城市管網移動信息服務系統設計與開發

楊 璐， 王方雄， 王 力

(1.遼寧師范大學 遼寧省自然地理與空間信息科學重點實驗室，遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學 城市與環境學院，遼寧 大連 116029；3.星際空間(天津)科技發展有限公司，天津 300384 )

城市管網移動信息服務系統設計與開發

楊 璐1,2， 王方雄1,2， 王 力3

(1.遼寧師范大學 遼寧省自然地理與空間信息科學重點實驗室，遼寧 大連 116029；2.遼寧師范大學 城市與環境學院，遼寧 大連 116029；3.星際空間(天津)科技發展有限公司，天津 300384 )

城市管網的智能化管理是智慧城市建設的重要內容。為了提高城市管網巡查工作的效率和監督管理力度，基于SuperMap iClient for Android探索了城市管網移動信息服務系統的設計與開發方法，給出了系統結構、數據庫及功能界面的設計方案，開發實現了管網瀏覽、管網查詢、管網巡檢等功能，為城市管網的信息服務與管理提供便捷、實用的軟件工具。

城市管網；移動GIS；SuperMap iClient；Android

0 引言

隨著城市化水平不斷提高，管網日常巡檢和問題的采集變得異常復雜。然而當前大多數城市的管網線路巡檢手段比較落后，修建人員發現問題以手工記錄為主，導致管線巡查人員工作效率低下[1-2]。其次，傳統的管網巡線工作多依靠老員工的經驗，對人的依賴性較大，對現場的工作人員無法進行精確定位，巡檢信息無法及時查詢[3]，而且管理部門對巡檢人員的工作到位率和時間不能做到有效監督。現在隨著智能手機的普及，手機APP成為用戶手中最受青睞的服務平臺[4], 移動定位和移動辦公等相關業務越來越成為企業或個人的迫切需求。目前對管網移動GIS系統的研究也有不少，但是大多數管網移動信息服務系統都功能比較單一，有的只有查詢功能沒有巡檢功能；有的沒有實時定位功能；有的數據庫組織結構不夠合理，對地理空間要素沒有進行統一的描述，不利于查詢。

基于以上需求，在移動GIS分析技術的研究背景[5]、研究目的及意義的基礎上，基于輕量級組件包SuperMap iClient for Android,探討了Android平臺下城市管網移動信息服務系統(City Pipes Mobile Information Service System，CPMISS)的設計與開發技術[6]，利用Android和Java語言，實現手機APP的功能設計與開發，最終通過了系統測試，可為管網巡檢與管理工作提供便攜式軟件工具。

1 CPMISS系統設計

1.1 系統結構設計

CPMISS采用三層B/S體系結構，由Android移動客戶端、WebGIS服務器與數據庫服務器構成，如圖1所示。移動客戶端基于SuperMap iClient for Android提供的Java功能接口，開發實現管網瀏覽、管網查詢和管網巡檢等功能。WebGIS服務器采用SuperMap iServer，負責與客戶端交互，解析并響應客戶端的請求，以及后端管網數據的發布與數據訪問。數據庫服務器采用SuperMap SDX+與SQL Server結合的數據庫管理方案，一體化存儲管理管網數據、基礎地理數據及相關屬性數據。

圖1 CPMISS結構

1.2 系統數據庫設計

CPMISS系統以大連某廠區的地上地下熱力管網為例，采用SuperMap SDX+來管理管網等空間數據的存儲與訪問，采用SQL Server管理屬性數據，設計建立了管網數據庫與基礎地理數據庫。管網數據庫包括供熱管線、回水管線、閥門、檢修井、熱源等圖層以及管網拓撲關系數據；基礎地理數據包括建筑物、綠化區、道路、DEM、遙感影像等圖層以及廠區基本屬性數據。把數據庫通過SuperMap iServer傳到服務器端[7]，以便訪問使用。

1.3 系統界面設計

Android環境下，系統界面設計可有兩種方式，一種是XML布局的可視化設計方式；另一種是用代碼中控制UI界面。本系統采用這兩者相結合的設計方式，總共設計了六個界面：系統主界面、屬性查詢界面、空間查詢彈窗界面、圖層控制界面、巡檢界面和用戶登錄與注冊界面。其中系統主界面、屬性查詢界面、巡檢界面和用戶登錄與注冊界面采用XML布局的可視化設計方式，空間查詢彈窗界面和圖層控制界面用代碼中控制UI界面。

系統所有界面設計都采用相對布局RelativeLayout管理器，主界面用到的界面元素有MapView、EditText、Button、View等控件；屬性查詢界面用到的界面元素有Button、EditText、TableLayout、TableRow、View、ListView等控件；空間查詢彈窗界面用到的界面元素有TextView、Button等控件，然后用代碼控制設計了一個PopupWindow窗體以彈窗形式呈現；圖層控制界面也是用代碼控制UI設計了一個彈出菜單ContextMenu；巡檢界面用到的界面元素有TextView、Button等控件；用戶登錄和注冊界面用到的界面元素有ImageView、EditText、TextView、ImageButton、CheckBox、Button等控件。

2 CPMISS系統開發

2.1 管網瀏覽功能

管網瀏覽功能包括地圖的查看、縮放、平移和圖層控制。在進行管網瀏覽之前，確保所要訪問的數據已經發布到SuperMap iServer服務器端，得到一個數據的URL，然后利用SuperMap iClient中MapView接口的addLayer()方法來向地圖中添加圖層，調用MapView的setBuiltInzoomControls和setClickable屬性，對地圖進行縮放和平移操作，通過LayerView的setScales屬性添加比例尺數組，當觸屏進行放大或者縮小時，地圖將按照已設置的比例尺實現縮放(界面中為了美觀將ZoomControls地圖縮放控件隱藏了，不影響功能)。

