王禹杰，王志安，呂永來

(1.合肥市測繪設(shè)計研究院，安徽 合肥 230001； 2.中鐵五局集團第一工程有限公司，湖南 長沙 410117)

1 引 言

園林綠化工作是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)置，是百姓生活最關(guān)注的民生問題之一。深入開展園林城市建設(shè)，不斷提升城市綠化品質(zhì)，符合習近平新時代中國特色社會主義思想和黨的十九大精神，符合綠水青山就是金山銀山的發(fā)展理念，堅定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展道路，持之以恒推進生態(tài)文明建設(shè)，有利于保護和管理我國綠地、濕地、林地等生態(tài)資源[1～3]。

但是，園林城市的建設(shè)離不開各類數(shù)據(jù)支撐?，F(xiàn)階段，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部對數(shù)據(jù)的采集和統(tǒng)計工作十分重視，每年都要對所轄行政區(qū)劃分范圍內(nèi)的各類園林資源進行詳盡的調(diào)查統(tǒng)計和上報。歷年來，城市園林綠化主管部門仍沿用傳統(tǒng)而低效的手工方式對園林數(shù)據(jù)進行管理，存在如下問題：①數(shù)據(jù)更新不及時，無法動態(tài)獲取城市綠地、林地及濕地等資源的現(xiàn)狀情況；②實時數(shù)據(jù)獲取靈敏度缺失，不能進行合理的空間分析，在園林動態(tài)監(jiān)測與管理上存在不足；③園林資源的歷史數(shù)據(jù)無法信息化存儲、備份及恢復；④養(yǎng)護巡查及考核監(jiān)督無法電子審批、信息化管理，無法實現(xiàn)快速有效的監(jiān)督[4，5]。

生態(tài)園林城市建設(shè)的各個環(huán)節(jié)都與空間地理信息密切相關(guān)。為更好優(yōu)化城市綠地信息系統(tǒng)空間格局，實現(xiàn)園林資源信息化、精細化管理，按照《城市綠地分類標準》(CJJ/T85-2017)新標準，兼顧國家綠地資源評價指標統(tǒng)計需求，建立園林資源信息查詢與統(tǒng)計系統(tǒng)，進一步提高生態(tài)園林資源信息管理的精準性，提升園林綠化的綜合管理水平。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 多元異構(gòu)數(shù)據(jù)管理與一站式空間信息服務

研究區(qū)園林資源包括現(xiàn)狀綠地、濕地、林地、森林公園、濕地公園、古樹名木、行道樹等多種資源，數(shù)據(jù)豐富，種類多樣，數(shù)據(jù)源結(jié)構(gòu)、存儲方式上存在較大差異。為消除多源異構(gòu)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)開發(fā)、迭代及維護的影響，使用空間數(shù)據(jù)庫DBMS存儲園林資源數(shù)據(jù)，提供高性能的空間數(shù)據(jù)管理接口[6]，支持多種空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和并發(fā)訪問功能，并建立豐富的地理信息數(shù)據(jù)模型，支持立體、柵格、拓撲、矢量、注記等多種數(shù)據(jù)模型，保證海量數(shù)據(jù)的高度完整性，為系統(tǒng)建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

采用OGC標準協(xié)議，構(gòu)建地理空間信息服務框架體系，提供功能各異的一站式空間信息服務功能，實現(xiàn)對于不同格式數(shù)據(jù)的一個平滑、無縫、透明的格式轉(zhuǎn)換功能，實現(xiàn)對于矢量、柵格等多種數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一管理，從而為空間數(shù)據(jù)服務提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.2 ArcGIS REST API與OpenLayers

ArcGIS REST API是ArcGIS平臺提供的REST風格的Web服務，以接口的形式對外開放，幫助用戶獲取空間數(shù)據(jù)相關(guān)信息。通過ArcGIS平臺，利用ArcGIS Server，將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)發(fā)布成MapServer等相關(guān)服務，通過構(gòu)建url，向服務器發(fā)送Http請求，利用ArcGIS REST API調(diào)用GIS服務，獲取地圖、要素、影像等數(shù)據(jù)，以json、kmz、html等形式返回給客戶端，通過客戶端處理，將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶[7～10]。

OpenLayers是專為WebGIS開發(fā)設(shè)計的Javascript包。本系統(tǒng)中利用OpenLayers實現(xiàn)對ArcGIS RESTAPI請求回來的數(shù)據(jù)的處理與展示，不僅包括放大、縮小、平移等基本的地圖操作，還包括要素拾取、圖疊加、特征展示等復雜操作[11～13]。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 總體設(shè)計

系統(tǒng)對地圖信息的訪問及顯示，既需要地圖服務的支持以實現(xiàn)圖層切換、圖層信息展示，又需要各類園林數(shù)據(jù)模型的支持以實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計結(jié)果展示。因此采用三層架構(gòu)設(shè)計方法對系統(tǒng)進行分層設(shè)計，遵循統(tǒng)一的標準及安全保障體系，將系統(tǒng)設(shè)計自上而下分為基礎(chǔ)支撐層、邏輯業(yè)務層和應用表現(xiàn)層，各層相對獨立，單一依賴。三層架構(gòu)示意圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計

