安徽省政務工作用圖移動端系統的研發

文/姜文聰 張建新 汪躍平(安徽省第四測繪院)

傳統的紙質地圖由于表達內容少、攜帶不便、無法及時更新信息、容易破損等眾多局限性，已經無法滿足政務辦公的需求。利用移動GIS 技術、智能終端技術[1]，基于移動政務工作需求特點，設計實現滿足查圖、看圖、標圖的政務工作用圖系統，借助移動設備集成豐富的多要素各類地圖數據及地理信息服務功能，可以為現場分析、科學管理、科學決策等提供有效的輔助手段。

安徽省政務工作用圖移動端系統主要反映基礎地理信息、資源環境、經濟建設成就和科學發展規劃等，可以作為全省各部門合理配置資源，優化布局，調整結構，增強經濟綜合實力，以及宏觀決策、制訂規劃、行政管理、考察調研一體化的信息化平臺。該系統的編制對于信息交換、資源共享、結構布局，促進全省經濟和社會可持續發展，推進現代化美好安徽建設具有非常重要的意義。

一、系統設計

1.系統架構

安徽省政務工作用圖移動端系統通過面向服務管理架構（SOA）模式實現應用組件的有效整合，完成應用系統的統一化管理與維護。

數據層。網絡基礎設施提供TCP/IP、目錄和安全等資源服務，這些服務可通過開放、標準的接口和協議來存取[2]；系統和功能服務器提供數據庫、中間件、空間分析等服務。系統項目根據建設需求，對用戶、基礎地圖、圖組分類、反饋信息、標記、行程記錄、紀實詳情、地質災害、工作安排、截屏等數據進行調度和存儲。

業務層。業務層是應用層和數據層之間的媒介，是由中間件、服務進程等構成的系統平臺和應用平臺之間的服務平臺。業務層包括數據庫組件、數字地球、地圖瀏覽、地圖標注、數據更新、數據下載、版本管理、權限認證、工作安排、行程記錄、回顧紀實、意見反饋等功能。

應用層。應用層提供各種業務處理和管理處理的接口，并將處理的結果返回給應用層[3]，由應用層將其顯示給用戶。整體應用系統分為后端業務功能和終端業務功能兩類。后端業務功能是在系統后臺對系統的管理維護，包括用戶管理、職位管理、圖組管理、地圖制作、領導反饋和版本更新；終端業務功能是在后端的基礎上實現的功能系統，包括專題圖組、立體安徽、工作紀實和系統設置四個模塊。

2.系統運行環境

平板操作系統：Windows 或者安卓系統；CPU：1.0 GHz 以上；內存：最低2GB；硬盤空間：8 G 以上；網絡：4G 無線；屏幕分辨率：2160×1440。

3.系統功能設計

系統包括平面地圖、立體安徽、政務工作用圖紀實、系統設置四大部分。系統功能設計如圖1 所示。

圖1 系統功能設計圖

4.系統開發語言、工具

采用HTML5+CSS+Java Script 以及OpenLayers 等主流庫[4]，用HTML5 和CSS 實現界面搭建，用Java Script 實現數據交互。OpenLayers 是基于HTML5 的GIS 前端庫，主要負責GIS 數據的展示與交互。地圖渲染方式為Canvas，用于展示二維地圖。

二、關鍵技術創新

1.海量數據三維渲染

細節層次技術（LOD）是將原始的多面體建立面片模型，并根據視景遠近不同，對原始的面片幾何模型按不同的逼近程度進行簡化，以減少面片結構中的拓撲邊和結構面的數量，從而達到在不影響視覺效果的情況下降低數據復雜程度和IO 吞吐量的目的，提高多面體數據的訪問和渲染效率。

在三維虛擬仿真（VR）系統中采用LOD 技術，可以在現有網絡環境和硬件條件下，在保障高精度三維模型的仿真程度和VR 體驗感受的基礎上，大幅度提高三維場景及場景模型的繪制效率，從而實現基于海量數據的大區域三維虛擬場景的構建以及大區域場景的高速瀏覽。

