城市住房保障数字地图系统设计与实现

王新刚，孔云峰

（1.河南大学 环境与规划学院，河南 开封 475001）

城市住房保障数字地图系统设计与实现

王新刚1，孔云峰1

（1.河南大学 环境与规划学院，河南 开封 475001）

针对公众对于住房保障信息的需求，设计并实现了一个互联网城市住房保障数字地图系统。系统采用基于SOA架构的WebGIS技术，集成地理数据库、Web地图服务、RIA等技术。详细探讨了系统功能设计、地理数据库设计和ArcGIS程序设计。通过Flash Builder、Python、JavaScript等程序设计，实现了浏览器端住房保障地图制图、信息查询和更新维护等应用。

住房保障；地图；系统设计

目前，我国住房保障工作重点是解决低收入家庭住房问题。规范住房保障业务管理流程，提高保障住房分配效率与公平性，是地方政府主管部门的重要任务。针对公众和管理决策部门的需求，有必要建立GIS住房保障数字地图系统，提供保障住房的规划、项目、房源、环境、统计等信息的查询和分析。我国城市住房保障事业总体上处于初级发展阶段，仍在不断探索住房保障的空间规划、投资模式、公平分配和可持续发展机制[1-3]。建立住房保障地理空间数据库，制作专题地图，向社会发布住房保障信息，对于提升城市住房保障管理水平、促进住房分配公平具有重要的意义。

GIS专题制图和空间分析在住房保障决策和服务方面作用巨大。从地理空间的角度，保障住房的集中建设，会造成低收入群体的空间聚集[4]。保障住房的空间选址会影响整个城市的社会空间演变[5]，保障住房远离经济型公共交通设施和公益型服务设施，将导致“集中化”和“边缘化”的空间分异行为[6]。基于公平、公开原则，以数字地图展现保障住房空间规划、项目建设、房源分布、保障对象、补贴统计、配租状况等信息，为公众提供其所关心的住房保障信息，是公众参与住房保障事业的基础；同时为住房保障需求分析、战略规划、项目选址、房源筹集等提供决策依据，便于管理部门科学分析保障住房的空间布局与规划选址。

基于以上分析，本文针对城市住房保障管理需求，利用WebGIS技术，设计并开发住房保障数字地图系统。系统部署在互联网环境中，能为管理人员和社会公众提供一个基于地图的住房保障信息应用平台。

1 系统架构设计

面向服务的体系架构（SOA）是一种全新的软件体系架构，以松耦合、位置透明、协议透明等特点逐步成为最有发展前途的体系结构[7]。具体应用程序的功能是由一些松耦合并且具有统一接口定义方式的服务组件组合构建起来的。基于SOA的架构是从业务操作和流程的角度构建的，能够提供良好的业务扩展性；服务请求者到服务提供者的绑定与服务之间具有松耦合性；所有的程序功能封装为不同的服务，具有开放性。

为满足公众用户的需求，住房保障数字地图系统采用SOA架构，基于GIS Web Service技术实现一站式服务管理，形成空间数据共享和互操作机制，并在浏览器环境下获得空间信息查询浏览功能，实现了分布式环境下数据、功能与应用服务。整个系统划分为数据层、服务层、业务逻辑层和表现层（图1）。

图1 系统架构

以ESRI ArcGIS为例，各层的实现方式如下：① 在数据层，基于Geodatabase管理基础地理数据和住房保障业务数据，使用ArcGIS完成数据整理、数据库设计、数据库建库和地图设计。②服务层提供地图制图、地图编辑、地理分析和数据交换等服务，采用ArcGIS Server创建各类服务。③业务逻辑层搭建在ArcGIS Server平台上，通过API编程实现地图制图、数据查询、地图数据维护、数据交换等功能，以及在线地图资源的调用。④表现层支持在常见浏览器中以网页的形式运行系统。

2 系统设计

2.1 功能设计

系统功能设计如图2，实现了“一图知保障”。社会公众需通过互联网络，浏览和查看城市的各类住房保障空间规划、项目和房源分布的详细信息等；了解市区、街道和社区不同尺度住房保障申请、补贴、配租和购买统计状况；通过地图查看某个项目或房源周边地理环境，包括区位、交通、环境、设施等。业务管理人员可通过系统维护地理数据。系统分为公众版（外网）和专业版（内网），其中地图维护和系统接口仅包含在专业版。

图2 系统功能结构图

2.2 地理数据库设计

根据数据需求，将地理数据划分为专题数据和基础数据。专题数据包括规划数据、项目数据、房源数据、住房保障统计、基础房产等。基础地理数据底图作为住房保障专题数据的参考信息，可采用城市基础地图，也可采用在线地图。图层设计如表1所示。

表1 地理数据类型和图层设计

为便于住房保障数据的GPS采集，也充分利用在线地图资源，专题地图数据采用WGS84地理坐标系。地图设计中采用Web墨卡托投影空间参考坐标系，方便专题数据与在线地图进行叠加，避免城市基础地理建库与更新的成本。利用Google、ArcGIS、Bing、百度等在线地图作为底图，具有多方面的好处：访问速度快，地图更新较为及时，对公众免费，商业化应用收费也相对低廉。因我国法令要求在线地图必须加密，其位置有非系统性的偏移，在地图系统中需进行一定精度的纠偏。对于住房保障地图，通过ArcGIS Server软件发布Web服务。在Web地图等服务的支持下，进行应用系统设计和开发。

