户外广告和招牌综合管理平台建设研究

安平利 安玉良 李由家 高艳萍 安玉洁 安宇伟

(1. 广州市天驰测绘技术有限公司, 广东 广州, 510000; 2. 河南省中纬测绘规划信息工程有限公司, 河南 焦作, 454000;3. 自然资源部第一大地测量队, 陕西 西安, 710054; 4. 河南星拓测绘工程有限公司, 河南 新乡, 453000;5. 中煤航测遥感集团有限公司, 陕西 西安, 710000)

0 引言

近年来随着经济和城市建设的快速发展,户外广告行业进入快速的发展期,户外广告和招牌数量与日俱增,大量户外广告和招牌密布于城市的大街小巷,其设置样式、结构形式以及技术手段日新月异,俨然成为一道道美丽的城市风景线。与此同时,也存在户外广告和招牌总体数量、类别和分布不清楚、管理人员职责混乱以及信息更新不足等问题,严重影响了城市户外广告和招牌设置管理工作的精准化和精细化[1]。因此,为了全面掌握户外广告和招牌的设置情况,广州巿城市管理和综合执法局对全市户外广告和招牌开展普查、建库以及平台建设工作[2]。本文根据实际业务需求,利用地理信息系统(geographic information system,GIS)、云计算、无人机倾斜摄影、移动互联等先进技术、构建了户外广告和招牌综合管理数据库、搭建了户外广告和招牌综合管理平台,实现了户外广告和招牌普查数据二、三维一体化展示、图、文、表一体化管理、动态巡查以及实时更新等功能,逐步建设成技术先进、数据完整、功能完善和服务全面的一体化综合管理平台,为安全监管工作提供数据依据和技术支撑,为管理决策提供真实准确、完整及时的信息支持。

1 建设目标

1.1 户外广告和招牌信息的数字化

利用无人机倾斜摄影、车载移动系统以及移动互联等先进技术,开展全市范围内的户外广告和招牌普查工作,以基础地理信息数据为基础,对户外广告和招牌数据进行采集、处理、质检以及入库,从而构建户外广告和招牌综合管理数据库[3],实现户外广告和招牌信息的数字化,直观展现户外广告和招牌的各类信息:如:户外广告和招牌属性信息、责任单位、位置描述等,为城市精细化和信息化发展提供信息支撑。

1.2 户外广告和招牌管理的精细化

构建覆盖全市范围内的图、文、表一体化，二、三维一体化以及时空一体化的“一张图”户外广告和招牌管理模式[4]。强化户外广告和招牌位置信息和图文信息、电子地图、街景以及三维实景模型等数据的集成管理,在“一张图”的基础上,实现户外广告和招牌数据图、文、表，二、三维以及历史和现状一体化展示,提高户外广告和招牌的全周期精细化管理能力。

1.3 户外广告和招牌决策分析的科学化

通过搭建广州市户外广告和招牌综合管理平台,充分利用GIS和云计算技术的优点、实现户外广告和招牌的展示、查询统计、空间分析、辅助决策、动态巡查以及数据更新融为一体,让城市管理和综合执法工作人员对户外广告和招牌的各类信息更为直观了解,有助于户外广告和招牌的统计分析以及管理决策等。

2 总体设计

2.1 设计思想

根据平台总体架构指导思想，采用SSM框架集(Spring+SpringMVC+MyBatis，SSM)，搭建基于Cesium的广州市户外广告和招牌综合管理平台[5]。Cesium是一个跨平台、跨浏览器的展示三维地球和地图的JS库，支持2D、2.5D以及3D形式的地图展示，可以自行绘制图形、高亮区域并提供良好的触摸支持，且支持绝大多数的浏览器和移动端[6]。具体设计思路，一是利用分布式文件存储数据库进行地理信息数据管理、关系型数据库进行户外广告和招牌等专题数据管理、照片和各类专题图采用关系型数据库和文件系统相结合的方式进行管理；二是利用MapServer软件实现对地图服务的发布和访问；三是客户端界面采用超文本标记语言、层叠样式表和JavaSrcipt等语言实现，并向服务端发送请求；服务器端则利用互联网信息服务(Internet Information Services，IIS)发布Web应用服务[7]。采用此方法设计，可实现无插件、跨平台以及跨浏览器的快速访问，提高平台的应用效率。

