何華貴，郭亮，粟梽桐，廖軍，蘇國(guó)俏，梁飛龍

(廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060)

支持多平臺(tái)的移動(dòng)數(shù)字文化遺產(chǎn)工作用圖系統(tǒng)研究與應(yīng)用

何華貴*，郭亮，粟梽桐，廖軍，蘇國(guó)俏，梁飛龍

(廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060)

測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展讓GIS技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，其中文化遺產(chǎn)信息管理也逐漸開(kāi)始利用地理信息所帶來(lái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。文化遺產(chǎn)的保護(hù)規(guī)劃、資源管理、展示等諸多方面均可使用GIS技術(shù)輔助工作。本文介紹了支持多平臺(tái)的數(shù)字文化遺產(chǎn)工作用圖系統(tǒng)，闡述了該系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，系統(tǒng)在文化遺產(chǎn)保護(hù)工作的規(guī)劃管理、輔助決策方面的作用以及如何滿足文化遺產(chǎn)保護(hù)的實(shí)際需求。

工作用圖；文化遺產(chǎn)；地理信息系統(tǒng)；數(shù)字保護(hù)

1 引 言

使用GIS技術(shù)輔助文化遺產(chǎn)保護(hù)工作已在近年來(lái)有不斷加強(qiáng)的趨勢(shì)。隨著信息化與智能化的新型產(chǎn)品在文化遺產(chǎn)保護(hù)工作中的應(yīng)用需求日益增長(zhǎng)，GIS技術(shù)在該領(lǐng)域也遇到了廣泛的應(yīng)用空間[1]?；贕IS的工作用圖系統(tǒng)，在描述文化遺產(chǎn)地理分布、空間區(qū)位等方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)[2]，能夠讓文化遺產(chǎn)管理者更加直觀地了解所轄區(qū)域內(nèi)文化遺產(chǎn)的各類情況，為宏觀管理、規(guī)劃管理、科學(xué)決策提供清晰可靠的地理信息依據(jù)[3]。支持多平臺(tái)的移動(dòng)數(shù)字文化遺產(chǎn)工作用圖系統(tǒng)結(jié)合GIS與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，用戶只需要使用常規(guī)移動(dòng)終端，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安裝即可直接運(yùn)行，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取GIS數(shù)據(jù)及使用功能[4]。由于文化遺產(chǎn)地理分布廣泛，其管理工作需要進(jìn)行大量的野外作業(yè)，基于移動(dòng)端工作用圖系統(tǒng)將極大地增加工作者活動(dòng)范圍，借助智能設(shè)備的使用提高工作管理效率[5]。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)字文化遺產(chǎn)工作用圖系統(tǒng)采用三層體系架構(gòu)，分別為基礎(chǔ)層、服務(wù)層、應(yīng)用層。其中基礎(chǔ)層以多尺度基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集和文化遺產(chǎn)專題數(shù)據(jù)集等為綜合數(shù)據(jù)集，統(tǒng)一按照相關(guān)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處理。服務(wù)層基于服務(wù)型GIS，提供基礎(chǔ)地圖服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)等多種地理信息服務(wù)以滿足不同的服務(wù)需求。應(yīng)用層則為用戶提供多種工作用圖相關(guān)應(yīng)用功能，其應(yīng)用支持包括安卓與IOS等多種平臺(tái)的安裝與運(yùn)行，平臺(tái)用戶也可以根據(jù)自身業(yè)務(wù)需要通過(guò)二次開(kāi)發(fā)進(jìn)行應(yīng)用功能擴(kuò)展和深化。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.1 服務(wù)式GIS

數(shù)字文化遺產(chǎn)工作用圖系統(tǒng)基于服務(wù)式的GIS架構(gòu)，服務(wù)式GIS系統(tǒng)集成各種空間數(shù)據(jù)來(lái)源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

服務(wù)式GIS是一種面向服務(wù)的完整、規(guī)范的GIS技術(shù)體系，其核心部分包括了服務(wù)的請(qǐng)求，服務(wù)的提供以及服務(wù)的注冊(cè)[6]。常用GIS功能按照預(yù)先制定的服務(wù)規(guī)范進(jìn)行發(fā)布，并遵循WebService的通信標(biāo)準(zhǔn)，讓服務(wù)請(qǐng)求者能夠跨平臺(tái)、跨網(wǎng)絡(luò)、跨語(yǔ)言地進(jìn)行快速調(diào)用。請(qǐng)求者在向服務(wù)中心發(fā)送相關(guān)的服務(wù)請(qǐng)求后，由中心通過(guò)所請(qǐng)求服務(wù)的描述進(jìn)行匹配，并將對(duì)應(yīng)服務(wù)返回至請(qǐng)求者進(jìn)行調(diào)用。服務(wù)式GIS支持SOA(Service Oriented Architecture)架構(gòu)，由于其支持多類空間數(shù)據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)與SOA標(biāo)準(zhǔn)，因此能夠使用于各種SOA架構(gòu)體系中，并與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行異構(gòu)集成，讓開(kāi)發(fā)者能夠快速便捷地構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)。

