摘要：城市管網的智能化管理是智慧城市建設的重要內容。為了提高城市管網巡查工作的效率和監(jiān)督管理力度，基于SuperMap iClient for Android探索了城市管網移動信息服務系統(tǒng)的設計與開發(fā)方法，給出了系統(tǒng)結構、數(shù)據(jù)庫及功能界面的設計方案，開發(fā)實現(xiàn)了管網瀏覽、管網查詢、管網巡檢等功能，為城市管網的信息服務與管理提供便捷、實用的軟件工具。
關鍵詞：城市管網；移動GIS；SuperMap iClient；Android
0引言
隨著城市化水平不斷提高，管網日常巡檢和問題的采集變得異常復雜。然而當前大多數(shù)城市的管網線路巡檢手段比較落后，修建人員發(fā)現(xiàn)問題以手工記錄為主，導致管線巡查人員工作效率低下［1-2］。其次，傳統(tǒng)的管網巡線工作多依靠老員工的經驗，對人的依賴性較大，對現(xiàn)場的工作人員無法進行精確定位，巡檢信息無法及時查詢［3］，而且管理部門對巡檢人員的工作到位率和時間不能做到有效監(jiān)督。現(xiàn)在隨著智能手機的普及，手機APP成為用戶手中最受青睞的服務平臺［4］, 移動定位和移動辦公等相關業(yè)務越來越成為企業(yè)或個人的迫切需求。目前對管網移動GIS系統(tǒng)的研究也有不少，但是大多數(shù)管網移動信息服務系統(tǒng)都功能比較單一，有的只有查詢功能沒有巡檢功能；有的沒有實時定位功能；有的數(shù)據(jù)庫組織結構不夠合理，對地理空間要素沒有進行統(tǒng)一的描述，不利于查詢。
基于以上需求，在移動GIS分析技術的研究背景［5］、研究目的及意義的基礎上，基于輕量級組件包SuperMap iClient for Android,探討了Android平臺下城市管網移動信息服務系統(tǒng)（City Pipes Mobile Information Service System，CPMISS）的設計與開發(fā)技術［6］，利用Android和Java語言，實現(xiàn)手機APP的功能設計與開發(fā)，最終通過了系統(tǒng)測試，可為管網巡檢與管理工作提供便攜式軟件工具。
1CPMISS系統(tǒng)設計
1.1系統(tǒng)結構設計
CPMISS采用三層B/S體系結構，由Android移動客戶端、WebGIS服務器與數(shù)據(jù)庫服務器構成，如圖1所示。移動客戶端基于SuperMap iClient for Android提供的Java功能接口，開發(fā)實現(xiàn)管網瀏覽、管網查詢和管網巡檢等功能。WebGIS服務器采用SuperMap iServer，負責與客戶端交互，解析并響應客戶端的請求，以及后端管網數(shù)據(jù)的發(fā)布與數(shù)據(jù)訪問。數(shù)據(jù)庫服務器采用SuperMap SDX+與SQL Server結合的數(shù)據(jù)庫管理方案，一體化存儲管理管網數(shù)據(jù)、基礎地理數(shù)據(jù)及相關屬性數(shù)據(jù)。
1.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計
CPMISS系統(tǒng)以大連某廠區(qū)的地上地下熱力管網為例，采用SuperMap SDX+來管理管網等空間數(shù)據(jù)的存儲與訪問，采用SQL Server管理屬性數(shù)據(jù)，設計建立了管網數(shù)據(jù)庫與基礎地理數(shù)據(jù)庫。管網數(shù)據(jù)庫包括供熱管線、回水管線、閥門、檢修井、熱源等圖層以及管網拓撲關系數(shù)據(jù)；基礎地理數(shù)據(jù)包括建筑物、綠化區(qū)、道路、DEM、遙感影像等圖層以及廠區(qū)基本屬性數(shù)據(jù)。把數(shù)據(jù)庫通過SuperMap iServer傳到服務器端［7］，以便訪問使用。
1.3系統(tǒng)界面設計
Android環(huán)境下，系統(tǒng)界面設計可有兩種方式，一種是XML布局的可視化設計方式；另一種是用代碼中控制UI界面。本系統(tǒng)采用這兩者相結合的設計方式，總共設計了六個界面：系統(tǒng)主界面、屬性查詢界面、空間查詢彈窗界面、圖層控制界面、巡檢界面和用戶登錄與注冊界面。其中系統(tǒng)主界面、屬性查詢界面、巡檢界面和用戶登錄與注冊界面采用XML布局的可視化設計方式，空間查詢彈窗界面和圖層控制界面用代碼中控制UI界面。