在網(wǎng)絡環(huán)境與軟硬件環(huán)境支持下，基礎(chǔ)支撐層利用數(shù)據(jù)庫平臺對現(xiàn)狀綠地、林地、公園綠地、濕地及古樹名木等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理與維護，模型包括各類園林資源數(shù)據(jù)模型，采用ASP.NET Core語言編程實現(xiàn)。

邏輯業(yè)務層開發(fā)以ASP.NET Core語言為主，輔以Python語言，實現(xiàn)各類模型與數(shù)據(jù)庫的連接。系統(tǒng)通過ArcGIS REST API實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問與獲取，通過對客戶端發(fā)送的Http請求的處理，將數(shù)據(jù)響應給客戶端。

應用表現(xiàn)層提供人機交互界面，主要分為查詢統(tǒng)計及專題統(tǒng)計兩大模塊，選用Angular前端框架，輔以JavaScript及CSS語言進行開發(fā)?？蛻舳税l(fā)起請求，請求經(jīng)過邏輯業(yè)務層處理，實現(xiàn)對基礎(chǔ)支撐層數(shù)據(jù)庫的訪問，最終系統(tǒng)將請求結(jié)果以json格式響應給客戶端，經(jīng)過瀏覽器渲染，展現(xiàn)給用戶。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)功能包括各類園林資源的展示；根據(jù)不同類型園林資源，按照給定查詢條件，查詢相關(guān)要素信息，將查詢結(jié)果以表格形式反饋給用戶，并將要素在地圖上進行高亮顯示；提供專題統(tǒng)計功能，按照不同專題統(tǒng)計各類園林資源，將結(jié)果以圖表形式展示給用戶，并提供打印下載功能，方便用戶掌握轄區(qū)內(nèi)各類園林資源。系統(tǒng)功能模塊設(shè)計如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能設(shè)計

4 實例應用

4.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)為我國首批三個園林城市之一、綠化先進衛(wèi)生城市。近年來，隨著研究區(qū)綠化工程啟動，城市綠化進入高速發(fā)展階段，自2002年以來，市區(qū)公園綠地增長約 260 hm2，在2006年底，研究區(qū)各類園林資源 16 233.096 hm2，其中公園綠地面積 2 501.94 hm2，人均公園綠地面積達到了 9.26 hm2。但是隨著經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展及行政區(qū)劃調(diào)整，市域綠地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生極大改變[14～17]。本文嚴格遵循“綠線管制”制度，利用城市現(xiàn)有園林資源，城市基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建園林資源查詢統(tǒng)計系統(tǒng)，為職能部門發(fā)展網(wǎng)格、完整的綠地系統(tǒng)決策提供輔助支持。

研究區(qū)園林綠化資源部分數(shù)據(jù)由合肥市林業(yè)和園林局提供，部分數(shù)據(jù)利用航拍影像進行數(shù)據(jù)采集。

4.2 查詢模塊

查詢模塊不僅實現(xiàn)了不同園林資源的顯示，同時實現(xiàn)了各類園林數(shù)據(jù)的查詢結(jié)果顯示功能。如圖3所示。

在圖3、圖4中，按照輸入的查詢條件，查詢滿足條件的現(xiàn)狀綠地，將查詢結(jié)果顯示在頁面中，點擊其中一條查詢結(jié)果，該記錄高亮顯示，并且在地圖中放大顯示該公園的形狀，并且在界面右側(cè)顯示該公園的詳細信息。

圖3 現(xiàn)狀綠地查詢界面

圖4 現(xiàn)狀綠地查詢結(jié)果界面

4.3 統(tǒng)計模塊

統(tǒng)計模塊針對不同的園林資源，提供不同風格的統(tǒng)計樣式，以圖表的形式顯示給用戶。統(tǒng)計效果如圖5所示。

如圖5所示，在現(xiàn)狀綠地資源的統(tǒng)計中，分別按照“公園綠地”“防護綠地”“廣場用地”“區(qū)域綠地”和“附屬綠地”統(tǒng)計分區(qū)綠地的個數(shù)和面積，以餅狀圖、柱狀圖和表格的形式展現(xiàn)給用戶。

5 結(jié) 語

本文利用WebGIS相關(guān)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合研究區(qū)生態(tài)園林城市建設(shè)的實際需求，從實用性出發(fā)，設(shè)計和構(gòu)建了園林資源查詢統(tǒng)計系統(tǒng)，以簡潔但邏輯性較強的界面設(shè)計和豐富的功能開發(fā)解決了生態(tài)園林城市建設(shè)中數(shù)據(jù)管理維護困難、信息獲取不及時和信息查詢統(tǒng)計不便等痛點，為推薦生態(tài)園林城市建設(shè)、生態(tài)資源保護提供輔助意見。