基于HTML5和LBS的城建档案移动应用

杨 梅，杨卫军，郭 亮，杜剑光

（1.广州市城市规划勘测设计研究院,广东 广州 510000）

为了更好地服务于领导层的决策，让领导能随时随地查看城市建设的历史情况，高效迅捷地开展后续工作，城建档案馆在现有的广州市城建档案检索系统及基于WebGIS的档案检索系统基础上，研究了基于移动的城建档案检索应用，开发了基于Html5和LBS的城建档案检索系统。基于Html5的城建档案检索系统的建设是以实现移动设备上各类城建档案专题信息查询、分析为目标，使用Html5技术[1]，根据广州市城建档案馆信息化、数字化建设的实际情况，最终建成支持移动终端的城建档案检索系统。基于LBS的城建档案管理系统是将无线局域网技术、无线通信技术、全球定位系统等整合到移动设备中，将城建档案空间数据检索、分析等工作移植到移动终端上来完成[2]。考虑到广州市基础地理信息以及档案红线数据的保密性和安全性，本文中基础地理信息地图数据使用离线方式组织管理，档案红线数据使用在线方式访问，并设计了多种安全策略进行数据保护，既利用了移动终端易携带、成本低、体积小、功耗低等特点，又保证了数据的安全。

1 Html5技术

Html5是W3C最新的Web标准，是目前Web应用热点，未来有可能取代Flash、JavaFX、Silverlight等技术，成为Web应用的主流平台，几乎所有移动终端的浏览器（safari、Chrome、UC、IE9等）均支持Html5[3]。Html5的出现让移动平台的竞争由系统平台转向了浏览器之间。相比于Html4，Html5具有以下优势特征：①离线缓存为Html5开发移动应用提供了基础。②音频视频自由嵌入，多媒体形式更为灵活。③地理定位，随时随地分享位置（充分发挥移动设备定位上的优势，推动LBS应用）。④Canvas画板绘图，提升移动平台的绘图能力。⑤专为移动平台定制的表单元素。⑥丰富的交互方式支持。⑦双平台融合的App开发方式，提高工作效率。⑧Html5可以直接使用跨平台数据而不用后台API，大大降低研发、维护成本，且呈现效果几乎没有区别。⑨地图类能充分发挥Html5对于离线缓存及地理定位方面的功能[4]，将底图下载到本地，然后配合定位进行搜索、导航等功能（形式灵活，不用提前下载大容量的地图包，节省流量）。

2 城建档案移动应用架构设计

2.1 物理架构

系统的物理架构如图1所示。城建档案检索系统目前已接入政务外网，如果要使用移动终端，则必须接入互联网，主要通过电子政务中心VPN设备来实现与互联网的链接。应用程序调用ArrayNet VPN API来进行安全认证，通过GPRS网络来与VPN设备和应用程序服务器进行通信。应用程序兼容了iPad，适应移动设备屏幕。采用这种系统结构，不管通过传统PC访问还是移动设备访问，其服务端是同一套，而仅针对其客户机代码进行改造，以适应移动设备上的浏览器。

2.2 逻辑架构

1）基于Html5的城建档案检索系统逻辑架构。如图2所示，系统包含数据源、数据接口、业务逻辑、逻辑校验、业务操作端等5个层次。同时在系统安全性方面，设计了系统管理、网络设置以及数据安全等策略。

2）移动GIS架构。移动GIS体系结构包含硬件和软件。硬件由智能移动终端设备、无线通信设备、无线定位设备等构成；软件包括嵌入式操作系统和离线式移动GIS应用系统[5]。移动GIS应用系统包含空间数据库（MSD）、空间数据管理引擎（MSDME）、空间数据搜索引擎（Query）、可视化引擎、路径规划引擎、移动通信模块（GSM）、移动定位模块（GNSS）等。其中，GNSS模块和GSM模块为辅助定位和基于个人位置服务提供保障；MSDME管理用户的交互操作及电子地图的缩放、漫游、处理等；Query模块完成空间数据的查询操作。其结构如图3所示。

