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摘要:隨著信息化辦公時代的到來,國土自然資源的信息化管理成為一種必然要求,加快國土資源信息化建設,提高管理效率與水平成為普遍共識。國土資源掛牌出讓供地一直是政府部門比較關心的事情,及時準確的供地信息和供地進展,為相關部門掌握供地情況,輔助工作決策。該系統通過在線方式管理維護供地數據,解決傳統管理方式空間圖形數據上圖慢、過程繁瑣等問題。同時結合百度地圖提供的地理信息相關服務,使國土資源供地屬性數據與空間圖形數據相結合,使用Android系統移動終端進行數據展示,實現數據的實時便捷更新,確保數據現實性,為部門決策提供現實依據。
關鍵詞:供地數據;空間圖形;地理信息;自然資源
0引言
近年來,我國在科學技術領域不斷取得新突破,人工智能、物聯網、云計算、大數據等新技術得到了很大的發展與應用。全國互聯網應用基本普及,信息化辦公滲入到各行各業,提高了社會生產力,改變了社會生產關系。加快國土自然資源管理信息化,提高國土資源管理效率和水平、強化國土資源監管,推進國土資源管理方式轉變,已成為各級國土資源管理部門的共識。作為國土資源信息載體的國土資源數據,在國土資源各項管理工作中起核心支撐作用,是國土資源信息化的一項核心內容[1]。國土自然資源相關業務和地理信息聯系非常緊密,大多都涉及空間數據信息,隨著地理信息系統(GIS)的發展與國土信息化建設的不斷深入,地圖服務被廣泛應用到國土資源業務的各個領域。隨之帶來地理信息事業的蓬勃發展,地理信息公共平臺在各地區完成建設,為地圖服務應用提供環境支撐[2]。在互聯網環境中,使用較多的地圖服務API及開發SDK有百度地圖、高德地圖、天地圖等多種地圖服務,其中百度地圖用戶居多。百度地圖提供地圖瀏覽、地圖查詢、實時定位、坐標轉換等功能,同時提供功能完備的Android開發工具包與開發示例說明,功能強大且容易上手[3]。該系統主要解決自然資源供地數據的快速上圖及展示問題,通過在線數據更新維護,智能手機、平板電腦等移動終端的快速便捷查看,完成自然資源供地數據從坐標轉換、數據更新到移動端展示的完整工作流程,為相關業務部門提供實時數據支撐,輔助辦公決策。
1系統構架設計
系統總體構架分為支撐層、數據層、服務層和應用層4個邏輯層。(1)支撐層:系統的最底層和基礎層,系統運行的軟硬件環境,包括網絡設備、服務器、操作系統等。(2)數據層:服務器端存儲的國土資源供地數據,以文件形式存儲的ArcGIS的shp格式數據。(3)服務層:百度地圖提供互聯網端的相關地理信息服務和通過NewMapServer的WFS服務,通過服務接口可以查詢、修改服務源數據內容。(4)應用層:與用戶的交互層,包括移動端APP展示系統,B/S結構的Web數據管理維護系統和百度坐標轉換工具。整個系統運行形成一個串行流程,分為百度坐標轉換、數據上傳更新、數據移動端展示3個部分。流程中每個部分所涉及到的數據格式都是無縫對接的,無需額外處理。比如輸入勘測完成供地圖形數據的拐點坐標文件至百度坐標轉換工具,工具輸出Web數據管理維護系統所需的JSON格式字符串,通過WFS服務完成數據服務器端的存儲更新,更新后的供地數據詳細信息通過移動端APP軟件實時瀏覽查看。
2相關技術
2.1開發環境
系統開發使用Java語言,Eclipse作為集成開發環境(IDE)。Eclipse是著名的跨平臺的自由集成開發環境,最初主要用來作Java語言應用開發,現今通過安裝不同的插件,可以支持不同的計算機語言。系統的數據管理維護部分采用B/S結構,使用Eclipse結合struts2、Tomcat工具完成桌面端Web數據維護系統的開發工作[4]。Struts2是一個基于MVC設計模式的Web應用框架,它本質上相當于一個servlet,在MVC設計模式中,Struts2作為控制器來建立模型與視圖的數據交互。Tomcat服務器是一個免費的開放源代碼的Web應用服務器,屬于輕量級應用服務器,在中小型系統和并發訪問用戶不是很多的場合下被普遍使用,是開發和調試JSP程序的首選,Web應用簡單快捷。系統的數據展示部分基于移動端設備完成an-droid開發,Eclipse中安裝ADT(androiddevelopertools)插件,結合AndroidSDK進行Android應用軟件代碼編寫開發工作[5]。AndroidSDK是被用于為特定的軟件包、軟件框架、硬件平臺、操作系統等建立應用軟件的開發工具的集合,提供了An-droidAPI庫和開發工具構建、測試和調試應用程序。下載免安裝AndroidSDK工具包,使用SDKManager管理工具下載配置AndroidSDK開發版本進行開發。
2.2百度地圖
系統基于百度地圖獲取地理信息服務功能,百度地圖開放平臺擁有六大基礎地圖服務開放能力:定位、影像、出行、軌跡、數據、分析,并將六大服務能力免費開放給開發者使用。開發者注冊賬號后認證成為開發者,根據應用類型創建應用,選擇需要的功能,創建獲取密鑰進行開發。
