移动规划GIS服务平台建设

史汉新，刘全海，罗迪，冉慧敏

(1.溧阳市测量队，江苏 溧阳 213300； 2.常州市测绘院，江苏 常州 213003；3.常州市地理信息智能技术中心，江苏 常州 213003)



移动规划GIS服务平台建设

史汉新1*，刘全海2，3，罗迪2，3，冉慧敏2，3

(1.溧阳市测量队，江苏 溧阳 213300； 2.常州市测绘院，江苏 常州 213003；3.常州市地理信息智能技术中心，江苏 常州 213003)

随着“互联网+地理信息”的快速发展，移动智能设备的快速普及，地理信息数据的应用场景也越来越丰富，但针对移动端的专业地理信息更新与应用支撑体系却未有过良好的解决方案，本文从规划部门在移动业务需求出发，分析业务所需的数据与应用技术关键点，解决移动硬件局限问题，建立移动规划地理数据管理、更新、应用为一体的移动规划GIS服务平台，解决移动地理信息在规划应用领域的信息孤岛与效率问题。

移动GIS；数据运维；城市规划

1 引 言

我国在长期的经济建设过程中，许多政府部门、企事业单位积累了丰富的地理信息数据，而这些数据在过去因为网络、软硬件技术的落后一直未能充分、有效利用。当前，在“互联网+”时代，移动设备大范围普及开来，给地理信息数据在移动端的应用带来了巨大的市场前景。随着智能移动设备性能的提高以及移动操作系统的日益成熟，移动GIS在城市管理、交通导航、抢险救灾、野外数据采集等领域以及人们日常生活中都得到了广泛应用[1，2]。

但目前移动应用依然匮乏，相关数据的利用价值没有充分发挥，传统地理信息数据的应用多集中在PC端，或者纸介质数据的应用仍然较多。另外，地理信息数据的产生不能伴随移动应用数据的同步更新。即便部分部门发布了网络地理信息服务，但在后台数据维护方面与移动端数据的更新仍然存在脱节现象。

本文从规划部门在移动业务需求出发，分析各业务技术关键点，充分利用移动GIS、空间数据库等前沿技术，建立移动规划地理数据管理、更新、应用为一体的移动规划GIS服务平台，帮助规划部门提高城市规划的效率，提升城市规划水平。

2 建设目标

移动规划GIS服务平台，以电子地图或者影像地图为载体，在辖区地图上叠加总体规划、控制性详细规划、控规线、土地利用规划、城市设计、项目信息等规划专题数据浏览。工作人员可以调整底图上的专题图层的叠加顺序和透明度。提供工作人员控制性详细规划地块信息查询功能、项目信息建设情况及相应的规划设计效果图和施工图的浏览查询。提供距离面积量测、草图绘制、定位、地名道路查询定位等功能，辅助工作人员办公。除了业务功能之外，系统提供城市宣传和规划成果数据浏览功能，满足规划部门对外形象展示和招商引资的需求。随着城市的建设，规划业务数据不断的更新，平台需要建立一套移动地理信息数据库与移动终端同步更新的机制。同时，规划部门对数据的安全性有一定要求，平台需要提供数据安全加密防护功能。

为达到以上的目标，平台从三个方面入手：①研究数据体系以及数据建库。研究涵盖栅格数据、矢量数据、图件、CAD、文本等多种数据的数据体系，并设计数据库构建方式。②建设数据库管理系统。指定数据入库规范，实现数据质检、数据编辑、数据预览、数据加密、数据入库、数据更新及数据版本管理等功能。③建设规划移动应用系统。实现基础地图数据的浏览、专题数据的浏览与查询统计等功能，辅助规划决策。

3 平台设计及实现

3.1 数据体系建设

平台数据主要分为基础地理信息数据和规划专题数据两大部分。

基础地理信息数据主要包括电子地图、影像地图、镇区界线、地名地址、道路等数据。专题数据主要包含总体规划、控制性详细规划、控规线、土地利用规划、城市设计、项目信息、城市宣传视频、规划成果展示等数据。

