觸摸式GIS信息服務(wù)屏建設(shè)研究

吳闖，魏金明，孔胃

(濟(jì)南市勘察測繪研究院，山東濟(jì)南 250013)

1 引言

GIS作為集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)為一體的新興邊緣科學(xué)，隨著技術(shù)的不斷完善，在迅速發(fā)展中，主要用以采集、存儲、管理、分析和描述整個(gè)或部分地球表面與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)。通過一系列空間操作和分析方法，為地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和工程設(shè)計(jì)提供對規(guī)劃、管理和空間決策有用的信息［1］。

國家測繪局2010年10月宣布，中國公眾版國家地理信息公共服務(wù)平臺“天地圖”網(wǎng)站正式開通。作為中國區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)資源最全的地理信息服務(wù)網(wǎng)站，“天地圖”為公眾提供權(quán)威、可信、統(tǒng)一的地理信息服務(wù)，“天地圖”是一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)，而觸摸屏技術(shù)是基于單機(jī)為公眾提供完備的地圖功能［2］。

觸摸屏技術(shù)(Touch Screen Technology)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為了滿足非專業(yè)計(jì)算機(jī)用戶操作計(jì)算機(jī)的需要而逐漸成熟與發(fā)展起來的［3］。從計(jì)算機(jī)與人組成的人機(jī)系統(tǒng)來講，觸摸屏是一種交互輸入設(shè)備，通過使用者的手指觸摸來實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)的操作定位，最終實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)的查詢和輸入［4］。因此，具有操作簡單，使用靈活的特點(diǎn)，從而提高了用戶的積極性。

2 系統(tǒng)概況

2.1 系統(tǒng)目標(biāo)

使用濟(jì)南市勘察測繪研究院自主研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)地圖開發(fā)平臺，結(jié)合 SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫，在 Visual Studio 2003的開發(fā)環(huán)境下開發(fā)出可以實(shí)現(xiàn)濟(jì)南市電子地圖顯示，電子地圖基本操作(放大、縮小、漫游、二維/三維轉(zhuǎn)換等)，濟(jì)南市專題信息(重點(diǎn)展示吃、住、行、游、購、娛)查詢和公交站點(diǎn)查詢的功能的便民信息服務(wù)屏查詢系統(tǒng)，在便民信息服務(wù)屏中安裝使用，方便公眾對濟(jì)南的旅游景點(diǎn)，知名企業(yè)和公交出行進(jìn)行查詢。

圖1 觸摸式便民信息服務(wù)屏

2.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

硬件是系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，架構(gòu)是系統(tǒng)的草圖［5］。本系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為三層，分別是用戶界面層(Presentation)呈現(xiàn)給具體用戶的界面(UI)，業(yè)務(wù)邏輯層(Application)，用于實(shí)現(xiàn)各個(gè)具體的功能模塊，數(shù)據(jù)訪問層(Persisntence)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)訪問，查詢數(shù)據(jù)對象等。

圖2 便民信息服務(wù)屏系統(tǒng)總體架構(gòu)

3 關(guān)鍵技術(shù)

本系統(tǒng)將濟(jì)南市電子地圖切割出適合網(wǎng)絡(luò)分級顯示的地圖瓦片;根據(jù)所查詢的信息，設(shè)計(jì)和建立數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)建POI(興趣點(diǎn))信息表，公交站點(diǎn)表等數(shù)據(jù)庫表，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)整理入庫;使用B/S網(wǎng)絡(luò)顯示模式，設(shè)計(jì)開發(fā)便民服務(wù)信息屏查詢系統(tǒng)總界面，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息查詢，定位，公交站點(diǎn)查詢等功能，具體流程如圖3。

圖3 便民服務(wù)信息屏查詢系統(tǒng)技術(shù)路線圖

3.1 二維、三維地圖和360°全景圖的有效集成

系統(tǒng)提供了二維地圖瀏覽、三維地圖瀏覽和全景圖的瀏覽，并將三者有效的融合。使公眾可以查詢相關(guān)地點(diǎn)的二維平面位置，同時(shí)切換到三維狀態(tài);可以對興趣點(diǎn)瀏覽相關(guān)的360°全景圖。使民眾對于感興趣的地點(diǎn)和信息有空間、實(shí)景的深刻了解。

3.2 高效、靈活的數(shù)據(jù)組織、展示和應(yīng)用

合理地組織數(shù)據(jù)、形象地表示數(shù)據(jù)、有效地處理數(shù)據(jù)，這三者是提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，它們?yōu)樘岣呦到y(tǒng)的清晰性和易讀性等創(chuàng)造了基礎(chǔ)［6］。

本系統(tǒng)將大量的 POI數(shù)據(jù)，放在同一個(gè)庫表中(POI表)，并標(biāo)明它們的編號，名稱，位置，類別，地址等信息，以滿足系統(tǒng)功能需求。同時(shí)，對POI數(shù)據(jù)中重要專題進(jìn)行分類，使公眾可以簡潔，快速，有效地查詢到各類專題及其相關(guān)信息。針對泉城濟(jì)南的特點(diǎn)，系統(tǒng)提供了各級酒店，泉城風(fēng)貌，72名泉，醫(yī)院等多個(gè)專題類，并在各專題類的信息項(xiàng)中追加全景，宣傳信息等，豐富了各專題類的信息，增強(qiáng)了系統(tǒng)應(yīng)用效果。

