基于移動GIS的海洋海域巡查系統設計

董振玲

【摘 要】為了加強對海域資源、環境、執法、災害的監管，提高日常辦公效率，以及實現對海洋管理的信息化、技術化，文章設計和實現了一個基于Android系統的海洋海域移動巡查系統。該系統利用移動設備的移動性，結合GIS地理信息技術、GPS定位和GPRS無線網絡技術，實現日常巡查的規范化管理、實時性共享和海洋數據信息化，可以極大地提高工作效率，加強海洋局對海洋的科學管理。

【關鍵詞】海洋海域；巡查；移動終端

【中圖分類號】TP311.52 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）04-0026-04

近年來，我國海洋經濟迅猛發展，海域使用需求持續增長[1]，海洋海域是沿海城市經濟發展和人民群眾生產生活的重要資源。海域巡查[2]是海洋管理部門通過現場踏勘對各類用海活動實施監督與檢查，全面掌握轄區內實際用海狀況，依法制止違法行為，規范海洋資源的使用，促進海洋經濟健康穩定發展。

傳統的巡查是通過人員現場查看、相機拍照留存、紙質文檔記錄等方式，費時費力，后期資料整理工作量大、效率低，難以滿足現代化管理要求。部分海洋局也開發一些海域使用動態監視監測管理系統，但是所有這些工作或建設成果都還處于分散狀態，還沒有形成系統性和整體性。因此，迫切需要開展基于海洋海域移動巡查系統的海洋綜合管理信息平臺建設工作，進一步完善海洋觀測體系系統，建設成功能涵蓋海洋環境監測、海洋災害監測預警、海洋實時監察、海洋公眾信息服務的海洋綜合管理信息平臺，實現海洋資源、環境、執法、災害及信息服務的移動化、數字化、科學化、透明化管理。

本文基于Android系統，結合GIS地理信息技術、GPS[3]定位和GPRS無線網絡技術，經過分析海洋局的實際需求和業務流程，開發了海洋海域移動巡查系統。

1 系統總體結構

系統總體結構如圖1所示。系統主要包含移動終端、監控中心巡查管理系統及防火墻等相關設備。

移動終端使用Android SDK[4]與Eclipse平臺進行開發，配合移動設備GPS芯片、GIS for Android[5]、Http通信協議、4G網絡及SQLite數據庫[6]等技術，提供實時向后臺提供外出巡查人員的實時位置，發現相應海域問題并及時上報后臺，對登錄用戶的信息進行修改，地圖可視化操作，地圖高亮顯示后臺相關海域，同步服務器信息，以及地圖測量等功能。

監控中心巡查管理系統通過運用JAVA EE技術及三層架構開發方法，使用Jsp+Html技術編寫網頁界面，struts2框架技術中的Actionsupport類進行請求并調用后臺服務接口獲取數據，利用百度地圖進行地圖展示和各種操作。實現了系統的案件上報管理、人員管理、任務管理、文件管理等模塊功能。

系統分為4層架構：網絡系統層、數據資源層、支撐服務層及應用層。

2 系統功能及實現

系統分為移動終端服務子系統、外網綜合服務子系統、內網巡查管理子系統。系統功能層次如圖2所示。

2.1 移動終端服務子系統

移動終端服務子系統主要包括巡查員登錄管理，巡查任務管理，疑點疑區拍照、錄音、錄像及地點標注等記錄，GIS地圖定位，信息查詢等管理，數據上傳及系統維護功能。

（1）案件上報。巡查上報模塊界面提供EditText組件用于輸入案件描述，提供Spinner組件選擇巡查單位，經緯度默認GPS獲取到的地理信息，巡查人員默認選登錄用戶，圖片信息通過Android設備自帶拍照添加并進行相應壓縮，提供提交Buttion組件，點擊“提交”按鈕獲取所有案件信息并將信息封裝成一個實體類，利用谷歌Gson工具將實體類解析為Json數據，通過HttpClient類調用后臺接口，后臺將Json數據解析成實體類并保存在數據庫中，返回相關提示信息，客戶端接收提示信息并做出對應界面的更新。

