蔡仁杰

(福州市勘測(cè)院 福建福州 350001)

ArcGIS For iOS在規(guī)劃管理中的應(yīng)用研究

蔡仁杰

(福州市勘測(cè)院 福建福州 350001)

基于ArcGIS Runtime SDK for iOS的二次開發(fā)包，通過平板電腦將基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)以及規(guī)劃編制成果整合在一起，應(yīng)用GIS、GPS等技術(shù)手段論述了將規(guī)劃成果的應(yīng)用從傳統(tǒng)桌面向移動(dòng)終端利用的方向發(fā)展。文章結(jié)合福州市勘測(cè)院在各縣級(jí)城市區(qū)域分院一體化技術(shù)服務(wù)過程中，以規(guī)劃成果的實(shí)際應(yīng)用來(lái)驗(yàn)證其價(jià)值和推廣值。

規(guī)劃管理;規(guī)劃應(yīng)用;移動(dòng)地圖

0 引言

近年來(lái)，隨著GIS技術(shù)的發(fā)展、基礎(chǔ)測(cè)繪成果建庫(kù)化及與規(guī)劃行業(yè)的融合，給城市規(guī)劃管理和應(yīng)用帶來(lái)了新的發(fā)展動(dòng)力。福州市勘測(cè)院著眼于城市規(guī)劃建設(shè)的技術(shù)服務(wù)模式，充分考慮了測(cè)繪成果、規(guī)劃成果在城市管理中的需求，整合了福州市勘測(cè)院的歷年正射影像成果、政務(wù)電子地圖、大比例尺地形圖、各種規(guī)劃編制成果的數(shù)據(jù)，通過平板電腦進(jìn)行應(yīng)用展示，為政府、規(guī)劃、國(guó)土、建設(shè)等部門在規(guī)劃管理、招商引資等提供清晰、可靠、科學(xué)的基礎(chǔ)地理信息依據(jù)。

1 系統(tǒng)分析

1.1 保密要求

依據(jù)《中華人民共和國(guó)測(cè)繪法》《中華人民共和國(guó)保密法》《中華人民共和國(guó)測(cè)繪成果管理?xiàng)l例》等有關(guān)法律法規(guī)，涉及到大比例大面積的基礎(chǔ)地形圖不允許通過非涉密計(jì)算設(shè)備進(jìn)行操作，更不允許通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，而本次研究的應(yīng)用系統(tǒng)是基于城市的大比例數(shù)據(jù)(1∶500或者1∶1000)上的應(yīng)用，才能保證各項(xiàng)規(guī)劃編制成果在招商和選址可以具體落到實(shí)地的坐標(biāo)上。

由于保密要求，因此應(yīng)用系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中需要運(yùn)行在涉密設(shè)備上，并將數(shù)據(jù)按保密要求進(jìn)行加密后以離線方式存儲(chǔ)在設(shè)備上。

1.2 GIS平臺(tái)選型

本次研究的應(yīng)用系統(tǒng)與地圖有關(guān)，就少不了GIS的二次開發(fā)，在國(guó)內(nèi)外目前有不少的GIS平臺(tái)應(yīng)用于平板電腦上，由于目前福州市勘測(cè)院所生產(chǎn)的數(shù)據(jù)以及規(guī)劃部門所采用的規(guī)劃成果都采用ArcGIS平臺(tái)的數(shù)據(jù)格式，因此本次應(yīng)用研究也采用ArcGIS平臺(tái)。

1.3 平板電腦選型

平板電腦從2010年流行至今，已經(jīng)發(fā)展了多種系統(tǒng)、多個(gè)品牌和應(yīng)用場(chǎng)情，其優(yōu)勢(shì)在于便捷、節(jié)約圖紙成本。本次研究的應(yīng)用系統(tǒng)考慮到數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)安全的要求，選擇蘋果公司的iPad系列產(chǎn)品(iPad Pro、iPad、iPad mini)，其特點(diǎn)與安卓的平板電腦對(duì)比，安全性能更高，在容量上選擇64G以上。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用4層框架設(shè)計(jì)，主要包括數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)層、應(yīng)用層、展示層，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框架圖