服務(wù)式GIS提供了數(shù)據(jù)與系統(tǒng)集成的可能性，通過(guò)服務(wù)式GIS聚合多個(gè)部門(mén)的地理編碼、自然地理信息、道路、人口、管線、城市規(guī)劃、土地利用等相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為文化遺產(chǎn)保護(hù)工作的開(kāi)展提供有效的數(shù)據(jù)支持。

2.2 在線/離線相結(jié)合的移動(dòng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)字文化遺產(chǎn)工作用圖系統(tǒng)基于移動(dòng)終端運(yùn)行。移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)更新機(jī)制可分為三種模式：實(shí)時(shí)在線更新、離線更新與在線/離線混合更新[7]。實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)更新通過(guò)通用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行通訊，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器端實(shí)時(shí)獲取地圖及其他數(shù)據(jù)，該模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度與網(wǎng)絡(luò)信息均有著較高的要求。離線數(shù)據(jù)更新則通過(guò)事先將數(shù)據(jù)拷貝或下載并存儲(chǔ)在移動(dòng)終端里，當(dāng)用戶啟動(dòng)GIS應(yīng)用后，系統(tǒng)自動(dòng)讀取本地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)[8]。該模式與在線模式相比，對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)速度與信號(hào)無(wú)任何依賴。此外由于數(shù)據(jù)是從本機(jī)直接進(jìn)行讀取，在讀取速度與穩(wěn)定性方面有著良好的保證。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)能夠進(jìn)行更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)編輯及分析應(yīng)用。但是在該模式下進(jìn)行數(shù)據(jù)更新編輯后，需要有良好的與服務(wù)器同步的機(jī)制，才能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性。

數(shù)字文化遺產(chǎn)工作用圖系統(tǒng)使用的是實(shí)時(shí)在線模式與離線模式相結(jié)合的混合模式，在離線與在線的狀態(tài)下來(lái)回自由切換。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)暢通時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到在線模式，并與服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，將數(shù)據(jù)進(jìn)行同步更新。用戶在瀏覽地圖及其他數(shù)據(jù)的同時(shí)可以將數(shù)據(jù)緩存到本地，便于下次直接進(jìn)行免流量瀏覽；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)條件不佳時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切換到離線模式，GIS應(yīng)用對(duì)本地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，從而擺脫了對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的依賴?；旌夏Ｊ降囊苿?dòng)架構(gòu)設(shè)計(jì)讓數(shù)字文化遺產(chǎn)工作用圖系統(tǒng)能夠適應(yīng)多種外業(yè)工作環(huán)境，使工作人員無(wú)論在人口集聚區(qū)還是偏僻地區(qū)都能夠使用系統(tǒng)輔助工作。

3 系統(tǒng)功能

3.1 地圖瀏覽模塊

地圖瀏覽模塊可用于查詢文化遺產(chǎn)空間信息情況，確定其在地圖上的位置，可以定位到某一網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)。能夠根據(jù)“無(wú)線數(shù)據(jù)采集器”當(dāng)前所處的位置，裝載該地區(qū)的地圖。對(duì)地圖執(zhí)行放大、縮小、漫游、全圖顯示等地圖瀏覽操作，對(duì)地圖圖層進(jìn)行顯示切換操作以及進(jìn)行圖上距離量測(cè)、面積量測(cè)的操作。該模塊能夠?qū)⑽幕z產(chǎn)工作用地圖以簡(jiǎn)單易用的形式呈現(xiàn)給系統(tǒng)使用者，提供直觀的文化遺產(chǎn)空間分布情況，輔助用戶空間決策。