2.3數據處理
數據處理分為存量數據和增量數據2個部分進行處理。存量數據是系統應用的數據基礎,一次性處理較多,使用ArcMap軟件和開發的百度坐標轉換工具相結合進行處理。百度地圖坐標系是一種加密坐標系,從真實坐標經過了2次坐標轉換。轉換后的坐標可以與百度地圖相匹配,但是位置和真實數據是有偏移的,并且這種偏移是不可逆非線性的。通過調用百度地圖Web服務接口可將真實坐標轉換成百度地圖坐標,但是這種轉換僅支持點對點之間的轉換[8]。因此,對于線、面的坐標轉換,首先需要將轉換對象轉換成點,完成坐標系之間的轉換后,再將對象恢復。由于該系統使用的國土資源供地數據屬性表結構單一且數據量很小,因此并沒有專門設計數據庫來管理數據,而是以存量數據為基礎,通過WFS(WebFeaturesServer)服務代替數據存儲功能。服務的可以使用ArcGis軟件自帶功能,也可以通過其他軟件進行數據服務的。該系統將整理好的shp格式數據通過部署的Newmap服務平臺Featureserver服務。
3系統功能實現
3.1坐標轉換
所有的電子地圖、導航設備,都需要加入國家保密插件,測繪完成的真實坐標數據需要經過國家測繪局按照特殊的算法進行加密偏移處理,將真實的坐標加密成虛假的坐標,才能出版和。這個處理過程是不可逆非線性變換,而加密后的坐標也常被人稱為火星坐標系統(GCJ-02)。百度坐標系(BD09)用大地坐標經緯度表示,是在火星坐標系統基礎之上,再加上百度自身的加偏算法形成的一套坐標系統,相當于在原始坐標之上進行了2次加密偏移處理[10-11]。因此,測繪真實坐標如果想在百度地圖上進行疊加顯示,必須首先將真實坐標轉換成百度坐標。國土資源供地數據外業測量成果都是平面坐標,單位是米,而百度地圖是大地坐標,單位是度。因此轉換工具需要首先將供地數據進行平面坐標進行高斯反算,獲得WGS84的大地坐標,得到經緯度,然后調用百度Web服務API接口進行百度坐標的轉換工作[12]。坐標轉換工具完成點對點之間的坐標換算,輸出JSON格式坐標字符串,直接作為Web數據管理維護工具的坐標輸入。
3.2WEB數據維護
基于B/S結構的桌面端Web數據維護系統部署、操作簡單,通過與WFS服務交互進行數據管理,主要完成數據的條件查詢、數據新增、修改、刪除等基本功能。NewMapServer的WFS服務包括feature、query、insert、delete等操作,通過向服務發送http請求,完成操作。請求中的每個參數變量完成不同的請求條件設置,比如請求圖層名稱、范圍、返回結果的格式、個數等信息。請求發出返回后,根據請求的設置格式解析返回數據,獲取供地數據的屬性及圖形拐點坐標,利用百度API提供的JavaScript類,構建百度地圖覆蓋物對象,疊加到百度地圖進行地圖顯示。
3.3移動端展示
移動端展示系統主要包括自然資源供地數據的屬性說明及統計、空間數據的地圖展示等功能,基于Android系統開發,并可在線進行版本更新,方便安裝部署。移動互聯網繼承了固定互聯網的很多技術,移動終端成為移動互聯網發展的重點之一,通過無線網絡技術上網接入互聯網的終端設備,既方便隨身攜帶,又為軟件運行和內容服務提供了廣闊的舞臺,并在位置信息、漫游信息以及業務創新模式等方面進行了拓展。依托移動互聯網技術,展示系統為自然資源供地數據的實時查看提供了一種捷徑。系統根據供地建設狀態、供地年份、土地用途等進行統計,并以柱狀圖、列表等形式進行分類展示,統計結果一目了然。跟蹤具體某一宗地,查看屬性說明并且可以進一步進行地圖定位,將宗地空間圖形疊加到百度地圖進行顯示,被疊加的百度地圖底圖可以在矢量地圖和影像地圖之間進行切換(圖6)。
4結語
移動GIS結合了地圖瀏覽、地圖查詢、實時定位、視頻瀏覽等多媒體功能,同時與其他移動信息相互集成,進一步提高了信息獲取、分析、決策的效率,實現了移動數字化生活辦公的全覆蓋[15]。目前,由于坐標轉換等原因,將類似百度地圖等互聯網地圖資源應用到自然資源國土業務還比較少。該文為國土資源供地數據與百度地圖的結合使用提供了一種實踐方法,將互聯網電子地圖服務應用到自然資源業務處理工作中,通過應用程序的開發,結合移動端設備的使用,提供方便快捷的地理信息服務。該系統解決傳統工作方式上圖慢、過程繁瑣等問題,為相關部門提供實時供地數據的動態信息,輔助工作決策,為自然資源供地數據信息管理與應用提供了一個便捷工具,具有較好的實用價值。然而,該實踐也存在一些不足,需要下一步進行探索完善。由于數據量較少且表結構單一,數據以文件形式存儲,通過WFS服務方式進行數據交互。但對于數據量大、存在多種表結構相關聯的情況,通過WFS服務方式可能不能解決問題。因此,服務器端數據庫的設計使用將是該文下一步需要探索解決的問題。
作者:皮青山 范新成 季鵬 單位:臨沂市國土資源局測繪院