數(shù)據(jù)層主要是存儲(chǔ)基礎(chǔ)地形圖和影像圖的切片數(shù)據(jù)，切片數(shù)據(jù)按tpk格式(ArcGIS10.1版本后的一種新的切片格式)進(jìn)行打包，POI數(shù)據(jù)和規(guī)劃編制成果采用SHAPE格式存儲(chǔ)，臨時(shí)繪制的紅線數(shù)據(jù)采用XML格式存儲(chǔ)坐標(biāo)值和名稱等信息。

基礎(chǔ)層主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)功能需求所運(yùn)行的基礎(chǔ)功能模塊，為應(yīng)用功能分裝一些與數(shù)據(jù)文件操作、硬件數(shù)據(jù)操作、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、加解密管理、許可管理、配置管理等方面的功能，起到支撐的作用。

應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的具體功能，系統(tǒng)基于ArcGIS Runtime SDK for iOS開發(fā)了地圖瀏覽、加載和關(guān)閉SHAPE圖層、距離和面積測(cè)量、GPS定位、地名地址查詢及定位、空間和屬性查詢及定位、現(xiàn)場(chǎng)選址繪圖、視野保存及管理、公文包文件管理、繪圖板等功能。

3 功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要功能模塊包括：地圖瀏覽、圖層管理、空間查詢、空間測(cè)量、空間定位、選址繪圖、繪圖板管理、公文包管理等功能模塊，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能圖

3.1 地圖瀏覽模塊

本模塊基于ArcGIS Runtime SDK for iOS的二次開發(fā)接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)地形圖和影像圖的顯示，顯示內(nèi)容提供切換按鈕。

基礎(chǔ)地形圖和影像圖的數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)切片存儲(chǔ)并打包成TPK格式，由于數(shù)據(jù)保密要求，TPK文件需要進(jìn)行加密處理，因此在加載顯示TPK數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行調(diào)用解密模塊。

地圖瀏覽的基礎(chǔ)操作，如放大、縮小、移動(dòng)等功能直接采用ArcGIS Runtime For iOS自帶功能。

3.2 圖層管理模塊

通過XML文件的圖層配置信息以及SHAPE文件操作模塊可以疊加城市的總規(guī)、片區(qū)控規(guī)、專項(xiàng)規(guī)劃、項(xiàng)目選址紅線數(shù)據(jù)、用地紅線數(shù)據(jù)等。

XML配置信息用于存儲(chǔ)圖層名稱、對(duì)應(yīng)的SHAPE數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路徑、圖層渲染信息以及圖層分組信息。

圖層管理模塊提供整組圖層(多個(gè)圖層分成一組)或者單個(gè)圖層的顯示與關(guān)閉操作。

3.3 空間查詢模塊

本模塊支持對(duì)選定的圖層，通過在屏幕上手繪一個(gè)范圍線進(jìn)行查詢?cè)搱D層內(nèi)與范圍線相交的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)結(jié)果以列表的方式顯示出來(lái)，以方便進(jìn)一步查看查詢出來(lái)的數(shù)據(jù)字段信息。

同時(shí)，支持通過對(duì)圖層中的屬性進(jìn)行模糊查詢，并以列表的方式顯示和定位。

3.4 空間測(cè)量模塊

本模塊提供距離測(cè)量和面積測(cè)量，通過點(diǎn)選的方式進(jìn)行測(cè)量距離和面積，結(jié)合定位功能方便現(xiàn)場(chǎng)初步了解擬選地塊的面積以及與周邊構(gòu)建物之間的空間關(guān)系。

圖3 系統(tǒng)部分功能展示

3.5 空間定位模塊

本模塊主要包括兩種定位功能，一種對(duì)查詢到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，比如POI查詢的結(jié)果進(jìn)行定位；另一種是通過GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。

對(duì)于查詢到的數(shù)據(jù)定位，主要是讀取數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)值，并采用ArcGIS的接口進(jìn)行定位顯示。

對(duì)于GPS實(shí)時(shí)定位，需要先通過平板電腦設(shè)備獲取當(dāng)前的GPS數(shù)據(jù)， GPS數(shù)據(jù)是采用WS84坐標(biāo)系需要通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)成與基礎(chǔ)地形圖相同的坐標(biāo)系統(tǒng)并進(jìn)行空間定位，定位過程采用設(shè)立計(jì)時(shí)器來(lái)刷新當(dāng)前的位置。

