基于移动端的地图变更审核系统设计与开发

方 川

(江苏省基础地理信息中心,江苏 南京 210013)

0 引言

为进一步提升测绘地理信息公共服务水平和保障能力,促进公益性地图共建共享,实现地理信息优势资源整合互补,江苏省开展了全省辅助决策地图联动更新和共建共享工作,构建了省市县三级联动、按月更新、共建共享的运行机制[1]。目前,PC浏览器端开发的辅助决策地图变化信息联动系统实现了地图联动更新审核业务流程化管理[2],但仍存在县级操作人员无法在外业实时标绘变更信息(以点线面等形状及文字表示)以及业务移动办公不方便等问题,迫切需要开发基于移动端的系统来实现相关功能。当前,智能手机、平板电脑等移动端设备得到迅速普及,其自身携带的各种传感器和GPS模块等使得基于移动端的应用开发更加方便,许多学者开始研究将矢量数据加入移动端地图应用中。顾振雄[3]基于Leaflet在线地图开源类库,设计了一种基于HTML5 标准中Canvas标签的矢量瓦片显示方法;刘云峰等[4]基于ArcGIS API forFlex开发出文物电子地图系统;袁怀月等[5]分析传统B/S模式下WebGIS应用存在的问题,提出一种基于ArcGIS Flex API技术构建的新型WebGIS开发框架;赵汀等[6]基于WebGIS技术建立地质遗迹数据库及网络电子地图系统;韩敏等[7]利用ArcGIS Server提供ADF(应用程序开发框架),结合JavaScript和无刷新回调等技术方法完成了电子地图开发。在借鉴其他学者研究成果的基础上,本文基于天地图提供的地图服务,结合智能语音识别、工作流引擎以及地理信息技术等,应用Leaflet Web API开发了移动端地图变更审核系统,实现重要地理要素的智能化更新。

1 系统概述

基于leaflet Web API开发的移动端地图变更审核系统,可提供地图变化信息的增删改、审核、上传、下载及管理等联动功能。系统的具体业务流程为:省级审核人员每月下发任务;市级操作人员在县级人员提交标记参考的基础上完成本月地图变更信息标记,并提交市级审核,市级审核人员完成审核后,根据审核结果提交至省级审核或驳回至市级操作;省级审核人员审核完成后,也可根据审核结果选择通过任务或驳回任务,如图1所示。

图1 业务流程

2 系统框架设计

2.1 技术架构

系统充分利用GPS定位、拍照、录制视频、录音等移动端功能,技术架构自顶向下设计为人机交互层、应用功能层、服务支撑层、数据存储层和基础设施层5层技术体系,如图2所示。

图2 技术架构

(1)基础设施层:为系统提供基础的软件和硬件支撑平台。其中,系统软件分为操作系统软件(Windows Server 2012及Linux Centos操作系统)、Springboot+Python环境、关系型数据库MySQL和非关系型数据库Redis等;硬件设施包括数据库服务器、应用服务器、APP软件挂载服务器等。

(2)数据存储层:应用MySQL和Redis两种数据库实现系统所有业务资料数据和图片数据的存储管理。其中,关系型数据库MySQL用于存放用户信息、标记信息、附件索引信息和业务处理流程信息等,非关系型数据库Redis用于存储用户的认证授权信息和附件实体。

(3)服务支撑层:实现本系统使用的技术架构和采用的关键技术,为应用功能层的各个功能模块、业务组件起支撑和组织的作用。根据系统的运行特点,采用前后分离的App开发架构,使用客户端加服务端的模式,区别于传统的B/S和C/S开发模式。

(4)应用功能层:负责处理本系统的所有核心业务,并将业务处理结果交由人机交互层进行可视化、交互分析等操作。主要包括:用户管理模块、地图变更流程模块、GIS可视化及编辑模块、移动端功能调度模块和语音识别扩展模块等。

(5)人机交互层:用于显示数据和接收用户输入的数据,为用户提供一种交互式操作的界面来使用系统的业务功能,系统的功能通过移动端App作为统一入口。包括:地图展示、地理搜索、标记编辑、任务管理和用户管理等。

2.2 功能设计

从功能模块的角度将系统划分为5个模块。

(1)用户管理模块:提供用户注册和登录、工作底图权限管理、任务分配权限管理、人员权限分配审核及信息修改等功能。系统所有业务功能都须用户登录后才能使用,不同角色用户拥有不同权限,所有的用户由管理员账号统一管理。

(2)地图变更流程模块:提供业务流程化操作功能,主要包括每月纠正任务的下发和接收、纠正标记的添加、修改、审核和下载等功能,基于每个业务节点通过短信对相关用户给予通知。

