GIS技术在智慧城市综合管理系统中的应用探索

徐明霞

摘 要： 为了提高城市综合管理效率，基于GIS技术构建了智慧城市综合管理系统，该系统应用B/S模式、Oracle 11g数据库，包括应急指挥、公共服务、市政工程、园林与环卫、违法监察、燃气管理、渣土管理、监督执法等多个功能模块。最后对系统的应用效果进行分析，结果表明该系统的应用可以提高城市管理效率，降低工作人员的工作量。

关键词： GIS技术; 智慧城市; 城市综合管理系统

中图分类号： TP311

文献标志码： A

文章编号：1007-757X（2019）06-0056-04

Abstract： In order to improve the efficiency of urban comprehensive management， this paper builds a smart city integrated management system based on GIS technology. The system uses B/S mode and Oracle 11g database， includes several functional modules such as emergency command， public service， municipal engineering， garden and sanitation， illegal supervision， gas management， muck management， and supervision and enforcement. Finally， the application effect of the system is analyzed. The results show that the application of the system can improve the efficiency of urban management and reduce the workload of the staff.

Key words： GIS technology; Smart city; Urban integrated management system

0 引言

随着我国城市化进程的建设加快，城市人口数量直线上升，规模不断变大，如果高效的完成大规模城市的综合管理工作，提升城市管理水平，成为社会研究和关注的热点。地理信息系统，简称GIS（Geographic Information Systems）在空间信息技术的支撑下发展十分迅速，并且在各个城市管理部门应用效果良好，因此如何利用GIS系统建设智慧城市的综合管理信息交互平台可以很大程度上提升城市管理水平，实现每个区域、每个时段的城市监控全覆盖，并实现不同城市管理部门之间的信息资源共享，提高管理决策的科学性和合理性，具有非常重要的实践和理论意义。

1 GIS技术在智慧城市综合管理系统中的应用的优势分析

当前城市管理存在发现不及时、处置不高效、评价不科学、管理不精细等问题，因此，构建新型的城市管理系统十分必要。GIS技术可以分析和处理海量地理数据，该平台操作简单，可以创造良好的用户体验，计算负载能力高，大大提升网络计算资源利用率[1-2]。基于GIS技术构建智慧城市综合管理系统的优势如下：

一是，使城市管理由“粗放型”转变到“精细型”。基于GIS技术构建智慧城市综合管理系统通过无线数据采集、监督执法等多个功能模块，通过网络、传感器、预警等全面感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用，提高城市运营和城市控制管理的效率，可以改变传统的城市管理问题发现不及时，处置不高效等问题，及时解决城市管理的“难点”问题，提升城市管理水平和居民的幸福指数，符合国家的发展战略。

二是，基于GIS技术构建智慧城市综合管理系统，应用了物联网技术、无线传输技术等形成了城市管理环，通过实时统计、监测分析第一时间、客观翔实地掌握城市管理相关数据，增加城市运营的可控程度，实现城市规划部门、交通部门、公共安全部门、市政公共设施管理部门等的信息共享，辅助各级领导进行科学的决策。

2 基于GIS技术的智慧城市綜合管理系统的设计与实现

2.1 系统网络拓扑

智慧城市综合管理系统在建设和应用过程中需要涉及到大量的城市空间数据和属性数据，需要利用GIS技术对这些数据进行管理和分析。基于GIS技术的智慧城市综合管理系统的网络拓扑结构如图1所示。

包括GIS服务器、数据库服务器、应用服务器、客户端等。平台选择B/S模式， GIS平台应用ESRI公司的Arc GIS系列软件。

（1） GIS服务器：安装Supermap iServer等软件，负责存储GIS空间数据，如城市基础地形数据、城市网格体系数据，并提供标准的数据接口实现数据共享;

（2） 数据库服务器：数据库选择安装Oracle 11g，存储城市管理数据、视频监督数据、监督员数据等。通过 Super Map SDX for Oracle Plus（空间数据库引擎）连接 GIS 空间数据库和Oracle数据库，实现系统数据的一体化存储。

（3） 应用服务器：选择Tomcat，管理城管通等应用平台。

2.2 系统架构设计

智慧城市综合管理系统是一个十分复杂的系统工程，整合城市管理与服务资源，涉及城市的应急指挥、公共服务、市政工程、园林与环卫、违法监察、燃气管理、渣土管理、监督执法等多个方面。智慧城市综合管理系统以物联网、大数据技术为支撑，以GIS系统展示为手段，实现城市管理的数据采集、分析及决策调度，为城市管理部门科学开展城市管理工作提供切实有效的管理手段。总体架构如图2所示。

