面向国土资源管理功能模块设计与实现

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面向国土资源管理功能模块设计与实现

周红亮

云南迅测科技有限公司,云南 昆明 650224

摘 要:针对土地整治巡查和国土资源决策等业务需求,本文采用面向服务思想设计并实现了一种基于“云+端”模式的移动GIS快速开发平台,提出一种分层开发模型,通过分析国土资源业务类型,形成由国土基础数据库、数据管理平台、移动应用端组成的技术架构,制定离线、在线混合设计模式和具体功能模块,实现了国土资源浏览查询、统计分析以及在线文件传输、交互操作等功能,对国土资源管理信息发展具有重要意义。

关键词:国土资源;移动GIS;离线应用;移动决策;土地整治

近年来,随着社会经济的快速发展,人们对自然环境的过度开发超出其承受能力,致使自然生态系统环境不堪重负、严重失衡。国土资源管理工作担负着保障发展、保护资源、服务民生等重任,面临着加强国土资源调控和保障促进生态文明的国土资源利用新挑战。自然资源部提出运用现代科技手段规范和创新国土资源管理,健全土地利用动巡查、执法机制,以实现对土地资源实时化、可视化、精确化管理,随时随地进行土地资源的定位、现状及规划数据条件查询、重大项目现场复核、疑似违法用地的取证与标注、土地巡查与监管等业务。

移动GIS主要是以移动互联网为支撑,以智能手机、PDA或平板电脑为终端,结合北斗、GPS或基站为定位手段的集成GIS。传统国土业务开展存在资料繁多、携带不便、信息沟通不畅、无法全面了解情况等问题,因此,本文探讨将移动GIS技术应用到国土资源管理中去,实现国土资源浏览查询、统计分析、辅助决策、在线文件传输及交互操作,对促进国土资源信息化管理具有重要意义。

1 平台总体架构

经过多年发展,GIS己从单机工具型软件系统逐步走向了分布式、网络化的应用软件平台,从独立GIS系统逐步 过渡到具有高度资源整合能力和对外服务能力的服务式 GIS。服务式GIS是一种面向服务软件工程方法的GIS技术体系,它支持按照一定规范把GIS的全部功能以服务的方 式发布出来,可以跨平台、跨网络、跨语言地被多种客户端调用,同时能聚合来自其他服务器发布的GIS服务。服务式GIS可以更全面地支持SOA,通过对多种SOA实践标准与 空间信息服务标准的支持,可以使用于各种SOA架构体系中,与其它IT业务系统进行无缝的异构集成,从而可以更容易地让应用开发者构建业务敏捷应用系统。本文以面向服务的思想,分析设计了基于S0A架构的移动GIS开发平台,提出“云+端”的移动GIS开发模式,由应用层、服务层、支撑层、核心层组成,其总体架构如图1所示。

面向国土资源管理功能模块设计与实现

图1 平台总体架构

其中,应用层是以移动GIS为工具的数据采集、设备巡检、移动执法等各类应用系统,包括移动作业系统、在线监控、基于WebGIS的业务应用系统、指挥决策系统等,这些运行环境不同、架构各异的应用系统,通过调用、聚合平台发布的服务,实现数据共享和互操作;服务层由一系列遵循一定规范的应用接口组成,是平台暴露给应用层进行集成、扩展的应用程序接口;支撑层是平台的核心,采用 B/S和C/S相结合的混合架构,对应用层各类系统起着数据管理、配置等支持作用。

2 功能模块设计

2.1技术架构

国土资源管理的主要任务是构建国土资源保障和促进科学发展新机制。主要业务包括土地管理、矿产资源管理、海洋资源管理、地质环境管理、测绘管理、土地督察、综合事务管理、辅助决策、执法监察等九个板块。移动 GIS 技术渗透到各板块业务中,形成信息协同、共享的业务体系。

移动 GIS 技术在国土资源管理中的应用模式设计由国土基础数据库、数据管理平台和移动应用端三部分组成。国土基础数据库包括空间数据和非空间数据,其中空间数据包括遥感影像、土地利用现状、土地利用规划、矿产资源储量和矿业权分布、矿产资源开发利用及矿山土地复垦情况分布、地质环境等方面的数据,非空间数据包括建设用地审批、土地违法监查、年检与收费、地质资料汇交、增减挂钩等内容的数据。数据管理平台采用SOA( 面向服务的架构) 、J2EE ( Java 2 Platform EnterpriseEdition) 框架标准设计,主要实现对国土资源数据库的数据提取、整理,通过数据转换、压缩等方式制作并更新离线专题数据,并将数据加密,确保离线数据应用安全。移动应用端基于平板电脑或手机,结合地理信息、数据库、网络通讯等技术为国土资源管理提供基础地图操作、地图数据展示、查询统计、移动信息采集、离线数据管理、在线文件传输、专题统计、业务跟踪等功能。系统总体技术架构如图2所示。

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图2 国土资源移动应用体系总体架构

2.2 离线与在线混合设计

国土资源移动应用系统,集成跨平台移动地理信息系统关键技术[5],采用离线与在线混合设计方式,主要体现在软件应用和数据更新两个方面: 一方面,移动应用系统登录时,用户可以使用数据展示、编辑、统计等离线功能,在线时,移动应用系统融合后台数据库,并且和数据管理平台进行信息交互,实现在线交互操作; 另一方面,采用离线与在线相结合的方式来确保移动应用端数据的更新。由数据管理平台控制权限,移动设备自动下载所需要的各类数据; 或者由人工整理、加工、压缩,形成离线数据包,并装载到移动设备,完成移动端数据的更新。离线与在线混合设计如图3所示。