圖層控制功能主要指圖層之間的相互切換以及圖層的疊加顯示。實現了管線、閥門、檢修井、建筑物、地形圖、影像圖和基礎地圖之間的相互切換，以及一個或者多個圖層的疊加顯示。圖層控制功能首先通過MapView的addLayer()方法來向地圖中添加圖層，然后利用MapView的removeAlllayers()方法來清除當前所有圖層，利用LayerView接口的setURL()方法來訪問地圖的URL，實現地圖的切換和疊加。這里的URL是iServer服務器端已發布數據的地址。管線圖層控制運行界面如圖2。

圖2 管網瀏覽功能界面

2.2 管網查詢功能

查詢功能包括空間查詢和屬性查詢功能。空間查詢主要是指根據地圖上的位置列出滿足空間查詢條件的要素信息，屬性查詢是指根據屬性查找與之匹配要素在圖上的位置。主要是利用GetFeaturesParametersBase接口和GetFeaturesResult接口，調用GetFeaturesParameters()方法來實現數據集幾何查詢，通過調用其datasetNames，attributefilter，geometry，fields，spatialQueryMode屬性來設置要查詢的數據集集合、屬性字段、幾個對象、空間關系，調用GetFeaturesResult接口的getResult()方法來展示查詢結果。空間查詢運行界面如圖3。

2.3 管網巡檢功能

管網巡檢包括實時定位(即對當前點進行采集)與巡檢線路記錄。當檢修人員對管線、閥門進行檢修時，根據巡檢人員當前所處位置進行實時定位，每隔一段時間自動采集當前位置點并標記，或者是手動對當前位置進行標記，系統自動將采集的位置點坐標保存成XML文件。當點擊巡檢線路時，根據采集點的先后順序自動生成一條線，即為巡檢的線路。定位功能主要是利用LocationManagePlugin接口，調用其openGpsDevice()方法開啟GPS設備，從GPS設備中獲取當前位置，調用其addLocationChangedListener()方法添加位置改變監聽器，返回最新的位置信息。定位的運行圖如圖4所示，當前位置用一個藍色的帶箭頭的圓點顯示。

3 結束語

CPMISS基于輕量級的SuperMap iClient for Android開發包，以大連某廠區的地上地下熱力管網為例，探索研究了城市管網的移動信息服務系統的設計與開發技術。基于CPMISS的結構化設計理念，系統結構由Android移動客戶端、WebGIS服務器與數據庫服務器構成，數據庫采用SuperMap SDX+與SQL Server一體化架構，集成管理管網數據、基礎地理數據及相關屬性數據等，開發實現了管網地圖瀏覽、地圖縮放、地圖切換、圖層疊加、空間/屬性查詢、巡檢定位、軌跡回放等功能。CPMISS為城市管網的信息服務與管理提供便捷、實用的軟件工具。為提高城市管網管理的信息服務與智能化管理水平，將進一步探索管網

圖3 CPMISS空間查詢結果顯示

圖4 管網巡檢功能界面

連通分析、管網爆管分析、管網三維瀏覽等專業功能。

[1] 龔瑞琴，畢利.基于 Web Service 的 Android 技術應用研究[J].電子技術應用，2014，40(1)：134-136.

[2] 吳揚安.基于ArcGIS for Android的城市管網巡檢系統設計與實現[J].測繪通報,2013(增刊):212-216.

[3] 曾武，徐速.基于移動GIS技術的供水管網巡線系統設計與開發[J].水利水電技術，2011, 42(1):92-95.

[4] 宋凱,李磊,袁辰，等.基于Android的校園商用服務集成平臺[J].微型機與應用,2015,34(18):92-94.

[5] Wang Fangxiong,Bian Fuling.A distributed architecture for mobile GIS based on WAP[C/DVD]，ISPRS Congress.Istanbul,Turkey：2004.

[6] 張俊杰,張海燕,羅銳.基于Android平臺的移動GIS研究與實現[J].計算機工程與設計,2013,34(9)：3321-3325.

[7] SuperMap圖書編委會.SuperMap iServer Java從入門到精通[M].北京：清華大學出版社,2012.

Design and development of city pipes mobile information service system

Yang Lu1,2, Wang Fangxiong1,2, Wang Li3

(1.Liaoning Key Lab of Physical Geography and Geomatics, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China;2.School of Urban and Environmental Sciences, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China;3. StarGIS (Tianjin) Technology Development Co. Ltd., Tianjin 300384, China)

Intelligent management of city pipes is an important part of the wisdom urban construction. Based on SuperMap iClient for Android, this paper explores the design and development methods of City Pipes Mobile Information Service System (CPMISS), puts forward the system structure, database and design of the function interface, realizes the city pipes view, pipes query, pipes routing inspection, and other functions. It provides a convenient and practical software tool for the city pipes network information services and management.

city pipes; mobile GIS; SuperMap iClient; Android

TP31

A

1674- 7720(2016)03- 0018- 03

楊璐，王方雄，王力. 城市管網移動信息服務系統設計與開發[J].微型機與應用，2016,35(3)：18- 20，23.

2015-11-05)

楊璐(1991-)，女，碩士研究生，主要研究方向：移動GIS。

王方雄(1973-)，通信作者，男，博士，副教授，主要研究方向：WebGIS、GIS建模與集成研究。E-mail:wfxwhu@163.com。

王力(1980-)，男，碩士，高級工程師，主要研究方向：電子政務GIS。