中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所 黃 瑞

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中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所 袁艷明

基于GIS園林嵌入式調(diào)查系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所 黃 瑞

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中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所 袁艷明

本系統(tǒng)針對園林監(jiān)管的現(xiàn)場工作特點(diǎn)，結(jié)合了已有系統(tǒng)建設(shè)，利用地理信息技術(shù)、無線通信技術(shù)和全球定位技術(shù)，將移動監(jiān)管終端與遙感數(shù)據(jù)相結(jié)合，建設(shè)成一個城市園林移動辦公的古樹名木業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，使園林監(jiān)管現(xiàn)場工作與室內(nèi)辦公能夠結(jié)合起來，實現(xiàn)中心和移動終端之間雙向的消息和數(shù)據(jù)傳送，從而形成一個能夠全面、實時、快速地反映城市園林綠化狀況的工作體系。通過對系統(tǒng)進(jìn)行的測試表明，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。

地理信息系統(tǒng)；園林信息管理；自適配通信環(huán)境；嵌入式

引言

園林綠化管理部門需要描述復(fù)雜多變的園林資源如綠地、古樹、名木等的分布和相關(guān)信息。將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于園林綠化管理，是園林科研的一個新領(lǐng)域，也是時代和科技發(fā)展的新趨勢。

1 系統(tǒng)需求和總體設(shè)計

該系統(tǒng)針對園林監(jiān)管的現(xiàn)場工作特點(diǎn)，利用地理信息技術(shù)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）、全球定位技術(shù)（GPS）和無線通信技術(shù)相結(jié)合，建設(shè)成一個由移動終端和中心支持系統(tǒng)有機(jī)組成的城市園林移動辦公的名木古樹業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，使園林監(jiān)管現(xiàn)場工作與室內(nèi)辦公能夠結(jié)合起來，實現(xiàn)中心和移動終端之間雙向的消息和數(shù)據(jù)傳送，在外業(yè)工作中能夠進(jìn)行實時數(shù)據(jù)查詢和下載、在移動終端上能夠進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集和處理、并能夠使用遙感圖像和電子地圖進(jìn)行定位和屬性信息采集。從而形成一個能夠全面、實時、快速地反映城市園林綠化狀況的工作體系。關(guān)于系統(tǒng)中的現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)，分為“任務(wù)”及“報文”兩種格式進(jìn)行管理?！叭蝿?wù)”作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)部分，以區(qū)域為單位進(jìn)行管理，“報文”是記錄關(guān)于任務(wù)的每一次的現(xiàn)場調(diào)查過程，每個任務(wù)是一個或多個報文的集合。

2 總體流程

業(yè)務(wù)人員通過中心支持子系統(tǒng)創(chuàng)建任務(wù)，然后通過電話傳達(dá)至區(qū)縣局，區(qū)縣局根據(jù)所下派任務(wù)安排調(diào)查人員使用移動終端實施外業(yè)調(diào)查，實時上報自己的當(dāng)前位置、新建報文過程，將采集到的古樹名木屬性信息作為報文通過通信網(wǎng)關(guān)子系統(tǒng)實時上傳至中心數(shù)據(jù)服務(wù)器。內(nèi)業(yè)人員通過中心支持子系統(tǒng)查看已上傳的報文過程，并對調(diào)查人員上傳的報文過程進(jìn)行修改確認(rèn)。

當(dāng)調(diào)查結(jié)束、內(nèi)業(yè)報文過程確認(rèn)工作完成后，業(yè)務(wù)人員即可訪問中心支持子系統(tǒng)對其所創(chuàng)建的任務(wù)進(jìn)行結(jié)案。

任務(wù)結(jié)案后，業(yè)務(wù)人員通過園林綠化GIS系統(tǒng)查看確認(rèn)后的報文過程，并選擇合適的古樹名木報文過程作為古樹名木的屬性入庫。至此，一次調(diào)查任務(wù)完成。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 ArcPad二次開發(fā)