（2）巡查任務。主界面點擊巡查上報模塊。巡查上報模塊界面提供ListView組件用于展示任務列表，通過HttpClient類調用后臺接口獲取任務列表，ListView組件綁定后臺返回的任務列表。通過給ListView注冊OnListItemClick事件監聽可以實現點擊某一任務進行任務查看，利用TextView組件實現對任務信息的詳細展示，根據任務當前的狀態提供“開始按鈕”“結束按鈕”“暫緩按鈕”，點擊“結束按鈕”和“暫緩按鈕”需要提交暫緩理由和任務總結文字描述，確認后調用后臺更改任務狀態并刷新任務列表。

提供制定任務按鈕，提供任務名稱、任務來源TextView文本輸入框，Spinner組件選擇接收人員，人員數據通過調用后臺接口獲取，圖片信息通過Android設備自帶拍照添加并進行相應壓縮，提供提交Buttion組件，點擊“提交按鈕”獲取輸入信息并將信息封裝成一個實體類，利用谷歌Gson工具將實體類解析為Json數據，通過HttpClient類調用后臺接口，后臺將Json數據解析成實體類并保存在數據庫中，返回相關提示信息，客戶端接收提示信息并做出對應界面的更新。

（3）地圖。地圖采用Arcgis離線地圖，下載Arcgis地圖相應Jar包放到Libs文件夾后方可對地圖進行相應的操作。利用ArcGIS10.2軟件制作離線切片地圖Tpk包，將Tpk包放到Android設備內存，通過下面代碼可以加載出地圖：

MapView mMapView=（MapView）view.findViewById（R.id.home_arg_map）；

ArcGISLocalTiledLayer localMap=new ArcGISLocalTiledLayer（offlinemapPath）；

mMapView.addLayer（localMap）；

其中，offlinemapPath是Tpk包在Android設備內存中的位置。加載完地圖后，根據MapView類的zoomin（）、zoomout（）對地圖進行放大、縮小操作。下面詳細介紹其他功能。

定位采用百度地圖API定位功能，從百度地圖官網下載百度定位Jar包放至Libs包中，在AndroidManifest.xml文件中添加百度密匙聲明后可正常使用定位功能，利用百度地圖可以周期性地獲取當前位置信息并保存在系統中。地圖模塊點擊“定位按鈕”后獲取經緯度信息，利用nowLocationLayer定位圖層顯示出來，代碼如下：

Point pt=locationChangeToMapPoint（location）；//轉換成地圖坐標

Graphic centerGraphic = new Graphic（pt， symbol）；

nowLocationLayer.addGraphic（centerGraphic）；

MapView.addLayer（nowLocationLayer）；

Arcgis離線地圖自帶測量工具，通過給MapView注冊onSingleTap事件監聽，實現觸摸地圖取點監聽。長度測量實現方法為取點，將點按照順序量成一個Polyline對象，利用Polyline對象中的calculateLength 2D方法測出長度。同理，測面積為將點按照順序量成一個Polygon對象，利用Polygon對象的calculateArea2D方法測出面積。

在疑點疑區功能中，需要聯合地圖在地圖上圈出疑點疑區區域，這時需要地圖的畫圖功能。實現原理為取一系列點后將其封裝成Polygon對象，再將Polygon對象封裝成幾何圖形Graphic對象，利用下面代碼將Graphic對象添加到地圖：

GraphicsLayer.addGraphic（Graphic）；

MapView.addLayer（GraphicsLayer）；

完成對幾何圖像顯示到地圖的效果，即畫圖功能。

（4）疑點疑區。疑點疑區模塊界面提供ListView組件用于展示疑點疑區列表，通過HttpClient類調用后臺接口獲取任務列表，ListView組件綁定后臺返回的任務列表。通過給ListView注冊OnListItemClick事件監聽可以實現點擊某一疑點疑區進行查看，利用TextView組件實現對疑點疑區信息的詳細展示，同時聯調地圖高亮展示疑點疑區區域。