图1 物理架构图

图2 基于Html5的城建档案检索系统逻辑架构图

图3 离线式移动GIS体系结构

3 城建档案移动应用系统的实现

3.1 移动应用系统实现过程

基于Html5的城建档案检索系统在城建档案专题数据的支撑下，采用OOA&D进行设计，使用AJAX、Html5跨平台技术，在Win7操作系统，Net开发平台，浏览器Chrome、Safari、IE9等环境下进行系统实现。图4为基于Html5[6,7]的移动应用程序结构。系统功能主要包括馆藏全库通用检索、业务分类通用检索、馆藏类别检索、业务分类检索、分局档案检索、档案预约以及档案统计。

图4 HTML5的移动应用程序结构图

基于LBS的城建档案检索系统在基础地理信息数据与城建档案专题红线数据的支撑下，主要是在JDK1.6、Flex Builde,4.0、ArcGIS Server10.0、Oracle 10g环境下开发，通过基础地理数据离线访问、专题红线数据在线访问的方式进行系统实现。系统功能主要包括档案数据管理、档案数据搜索、分析以及档案定位。

3.2 空间数据组织管理与调度策略

移动GIS应用系统中数据分为2大类：地理信息基础底图和档案专题红线数据。空间数据一般比较大，而移动设备的存储容量比较有限，且处理速度低于普通的PC机，底图数据的离线方案设计时需考虑以下3个方面：

1）数据的存储与组织管理。为了降低移动设备的内存消耗，缩短处理时间，提高数据响应速度，广泛使用的是基于金字塔结构和四叉树结构的索引算法。数据访问流程为：将GIS服务器发布的缓存地图切片数据拷贝到移动设备上，相应GIS平台的Map控件计算需要加载切片的row、col、level参数，再使用相应切片访问接口（GetTileUrl方法）提供如何获得指定参数的切片文件，最后拼接成完整的底图。

2）数据离线更新。当底图数据有更改或增加时，在系统中同步更新也是需要考虑的问题。首先明确需要更新的数据区域，然后发布响应的区域数据切片，再更新到移动存储设备上即可。

3）数据安全设计。离线式移动GIS中数据安全策略设计为：①采用操作系统或应用系统所带的身份验证机制。除了给移动设备加设密码保护，还要给数据存储文件加设密码以及应用程序使用账号登录访问。②数据存取的安全与保密。其主要包括：对不同级别的用户，通过不同的操作权限实现地数据存取的限制；对不同类别的数据设置不同的访问权限；建立运行日志文件，跟踪系统运行；对数据进行加密；通过数据转储、备份与恢复确保数据安全。③系统物理安全设计主要满足设备的技术安全要求，如在移动设备上配置指纹识别应用。④人员的安全。主要对与安全保密相关的结构和人员进行规范，确定相应的主管机构和管理办法，指定应急方案和各种安全防范规章制度，同时加强安全意识教育。⑤具备防病毒的能力，部署防攻击设备（防火墙）以及实时监测系统。

图5～图8为城建档案检索系统成果截图。

图5 系统首页截图

图6 档案分类检索截图

图7 网上展厅截图

图8 基于LBS的档案检索结果展示截图

4 结 语

目前，Html5和LBS的城建档案信息检索系统已在广州市规划局及各区子单位使用。实践证明，系统提供了快捷、形象的电子档案浏览功能；为各级领导提供方便、快捷的服务，为城市建设管理作出了不可忽视的贡献；实现了移动终端上城建档案信息与GIS信息的关联，达到图文一体化的效果。同时，在安全措施的正确实施下，保证了广州市基础地理信息数据、档案数据的安全性和保密性。

[1]沈涛.基于Html5技术的产品演示系统设计与开发[D].北京:北京交通大学,2011

[2]郭峰林,胡鹏,王玉萍,等.离线式移动GIS关键技术研究[J].微计算机通信,2007,23(34):179-181

[3]王潇.基于Htm5与Nodejs开发实时性网页对战游戏坦克大战[EB/OL].http://wenku.it168.com/d_000235089.shtml

[4]王晓.基于Htm5的矢量地图发布关键技术研究[D].南京:南京师范大学,2011

[5]王方雄,吴边,怡凯.移动GIS的体系结构与关键技术[J].测绘与空间地理信息,2007,30(6):12-14

[6]徐卓揆.基于Htm5、AJAX和Web Service的WebGIS研究[J].测绘科学,2012,37(1):145-147

[7]伍杰华.基于CSS3的Htm5网页表单研究与定制[J].计算机与信息技术,2011(12):57-59