支持多平台的移动数字文化遗产工作用图系统研究与应用

何华贵，郭亮，粟梽桐，廖军，苏国俏，梁飞龙

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060)

支持多平台的移动数字文化遗产工作用图系统研究与应用

何华贵*，郭亮，粟梽桐，廖军，苏国俏，梁飞龙

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060)

测绘技术的不断发展让GIS技术在各领域的应用日益广泛，其中文化遗产信息管理也逐渐开始利用地理信息所带来的技术优势。文化遗产的保护规划、资源管理、展示等诸多方面均可使用GIS技术辅助工作。本文介绍了支持多平台的数字文化遗产工作用图系统，阐述了该系统的功能设计，系统在文化遗产保护工作的规划管理、辅助决策方面的作用以及如何满足文化遗产保护的实际需求。

工作用图；文化遗产；地理信息系统；数字保护

1 引 言

使用GIS技术辅助文化遗产保护工作已在近年来有不断加强的趋势。随着信息化与智能化的新型产品在文化遗产保护工作中的应用需求日益增长，GIS技术在该领域也遇到了广泛的应用空间[1]。基于GIS的工作用图系统，在描述文化遗产地理分布、空间区位等方面有着明显的优势[2]，能够让文化遗产管理者更加直观地了解所辖区域内文化遗产的各类情况，为宏观管理、规划管理、科学决策提供清晰可靠的地理信息依据[3]。支持多平台的移动数字文化遗产工作用图系统结合GIS与互联网技术，用户只需要使用常规移动终端，对系统进行安装即可直接运行，通过网络获取GIS数据及使用功能[4]。由于文化遗产地理分布广泛，其管理工作需要进行大量的野外作业，基于移动端工作用图系统将极大地增加工作者活动范围，借助智能设备的使用提高工作管理效率[5]。

2 系统设计

数字文化遗产工作用图系统采用三层体系架构，分别为基础层、服务层、应用层。其中基础层以多尺度基础地理数据集和文化遗产专题数据集等为综合数据集，统一按照相关基础地理数据标准处理。服务层基于服务型GIS，提供基础地图服务、网络要素服务、简单网络分析服务等多种地理信息服务以满足不同的服务需求。应用层则为用户提供多种工作用图相关应用功能，其应用支持包括安卓与IOS等多种平台的安装与运行，平台用户也可以根据自身业务需要通过二次开发进行应用功能扩展和深化。系统架构图如图1所示：

图1 系统架构图

2.1 服务式GIS

数字文化遗产工作用图系统基于服务式的GIS架构，服务式GIS系统集成各种空间数据来源，实现数据共享。

服务式GIS是一种面向服务的完整、规范的GIS技术体系，其核心部分包括了服务的请求，服务的提供以及服务的注册[6]。常用GIS功能按照预先制定的服务规范进行发布，并遵循WebService的通信标准，让服务请求者能够跨平台、跨网络、跨语言地进行快速调用。请求者在向服务中心发送相关的服务请求后，由中心通过所请求服务的描述进行匹配，并将对应服务返回至请求者进行调用。服务式GIS支持SOA(Service Oriented Architecture)架构，由于其支持多类空间数据服务标准与SOA标准，因此能够使用于各种SOA架构体系中，并与其他业务系统进行异构集成，让开发者能够快速便捷地构建应用系统。

服务式GIS提供了数据与系统集成的可能性，通过服务式GIS聚合多个部门的地理编码、自然地理信息、道路、人口、管线、城市规划、土地利用等相关基础数据，为文化遗产保护工作的开展提供有效的数据支持。

2.2 在线/离线相结合的移动架构设计

数字文化遗产工作用图系统基于移动终端运行。移动终端的数据更新机制可分为三种模式：实时在线更新、离线更新与在线/离线混合更新[7]。实时在线数据更新通过通用移动网络与数据服务器进行通讯，通过移动网络从服务器端实时获取地图及其他数据，该模式对网络速度与网络信息均有着较高的要求。离线数据更新则通过事先将数据拷贝或下载并存储在移动终端里，当用户启动GIS应用后，系统自动读取本地存储的数据[8]。该模式与在线模式相比，对移动网络速度与信号无任何依赖。此外由于数据是从本机直接进行读取，在读取速度与稳定性方面有着良好的保证。在此基础上，系统能够进行更加复杂的数据编辑及分析应用。但是在该模式下进行数据更新编辑后，需要有良好的与服务器同步的机制，才能保证数据的准确性与实时性。

数字文化遗产工作用图系统使用的是实时在线模式与离线模式相结合的混合模式，在离线与在线的状态下来回自由切换。当网络畅通时，系统自动切换到在线模式，并与服务器进行实时通信，将数据进行同步更新。用户在浏览地图及其他数据的同时可以将数据缓存到本地，便于下次直接进行免流量浏览；当网络条件不佳时系统自动切换到离线模式，GIS应用对本地存储数据进行读取，从而摆脱了对网络信号的依赖。混合模式的移动架构设计让数字文化遗产工作用图系统能够适应多种外业工作环境，使工作人员无论在人口集聚区还是偏僻地区都能够使用系统辅助工作。