提供“上報疑點疑區區域按鈕”，進入輸入疑點疑區信息上報界面，界面與案件上報基本一致，唯一不同的是需要為疑點疑區添加疑點區域，區域信息以List保存，將區域邊界一系列點按照順序保存，傳輸到后臺再按照順序解析出來。

（5）系統接口。移動巡查子系統接口主要采用spring+webservice CXF+REST技術，接口請求主要使用POST方式和Josn+HttpClientCXF+REST技術。照片等附件上傳方式采用Josn傳輸保存。部分接口列表見表1。

2.2 外網綜合服務子系統

外網綜合服務子系統主要為海洋海域移動巡查終端和外網用戶提供服務，采用Java語言開發。主要實現用戶認證、巡查任務發布、巡查記錄管理、巡查軌跡的監控管理及地圖規劃、定位、查詢、分析等管理功能，以及綜合查詢統計等功能。

2.3 內網綜合服務子系統

內網巡查管理子系統主要進行巡查結果后續處理及銜接其他業務系統，采用Java語言開發。主要包括巡查問題的落實跟蹤、巡查人員績效考評、綜合查詢統計及對其他系統信息服務等功能。

3 數據庫設計

海洋海域移動巡查系統所涉及的數據庫表、多媒體信息和存儲過程，根據業務用途可分為2類數據結構。一類是用于移動巡查系統內部日常管理信息，另一類是涉及存儲日常海域監管業務信息。

在移動巡查系統設計中，用戶管理、設備管理和巡查任務管理是一個很重的內容。因為這部分設計將影響軟件和移動巡查終端的用戶登錄功能、用戶和設備管理功能、巡查路線的設計。所以在本系統的設計過程中，需要明確用戶與移動巡查終端、用戶權限、設備與巡查線路的關系，以便實現用戶管理功能、設備管理功能和移動終端在系統登錄中的用戶認證和設備認證、線路管理的操作。

具體實體關系圖如圖3所示。

系統使用了SSH框架鏈接數據庫，在Tomcat服務器啟動的時候，通過xml配置文件注解的方式注入實例化Hibernate框架，具體xml配置代碼如圖4所示。

實例化Hibernate框架后，實體類可以通過注解與數據庫連接，通過框架中的Session類的sava（）、delete（）、update（）、createQuery（）方法實現對數據庫的增、刪、查、改操作。

4 結論

海洋海域移動巡查系統通過運用JAVA EE技術及三層架構開發方法，實現了系統的案件上報管理、人員管理、任務管理、文件管理等模塊功能，讓辦公人員可以通過移動設備完成工作，提高了巡航效率，使得管理透明化、信息化、精確化，對沿海管理海洋的相關部門具有重要的意義。

參 考 文 獻

[1]王江濤.我國海洋空間資源供給側結構性改革的對策[J].經濟縱橫，2016（4）：39-44.

[2]李佼，龔岳松，鄭曉陽.淺談上海市海域動態監視監測管理系統設計[J].海洋開發與管理，2014（1）：14-18.

[3]沈少青，洪宇，鄭志文，等.基于立體觀測網的海洋綜合管理信息平臺的設計與實現[J].測繪通報，2017（5）：

96-100.

[4]吳昊，趙冬青，黃志勇，等.基于Android的控制點手持維護系統的設計與實現[J].測繪科學，2017（1）：177-

192.

[5]李欣.基于位置服務的移動GIS應用模式研究[J].測繪科學，2006（6）：182-184.

[6]許艷萍，馬兆豐，王中華，等.Android智能終端安全綜述[J].通信學報，2017（6）：169-184.