3.6 選址繪圖模塊

本模塊主要用于在野外看現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地物情況對(duì)擬選地塊進(jìn)行繪制紅線并保存，以方便后期導(dǎo)出數(shù)據(jù)便于政府部門對(duì)該地塊進(jìn)行圖上定位，并分析選址的合理性。

3.7 繪圖板管理模塊

本模塊主要用于用戶在地圖上進(jìn)行個(gè)性化的標(biāo)注，可以標(biāo)注文字也可以標(biāo)準(zhǔn)手繪內(nèi)容，通過保存圖片分享給其他人員或者導(dǎo)出打印成圖紙。

3.8 公文包管理模塊

本模塊用于展示城市管理中的一些重大或重點(diǎn)項(xiàng)目信息，該類信息以圖文資料(Word、JPG、PDF等)進(jìn)行顯示，全方位一體化展示全市的基本情況。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 空間定位

由于系統(tǒng)采用的地形圖和影像圖如圖3所示，采用平面坐標(biāo)系，由于城市建設(shè)的精度需要，底圖的坐標(biāo)一般都會(huì)采用城市獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，因此在通過平板電腦獲取到的GPS坐標(biāo)值后調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊先轉(zhuǎn)換成西安80坐標(biāo)系，再根據(jù)底圖的目標(biāo)坐標(biāo)系再進(jìn)行四參數(shù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，從而進(jìn)行當(dāng)前位置的準(zhǔn)確定位。

4.2 加密設(shè)計(jì)

根據(jù)保密的相關(guān)規(guī)定，為了數(shù)據(jù)的安全考慮從以下幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)加密操作。①對(duì)SHAPE文件格式中的DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件進(jìn)行加密，因移動(dòng)終端資源有限采用加解密速度比較快的AES算法來(lái)加解數(shù)據(jù)文件。②地形圖和影像圖的數(shù)據(jù)采用切片方式形成離線地圖，并把切片成果數(shù)據(jù)按TPK格式進(jìn)行打包(由于該格式采用ZIP僅存儲(chǔ)的方式并按圖4的目錄結(jié)構(gòu)進(jìn)行打包，因此在打包過程中采用AES-256加密算法進(jìn)行加密)。

圖4 TPK格式的目錄結(jié)構(gòu)

5 結(jié)論

在移動(dòng)辦公技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)的用圖看圖方式正在被不斷的顛覆，基于ArcGIS Runtime SDK for iOS和平板電腦開發(fā)的規(guī)劃成果的應(yīng)用系統(tǒng)，從系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，結(jié)合移動(dòng)定位技術(shù)、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及加密技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的功能。通過實(shí)際的使用，極大地方便了政府部門領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)了解周邊地形地貌以及規(guī)劃情況，為現(xiàn)場(chǎng)辦公、招商引資、規(guī)劃管理等提供清晰、可靠、科學(xué)的基礎(chǔ)地理信息依據(jù)。

[1] ESRI中國(guó).ArcGIS10.1產(chǎn)品白皮書[Z].2015.

[2] ESRI中國(guó).規(guī)劃信息化地理信息系統(tǒng)解決方案[Z].2015.

[3] 黃國(guó)忠，楊廣斌.牟智慧.移動(dòng)GIS定位關(guān)鍵技術(shù)研究[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)學(xué)版)，2014.

[4] 潘堅(jiān)力，周川.基于移動(dòng)GIS的永嘉縣政務(wù)用圖輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].城市勘測(cè)，2016(5):48-50.

[5] 鄭建功，張春奎，張興國(guó)，等.智慧西安規(guī)劃信息管理平臺(tái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).[J].城市勘測(cè),2016(4).

ResearchonApplicationofArcGIS,ForandiOSinplanningmanagement

RenjieCai

(FuZhou Investigation And Surveying Institute, Fuzhou 350001)

ArcGIS Runtime SDK for iOS two development kit based on the tablet computer based terrain data, image data and the planning results together, using GIS and GPS techniques application will use the planning results from the traditional desktop to the mobile terminal direction. In this paper, combining the practical application of the planning results, the value and popularization value of Fuzhou Urban Survey Institute in the integration of technical services in county-level cities and regional branches are verified.

Planning management; Planning application; Mobile map

蔡仁杰(1980- )，男，工程師。

E-mail:renjiecai@qq.com

2017-08-09

TU984.11

A

1004-6135(2017)12-0100-04