3 系统功能

3.1 地图浏览模块

地图浏览模块可用于查询文化遗产空间信息情况，确定其在地图上的位置，可以定位到某一网格区域内。能够根据“无线数据采集器”当前所处的位置，装载该地区的地图。对地图执行放大、缩小、漫游、全图显示等地图浏览操作，对地图图层进行显示切换操作以及进行图上距离量测、面积量测的操作。该模块能够将文化遗产工作用地图以简单易用的形式呈现给系统使用者，提供直观的文化遗产空间分布情况，辅助用户空间决策。

图2 数字文化遗产工作用图系统界面

3.2 搜索定位模块

该模块能够根据属性或位置查询文化遗产空间数据及相关属性数据等，包括在地图上实现各类图形的绘制并进行空间选择，通过空间关系条件执行筛选，并对查询结果进行定位。系统亦可利用移动终端内建GPS模块，通过移动网络实施跟踪GPS卫星，接收卫星发送空间信息参数，并返回至定位服务器对移动端进精确位置计算并反映到电子工作地图上，使用者可实时了解其空间位置以及与周围环境的空间关系。

3.3 编辑模块

编辑模块为系统使用者提供对文化遗产信息的编辑，包括进行自定义标签的落图以及标签属性信息的编辑。当工作人员在外业巡查时发现问题，可及时进行记录并通过系统进行上报，并支持包括照片、视频、音频等多媒体格式的记录。

此外，系统运维模块为应用层各类功能提供底层支撑，包括文化遗产等GIS数据配置以及功能权限配置。其中，通过移动GIS数据配置实现对GIS数据的字段、显示、查询等信息的设置，其配置项与移动GIS契约相对应，移动端对服务调用结果依次按契约取值，并在移动端界面中展示。系统通过用户、角色、权限三者之间建立一对一及一对多的关系来实现功能及数据权限的配置。其中对数据权限实现了精细化控制，包括对字段、记录的过滤控制，满足工作用图中对敏感数据信息的管理需求。

图3 文化遗产信息搜索定位

4 结 语

本文以解决文化遗产保护工作中所面临的问题为出发点，根据工作用图中的实际需求，设计并实现了支持多平台的数字文化遗产工作用图系统。目前已成功应用到多地的文化遗产保护工作中。该系统提供了统一的文化遗产信息管理机制，对文化遗产信息的空间位置、分布情况、保护地带情况、种类分布情况、保护状态等有用信息通过数字化工作用图清晰地呈现出来，并且利用支持多平台的移动GIS应用模式，使文化遗产管理者能够在多种环境下使用系统，极大地增加工作活动范围，提高工作管理效率。实践证明，该系统具有易配置、易扩展、多平台等特点，能为文化遗产管理工作提供高效的数据管理及信息展示分析工具，能够节约外业工作时间，减轻作业强度，提高文化遗产管理质量，并受到系统使用者的好评。

[1] 周文生，李强，唐剑波. 物联网与GIS技术在文化遗产保护中的应用思考[J]. 文物保护与考古科学，2011，23(3)：22～26.

[2] 张东升，王剑敏，欧仁和等. 浅谈领导工作用图的编制和设计[J]. 测绘与空间地理信息，2012，35(11)：182～183.

[3] 王爱琴. 领导工作用图设计与编制 [J]. 测绘与空间地理信息，2013(9)：181～182.

[4] 张维亚. 基于WebGIS的文化遗产旅游地公众参与管理模式初探 [C]. 江苏省旅游学会学术年会论文集，2008(1)：58～62.

[5] 吴敏，谢忠. 基于嵌入式GIS的环境地质调查野外数据采集系统的设计与实现[J]. 计算机与现代化，2004(3)：44～46.

[6] 曾文华，鲍志雄，严太钟等. 基于SOA架构的移动GIS快速开发平台[J]. 科技创新导报，2013(17)：115～116.

[7] 付仲良，周达，陈伟等. 基于Android的电力规划信息系统设计与实现[J]. 地理信息世界，2014(6)：89～93.

[8] 彭树标. 基于ArcGIS Mobile的海事移动GIS研究与实现[C]. 地理信息与物联网论坛暨江苏省测绘学会2010年学术年会论文集，2010.

ResearchandApplicationofMulti-PlatformSupportedMobileDigitalMappingInformationSystemonCulturalHeritageConservation

He Huagui，Guo Liang，Su Zhitong，Liao Jun，Su Guoqiao，Liang Feilong
(Guangzhou Unban Planning & Design Survey Research Institute，Guangzhou 510060，China)

Continued development of survey technologies has led to widespread use of GIS related technologies in multiple fields of practice. In particular，cultural heritage conservation has been enjoying a greater use of GIS and the technological advantages followed. The use of GIS benefits cultural heritage conservation planning，resource management，information display，etc. This article introduces a multi-platform supported digital mapping information system on cultural heritage conservation，its structure and functionalities，how the system works to support conservation planning and decision making，and how it fulfills the many practical needs of cultural heritage conservation.

information mapping；cultural heritage；geographic information system；digital protection

1672-8262(2017)06-16-03

P208.2

A

2017—03—09

何华贵(1978—)，男，硕士，高级工程师，主要从事地图制图、互联网电子地图、地理信息系统建设等技术工作。

研究项目：广州市越秀区科技创新和产业化专项(2016-GX-006)