3.3 公交換乘查詢顯示

由于觸摸屏中無信息輸入方式，只包含觸摸板對鼠標(biāo)位置和左右鍵點(diǎn)擊的操作。對此，在公交換乘查詢時(shí)，首先通過字母表選擇起止站點(diǎn)，然后對站點(diǎn)查詢并定位，最后搜尋公交換乘路線。各換乘路線結(jié)果在左側(cè)信息面板顯示，選中的換乘路線在地圖面板中標(biāo)出。

3.4 自動開關(guān)機(jī)功能

由于觸摸屏通常放在大廳或者室外等公共場合，為了減少工作人員的操作維護(hù)，并且從節(jié)約能源的角度，系統(tǒng)特別設(shè)計(jì)了自動關(guān)機(jī)功能。本系統(tǒng)可以在設(shè)定的時(shí)間自動關(guān)閉計(jì)算機(jī)，配合計(jì)算機(jī)主板BIOS提供的計(jì)算機(jī)自動開機(jī)功能，觸摸屏就可以實(shí)現(xiàn)完全自開自關(guān)了。

另外，由于系統(tǒng)在觸摸屏上通過觸摸方式進(jìn)行操作，不允許鏈接網(wǎng)頁，而全景圖Flash播放器中自帶右鍵菜單可以鏈接到網(wǎng)頁，需要將Flash動畫中的右鍵屏蔽掉。對此，在頁面中添加了Java腳本，屏蔽掉鼠標(biāo)右鍵。

4 系統(tǒng)主要功能

便民服務(wù)信息屏查詢系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)電子地圖瀏覽、全景圖顯示、專題查詢、公交換乘等功能，系統(tǒng)的主界面如圖4所示。

圖4 便民服務(wù)信息屏查詢系統(tǒng)主界面

4.1 地圖瀏覽

系統(tǒng)中除了實(shí)現(xiàn)了地圖的放大、縮小、移動等基本操作功能外，還可以點(diǎn)擊“二維/三維轉(zhuǎn)換”按鈕，則地圖在二維模式和三維模式間切換。圖5為三維地圖示例。

圖5 三維地圖

4.2 全景圖顯示

點(diǎn)擊全景圖按鈕，則全景圖圖標(biāo)在地圖視窗中顯示如圖6所示，然后在全景圖圖標(biāo)中雙擊，則全景圖顯示出來，如圖7所示。

圖6 全景地圖

圖7 全景瀏覽圖

4.3 專題查詢

點(diǎn)擊信息列表面板內(nèi)的“搜索”按鈕，在“名稱”項(xiàng)內(nèi)選擇搜索的類別(賓館、餐飲、商場、景點(diǎn)、名泉、車站)，點(diǎn)擊“搜索”按鈕，則專題信息在信息列表中顯示。

在系統(tǒng)信息面板中點(diǎn)選要定位的信息項(xiàng)，則地圖視窗內(nèi)該信息項(xiàng)相關(guān)的信息定位為中心并顯示。

4.4 公交換乘

①點(diǎn)擊信息列表面板內(nèi)的“搜索”按鈕，選擇“換乘”項(xiàng)。

②點(diǎn)擊按鈕“起”，選擇公交換乘的起點(diǎn);點(diǎn)擊按鈕“終”，選擇公交換乘的終點(diǎn)。

③點(diǎn)擊“查詢”按鈕，則相關(guān)的站點(diǎn)顯示在信息列表內(nèi)。

④選擇并定位起點(diǎn)和終點(diǎn)，點(diǎn)擊下方的“搜索”按鈕，則相關(guān)的公交換乘信息在信息列表內(nèi)顯示。

圖8 公交站點(diǎn)選擇

圖9 公交換乘方案

5 總結(jié)

該系統(tǒng)是在地理信息服務(wù)網(wǎng)站系統(tǒng)的平臺之上，結(jié)合觸摸屏展示的有關(guān)要求和內(nèi)容設(shè)計(jì)完成的;以游客和濟(jì)南市民為服務(wù)對象，為其提供地理信息服務(wù);在功能上體現(xiàn)了信息多樣展示方式和快速展現(xiàn)的特點(diǎn)。此外，對于相關(guān)的城市管理者，該系統(tǒng)還是城市信息化和數(shù)字化的一個(gè)重要載體和平臺。目前系統(tǒng)已經(jīng)在合作公司提供的觸摸屏硬件上正常運(yùn)行提供服務(wù)，達(dá)到方便民眾查詢信息，宣傳泉城的目的。

［1］邊馥苓.GIS地理信息系統(tǒng)原理與方法［M］.北京:測繪出版社，2000.

［2］http://chzt.sbsm.gov.cn/article/zxgz/tdtjsqk/［OL］.

［3］張恩宜，張愛紅.觸摸屏技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用［J］.山東師大學(xué)報(bào)·自然科學(xué)版，2002(17).

［4］陶玉紅.觸摸屏技術(shù)及其發(fā)展.［J］.廈門科技，2002(6).

［5］李千目，許滿武，張宏等.軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2008.

［6］楊劍.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2011.

［7］濟(jì)南市勘察測繪研究院.濟(jì)南市便民信息服務(wù)屏查詢系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)［R］.