ArcPad[2]是ESRI公司開發(fā)的可運(yùn)行于掌上機(jī)上的小型通用地理信息系統(tǒng)平臺，通過手持和移動設(shè)備為野外用戶提供數(shù)據(jù)訪問、制圖及GIS分析和GPS集成功能[3]。ArcPad提供了二次開發(fā)工具ArcPad Application Builder[4]。用戶可以根據(jù)自己的需要，對系統(tǒng)界面及功能進(jìn)行定制開發(fā)。為了使ArcPad支持新的數(shù)據(jù)格式地圖和新的協(xié)議的GPS。通過創(chuàng)建ActiveX COM組件[5]，使用VBScript的CreateObject來調(diào)用組件的屬性和方法。

3.2 向量叉積算法

通常來說，計算三角形面積的算法，大多采用的是海倫公式。實際項目工程運(yùn)用中直接提供的數(shù)據(jù)是三角形的3個頂點(diǎn)的坐標(biāo)。一個多邊形可以分割成若干個三角形面積之和，而三角形面積可以用向量叉積計算。假設(shè)多邊形由點(diǎn)集順序連成，則多邊形面積即從第一個坐標(biāo)點(diǎn)開始，按順序把相鄰向量叉乘求和。

3.3 B/S統(tǒng)一認(rèn)證技術(shù)

1)用戶從統(tǒng)一門戶通過鏈接進(jìn)入應(yīng)用系統(tǒng)

用戶進(jìn)入統(tǒng)一門戶之后，登錄，在從門戶驗證用戶的身份正確后，用戶就可以點(diǎn)擊進(jìn)入相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的鏈接，統(tǒng)一門戶會通過HTTP請求傳遞登錄名和角色兩個參數(shù)。經(jīng)加密后，在應(yīng)用程序接收到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行解密即可獲取用戶名和角色等參數(shù)。

2)用戶直接進(jìn)入應(yīng)用系統(tǒng)（不從統(tǒng)一門戶入口）

在這種情況下，應(yīng)用系統(tǒng)先檢查該用戶的計算機(jī)是否是登錄到域中的，如果是，則應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用Web Service接口獲取用戶角色。如果不是，則應(yīng)用系統(tǒng)轉(zhuǎn)向其登錄界面，登錄后應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用Web Service接口驗證用戶合法性，在驗證用戶身份合法后進(jìn)入系統(tǒng)。

3.4 C/S統(tǒng)一認(rèn)證技術(shù)

內(nèi)網(wǎng)聯(lián)機(jī)和外網(wǎng)聯(lián)機(jī)認(rèn)證在用戶點(diǎn)擊進(jìn)入應(yīng)用程序時檢查該用戶是否登錄到域中，應(yīng)用程序直接調(diào)用接口的獲取用戶角色。如果該用戶沒有登錄到域中，則應(yīng)用程序彈出登錄窗體，應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用接口驗證用戶合法性。在驗證用戶身份合法后則進(jìn)入系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

通過分析園林信息管理的業(yè)務(wù)特點(diǎn)及系統(tǒng)功能、性能等需求，設(shè)計出一套基于園林綠化成果展示與信息管理系統(tǒng)的一體移動調(diào)查子系統(tǒng)，完全符合園林綠化成果展示與信息管理系統(tǒng)開發(fā)的整體流程及規(guī)范。

[1]NICHOLAS T.Flexibility by design:how mobile GIS meets the needs of archaeological survey[J].Cartography and Geographic Information Science,2004,31(3):137-151.

[2]Shane Clarke,Craig Greenwald,Valerie Spalding.Using ArcPad (ArcPad 6),ESRI,inc

[3]陳敦根,蔣浩宇,范躍祖.嵌入式GIS軟件ArcPad的二次開發(fā)技術(shù)[J].微計算機(jī)信息,2006,22(4-2):37-39.

[4]ERSI.ArcPad Application Builder Online Help[DB/OL].ArcPad Application Builder.

[5]潘愛民.COM原理與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001.

黃瑞（1983—），男，碩士，高級工程師，主要研究領(lǐng)域為信息化、大數(shù)據(jù)。