2.2 框架设计

根据平台总体设计思想,对平台的框架结构进行设计,包括五的核心层、相应的标准规范以及保障和信息安全体系,即:基础设施层、数据资源层、服务层、应用层和用户层[8]。框架设计示意图如图1所示。

图1 框架设计示意图

基础设施层是平台运行支撑环境,包括软硬件支撑,并采用云环境搭建思路,实现各类硬件资源的虚拟化,包括Web服务器、空间存储服务器以及文件存储服务器等,部署各类软件,如:安全软件、GIS软件以及数据库软件等;数据资源层包括基础地理信息库、户外广告和招牌空间库、广告和招牌专题库、多媒体库和元数据库等,共同构建户外广告和招牌综合管理数据库,并提供统一的数据资源访问接口应用程序接口(application programming interface,API),为服务层提供数据服务;服务层包括数据服务和功能服务,如:目录服务、汇交服务、地图服务、空间查询和统计服务等,为平台的应用层提供服务;应用层是平台的展示窗口,包括“一张图展示”、GIS基本操作、户外广告和招牌数据管理、查询统计和报表管理等;用户层是平台的使用人员,包括城市管理人员、综合执法人员、数据普查人员以及运维人员等。

3 关键技术

3.1 多源异构数据组织管理

平台涉及的数据量大且数据种类多,具有多源、异构等特点,需对数据进行有效组织和管理。户外广告和招牌综合管理数据库主要涉及基础地理信息数据与业务专题数据两大类,多源异构数据组织管理示意图如图2所示。

图2 多源异构数据组织管理示意图

(1)基础地理信息数据组织管理,主要包括数据坐标转换、数据切图处理和数据调用。数据坐标转换采用开源的地图投影库,实现基础地理信息数据在统一的坐标参考系下进行转换,确保数据可以在统一空间下进行展示、查询和统计[9];数据切图处理,第一采用开源的栅格空间转换库对数据进行金字塔构建,第二,采用Google地图切片方案进行数据切图,第三,将数据存储在MongoDB数据库中;数据调用是Cesium通过ImageryProvider接口调用Web地图瓦片服务(web map tile service,WMTS)和Web矢量数据服务(web feature service,WFS),实现浏览器的客户端的显示。

(2)业务专题数据组织管理。业务专题数据包括户外广告和招牌专题空间数据、属性数据和照片、视频等文件数据以及运维管理数据,根据数据的特点进行数据组织管理,户外广告和招牌空间数据采用MongoDB数据库进行组织管理,户外广告和招牌属性和文件数据则采用Mysql关系数据库和文件系统结合进行组织管理。数据调用流程,首先通过Ajax技术向服务端发送数据服务请求;其次服务端利用Ado.net技术访问户外广告和招牌专题数据库;最后将成果以Json格式进行返回,并在浏览器的Cesium客户端进行显示。

3.2 数据动态可视化

为了让数据显示效果动态、直观,平台采用Cesium进行可视化。根据不同的数据类型,利用Cesium客户端打造不同的数据可视化流程,具体流程示意图如图3所示。

图3 数据动态可视化流程示意图

Cesium可视化流程步骤如下:一是通过HTML定义Div元素,创建Cesium;二是判断加载数据类型,主要包括基础地理信息数据切片数据、户外广告和招牌的经纬度数据或者shp数据以及多媒体数据;三是根据不同的数据类型选择不同的加载方法,实现最终数据的动态可视化展示。

3.3 基于万米单位网格法的动态巡查管理

为了确保户外广告和招牌的现势性以及设置的规范性,广州市综合执法工作人员需定期对户外广告和招牌进行动态巡查。本文采用万米单位网格法进行巡查管理,万米单位网格法是利用网格技术,以大约1万m2作为一个基础管理单元,将城市管理区域划分为若干网络状的单元[10],如:广州市越秀区33.8 km2,下设18个街道,通过万米单位网格法划分为1 800个网格单元,并指定专人作为网格单元的负责人,负责人员定期通过移动终端App对户外广告和招牌进行动态巡查。基于万米单位网格法的动态巡查管理,一方面将管理区域从原先的区、街道、社区三个层次变为区、街道、社区和社区万米单元网格四个层次,让动态巡查管理工作更为精细化;另一方面通过移动端设备,巡查人员可以通过系统设置巡查路线,对户外广告和招牌进行定期更新以及对违法事件进行上报等工作,提高了工作的效率和数据的现势性。