表现层：该层位系统的前端界面，包括PC端、移动端等，通过浏览器实现系统的信息查询。该层的用户包括城市管理部门的相关领导、各个城市管理部门工作人员、监督员、监督指挥中心工作人员、呼叫中心、社会公众等，不同的用户设置相应的访问权限，身份验证正确之后才可查看系统中的相关内容。

应用服务层：该层是整个系统的核心和基础，主要有两方面的功能，一是，通过 Supermap iServer、Tomcat技术将城市管理相关的部件数据发布成标准的地图数据服务，提供给用户;二是，对采集的视频数据、城市燃气数据、环卫与园林、渣土数据等进行大数据分析，及时发布相关预警。

数据层：选择Oracle 11g作为数据库管理系统，存储城管业务表数据、组织机构表数据等属性数据。城市地名注记、建筑物、水系、道路、建筑物材质注记等基础地形数据，城市街道层、社区层、单元网格层、热点层、地标建筑物层等网格数据。

网络层：该层的主要功能是实现信息传输，包括 Wifi技术、ZigBee技术、视频线等有线和无线的通讯网等[3]。

感知层：该层识别物体、采集信息，信息采集之后转变成计算机可以识别、处理的形式上传到网络层，该层包括RFID标签和阅读器、视频摄像头、GIS位置感知、各种无线传感器等。

2.3 功能模块

（1） 应急指挥模块：该模块满足城市的日常应急管理，包括应急值守、应急预案管理、模拟训练、危险隐患管理、监控预警等[4]。

（2） 市政设施管理模块：对市政道路设施（如桥梁、涵洞、路灯、护栏、街路标牌等）的注册登记、维护、建设方案等进行管理，可实现信息查询、导入导出、信息打印等功能。

（3） 中心受理监督执法模块：该模块的主要作用是接收城市监督员城管通上报、社会公众12319电话举报或者视频监控中发现的问题，指挥中心接到举报之后核查、登记、定位、立案的工作之后，报告给上级管理部门，上级管理部门将相应的处理方法通过指挥中心传达给相关执法人员，保障各类城市管理问题的尽快解决，最终处理结果公示在公众服务模块中。中心受理监督执法流程圖如图3所示。

（4） 地理编码模块：该模块的主要作用为利用地理编码技术实现整个城市的地理坐标设计，使实际地址与空间地址吻合，还可以设置地形图的比例尺及面状市边界线、区界、街道界、社区界等，实现城市地理位置的查询和定位。

（5） 公众服务模块：该模块的主要用户为社会公众，可以查看城市管理的相关文件、举报问题的处理结果等，用户登录系统之后可以直接访问，无需身份验证。

（6） 智慧环卫与园林模块：环卫管理主要是对城市各区域的环境卫生质量、垃圾收集及运输等通过环卫保洁地图进行督导核查，在线查看各保洁路段上实时在线的环卫工人的人数、位置等，如果存在问题则发出告警信息，实现人员、车辆、部件、垃圾收运工作的自动化、智慧化、数据化监督管理。

园林管理主要是对城市的包括草地绿化和行车道树木基本资料、绿化增减、古树名木基本资料、园林绿化的设施等情况进行管理，可对相关信息进行查询、导入、导出、统计分析。

（7） 智慧渣土模块：覆盖渣土登记申报、运输指挥、场地监控、运输监督、移动监督、可视化分析六大模块，全面提升渣土运输监督管理效能。

（8） 燃气指挥监控实现：该模块有两方面的功能，一是对燃气企业的管理，采集、查询、修改、删除燃气企业信息如地址邮编、法人、联系电话等;二是，登记、查询城市燃气管道隐患管理信息，包括隐患类别、整改时间、整改结果等。