2.系統集成Cesium 進行數據加載

系統集成Cesium 三維地形，接入天地圖衛星影像數據，結合地形高程數據、矢量數據、地質災害點數據等全方位顯示地形地貌，可以使用系統中的空間測量工具進行實地測量。

3.二維切片地圖

減少了傳輸數據體積，多級縮放數據信息接近無損，可直接在客戶端獲取指定地物的信息，無須再次請求服務器；樣式可改變和定制，矢量切片可以在客戶端或者服務器端按照用戶賦予的樣式渲染；對原始矢量數據重新編碼并切分，使之更小巧，只需返回請求區域和相應級別的數據；數據實時更新，當數據庫中的空間數據變化后，再次請求的數據是在線更新后的空間數據，客戶端渲染后是最新數據；用戶操作更靈活，可以只返回每個專題數據的圖層，而不是把很多專題數據渲染在一個底圖中；傳輸、加載速度快。

三、系統功能

1.平面地圖

系統收錄了150 多幅由安徽省第四測繪院權威編纂制作的專題地圖，包括世界圖組、中國圖組、安徽圖組、省轄市區域圖組、相關區域圖組、周邊省市圖組、專題模塊圖組、水利圖組等模塊并不斷更新，配合軟件內部的自由畫筆、標注等功能，提高了地圖的查詢效率和利用率，可滿足用戶指揮決策的需求。

界面包括地圖查看、涂鴉、截圖、簡介、標注、圖例、導航欄等。

2.立體安徽

立體安徽模塊在展示三維空間數據的同時，為用戶提供了多種工具：標注功能滿足自定義筆記的需求，方便不同角色的用戶對同一數據進行編輯；空間量算工具包括距離量算和面積量算，可以幫助用戶快速了解地形地貌特征；導航功能通過輸入起止地點可以調用高德地圖或者百度地圖服務，為用戶出行規劃路線；地質災害點查詢功能可以快速定位已知的地質災害點，獲取周邊衛星影像和規劃路線；礦山修復模塊可以查看全省礦山修復情況，并標出了礦山信息和修復范圍。

界面包括立體安徽瀏覽查看、標注、距離量算、面積量算、導航、地質災害點查詢、礦山修復情況查詢、圖層管理、地名地址搜索、二三維切換、視角控制和指南針工具等。

3.政務工作用圖紀實

政務工作紀實模塊貼近工作流程，對現場工作進行細致劃分，從考察前的預設工作線路，到工作中的攝錄現場情況，再到辦公室，都形成詳細的工作記錄，為工作留痕跡、為匯報留材料。包括新建工作紀實、現場工作紀實、查看工作紀實、回顧工作紀實等功能。新建工作紀實首要的功能就是預設工作線路，于出行前設定好路線，支持修改和刪除。現場工作紀實功能為現場工作提供拍照和錄像功能，為記錄現場的關鍵時刻與重要場景提供工具。查看工作紀實對當天的工作安排、考察線路進行綜合整理和展示。回顧工作紀實模塊對當天的工作安排、工作線路進行綜合整理和展示，并可以查看對應日期的工作紀實。

4.系統設置

系統設置模塊包括意見反饋、緩存管理、版本升級、后臺管理等功能。

四、結語

安徽省政務工作用圖移動端系統采用前后端分離的設計思路[5]，解決了后臺多類終端數據源同步問題、離線緩存技術問題、在線更新技術問題。在三維顯示上，系統采用了二三維一體化的地理信息平臺EV-Globe6.0 作為基礎地理信息平臺。該地理信息平臺可將海量影像數據、高程數據、各相關業務涉及的矢量數據一體集成管理，并實現了各類數據綜合高速瀏覽、一體管理，完全具備二三維一體化的四個特性：數據來源一體化，可視化效果一體化，操作一體化，編程一體化。安徽工作用圖移動端系統自上線以來運行良好，經過幾次迭代更新，系統仍保持良好、穩定的運行狀態，用戶滿意度較高。在歷次重大決策中，該系統都扮演著不可或缺的重要角色，輔助作出的決策也較好地服務于大眾。