圖2 數(shù)字文化遺產(chǎn)工作用圖系統(tǒng)界面

3.2 搜索定位模塊

該模塊能夠根據(jù)屬性或位置查詢文化遺產(chǎn)空間數(shù)據(jù)及相關(guān)屬性數(shù)據(jù)等，包括在地圖上實(shí)現(xiàn)各類圖形的繪制并進(jìn)行空間選擇，通過(guò)空間關(guān)系條件執(zhí)行篩選，并對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行定位。系統(tǒng)亦可利用移動(dòng)終端內(nèi)建GPS模塊，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施跟蹤GPS衛(wèi)星，接收衛(wèi)星發(fā)送空間信息參數(shù)，并返回至定位服務(wù)器對(duì)移動(dòng)端進(jìn)精確位置計(jì)算并反映到電子工作地圖上，使用者可實(shí)時(shí)了解其空間位置以及與周圍環(huán)境的空間關(guān)系。

3.3 編輯模塊

編輯模塊為系統(tǒng)使用者提供對(duì)文化遺產(chǎn)信息的編輯，包括進(jìn)行自定義標(biāo)簽的落圖以及標(biāo)簽屬性信息的編輯。當(dāng)工作人員在外業(yè)巡查時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可及時(shí)進(jìn)行記錄并通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行上報(bào)，并支持包括照片、視頻、音頻等多媒體格式的記錄。

此外，系統(tǒng)運(yùn)維模塊為應(yīng)用層各類功能提供底層支撐，包括文化遺產(chǎn)等GIS數(shù)據(jù)配置以及功能權(quán)限配置。其中，通過(guò)移動(dòng)GIS數(shù)據(jù)配置實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS數(shù)據(jù)的字段、顯示、查詢等信息的設(shè)置，其配置項(xiàng)與移動(dòng)GIS契約相對(duì)應(yīng)，移動(dòng)端對(duì)服務(wù)調(diào)用結(jié)果依次按契約取值，并在移動(dòng)端界面中展示。系統(tǒng)通過(guò)用戶、角色、權(quán)限三者之間建立一對(duì)一及一對(duì)多的關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)功能及數(shù)據(jù)權(quán)限的配置。其中對(duì)數(shù)據(jù)權(quán)限實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化控制，包括對(duì)字段、記錄的過(guò)濾控制，滿足工作用圖中對(duì)敏感數(shù)據(jù)信息的管理需求。

圖3 文化遺產(chǎn)信息搜索定位

4 結(jié) 語(yǔ)

本文以解決文化遺產(chǎn)保護(hù)工作中所面臨的問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)工作用圖中的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了支持多平臺(tái)的數(shù)字文化遺產(chǎn)工作用圖系統(tǒng)。目前已成功應(yīng)用到多地的文化遺產(chǎn)保護(hù)工作中。該系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的文化遺產(chǎn)信息管理機(jī)制，對(duì)文化遺產(chǎn)信息的空間位置、分布情況、保護(hù)地帶情況、種類分布情況、保護(hù)狀態(tài)等有用信息通過(guò)數(shù)字化工作用圖清晰地呈現(xiàn)出來(lái)，并且利用支持多平臺(tái)的移動(dòng)GIS應(yīng)用模式，使文化遺產(chǎn)管理者能夠在多種環(huán)境下使用系統(tǒng)，極大地增加工作活動(dòng)范圍，提高工作管理效率。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)具有易配置、易擴(kuò)展、多平臺(tái)等特點(diǎn)，能為文化遺產(chǎn)管理工作提供高效的數(shù)據(jù)管理及信息展示分析工具，能夠節(jié)約外業(yè)工作時(shí)間，減輕作業(yè)強(qiáng)度，提高文化遺產(chǎn)管理質(zhì)量，并受到系統(tǒng)使用者的好評(píng)。

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ResearchandApplicationofMulti-PlatformSupportedMobileDigitalMappingInformationSystemonCulturalHeritageConservation

He Huagui，Guo Liang，Su Zhitong，Liao Jun，Su Guoqiao，Liang Feilong
(Guangzhou Unban Planning & Design Survey Research Institute，Guangzhou 510060，China)

Continued development of survey technologies has led to widespread use of GIS related technologies in multiple fields of practice. In particular，cultural heritage conservation has been enjoying a greater use of GIS and the technological advantages followed. The use of GIS benefits cultural heritage conservation planning，resource management，information display，etc. This article introduces a multi-platform supported digital mapping information system on cultural heritage conservation，its structure and functionalities，how the system works to support conservation planning and decision making，and how it fulfills the many practical needs of cultural heritage conservation.

information mapping；cultural heritage；geographic information system；digital protection

1672-8262(2017)06-16-03

P208.2

A

2017—03—09

何華貴(1978—)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事地圖制圖、互聯(lián)網(wǎng)電子地圖、地理信息系統(tǒng)建設(shè)等技術(shù)工作。

研究項(xiàng)目：廣州市越秀區(qū)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)(2016-GX-006)