（9） 可扩展模块：包括视频监控模块、领导移动督查模块、微信城管参与模块、绩效评价模块等，可以根据系统的实际需求对模块功能进行开发。

2.4 系统实现

系统的功能模块众多，由于篇幅的原因，只对其中部分模块的实现进行详细叙述。

（1） 中心受理监督执法模块实现

中心受理监督执法模块利用监督指挥大屏幕可以直观的把控城市的各个事件信息，还可以实现对监督员、任何部件情况的查询，如图4所示。

监督员在工作过程中手持无线RFID设备，将卫星定位的无线设备坐标点经纬度Arr Xs、Arr Ys绘制城轨迹曲线则可以获得监督员的轨迹曲线，关键实现代码如下：

function draw Line By XY（Arr Xs， Arr Ys） {

var points = [];

for （ var i = 0; i < point Arr.length; i++） {

points.push（new Super Map.Geometry.Point（sp2d.lon， sp2d.lat））;

}

var style = {

stroke Color ： "blue"，

stroke Opacity ： 0.8，

stroke Width ： 3，

point Radius ： 6

}

if （null ！= vector Layer）

}

（2） 地理编码模块实现

本研究中通过.net的接口与回调机制实现地理编码子模块的查询和定位功能，用户输入需要查询的地址之后，地址字符串构建成数据库查询语句，根据查出全部满足地址条件的要素显示空间信息。关键代码如下：

//

定义地址字符串

p QF.Where Clause = s WC;

//

定义游标

IFeature Cursor p FC;

//

执行，获取满足地址条件的要素

p FC = p FL.Feature Class.Search（p QF， false）;

IFeature p F = p Feature Cursor.Next Feature（）;

//

将满足条件的要素放入选择集当中，进行地图显示

{

m_Detail Attribute.Show（）;

}

（3） GIS地图服务实现

GIS的功能主要对智慧城市综合管理系统的地图进行操作，以满足地图服务的基本需求。包括地图的全幅展示、缩小、放大、漫游，地图的街景切换、地图的面积量算等。街景浏览，点击地图上的“街景”按钮可进入街景浏览界面，利用立德街景系统已有的接口，该接口执行 Open GIS WMS 执行规范中的操作。

地图的全图展示、缩小、放大、漫游等利用ArcGIS Engine开发实现，关键代码如下：

//加载地图文档

private void loadMapDocument（）

//放大

{

axMapControl1.MousePointer = esriControlsMousePointer.esriPointerZoomIn;

flag = 2;

}

//缩小

{

axMapControl1.MousePointer = esriControlsMousePointer.esriPointerZoomOut;

flag = 1;

}

//漫游

{

axMapControl1.MousePointer = esriControlsMousePointer.esriPointerPan;

flag = 3;

}

//全圖

{

axMapControl1.Extent  = axMapControl1.FullExtent ;

}

3 系统应用分析

3.1 应用流程

基于GIS技术的智慧城市综合管理系统的应用流程如图5所示。

用户进入系统页面之后，需要进行身份验证，身份信息验证请求传递至Tomcat服务器，验证通过之后，系统跳转页面，根据用户权限显示相关信息，点击相应的模块如应急指挥、市政管理等进行查询即可获得相关结果。如果身份验证失败则显示错误信息，不能查询。

3.2 应用效果分析

基于GIS技术的智慧城市综合管理系统设计完成之后，进行试运行，结果表明该系统的运行稳定，各个功能模块均达到了预期的设计需求。同时选择20名城市管理部门的工作人员进行访谈，有85%工作人员认为该系统的应用可以及时发现城市管理中的相关问题，提高了城市管理效率;有90%的工作人员认为通过该系统可以实时查询相关信息，降低了工作人员的工作量，应用效果良好。

4 总结

本文主要分析了GIS技术在智慧城市综合管理系统中的应用，通过系统的功能模块可以实现城市的全方位监控，实时采集城市各区域的信息，及时发现、解决城市管理中存在的问题，提高了城市管理效率，为智慧城市的建设提供理论支持，随着信息技术的发展，智慧城市的建设将会更加成熟。

参考文献

[1] 王艳霞，李帅，吴砚辉.GIS技术在电力线路智能巡检系统中的应用[J].测绘与空间地理信息，2018，41（10）：194-195.

[2] 雷焕宇，陶国庆.基于GIS的通信光缆在线监测系统及其故障点定位方法[J].电工技术，2018（20）：74-75.

[3] 彭毅弘，郑凌云.基于无线ZigBee技术的隧道监测系统设计[J].仪表技术与传感器，2018（11）：68-71.

[4] 刘晓云.基于智慧城市视角的智慧应急管理系统研究[J].中国科技论坛，2013（12）：123-128.

（收稿日期： 2018.12.19）