2.3 程序设计

基于SOA架构和Web底图服务，可采用多种常见的程序设计方式进行系统软件开发。根据系统功能需求的特点，可采用4种方式设计程序：①Flash Builder程序设计。基于ArcGIS FlexViewer开发富客户端WebGIS，实现地图操作、地图内容选择、底图选择、空间查询、文字查询、地图数据维护、地图保存等功能，为用户提供一个界面美观、操作简单的信息查询与更新地图系统。②JavaScript程序设计。基于地图API，设计交互式地图网页，实现地图底图管理、专题制图、地图操作等基本功能，主要用于和其他系统集成，方便其他系统将住房保障地图嵌入其界面中。③ASP．Net程序设计。住房保障地图提供了基本的住房保障信息，用户如查询更详细的住房保障信息信息，需要从其他业务系统调用。住房保障统计信息也处于持续的更新中，需要在底图中及时更新。为保证系统数据的实时性和安全性，采用Web Service技术实现地图系统与其他系统间的数据交换。通过ASP．Net网页和C#程序设计实现地图系统与住房保障信息系统的信息交换，保证地图系统的实时性，并适时查询住房保障业务数据细节。④Python程序设计。基于ArcGIS提供的Python站点包，设计ArcGIS地理处理工具，如基础地图更新、地图投影变换等，辅助地图系统中一些功能在服务器端实现。

3 关键技术

本文采用ArcGIS提供的WebGIS框架进行系统软件开发，并在湖北省黄石市投入使用，界面效果如图3所示。除使用常规WebGIS开发技术外，作者利用FlexViewer微件、HTML页面iFrame、Python等程序设计技术完成了系统开发。

图3 系统界面

ArcGIS FlexViewer微件（Widget）是为实现某项特定功能而对一组相关操作的封装，可以实现地图资源的调用和服务器端资源的访问。微件可以独立开发，通过配置文件决定提供微件的种类，从而决定系统实现的业务功能。图4中BaseWidget是所有 Widget的基类，每一个 Widget都将编译成独立的 swf文件。IBaseWidget接口定义了 WidgetManager与Widget进行交互的方法，BaseWidget实现了这个接口。

本文使用ArcGIS FlexViewer提供的微件技术设计了多个地图操作功能，包括按行政区地图导航、地图底图选择、当前地图保存等微件。

图4 Widget设计原理图

为满足在其他系统嵌入住房保障地图的需求，本系统提供了地图调用接口。设计HTML地图页面，该页面通过iFrame方式潜入到其他页面中，宿主页面调用地图页面的JavaScript函数控制地图导航和内容更新。本系统提供了住房保障统计地图、住房保障项目、住房保障房源等地图调用接口。这些页面可以直接调用，也可以通过iFrame标签嵌入在其他页面中。图5是将住房保障统计地图嵌入住房保障信息系统的一个示例。

图5 社区申请住房保障的统计地图

ArcGIS Python程序设计能方便地处理服务器端较为复杂的GIS操作。本系统采用Python程序设计实现基础地图数据更新、基础房产数据查询与更新等功能。利用ArcPy提供的地理数据查询、投影变换、导出等功能开发若干系统维护工具，并发布工具为Web地理处理服务，使得系统维护功能开发极为简单。

4 结 语

城市住房保障数字地图系统是基于互联网的住房保障信息地图展示、查询和维护的GIS应用平台。采用SOA架构设计，具有较好的开放性和扩展性；应用ArcGIS软件，具有强大的地理数据管理、地图制图、地图服务功能；引用在线地图作为地图底图，提供了高分辨率的影像和街道图，地图内容丰富；利用多元化的程序设计方法，解决地图数据更新、与其他系统集成、地图管理等技术问题；使用RIA与聚合技术，实现良好的用户操作体验和响应速度。系统是公众参与保障事业的信息平台，也为管理部门科学分析和规划保障性住房提供了决策依据。

[1] 杨靖，张嵩，汪冬宁．保障性住房的选址策略研究[J]．城市规划，2009,33(12):53-58

[2] 宋伟轩．大城市保障性住房空间布局的社会问题与治理途径[J]．城市发展研究，2011,18(8):103-108

[3] 李赫．保障性住房可持续发展研究[D]．长春:长春工业大学，2013

[4] 焦怡雪．促进居住融和的保障性住房混合建设方式探讨[J]．城市发展研究，2007,14(5):57-61

[5] 郑思齐，张英杰．保障性住房的空间选址:理论基础、国际经验与中国现实[J]．现代城市研究， 2010(9):18-22

[6] 郭菂，李进，王正．南京市保障性住房空间布局特征及优化策略研究[J]．现代城市研究，2011(3):83-87

[7] Reilly D，Reilly M． Java 网络编程与分布计算[M]．北京:机械工业出版社，2003

P208

B

1672-4623（2015）06-0164-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.06.055

王新刚，博士，主要从事地理信息系统和城市问题等研究。

2014-05-29。