基于移動GIS的逾期臨建調研方法研究與實現(xiàn)

王淼，楊伯鋼，楊旭東，劉博文，黃迎春，郭燕賓

(1.北京市測繪設計研究院，北京 100038； 2.城市空間信息工程北京市重點實驗室，北京 100038；3.北京天下圖數(shù)據(jù)技術有限公司，北京 100037)

1 引 言

違法建筑拆除是北京市“疏解整治促提升”專項行動的重點工作，北京市正開展逾期臨建調查研究，對逾期臨建現(xiàn)狀、形成原因、分布特點等進行統(tǒng)計分析，研究治理措施，促進城市建設和社會健康發(fā)展。由于逾期臨建工作中的大部分信息需要外業(yè)核實，因此對于采集終端的要求較高，而傳統(tǒng)的紙質地圖調繪方式由于攜帶不便、工作量大、成果保存難等原因，不能滿足逾期臨建調研的需要。

近年來，隨著計算機和網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)形式越來越豐富，移動地理信息就是其中的一個重要代表，它具有定位準確、攜帶方便、信息量大、功能豐富等特點[1]，能夠更好地服務于逾期臨建調研工作快速、便捷、準確開展。本文利用Android平臺，基于移動GIS技術，采用全數(shù)字化的外業(yè)調繪核查方法，進行逾期臨建信息移動式、網(wǎng)絡化外業(yè)調查和驗證，快速采集和編輯調查數(shù)據(jù)，為逾期臨建外業(yè)調繪工作提供了一套完整的解決方案，為客戶提供快速便捷服務。

2 移動地理信息系統(tǒng)

移動GIS是一種服務應用系統(tǒng)，廣義上的移動GIS并不是指一個可以在移動設備上運行的GIS應用程序，而是指一個具有GIS、GNSS、移動通信、互聯(lián)網(wǎng)服務、多媒體技術集成的應用系統(tǒng)[2，3]。它通過GIS完成空間數(shù)據(jù)管理和分析，GPS進行定位和跟蹤，利用PDA完成數(shù)據(jù)獲取功能，借助移動通信技術完成圖形、文字、聲音等數(shù)據(jù)的傳輸。其將地理信息系統(tǒng)的實用性、實效性大大增強[4，5]。

2.1 移動地理信息系統(tǒng)的特點

與傳統(tǒng)GIS相比，移動GIS的體系結構略微復雜些，因為它要求實時地將空間信息傳輸給服務器。移動地理信息系統(tǒng)是一個完整的信息系統(tǒng)，主要由三部分組成：客戶端部分、服務器部分和數(shù)據(jù)源部分，分別承載在表現(xiàn)層、中間層和數(shù)據(jù)層。與傳統(tǒng)的地理信息新系統(tǒng)相比，它具有移動性、服務實時性、可定位性、客戶端多樣性、信息載體的多樣性等特點[6，7]。

2.2 移動地理信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

移動GIS并不是新生事物，它的前身是“嵌入式GIS”，即在嵌入式設備上運行的GIS應用。隨著Palm和Windows CE PDA設備的產生，2001年嵌入式GIS進入萌芽期。但是到了2009年，嵌入式GIS卻并沒有得到更好的發(fā)展。主要原因有三個：第一，無線網(wǎng)絡的寬帶不足以支撐GIS的應用；第二，PDA等硬件設備過于笨重，性能過低，價格過高。第三，嵌入式操作系統(tǒng)體驗不好，易用性差。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的興起以及智能移動終端普及，移動GIS從2009年的低谷期逐步進入了2013年的復蘇期。它的出現(xiàn)使人們在旅游中享受自主旅游的愿望得以實現(xiàn)。移動GIS是GIS從靜態(tài)走向動態(tài)環(huán)境的重大發(fā)展，通過綜合運用GPS的精確定位技術、便攜移動設備(如PocketPC、手機)、無線Internet接入和GIS的空間信息處理能力，使得系統(tǒng)能夠實時地獲取、存儲、更新、處理、分析和顯示地理信息，在現(xiàn)在乃至未來將發(fā)揮出巨大的潛力。移動GIS也成為繼云GIS之后，地理信息產業(yè)關注的又一技術熱點。同時，隨著地理信息技術自身的發(fā)展，移動GIS也不再僅局限于GIS系統(tǒng)本身，而是延伸到了整個地理信息產業(yè)鏈，涉及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、平臺軟件、行業(yè)應用等多個層面，構成了移動地理信息的新生態(tài)。

3 逾期臨建調研技術方法

逾期臨建調研技術方法總體流程包括：資料收集與整理、內業(yè)資料處理、調繪系統(tǒng)開發(fā)、管理系統(tǒng)開發(fā)、外業(yè)信息調查、質量檢查以及統(tǒng)計分析等。

3.1 資料收集與整理

收集臨建審批檔案相關資料。收集整理資料期間，形成相應文本記錄建立數(shù)據(jù)清單，如XX區(qū)臨建審批數(shù)量統(tǒng)計列表，如表1所示。

XX區(qū)收集資料統(tǒng)計列表 表1

3.2 內業(yè)資料處理

對不同年份、不同區(qū)縣以及不同介質的資料進行整理和分類，將信息進行電子表格錄入，并對匯總好的臺賬進行檢查，確保記錄的信息與提供的資料完全對應，100%無誤。最后安排相關人員對收集的許可情況相關資料進行空間電子化處理。對臨建的空間范圍落圖，采集其空間范圍，并將屬性掛接上去，如表2所示。

XX區(qū)許可情況統(tǒng)計列表 表2

3.3 調繪系統(tǒng)開發(fā)