系統(tǒng)所有界面設計都采用相對布局RelativeLayout管理器，主界面用到的界面元素有MapView、EditText、Button、View等控件；屬性查詢界面用到的界面元素有Button、EditText、TableLayout、TableRow、View、ListView等控件；空間查詢彈窗界面用到的界面元素有TextView、Button等控件，然后用代碼控制設計了一個PopupWindow窗體以彈窗形式呈現(xiàn)；圖層控制界面也是用代碼控制UI設計了一個彈出菜單ContextMenu；巡檢界面用到的界面元素有TextView、Button等控件；用戶登錄和注冊界面用到的界面元素有ImageView、EditText、TextView、ImageButton、CheckBox、Button等控件。
2CPMISS系統(tǒng)開發(fā)
2.1管網瀏覽功能
管網瀏覽功能包括地圖的查看、縮放、平移和圖層控制。在進行管網瀏覽之前，確保所要訪問的數(shù)據(jù)已經發(fā)布到SuperMap iServer服務器端，得到一個數(shù)據(jù)的URL，然后利用SuperMap iClient中MapView接口的addLayer()方法來向地圖中添加圖層，調用MapView的setBuiltInzoomControls和setClickable屬性，對地圖進行縮放和平移操作，通過LayerView的setScales屬性添加比例尺數(shù)組，當觸屏進行放大或者縮小時，地圖將按照已設置的比例尺實現(xiàn)縮放（界面中為了美觀將ZoomControls地圖縮放控件隱藏了，不影響功能）。
圖層控制功能主要指圖層之間的相互切換以及圖層的疊加顯示。實現(xiàn)了管線、閥門、檢修井、建筑物、地形圖、影像圖和基礎地圖之間的相互切換，以及一個或者多個圖層的疊加顯示。圖層控制功能首先通過MapView的addLayer()方法來向地圖中添加圖層，然后利用MapView的removeAlllayers()方法來清除當前所有圖層，利用LayerView接口的setURL()方法來訪問地圖的URL，實現(xiàn)地圖的切換和疊加。這里的URL是iServer服務器端已發(fā)布數(shù)據(jù)的地址。管線圖層控制運行界面如圖2。
2.2管網查詢功能
查詢功能包括空間查詢和屬性查詢功能。空間查詢主要是指根據(jù)地圖上的位置列出滿足空間查詢條件的要素信息，屬性查詢是指根據(jù)屬性查找與之匹配要素在圖上的位置。主要是利用GetFeaturesParametersBase接口和GetFeaturesResult接口，調用GetFeaturesParameters()方法來實現(xiàn)數(shù)據(jù)集幾何查詢，通過調用其datasetNames，attributefilter，geometry，fields，spatialQueryMode屬性來設置要查詢的數(shù)據(jù)集集合、屬性字段、幾個對象、空間關系，調用GetFeaturesResult接口的getResult()方法來展示查詢結果。空間查詢運行界面如圖3。
2.3管網巡檢功能
管網巡檢包括實時定位（即對當前點進行采集）與巡檢線路記錄。當檢修人員對管線、閥門進行檢修時，根據(jù)巡檢人員當前所處位置進行實時定位，每隔一段時間自動采集當前位置點并標記，或者是手動對當前位置進行標記，系統(tǒng)自動將采集的位置點坐標保存成XML文件。當點擊巡檢線路時，根據(jù)采集點的先后順序自動生成一條線，即為巡檢的線路。定位功能主要是利用LocationManagePlugin接口，調用其openGpsDevice()方法開啟GPS設備，從GPS設備中獲取當前位置，調用其addLocationChangedListener()方法添加位置改變監(jiān)聽器，返回最新的位置信息。定位的運行圖如圖4所示，當前位置用一個藍色的帶箭頭的圓點顯示。
3結束語
CPMISS基于輕量級的SuperMap iClient for Android開發(fā)包，以大連某廠區(qū)的地上地下熱力管網為例，探索研究了城市管網的移動信息服務系統(tǒng)的設計與開發(fā)技術。基于CPMISS的結構化設計理念，系統(tǒng)結構由Android移動客戶端、WebGIS服務器與數(shù)據(jù)庫服務器構成，數(shù)據(jù)庫采用SuperMap SDX+與SQL Server一體化架構，集成管理管網數(shù)據(jù)、基礎地理數(shù)據(jù)及相關屬性數(shù)據(jù)等，開發(fā)實現(xiàn)了管網地圖瀏覽、地圖縮放、地圖切換、圖層疊加、空間/屬性查詢、巡檢定位、軌跡回放等功能。CPMISS為城市管網的信圖3CPMISS空間查詢結果顯示圖4管網巡檢功能界面
息服務與管理提供便捷、實用的軟件工具。為提高城市管網管理的信息服務與智能化管理水平，將進一步探索管網連通分析、管網爆管分析、管網三維瀏覽等專業(yè)功能。
參考文獻
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