文/姜文聰 張建新 汪躍平(安徽省第四測(cè)繪院)

傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖由于表達(dá)內(nèi)容少、攜帶不便、無法及時(shí)更新信息、容易破損等眾多局限性，已經(jīng)無法滿足政務(wù)辦公的需求。利用移動(dòng)GIS 技術(shù)、智能終端技術(shù)[1]，基于移動(dòng)政務(wù)工作需求特點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)滿足查圖、看圖、標(biāo)圖的政務(wù)工作用圖系統(tǒng)，借助移動(dòng)設(shè)備集成豐富的多要素各類地圖數(shù)據(jù)及地理信息服務(wù)功能，可以為現(xiàn)場(chǎng)分析、科學(xué)管理、科學(xué)決策等提供有效的輔助手段。

安徽省政務(wù)工作用圖移動(dòng)端系統(tǒng)主要反映基礎(chǔ)地理信息、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)建設(shè)成就和科學(xué)發(fā)展規(guī)劃等，可以作為全省各部門合理配置資源，優(yōu)化布局，調(diào)整結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力，以及宏觀決策、制訂規(guī)劃、行政管理、考察調(diào)研一體化的信息化平臺(tái)。該系統(tǒng)的編制對(duì)于信息交換、資源共享、結(jié)構(gòu)布局，促進(jìn)全省經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)現(xiàn)代化美好安徽建設(shè)具有非常重要的意義。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)架構(gòu)

安徽省政務(wù)工作用圖移動(dòng)端系統(tǒng)通過面向服務(wù)管理架構(gòu)（SOA）模式實(shí)現(xiàn)應(yīng)用組件的有效整合，完成應(yīng)用系統(tǒng)的統(tǒng)一化管理與維護(hù)。

數(shù)據(jù)層。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供TCP/IP、目錄和安全等資源服務(wù)，這些服務(wù)可通過開放、標(biāo)準(zhǔn)的接口和協(xié)議來存取[2]；系統(tǒng)和功能服務(wù)器提供數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、空間分析等服務(wù)。系統(tǒng)項(xiàng)目根據(jù)建設(shè)需求，對(duì)用戶、基礎(chǔ)地圖、圖組分類、反饋信息、標(biāo)記、行程記錄、紀(jì)實(shí)詳情、地質(zhì)災(zāi)害、工作安排、截屏等數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度和存儲(chǔ)。

業(yè)務(wù)層。業(yè)務(wù)層是應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層之間的媒介，是由中間件、服務(wù)進(jìn)程等構(gòu)成的系統(tǒng)平臺(tái)和應(yīng)用平臺(tái)之間的服務(wù)平臺(tái)。業(yè)務(wù)層包括數(shù)據(jù)庫(kù)組件、數(shù)字地球、地圖瀏覽、地圖標(biāo)注、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)下載、版本管理、權(quán)限認(rèn)證、工作安排、行程記錄、回顧紀(jì)實(shí)、意見反饋等功能。

應(yīng)用層。應(yīng)用層提供各種業(yè)務(wù)處理和管理處理的接口，并將處理的結(jié)果返回給應(yīng)用層[3]，由應(yīng)用層將其顯示給用戶。整體應(yīng)用系統(tǒng)分為后端業(yè)務(wù)功能和終端業(yè)務(wù)功能兩類。后端業(yè)務(wù)功能是在系統(tǒng)后臺(tái)對(duì)系統(tǒng)的管理維護(hù)，包括用戶管理、職位管理、圖組管理、地圖制作、領(lǐng)導(dǎo)反饋和版本更新；終端業(yè)務(wù)功能是在后端的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的功能系統(tǒng)，包括專題圖組、立體安徽、工作紀(jì)實(shí)和系統(tǒng)設(shè)置四個(gè)模塊。

