的基础设施管理信息系统中的应用方式多样，是一种提高基础设施管理系统效率的有效方式。

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（作者单位：北京财贸职业学院）