廣州市黃花崗數字社區的設計與實現

蘭澤英，劉 洋

（1.廣東工業大學 管理學院，廣東 廣州510060；2.廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東 廣州510060）

推進社區信息化，整合各類信息系統和資源，構建統一的社區信息平臺，加強常住人口和流動人口的信息化管理，改善社區服務是國家“十一五”期間信息化發展的一項重要戰略工程。在此背景下，“數字社區”建設被提到了新的高度，成為“數字城市”建設的重要基礎［1-2］。

目前，國內相繼涌現一批數字社區網站，但大多以社區信息發布并提供部分便民服務為主［1-4，8］。雖然有些網站已經做到把社區電子地圖、社區信息、社區動態、生活提醒等內容放在網站上［1-8］，但其整合的資源仍然有限。而且社區管理與GIS結合的深度不多，無法真正做到社區的精細化管理。

黃花崗街道辦作為廣州市信息化推廣應用的示范社區，其OA及MIS系統較為成熟，但尚沒有以GIS為平臺的決策支持系統，缺乏直觀的圖形表達方式，不利于社區的精細化管理。為此，本文采用WebGIS技術，探討黃花崗數字社區的設計與實現，本系統能描述社區景觀、建筑物、生活設施、公共環境、交通、綠化環境以及其他專題信息的空間分布情況、相對位置關系，并能與社區有關的圖形圖表、文字、統計數據、錄像圖片等多種媒體信息高度集成，為社區管理者和社區居民提供綜合信息服務。

1 總體架構

本系統既是一個方便街道管理人員日常辦公的平臺，也是一個可以提供便民服務的系統，采用普遍流行的B＼S架構。如圖1所示，整個系統架構由4個層次構成，即數據層、組件層、應用層和用戶層。其中數據層包括空間數據庫、標準地址數據庫及專題業務數據庫，專題業務數據庫主要基于SOA技術從出租屋管理系統、人口計生系統、流動人員管理系統等其他業務系統同步交換而來，并通過標準地址庫、基于地址匹配技術實現專題數據的空間定位。系統基于WEBGIS、數據管理、地址匹配以及專題制圖等中間組件實現信息發布、資源管理、治安管理、人口管理以及出租屋管理等應用功能，從而為社區的精細化管理提供決策支持，為社區居民提供便民服務。

2 數據庫設計

根據社區管理對地理信息的要求，可將其劃分為基礎地理數據、政務專題數據和公眾專題數據三大類。其中基礎地理數據集成社區二維電子地圖、影像數據以及2.5維地圖數據，并實現聯動顯示（見圖2）；政務專題數據涵蓋社區管理部門共用的業務數據，包括社區自然、歷史人文、人口、設施、法人、出租屋、避難所、治安監控等數據。公眾專題數據涵蓋社區內部體育、文化、教育、銀行以及衣食住行娛購游等公眾興趣點數據。本系統整合的數據資源如表1所示。

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圖2 系統的基礎地理數據

3 功能設計

本平臺除了具備一般GIS系統常見的功能以外，還提供一些結合社區管理的功能。基礎GIS功能包括圖層管理、地圖瀏覽、數據編輯、定位查詢、打印輸出、空間分析、地圖標注和測量功能等。另外結合社區管理其功能包括：

1）社區基本信息發布。提供政策法規、法律、氣象、醫療、教育培訓、旅游、家政、娛樂等方面的信息發布服務。推進各級政府電子政務、網上辦事和社會公共服務進入社區，形成社保、醫療、就業指導和生活救助等網絡服務平臺。

2）社區人口資源管理。實施“以房管人”，加強人口流動管理。在地圖上進行院落、平房門牌號、房屋、樓號、樓房門牌號的劃分，以地圖為載體加強流動人口登記管理，直接將流動人口的信息與地圖上的空間位置直接關聯。實現對社區人口規模、人口變動、人口密度等空間分布情況的統計分析，為社區人口計生委的日常工作提供指導，直接服務于流動人口的登記管理、統計管理和安全管理。

3）社區設施資源管理。利用GIS技術，對社區的房產、公共設施（綜合管線、路燈等）、視頻監控設施、綠化和公用消防設施進行可視化管理，建立學校、醫院網點分布專題圖，為社區管理部門提供方便的監控手段和措施。按照社區信息資源的分類和相應的數據標準，實施社區信息資源調查，通過數據接口和服務，為政府職能部門提供現勢、準確的信息服務，減少數據的重復普查，提高數據的準確度。

4）社區治安監控管理。實現治安事件登記、戶籍管理、重點行業、重點單位監控，并在GIS的基礎上，能對社區重要的區域、公共場所和違章多發地段的治安攝像頭進行實時定位現場視頻影像進行實時調用并準確定位，從而有效降低治安消防管理成本，提高治安管理水平和效率。

5）法人信息管理。實現對社區法人基礎信息的采集、瀏覽和查詢，通過數據統計和專題圖分析，為社區法人管理及宏觀決策提供數據支持。具體包括法人信息錄入、法人信息查詢統計等功能。

4 關鍵技術

4.1 基于Silverlight技術的地圖瀏覽和專題制圖

B＼S架構的系統中，在網絡帶寬有限的前提下，如何加快地圖瀏覽速度、增強用戶體驗是個重要問題。一般的解決方法包括傳統的Java Applet、ActiveX控件技術，以及現在流行的AJAX技術。在此基礎上，本系統還采用了Adobe Flex技術、微軟的Silverlight技術。具體而言，利用Silverlight內置支持的DeepZoom技術提供呈現多分辨率圖像和幾乎任意大小圖像的功能，同時使用彈簧動畫來達到從模糊到清晰的漸次加載和平滑漫游的效果，從而實現更加豐富、更加流暢的體驗效果。