4 平台实现

平台实现采用模块化开发相应的功能,开发环境采用Java语言相关的开发集成环境平台,Java技术进行开发,数据库采用MongoDB3.0和MySQL5.7。核心的功能包括:“一张图”展示、数据管理、数据查询统计管理、数据动态巡查管理以及运维管理等。

4.1 “一张图”展示

“一张图”展示实现了基础地理信息数据和户外广告和招牌数据的图、文、表一体化展示，二、三维一体化展示以及时空一体化展示。图、文、表一体化展示是在二维电子地图的基础上叠加户外广告和招牌空间数据,并与户外广告和招牌属性信息和照片等信息关联,点选广告和招牌数据可以在地图上直观地查看其详细信息和照片信息,如:标识码、权属部门、位置描述、所在图幅、空间位置(米)以及设置方式等;二、三维一体化展示是将在同一屏幕分成两部分,通过分屏对比,可以查看户外广告和招牌的二维信息和三维信息;时空一体化展示可以查看同一位置的户外广告和招牌的历史和现状情况,通过时间轴,展示其变化过程。

4.2 数据管理

数据管理实现了对户外广告和招牌数据和城市三维模型的录入、编辑以及导出等功能。数据录入是对户外广告和招牌普查的成果数据进行自动质检后,批量导入;平台数据编辑实现数据增、删、改等功能,如:点击修改按钮,平台弹出数据修改列表,修改数据的项目名称、设备编号、所在地址、工艺形式以及照片等信息,点击提交按钮,完成数据修改功能。与此同时,还可以对城市三维实景模型进行编辑和更新;数据导出可以将数据成果以csv、txt、word、excel等格式进行导出,为编写专题报告或者领导汇报提供决策支持。

4.3 数据查询统计管理

数据查询统计功能可以关键字查询统计、模糊查询统计以及空间查询统计,关键字和模糊查询统计,平台通过输入序号、项目名称、户外广告和招牌类别等搜索条件,查询统计结果以页面表单的形式展示,点击某个户外广告和招牌结果,可以快速在地图上进行定位且高亮显示;空间查询统计包括多边形查询统计和自定义查询统计,如:自定义查询统计,可以组合选择广告牌的所属区域及类型,输入项目名称、设置人、所属地点等选项,查询统计出数据列表,双击选中其中一条想要查询的数据,右侧地图可定位至当前列表属性所属点位置,点击当前点可以查看到当前点附近的广告牌信息及图片,如果当前点有多个广告牌,亦支持翻页查看。左下方会显示出自定义统计及分析的结果,以柱状图、饼状图等形成进行展示。

4.4 动态巡查管理

动态巡查管理是城市综合执法人员利用移动终端App实现户外广告和招牌动态监控和数据更新维护,主要包括的功能有巡查路径规划、巡查人员管理和数据编辑及上传等;巡查路径规划是为确保责任网格内的户外广告和招牌巡查全覆盖,根据时间、人员等因素,事先规划巡查路径;巡查人员管理包括巡查人员信息管理以及职责管理;数据编辑及上传是巡查过程中,发现有违法事件或者数据有更新时,一方面对违法事件进行说明和拍照;另一方面是对数据有变动后的更新,编辑完成后上传到平台上。

4.5 运维管理

运维管理是平台平稳运行的后台保障,包括用户列表管理、权限管理和日志管理。用户列表管理支持用户名称的搜索,新增、删除、修改用户名及密码等;权限管理是将功能模块定义为角色,通过不同级别的用户,赋予不同的角色,从而实现权限管理;日志管理是对平台的操作、访问以及软硬件问题等内容进行记录和统计,方便运维人员后期维护。

5 结束语

本文综述了利用GIS、云计算以及移动互联等技术搭建城市户外广告和招牌综合管理平台的方法,实现了对户外广告和招牌成果的展示、查询、统计、分析和巡查等功能。平台建设后,一是摸清了城市户外广告和招牌的数据、类型和分布情况,提高城市管理部门的决策水平;二是让城市户外广告和招牌管理精细化、信息化和智能化。但也存在一定问题,如:数据信息更新不完善、网络传输不稳定等问题,下一步,平台将继续完善功能,对户外广告和招牌进行统筹规划和管理,提高城市管理的水平。