2.系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

平板操作系統(tǒng)：Windows 或者安卓系統(tǒng)；CPU：1.0 GHz 以上；內(nèi)存：最低2GB；硬盤空間：8 G 以上；網(wǎng)絡(luò)：4G 無線；屏幕分辨率：2160×1440。

3.系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)包括平面地圖、立體安徽、政務(wù)工作用圖紀(jì)實(shí)、系統(tǒng)設(shè)置四大部分。系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)圖

4.系統(tǒng)開發(fā)語(yǔ)言、工具

采用HTML5+CSS+Java Script 以及OpenLayers 等主流庫(kù)[4]，用HTML5 和CSS 實(shí)現(xiàn)界面搭建，用Java Script 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。OpenLayers 是基于HTML5 的GIS 前端庫(kù)，主要負(fù)責(zé)GIS 數(shù)據(jù)的展示與交互。地圖渲染方式為Canvas，用于展示二維地圖。

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1.海量數(shù)據(jù)三維渲染

細(xì)節(jié)層次技術(shù)（LOD）是將原始的多面體建立面片模型，并根據(jù)視景遠(yuǎn)近不同，對(duì)原始的面片幾何模型按不同的逼近程度進(jìn)行簡(jiǎn)化，以減少面片結(jié)構(gòu)中的拓?fù)溥吅徒Y(jié)構(gòu)面的數(shù)量，從而達(dá)到在不影響視覺效果的情況下降低數(shù)據(jù)復(fù)雜程度和IO 吞吐量的目的，提高多面體數(shù)據(jù)的訪問和渲染效率。

在三維虛擬仿真（VR）系統(tǒng)中采用LOD 技術(shù)，可以在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和硬件條件下，在保障高精度三維模型的仿真程度和VR 體驗(yàn)感受的基礎(chǔ)上，大幅度提高三維場(chǎng)景及場(chǎng)景模型的繪制效率，從而實(shí)現(xiàn)基于海量數(shù)據(jù)的大區(qū)域三維虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建以及大區(qū)域場(chǎng)景的高速瀏覽。

2.系統(tǒng)集成Cesium 進(jìn)行數(shù)據(jù)加載

系統(tǒng)集成Cesium 三維地形，接入天地圖衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，結(jié)合地形高程數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)據(jù)等全方位顯示地形地貌，可以使用系統(tǒng)中的空間測(cè)量工具進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。

3.二維切片地圖

減少了傳輸數(shù)據(jù)體積，多級(jí)縮放數(shù)據(jù)信息接近無損，可直接在客戶端獲取指定地物的信息，無須再次請(qǐng)求服務(wù)器；樣式可改變和定制，矢量切片可以在客戶端或者服務(wù)器端按照用戶賦予的樣式渲染；對(duì)原始矢量數(shù)據(jù)重新編碼并切分，使之更小巧，只需返回請(qǐng)求區(qū)域和相應(yīng)級(jí)別的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的空間數(shù)據(jù)變化后，再次請(qǐng)求的數(shù)據(jù)是在線更新后的空間數(shù)據(jù)，客戶端渲染后是最新數(shù)據(jù)；用戶操作更靈活，可以只返回每個(gè)專題數(shù)據(jù)的圖層，而不是把很多專題數(shù)據(jù)渲染在一個(gè)底圖中；傳輸、加載速度快。

三、系統(tǒng)功能

1.平面地圖

系統(tǒng)收錄了150 多幅由安徽省第四測(cè)繪院權(quán)威編纂制作的專題地圖，包括世界圖組、中國(guó)圖組、安徽?qǐng)D組、省轄市區(qū)域圖組、相關(guān)區(qū)域圖組、周邊省市圖組、專題模塊圖組、水利圖組等模塊并不斷更新，配合軟件內(nèi)部的自由畫筆、標(biāo)注等功能，提高了地圖的查詢效率和利用率，可滿足用戶指揮決策的需求。

