ArcGIS REST API和OpenLayers在生态园林城市建设中的应用

王禹杰，王志安，吕永来

(1.合肥市测绘设计研究院，安徽 合肥 230001； 2.中铁五局集团第一工程有限公司，湖南 长沙 410117)

1 引 言

园林绿化工作是城市重要的基础设置，是百姓生活最关注的民生问题之一。深入开展园林城市建设，不断提升城市绿化品质，符合习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神，符合绿水青山就是金山银山的发展理念，坚定不移走生态优先、绿色发展道路，持之以恒推进生态文明建设，有利于保护和管理我国绿地、湿地、林地等生态资源[1～3]。

但是，园林城市的建设离不开各类数据支撑。现阶段，住房和城乡建设部对数据的采集和统计工作十分重视，每年都要对所辖行政区划分范围内的各类园林资源进行详尽的调查统计和上报。历年来，城市园林绿化主管部门仍沿用传统而低效的手工方式对园林数据进行管理，存在如下问题：①数据更新不及时，无法动态获取城市绿地、林地及湿地等资源的现状情况；②实时数据获取灵敏度缺失，不能进行合理的空间分析，在园林动态监测与管理上存在不足；③园林资源的历史数据无法信息化存储、备份及恢复；④养护巡查及考核监督无法电子审批、信息化管理，无法实现快速有效的监督[4，5]。

生态园林城市建设的各个环节都与空间地理信息密切相关。为更好优化城市绿地信息系统空间格局，实现园林资源信息化、精细化管理，按照《城市绿地分类标准》(CJJ/T85-2017)新标准，兼顾国家绿地资源评价指标统计需求，建立园林资源信息查询与统计系统，进一步提高生态园林资源信息管理的精准性，提升园林绿化的综合管理水平。

2 关键技术

2.1 多元异构数据管理与一站式空间信息服务

研究区园林资源包括现状绿地、湿地、林地、森林公园、湿地公园、古树名木、行道树等多种资源，数据丰富，种类多样，数据源结构、存储方式上存在较大差异。为消除多源异构数据对系统开发、迭代及维护的影响，使用空间数据库DBMS存储园林资源数据，提供高性能的空间数据管理接口[6]，支持多种空间数据格式转换，实现数据共享和并发访问功能，并建立丰富的地理信息数据模型，支持立体、栅格、拓扑、矢量、注记等多种数据模型，保证海量数据的高度完整性，为系统建设提供数据支撑。

采用OGC标准协议，构建地理空间信息服务框架体系，提供功能各异的一站式空间信息服务功能，实现对于不同格式数据的一个平滑、无缝、透明的格式转换功能，实现对于矢量、栅格等多种数据格式的统一管理，从而为空间数据服务提供数据基础。

2.2 ArcGIS REST API与OpenLayers

ArcGIS REST API是ArcGIS平台提供的REST风格的Web服务，以接口的形式对外开放，帮助用户获取空间数据相关信息。通过ArcGIS平台，利用ArcGIS Server，将现有的数据发布成MapServer等相关服务，通过构建url，向服务器发送Http请求，利用ArcGIS REST API调用GIS服务，获取地图、要素、影像等数据，以json、kmz、html等形式返回给客户端，通过客户端处理，将结果呈现给用户[7～10]。

OpenLayers是专为WebGIS开发设计的Javascript包。本系统中利用OpenLayers实现对ArcGIS RESTAPI请求回来的数据的处理与展示，不仅包括放大、缩小、平移等基本的地图操作，还包括要素拾取、图叠加、特征展示等复杂操作[11～13]。

3 系统设计

3.1 总体设计

系统对地图信息的访问及显示，既需要地图服务的支持以实现图层切换、图层信息展示，又需要各类园林数据模型的支持以实现各类数据的查询、统计结果展示。因此采用三层架构设计方法对系统进行分层设计，遵循统一的标准及安全保障体系，将系统设计自上而下分为基础支撑层、逻辑业务层和应用表现层，各层相对独立，单一依赖。三层架构示意图如图1所示：

图1 系统总体设计

在网络环境与软硬件环境支持下，基础支撑层利用数据库平台对现状绿地、林地、公园绿地、湿地及古树名木等数据进行统一管理与维护，模型包括各类园林资源数据模型，采用ASP.NET Core语言编程实现。

逻辑业务层开发以ASP.NET Core语言为主，辅以Python语言，实现各类模型与数据库的连接。系统通过ArcGIS REST API实现数据访问与获取，通过对客户端发送的Http请求的处理，将数据响应给客户端。

应用表现层提供人机交互界面，主要分为查询统计及专题统计两大模块，选用Angular前端框架，辅以JavaScript及CSS语言进行开发。客户端发起请求，请求经过逻辑业务层处理，实现对基础支撑层数据库的访问，最终系统将请求结果以json格式响应给客户端，经过浏览器渲染，展现给用户。

3.2 系统功能设计

系统功能包括各类园林资源的展示；根据不同类型园林资源，按照给定查询条件，查询相关要素信息，将查询结果以表格形式反馈给用户，并将要素在地图上进行高亮显示；提供专题统计功能，按照不同专题统计各类园林资源，将结果以图表形式展示给用户，并提供打印下载功能，方便用户掌握辖区内各类园林资源。系统功能模块设计如图2所示。

图2 系统功能设计

4 实例应用

4.1 研究区概况

研究区为我国首批三个园林城市之一、绿化先进卫生城市。近年来，随着研究区绿化工程启动，城市绿化进入高速发展阶段，自2002年以来，市区公园绿地增长约 260 hm2，在2006年底，研究区各类园林资源 16 233.096 hm2，其中公园绿地面积 2 501.94 hm2，人均公园绿地面积达到了 9.26 hm2。但是随着经济建设发展及行政区划调整，市域绿地系统结构发生极大改变[14～17]。本文严格遵循“绿线管制”制度，利用城市现有园林资源，城市基础设施，构建园林资源查询统计系统，为职能部门发展网格、完整的绿地系统决策提供辅助支持。

研究区园林绿化资源部分数据由合肥市林业和园林局提供，部分数据利用航拍影像进行数据采集。

4.2 查询模块

查询模块不仅实现了不同园林资源的显示，同时实现了各类园林数据的查询结果显示功能。如图3所示。

在图3、图4中，按照输入的查询条件，查询满足条件的现状绿地，将查询结果显示在页面中，点击其中一条查询结果，该记录高亮显示，并且在地图中放大显示该公园的形状，并且在界面右侧显示该公园的详细信息。

图3 现状绿地查询界面

图4 现状绿地查询结果界面

4.3 统计模块

统计模块针对不同的园林资源，提供不同风格的统计样式，以图表的形式显示给用户。统计效果如图5所示。

如图5所示，在现状绿地资源的统计中，分别按照“公园绿地”“防护绿地”“广场用地”“区域绿地”和“附属绿地”统计分区绿地的个数和面积，以饼状图、柱状图和表格的形式展现给用户。

5 结 语

本文利用WebGIS相关技术和互联网技术，结合研究区生态园林城市建设的实际需求，从实用性出发，设计和构建了园林资源查询统计系统，以简洁但逻辑性较强的界面设计和丰富的功能开发解决了生态园林城市建设中数据管理维护困难、信息获取不及时和信息查询统计不便等痛点，为推荐生态园林城市建设、生态资源保护提供辅助意见。