安徽省政务工作用图移动端系统的研发

文/姜文聪 张建新 汪跃平(安徽省第四测绘院)

传统的纸质地图由于表达内容少、携带不便、无法及时更新信息、容易破损等众多局限性，已经无法满足政务办公的需求。利用移动GIS 技术、智能终端技术[1]，基于移动政务工作需求特点，设计实现满足查图、看图、标图的政务工作用图系统，借助移动设备集成丰富的多要素各类地图数据及地理信息服务功能，可以为现场分析、科学管理、科学决策等提供有效的辅助手段。

安徽省政务工作用图移动端系统主要反映基础地理信息、资源环境、经济建设成就和科学发展规划等，可以作为全省各部门合理配置资源，优化布局，调整结构，增强经济综合实力，以及宏观决策、制订规划、行政管理、考察调研一体化的信息化平台。该系统的编制对于信息交换、资源共享、结构布局，促进全省经济和社会可持续发展，推进现代化美好安徽建设具有非常重要的意义。

一、系统设计

1.系统架构

安徽省政务工作用图移动端系统通过面向服务管理架构（SOA）模式实现应用组件的有效整合，完成应用系统的统一化管理与维护。

数据层。网络基础设施提供TCP/IP、目录和安全等资源服务，这些服务可通过开放、标准的接口和协议来存取[2]；系统和功能服务器提供数据库、中间件、空间分析等服务。系统项目根据建设需求，对用户、基础地图、图组分类、反馈信息、标记、行程记录、纪实详情、地质灾害、工作安排、截屏等数据进行调度和存储。

业务层。业务层是应用层和数据层之间的媒介，是由中间件、服务进程等构成的系统平台和应用平台之间的服务平台。业务层包括数据库组件、数字地球、地图浏览、地图标注、数据更新、数据下载、版本管理、权限认证、工作安排、行程记录、回顾纪实、意见反馈等功能。

应用层。应用层提供各种业务处理和管理处理的接口，并将处理的结果返回给应用层[3]，由应用层将其显示给用户。整体应用系统分为后端业务功能和终端业务功能两类。后端业务功能是在系统后台对系统的管理维护，包括用户管理、职位管理、图组管理、地图制作、领导反馈和版本更新；终端业务功能是在后端的基础上实现的功能系统，包括专题图组、立体安徽、工作纪实和系统设置四个模块。

2.系统运行环境

平板操作系统：Windows 或者安卓系统；CPU：1.0 GHz 以上；内存：最低2GB；硬盘空间：8 G 以上；网络：4G 无线；屏幕分辨率：2160×1440。

3.系统功能设计

系统包括平面地图、立体安徽、政务工作用图纪实、系统设置四大部分。系统功能设计如图1 所示。

图1 系统功能设计图

4.系统开发语言、工具

采用HTML5+CSS+Java Script 以及OpenLayers 等主流库[4]，用HTML5 和CSS 实现界面搭建，用Java Script 实现数据交互。OpenLayers 是基于HTML5 的GIS 前端库，主要负责GIS 数据的展示与交互。地图渲染方式为Canvas，用于展示二维地图。

二、关键技术创新

1.海量数据三维渲染

细节层次技术（LOD）是将原始的多面体建立面片模型，并根据视景远近不同，对原始的面片几何模型按不同的逼近程度进行简化，以减少面片结构中的拓扑边和结构面的数量，从而达到在不影响视觉效果的情况下降低数据复杂程度和IO 吞吐量的目的，提高多面体数据的访问和渲染效率。

在三维虚拟仿真（VR）系统中采用LOD 技术，可以在现有网络环境和硬件条件下，在保障高精度三维模型的仿真程度和VR 体验感受的基础上，大幅度提高三维场景及场景模型的绘制效率，从而实现基于海量数据的大区域三维虚拟场景的构建以及大区域场景的高速浏览。

2.系统集成Cesium 进行数据加载

系统集成Cesium 三维地形，接入天地图卫星影像数据，结合地形高程数据、矢量数据、地质灾害点数据等全方位显示地形地貌，可以使用系统中的空间测量工具进行实地测量。

3.二维切片地图

减少了传输数据体积，多级缩放数据信息接近无损，可直接在客户端获取指定地物的信息，无须再次请求服务器；样式可改变和定制，矢量切片可以在客户端或者服务器端按照用户赋予的样式渲染；对原始矢量数据重新编码并切分，使之更小巧，只需返回请求区域和相应级别的数据；数据实时更新，当数据库中的空间数据变化后，再次请求的数据是在线更新后的空间数据，客户端渲染后是最新数据；用户操作更灵活，可以只返回每个专题数据的图层，而不是把很多专题数据渲染在一个底图中；传输、加载速度快。

三、系统功能

1.平面地图

系统收录了150 多幅由安徽省第四测绘院权威编纂制作的专题地图，包括世界图组、中国图组、安徽图组、省辖市区域图组、相关区域图组、周边省市图组、专题模块图组、水利图组等模块并不断更新，配合软件内部的自由画笔、标注等功能，提高了地图的查询效率和利用率，可满足用户指挥决策的需求。

界面包括地图查看、涂鸦、截图、简介、标注、图例、导航栏等。

2.立体安徽

立体安徽模块在展示三维空间数据的同时，为用户提供了多种工具：标注功能满足自定义笔记的需求，方便不同角色的用户对同一数据进行编辑；空间量算工具包括距离量算和面积量算，可以帮助用户快速了解地形地貌特征；导航功能通过输入起止地点可以调用高德地图或者百度地图服务，为用户出行规划路线；地质灾害点查询功能可以快速定位已知的地质灾害点，获取周边卫星影像和规划路线；矿山修复模块可以查看全省矿山修复情况，并标出了矿山信息和修复范围。

界面包括立体安徽浏览查看、标注、距离量算、面积量算、导航、地质灾害点查询、矿山修复情况查询、图层管理、地名地址搜索、二三维切换、视角控制和指南针工具等。

3.政务工作用图纪实

政务工作纪实模块贴近工作流程，对现场工作进行细致划分，从考察前的预设工作线路，到工作中的摄录现场情况，再到办公室，都形成详细的工作记录，为工作留痕迹、为汇报留材料。包括新建工作纪实、现场工作纪实、查看工作纪实、回顾工作纪实等功能。新建工作纪实首要的功能就是预设工作线路，于出行前设定好路线，支持修改和删除。现场工作纪实功能为现场工作提供拍照和录像功能，为记录现场的关键时刻与重要场景提供工具。查看工作纪实对当天的工作安排、考察线路进行综合整理和展示。回顾工作纪实模块对当天的工作安排、工作线路进行综合整理和展示，并可以查看对应日期的工作纪实。

4.系统设置

系统设置模块包括意见反馈、缓存管理、版本升级、后台管理等功能。

四、结语

安徽省政务工作用图移动端系统采用前后端分离的设计思路[5]，解决了后台多类终端数据源同步问题、离线缓存技术问题、在线更新技术问题。在三维显示上，系统采用了二三维一体化的地理信息平台EV-Globe6.0 作为基础地理信息平台。该地理信息平台可将海量影像数据、高程数据、各相关业务涉及的矢量数据一体集成管理，并实现了各类数据综合高速浏览、一体管理，完全具备二三维一体化的四个特性：数据来源一体化，可视化效果一体化，操作一体化，编程一体化。安徽工作用图移动端系统自上线以来运行良好，经过几次迭代更新，系统仍保持良好、稳定的运行状态，用户满意度较高。在历次重大决策中，该系统都扮演着不可或缺的重要角色，辅助作出的决策也较好地服务于大众。