界面包括地圖查看、涂鴉、截圖、簡(jiǎn)介、標(biāo)注、圖例、導(dǎo)航欄等。

2.立體安徽

立體安徽模塊在展示三維空間數(shù)據(jù)的同時(shí)，為用戶提供了多種工具：標(biāo)注功能滿足自定義筆記的需求，方便不同角色的用戶對(duì)同一數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯；空間量算工具包括距離量算和面積量算，可以幫助用戶快速了解地形地貌特征；導(dǎo)航功能通過輸入起止地點(diǎn)可以調(diào)用高德地圖或者百度地圖服務(wù)，為用戶出行規(guī)劃路線；地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)查詢功能可以快速定位已知的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，獲取周邊衛(wèi)星影像和規(guī)劃路線；礦山修復(fù)模塊可以查看全省礦山修復(fù)情況，并標(biāo)出了礦山信息和修復(fù)范圍。

界面包括立體安徽瀏覽查看、標(biāo)注、距離量算、面積量算、導(dǎo)航、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)查詢、礦山修復(fù)情況查詢、圖層管理、地名地址搜索、二三維切換、視角控制和指南針工具等。

3.政務(wù)工作用圖紀(jì)實(shí)

政務(wù)工作紀(jì)實(shí)模塊貼近工作流程，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作進(jìn)行細(xì)致劃分，從考察前的預(yù)設(shè)工作線路，到工作中的攝錄現(xiàn)場(chǎng)情況，再到辦公室，都形成詳細(xì)的工作記錄，為工作留痕跡、為匯報(bào)留材料。包括新建工作紀(jì)實(shí)、現(xiàn)場(chǎng)工作紀(jì)實(shí)、查看工作紀(jì)實(shí)、回顧工作紀(jì)實(shí)等功能。新建工作紀(jì)實(shí)首要的功能就是預(yù)設(shè)工作線路，于出行前設(shè)定好路線，支持修改和刪除?，F(xiàn)場(chǎng)工作紀(jì)實(shí)功能為現(xiàn)場(chǎng)工作提供拍照和錄像功能，為記錄現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)鍵時(shí)刻與重要場(chǎng)景提供工具。查看工作紀(jì)實(shí)對(duì)當(dāng)天的工作安排、考察線路進(jìn)行綜合整理和展示?；仡櫣ぷ骷o(jì)實(shí)模塊對(duì)當(dāng)天的工作安排、工作線路進(jìn)行綜合整理和展示，并可以查看對(duì)應(yīng)日期的工作紀(jì)實(shí)。

4.系統(tǒng)設(shè)置

系統(tǒng)設(shè)置模塊包括意見反饋、緩存管理、版本升級(jí)、后臺(tái)管理等功能。

四、結(jié)語(yǔ)

安徽省政務(wù)工作用圖移動(dòng)端系統(tǒng)采用前后端分離的設(shè)計(jì)思路[5]，解決了后臺(tái)多類終端數(shù)據(jù)源同步問題、離線緩存技術(shù)問題、在線更新技術(shù)問題。在三維顯示上，系統(tǒng)采用了二三維一體化的地理信息平臺(tái)EV-Globe6.0 作為基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)。該地理信息平臺(tái)可將海量影像數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、各相關(guān)業(yè)務(wù)涉及的矢量數(shù)據(jù)一體集成管理，并實(shí)現(xiàn)了各類數(shù)據(jù)綜合高速瀏覽、一體管理，完全具備二三維一體化的四個(gè)特性：數(shù)據(jù)來源一體化，可視化效果一體化，操作一體化，編程一體化。安徽工作用圖移動(dòng)端系統(tǒng)自上線以來運(yùn)行良好，經(jīng)過幾次迭代更新，系統(tǒng)仍保持良好、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，用戶滿意度較高。在歷次重大決策中，該系統(tǒng)都扮演著不可或缺的重要角色，輔助作出的決策也較好地服務(wù)于大眾。