平台中涉及的数据种类繁多，为了保证系统能够流畅运行，平台采用空间数据库+文件系统的异构数据管理方式存储与管理数据。对于栅格数据(电子地图、影像图等)和非结构化(视频、图片、项目信息中的cad设计图纸等)的文件数据，平台以文件系统的方式管理。对于矢量数据(地名地址、道路、控规线等)和结构化数据(项目信息等)，存储在空间数据库中，在后台数据服务器中存放在oracle spatial中，在移动终端中存储在spatialite中。

3.2 总体架构

从以上分析可知，移动规划GIS服务平台基础在于建立涵盖栅格数据、矢量数据、图件、文本等多种数据空间数据库、文件系统多源异构数据存储管理体系，结合GIS、移动互联等关键技术，建立地理信息数据PC端-移动端同步更新管理机制，搭建移动GIS平台数据分析、处理、入库、更新、应用、维护一体化解决方案，提升城市规划部门移动地理信息应用水平。

图1 移动规划GIS服务平台总体架构图

3.3 数据库管理系统

数据库管理系统采用C/S架构基于GIS平台研发，高效管理基础地理数据库和规划专题数据库以及实现数据编辑、数据加密、版本管理、数据推送移动端等应用功能，满足数据库管理及数据维护需求。

数据库管理对规划更新数据进行统一管理，区分各专题的历史、现状数据，并对数据库各版本数据进行灵活回溯、清除、导出，从而对规划数据进行系统管理，维护规划数据库的健壮、完整。并对数据进行安全加密，保证数据的安全使用。针对具体业务需求，对更新数据进行动态跟踪，保证数据的实时性，为城市规划建设提供数据支撑。

图2 规划数据库管理

3.4 移动规划应用系统

移动规划应用系统是基于Android移动操作系统的，采用ArcGIS for Android的移动GIS开发平台开发。移动规划应用系统主要提供基础地图浏览、专题图层叠加浏览、专题数据查询统计、草图绘制、定位、城市宣传等应用功能辅助工作人员办公。

图4 移动规划应用系统

图5 移动规划应用系统实现效果图

4 关键技术

4.1 数据安全和加密技术

(1)脱密处理

规划移动应用系统所用数据均经过脱密处理：基础地理信息数据根据相关保密要求，删除了涉密信息内容、降低了空间精度、降低了影像分辨率；规划专题数据根据规划保密要求，隐去或模糊了控制性详细规划、控规线中的涉密信息内容。

(2)用户验证

采用用户名/密码机制进行身份验证，用户登录时需要输入用户名和密码。用户名、密码与设备ID进行绑定，使系统只能在指定的设备运行。用户名/密码超过一定的时间间隔自动过期，以保证设备丢失或者被盗后系统的安全。

(3)数据加密

数据加密从以下三个方面进行加密。①坐标系加密。将本地坐标系转换成加密的gcj02坐标系。②数据库加密。移动终端资源有限，采用资源消耗低、加解密速度快的AES加密算法加密数据库中的数据。③离线地图加密。考虑到离线地图数据使用效率，采用字节替换算法对所用数据的索引文件和数据配置文件进行加密。

4.2 多线程异步调用技术

为了保证系统的性能，不阻塞UI主线程，系统采用了多线程异步调用技术。主线程主要负责UI界面的刷新和即时操作功能的响应；分线程负责离线矢量数据的加载等CPU占用率很高的操作。离线矢量数据的读取和解析在后台分线程中进行，结果的显示则在UI主线程中，因此分线程需要与UI主线程进行交互。

为此，本文利用Android提供的AsyncTask类，使分线程与主线程的交互更简单。AsyncTask是围绕Thread和Handler的辅助类，并不构成一个通用的线程框架。AsyncTask可以将耗时操作在后台运行，将运行结果在主线程中显示，而不必操作Thread和Handler类。4.3 内存管理技术