終端采用基于Android的移動GIS平臺，包括數(shù)據(jù)資源層、基礎設施層、數(shù)據(jù)訪問層、公共模塊層、UI支持層及應用層。平臺支持包括設備數(shù)據(jù)(藍牙數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡差分數(shù)據(jù))、內置數(shù)據(jù)(ed2，edt，eds，shapefile，tif)、外部數(shù)據(jù)(sqlite，kmz，dtl)等多種數(shù)據(jù)類型。外業(yè)終端同時具有調繪、圖形展現(xiàn)、照片采集、導航及軌跡記錄等功能，且無比例尺的限制，能準確、穩(wěn)定、快速地完成外業(yè)調繪作業(yè)。

采用空間換時間的思想，對于高分辨率影像，采用了多層次金字塔和壓縮技術，來減少IO和CPU運算，提高瀏覽流暢度。對于復雜密集的矢量數(shù)據(jù)，除了建立高效空間索引之外，還對數(shù)據(jù)進行分層壓縮，以最快速度來操作數(shù)據(jù)，調繪系統(tǒng)功能流程如圖1所示。

研發(fā)地理信息內外業(yè)生產的一體化解決方案，實現(xiàn)逾期臨建信息數(shù)據(jù)采集、編輯處理、符號化顯示、數(shù)據(jù)字典處理、數(shù)據(jù)質檢、數(shù)據(jù)分發(fā)、打印制圖等擴展應用，實現(xiàn)一個平臺完成數(shù)據(jù)生產、作業(yè)的流程化管理。

基于移動GIS的外業(yè)調繪技術，集合了GIS、GNSS、RS、數(shù)據(jù)安全、Android應用等多項技術，實現(xiàn)了逾期臨建外業(yè)屬性核查、要素標繪與數(shù)據(jù)回傳等工作的自動化。

3.4 管理系統(tǒng)開發(fā)

開發(fā)相應的項目信息管理系統(tǒng)，整體采用B/S架構，開發(fā)工具使用myeclipse，數(shù)據(jù)庫采用mySQL，后臺采用Java語言，前臺使用HTML+CSS來完成。其功能主要包括：城六區(qū)逾期臨建項目信息的錄入、按索引條件查詢錄入信息、將查詢結果導出等。

項目信息化管理系統(tǒng)配合基于移動GIS的調繪設備來進行整體作業(yè)。通過調繪設備來進行信息采集，確認無誤后，對采集的信息進行實時回傳，并上傳到管理系統(tǒng)，總體技術路線如圖2所示：

3.5 外業(yè)信息調查

內業(yè)空間矢量化以及許可情況掛接完畢后，將矢量數(shù)據(jù)導入到基于移動GIS的調繪設備中，用開發(fā)的相應軟件對每個逾期臨建圖斑進行現(xiàn)狀情況調查，外業(yè)調查應嚴格遵循走到、看到、記到的原則[8，9]。調查的主要信息包括表3中內容。

XX區(qū)許可情況統(tǒng)計列表 表3

3.6 質量檢查

本項目嚴格按照測繪產品的兩級檢查、一級驗收制度。在資料收集與整理、內業(yè)資料處理、外業(yè)信息調查等步驟采用機助概查和人工詳查相結合的方式[10]，進行空間信息及屬性信息完整性和正確性的檢查，避免錯誤累積到下一道工序。

3.7 統(tǒng)計分析

為了查清逾期臨建拆除情況及現(xiàn)狀分布情況，拆除相關違法建設，提出處理意見，為加強臨建管理提供依據(jù)。需對逾期臨建調查結果進行統(tǒng)計分析，進一步了解相關違法建設的審批情況和已經(jīng)合法的臨建情況，為后續(xù)研究形成原因，減少安全隱患，更好地在規(guī)劃審批和監(jiān)督階段做好臨建相關工作提供依據(jù)。可按照以下三種方式對逾期臨建進行統(tǒng)計：

(1)分區(qū)統(tǒng)計逾期臨建的棟數(shù)、占地面積及建筑面積；

(2)按照不同的審批年份，分別統(tǒng)計出不同年份的審批數(shù)量、臨建棟數(shù)、占地、面積、建筑面積以及每項所占比例；

(3)按照審批用途，一般可分為：住宅用房、商業(yè)用房、辦公用房、工業(yè)用房、其他用房等5類，按照每一類分別統(tǒng)計出其審批數(shù)量、棟數(shù)、占地面積、建筑面積及每項所占比例。

4 成果內容及形式

北京市在城六區(qū)逾期臨建調研工作中，充分利用了本研究技術方法及路線，順利完成了調研工作，并取得了一系列成果。成果內容主要包括東城區(qū)、西城區(qū)、朝陽區(qū)、豐臺區(qū)、海淀區(qū)、石景山區(qū)等6個區(qū)的電子化檔案成果(Excel表格)、信息管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫成果(gdb數(shù)據(jù)庫)等。

5 結 語

本文簡單介紹了移動GIS技術以及逾期臨建調研的技術方法，并將移動GIS技術應用于逾期臨建調研工作中，總結出了一整套技術流程，具有一定的可行性。該方法將臨建紙質資料進行了電子化，實現(xiàn)了無紙化、規(guī)范化、信息化管理，便于追溯、查詢以及規(guī)范化管理。可高效率查清逾期臨建拆除情況以及現(xiàn)狀分布情況，為拆除相關違法建設提供處理意見，為加強臨建管理提供依據(jù)，為后續(xù)研究形成原因，減少安全隱患，還可為將來全國臨建調查提供指導性意見。