此外，系統還提供了靈活、實用的GIS專題制圖功能。例如，管理人員想了解社區內的人口分布狀況，除了查詢傳統的圖表文件資料以外，還可利用系統的人口統計功能，利用Silverlight技術，動態生成統計圖表（如柱狀圖、餅圖、點狀圖、線圖等），如圖3所示，疊加在地圖上，為管理者提供直觀的分析手段。

圖3 基于Silverlight的數據統計效果圖

4.2 二三維電子地圖的聯動切換顯示

本系統可實現二維電子地圖、高分辨率影像、2.5維地圖的聯動切換顯示，這就需要多種數據在空間框架下進行較準確的匹配。2.5維地圖采用切片形式進行組織，且多采用45°光線進行渲染，要想實現多種地圖形式的聯動顯示，必然涉及到圖像坐標與地理坐標的相互轉換。坐標轉換可采用二次仿射變換方程，式（1）為從地理坐標到圖像坐標的轉換關系，式（2）為從圖像坐標到地理坐標的轉換關系。

其中：（w，h）為圖像坐標，（x，y）為地理坐標。利用6個已知匹配點的圖像坐標和地理坐標，即可求出的轉換參數。一般情況下10m以內的位置精度可基本滿足使用要求。

4.3 基于分詞的地址匹配技術

系統專題業務數據庫中出租屋、人口、計生和法人數據主要通過SOA技術從其他業務系統中同步交換共享而來，其數據中雖然包含了專題要素所在的街道、居委會、街路巷全名還有門牌號等信息，但存在著大量的非標準地址。為了實現地址記錄和空間位置的聯動匹配，必須使用地址匹配技術，還要依托龐大而準確的標準地址庫。

本系統采用的是基于分詞的地址匹配技術，它通過構造一種分級地址庫的方法，轉換成地址分詞庫，采用基于地址詞典的中文分詞技術，實現地址匹配。采用此方法，易于維護更新地址庫，并構建一個可以自學習的地址庫，不斷豐富完善，提高匹配范圍與匹配精度。但此方法的前提是技術人員應首先對街道中的地址進行一一采集，并按照統一的規范建立標準地址庫。這樣，當用戶在數據表中選擇一條非標準地址時（見圖4（a）），就可通過后臺的地址匹配技術，返回最接近的10條標準地址數據（見圖4（b）），用戶通過選擇標準地址，即可定位在地圖上（見圖4（c））。

圖4 地址匹配效果圖

4.4 視屏監控系統與GIS系統的一體化集成

目前，黃花崗街道已在各重要路段、地點部署了視頻監控攝像頭，實施24h監控。為了對監控攝像頭進行空間管理，并實現對監控視屏數據的調焦、轉動、回放、拷貝、截屏等控制操作，需要將GIS系統與監控系統進行一體化集成。

首先將攝像頭的位置標繪在地圖上，對其空間分布進行直觀地瀏覽和管理（見圖5（a））；其次，通過點擊地圖上的攝像頭，可以直接調出該攝像頭的即時畫面（見圖5（b）），并實現攝像頭的控制，如云臺的控制（需攝像頭支持），焦距的拉遠拉近，還可以支持視頻錄像的回放功能等。這樣，當有突發事件時，街道的管理者就可以在內業查看現場情況，并進行遠程指揮，大大提高了應急反應能力。此外，監控視屏的備份數據也可作為事故處理過程的記錄手段。

圖5 視屏數據接入示例

4.5 基于SOA的數據同步

黃花崗街道目前已具備了多種業務管理系統，如出租屋管理系統、人口計生系統、流動人員管理系統等。為了豐富本系統的數據和功能，必須要把其他系統的業務數據整合進來，并保持數據的一致和同步更新。常用的同步數據方法包括采用SOA技術進行交換、利用數據庫軟件進行同步、利用接口方式同步、利用文件形式進行交換數據等。

本系統采用Service GIS的體系結構，對SOA提供全面的支持。Service GIS采用面向服務的軟件工程方法，把GIS的全部功能封裝為Web服務（Web Service），從而實現了被多種客戶端跨平臺、跨網絡、跨語言的調用，同時也使系統具備了服務聚合能力以集成來自其他服務器發布的GIS服務。基于此技術可以實現GIS和OA系統的結合，避免了同類數據的重復錄入以及數據維護更新不一致、不同步的情況。

5 結 論

將WebGIS技術引入“數字社區”，實現社區基礎地理空間數據與各種專題業務數據的高效管理，實現GIS與業務OA的緊密結合，實現社區的精細化管理以及人性化、強大的便民服務是“數字社區”發展的普遍趨勢。本文以廣州市黃花崗為例，重點探討了黃花崗數字社區的設計與實現，其主要的特色如下：

1）基于SOA技術實現了數字社區平臺與其他專題業務系統之間的同步數據交換共享，對社區的基礎地理空間數據，自然、歷史人文、人口、設施、法人、出租屋、避難所、治安監控等數據，以及公眾興趣點數據實現“一張圖”的集成化管理。

2）黃花崗數字社區除了具備一般GIS系統常見的功能之外，還面向社區管理的專題需求，重點提供了社區信息發布、社區人口資源管理、社區設施資源管理、社區治安監控管理以及法人信息管理等功能，突出了社區精細化管理與人性化便民服務等兩大主題。

3）采用最新一代動畫瀏覽技術Silverlight、二三維電子地圖聯動切換技術、基于分詞的地址匹配技術以及監控視頻接入技術，保證了黃花崗數字社區的先進性，并大大提升了社區管理水平和應急反應能力。

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