(3)GIS可视化及编辑模块:通过WebGIS的API对地理数据进行相关处理,包括对矢量数据的创建、修改、编辑、删除、渲染等,对图片数据的叠加展示以及对数据格式的转换,并通过MySQL数据库对生成的GeoJson数据进行存储,同时提供地理文件的上传和下载功能。

(4)移动端功能调度模块:实现移动端传感设备调用功能,如通过调度移动端摄像头为用户提供拍照和视频录制服务、调用麦克风提供录音服务、调用存储系统将工作底图缓存到移动设备本地、调用设备的GPS系统为用户提供精准的定位服务等。

(5)语音识别模块:提供移动端语音识别功能,通过快速精准地返回语音中的信息和命令执行相应的操作,在系统中可实现快速语音搜索以及上传语音转文字功能。

3 关键技术

3.1 工作流引擎技术

工作流引擎作为应用系统的一部分,提供根据角色、分工和条件的不同决定信息传递路由、内容等级等核心解决方案,工作流引擎包括流程的节点管理、流向管理、流程样例管理等重要功能。本系统开发语言是Java,工作流引擎采用Activiti,实现过程管理的自动化、智能化和整合化。

3.2 地图服务技术

项目建设中采用ESRI公司的 Leaflet矢量地图引擎作为项目软件开发的核心引擎,可以将ArcGIS Server提供的地图资源嵌入Web应用,支持地图数据的无极缩放、旋转、倾斜,提供丰富的配色模板支持个性化地图的自定义编辑,提供地图数据分层管理以及分类显示、专题图叠加、地图标注编辑等功能。本系统主要运用的技术有:矢量地图渲染、矢量图形绘制、在线编辑和图层叠加。另外,借助移动设备的GPS定位功能,通过调用天地图API接口,结合GIS技术对检索到的空间信息在地图底图上进行地物空间位置和地物属性信息的叠加显示,从而实现空间位置的查询定位,便于快速确定目标位置。

3.3 语音识别技术

语音识别功能在系统中主要应用于快速语音搜索以及上传语音转文字功能。

(1)快速语音搜索:由于手机屏幕尺寸限制了用户查找标记位置的效率,系统提供语音智能识别,通过前端录制用户音频,并实时传给后台Java服务,Java服务收到前台传来的语音后,开启一个socket链接,将语音文件交由Python程序处理,Python程序将调用相关声学模型和语言模型,经过解码,与传过来的语音文件进行匹配,并通过socket链接返回识别的文本内容至搜索框,借助天地图的兴趣点数据实现位置检索。

(2)上传语音转文字:现场实地进行调查时,调查人员会根据现场的实际情况进行描述,用手机键盘输入或手写比较浪费时间,可以通过语音上传功能将描述的语音先上传到后台数据库中,让后台语音识别模块进行识别,并将识别的文字描述存入数据库中,审核人员可以根据需要使用语音播放或者查看识别的描述,用于地图要素变更的参考。

4 系统主要功能实现

4.1 地图变更流程化

系统实现地图变化信息编辑、审核、提交和反馈等全流程业务操作功能。

4.2 GIS可视化及编辑

应用Leaflet Web API开发,实现前端地图渲染及在线地图编辑的核心功能,业务人员通过移动端设备即可完成基于天地图影像和工作底图的地理数据绘制和编辑能力,提供空间数据加载、图层控制、空间数据编辑(点、线、面及属性)、数据可视化及操作等功能。

4.3 移动端功能调度

业务操作人员通过该模块调用手机GPS功能进行位置检索,调用手机摄像头及麦克风等实时录制标记相关图片、视频或音频并上传。另外,用户可以将多媒体文件存储在移动端ROM中,提供图片、视频保存至系统相册的功能。通过把工作底图缓存在内存中,以备下次打开直接调用,提高传输效率。

4.4 语音识别

业务操作人员在对标记位置进行查找时,可实时语音识别检索,也可将标记时的语音描述转为文字进行保存或应用。部分系统操作界面如图3所示。

图3 系统操作界面

5 结语

基于Leaflet Web API开发的移动端手机地图变更审核系统,结合工作流引擎技术、语音识别等关键技术,采用分布式计算、网络化运行的系统环境,提供了一个功能完善、编辑便捷、流程完整的地图变更信息编辑、审核、上传和应用系统。作为PC端系统的补充,有效地解决了市县级操作人员无法在外业中实时标绘变更信息以及适应业务移动办公的需要,并且充分利用了移动端设备传感器丰富的优势,极大提高了工作效率。