由于移动终端内存有限，系统很容易因内存溢出而崩溃，为此，本文在内存管理方面主要采用了以下措施。

(1)图片对象在不使用时及时释放

系统在规划展示和项目信息模块展示大量图片，且城市规划相关图片的分辨率较高，而图片资源占用内存非常大，在图片不使用时，必须及时释放内存。本文利用Android本身的内存管理机制，在图片资源使用完成后，将图片资源置空，同时对图片资源的引用也置空，有Android内存管理机制自动回收资源。

(2)构造数据适配器时，使用缓存

系统在多个模块用到了ListView、GridView控件。在初始化ListView、GridView时，Adapter会根据当前的屏幕布局初始化一定数量的View，并把它们缓存在convertView中重复使用。

(3)及时释放对象的引用

一个生命周期短的对象被一个生命周期长的对象引用，如果不及时释放会导致生命周期短的对象得不到及时销毁，从而导致内存泄露。

4.4 空间数据库、文件系统多源异构数据存储管理技术

由于涉及的数据种类繁多，为了保证系统能够流畅运行，采用空间数据库+文件系统的异构数据管理方式存储与管理数据。对于栅格数据和非结构化的文件数据，平台以文件系统的方式管理，方便应用系统对数据的访问。对于矢量数据和结构化数据，存储在空间数据库中，在后台数据服务器中存放在Oracle Spatial中，在移动终端中存储在Spatialite中，这样可以充分利用空间数据库系统提供的高性能、高可用性、高可靠性、安全性和高效率的空间数据检索访问。

4.5 数据多版本管理

规划数据因时间节点不同存在不同的版本。对于相同专题不同版本的数据，系统提供了可选择叠加的对比浏览方式。这一功能对规划公务人员的决策提供了很好的帮助，但在数据的多版本管理及更新机制方面，对系统提出了更高的要求。

5 结 语

本文从规划部门在移动业务需求出发，分析各业务技术关键点，建立移动规划地理数据管理、更新、应用为一体的移动规划GIS服务平台。加强了对规划信息资源有效而经济的管理，全面实现规划数据的管理更新使用，大大缩减了数据管理维护成本。移动端应用系统让规划工作人员能随时随地查看到业务数据，提升了城市规划部门移动地理信息应用水平。

[1] 陈晓军，刘春，裴洪雨. 基于移动GIS的数字城管数据采集系统架构与实现[J]. 铁道勘察，2009(4)：62～66.

[2] 余丰华，吴冲龙，刘刚. 基于移动GIS的野外地质数据采集系统的设计[J]. 计算机应用，2004(S1)：82～84.

[3] 王刚，韩振镖. 面向Android 智能移动终端的GIS设计与实现[J]. 测绘通报，2013(8)：77～80.

[4] 李玲，王庆，王慧青. 基于Spatialite轻量级空间数据库的GIS数据管理[J]. 地理信息世界，2010，8(4)：71～75.

[5] 姚力波，王仁礼. 基于Oracle Spatial空间数据库的GIS数据管理[J]. 测绘与空间地理信息，2006，29(2)：81～83.

Mobile Planning GIS Service Platform Construction

Shi Hanxin1，Liu Quanhai2，3，Luo Di2，3，Ran Huimin2，3

(1.Liyang Surveying Team，Liyang 213300，China；2.Changzhou Surveying and Mapping Institute，Changzhou 213003，China；3.Changzhou Geographic information Intelligent Technology Center，Changzhou 213003，China)

With the rapid development of the Internet and geographic information，the rapid spread of the mobile intelligent device，the application of geographic information data scene is becoming more and more rich，but for mobile professional geographic information update and application supporting system has no good solution. This article embarks from the planning department in the mobile business needs，analysis the technical key points，set up mobile planning geographic data management，updating，and application of mobile planning GIS service platform，solve the problem of the update efficiency and information island in the field of mobile geographic information application for urban planning.

Mobile GIS；Data Operation；Urban planning

1672-8262(2016)05-14-04

P208.2

B

2016—04—26

史汉新(1972—)，男，高级工程师，主要从事数字城市、基础测绘工作。

江苏省测绘地理信息科研项目资助(JSCHKY201615)