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图2 离线与在线混合设计

2.3 主要功能模块设计

国土移动应用系统主要功能模块如图4所示。

1) 基础地图操作

主要包括离线地图数据浏览、放大、缩小等常用操作,地图测距、测面积、标记、图层切换、图层管理等工具以及 GPS 定位功能,记录用户定位信息。

2) 地图数据展示

主要包括空间切片数据浏览、属性数据查询以及关联的文档资料展示。

3) 专题查询

主要包括地图数据查询,移动端采集属性信息及多媒体信息查询。

4) 移动信息采集

主要包括现场即时采集照片、视频等内容以及在线编辑图形、文字等信息。

5) 离线数据管理

主要包括管理在线采集文件列表、上传状态以及原始资料列表、下载更新等。

6) 在线文件传输

主要包括采集文件的上传、原始资料的下载功能。

7) 专题统计

主要包括专题数据统计、专题图制作。

8) 业务跟踪

主要包括专题数据指标变化监管、专业用地批后跟踪以及项目实地核查等。

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图2 国土资源移动应用系统主要功能模块

3 设计实现

3.1 应用案例

根据国土资源数据业务需求,基于 Android/IOS 操作系统,采用 SQLite 数据库管理系统,将以上设计方案应用到国土资源综合决策中去,下面是两个应用案例。

1) 土地整治移动巡查系统

基于 GIS 技术,结合 LBS 技术,利用各种定位技术来获取定位设备当前的所在位置,并通过移动互联网向定位设备提供信息资源和基础服务[6-8],建立土地整治移动巡查系统。在平板电脑上装载有项目资料和地图数据,实现了离线资源的实时查看和实地巡查信息的采集。同时借助移动平板的网络功能,实现了采集信息上传、离线资源下载、信息即时通信,能够让管理人员第一时间掌握项目的开展情况和巡查信息。

2) 国土资源移动决策支持系统

移动决策支持系统基于平板电脑开发,实现移动端国土资源定位、查询和分析等功能。支持用户进行项目实地核查、土地“批、供、用、补、查”比对分析,以及矿山企业及矿业权实地核查、矿产资源开发利用及违法分析、矿业权叠加分析等。

3.2 关键技术

1) 嵌入式技术

承载移动GIS的服务终端都是嵌入式系统,以智能手机、PDA、平板电脑为代表的嵌入式无线终端是实现移动GIS技术发展的根本保障。

2) 无线网络技术

主要是基于移动通信网络技术而言,是一种以数字蜂窝移动网络为基础的数据接入,数据传输技术。

3) 空间数据管理技术

主要基于移动用户不断调整变化自身的位置,对信息数据在空间与时间上的需求比较多,单一的数据来源已不能满足用户的实际需求,必须将数据信息分布技术运用到其中,实现信息数据处理,构建多元化访问环境。

4) 移动数据库技术

主要基于不同网络环境下移动用户的根本需求,主要包括移动终端信息查询、信息处理等,同时将数据复制技术运用到移动GIS上,在脱机的运行状态下也能过实现相关数据访问[9]

4 结束语

本文针对国土资源数据,应用移动 GIS 技术,研究国土资源管理的新方法,提出新的应用模式设计。通过利用智能移动终端设备及先进的信息技术,将需要的国土资源数据装载到平板电脑等移动终端之上,开展数据分析和决策支持服务,提供便携的查询、定位、统计、分析及指标监管等功能,满足项目实地核查、执法监察等工作需要,充分体现了国土资源业务与移动 GIS 的结合。新的应用模式实现了在任何时间、任何地点查看各类国土资源空间数据,全面掌控国土资源情况,既保障了数据安全,又为国土资源管理人员提高工作效能、做出科学决策提供强有力的技术支撑。

当然,在应用案例的实现过程中仍存在一些问题,比如移动应用多媒体数据传输效率仍需提高、还需进一步提升离线数据制作压缩效率等。下一步应继续优化应用模式设计,加大研究移动 GIS 技术在国土资源管理中的应用力度,不断丰富国土资源管理的新技术方法。

参考文献:

[1] 雷彤,郑鹏,毕经科.国土资源便民服务新模式探索实践[J].信息技术与信息化,2018(8) : 151-152.

[2] 李成名,王继周,刘勇.移动 GIS 的原理、方法与实践[J].武汉大学学报 (信息科学版版),2004,29 (11) :990-993.

[3] 何华贵,郭亮,李少智,等.基于移动 GIS 的领导工作用图系统设计与实现[J].城市勘测,2017(1) : 39-41.

[4] 陈德权.基于 GIS 的国土资源移动政务应用集成[J].测绘与空间地理信息,2018,41(8) : 44-46.

[5] 汪娟娟,周松,王勇.跨平台移动地理信息系统关键技术的研究与应用[J].现代测绘,2017,40(4) : 53-56.

[6] 李旭,宋碧波,刘杰,等.基于位置的旅游信息服务系统设计与实现[J].现代测绘,2018,41(1) : 58-60.

[7] 郑迎春,王腾,袁永卫,等.北斗智慧景区位置服务系统的位置数据管理[J].无线电工程,2016,46(11) : 13-16.

[8] 王建宇.基于位置服务关键技术的应用研究[J].科技创新与应用,2016(16) : 87-88.

[9] 李军.基于Android的国土调查GIS软件研发[J].信息与电脑(理论版),2018,413(19) : 93-94.

9

5]

6-8]

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