摘要：城市管網(wǎng)的智能化管理是智慧城市建設(shè)的重要內(nèi)容。為了提高城市管網(wǎng)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(wǎng)移動信息服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)方法，給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫及功能界面的設(shè)計(jì)方案，開發(fā)實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)瀏覽、管網(wǎng)查詢、管網(wǎng)巡檢等功能，為城市管網(wǎng)的信息服務(wù)與管理提供便捷、實(shí)用的軟件工具。

　　關(guān)鍵詞：城市管網(wǎng)；移動GIS；SuperMap iClient；Android

0引言

　　隨著城市化水平不斷提高，管網(wǎng)日常巡檢和問題的采集變得異常復(fù)雜。然而當(dāng)前大多數(shù)城市的管網(wǎng)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(dǎo)致管線巡查人員工作效率低下［1-2］。其次，傳統(tǒng)的管網(wǎng)巡線工作多依靠老員工的經(jīng)驗(yàn)，對人的依賴性較大，對現(xiàn)場的工作人員無法進(jìn)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?，F(xiàn)在隨著智能手機(jī)的普及，手機(jī)APP成為用戶手中最受青睞的服務(wù)平臺［4］, 移動定位和移動辦公等相關(guān)業(yè)務(wù)越來越成為企業(yè)或個人的迫切需求。目前對管網(wǎng)移動GIS系統(tǒng)的研究也有不少，但是大多數(shù)管網(wǎng)移動信息服務(wù)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(shí)時定位功能；有的數(shù)據(jù)庫組織結(jié)構(gòu)不夠合理，對地理空間要素沒有進(jìn)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(shù)的研究背景［5］、研究目的及意義的基礎(chǔ)上，基于輕量級組件包SuperMap iClient for Android,探討了Android平臺下城市管網(wǎng)移動信息服務(wù)系統(tǒng)（City Pipes Mobile Information Service System，CPMISS）的設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)［6］，利用Android和Java語言，實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP的功能設(shè)計(jì)與開發(fā)，最終通過了系統(tǒng)測試，可為管網(wǎng)巡檢與管理工作提供便攜式軟件工具。

1CPMISS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　CPMISS采用三層B/S體系結(jié)構(gòu)，由Android移動客戶端、WebGIS服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器構(gòu)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(shí)現(xiàn)管網(wǎng)瀏覽、管網(wǎng)查詢和管網(wǎng)巡檢等功能。WebGIS服務(wù)器采用SuperMap iServer，負(fù)責(zé)與客戶端交互，解析并響應(yīng)客戶端的請求，以及后端管網(wǎng)數(shù)據(jù)的發(fā)布與數(shù)據(jù)訪問。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用SuperMap SDX+與SQL Server結(jié)合的數(shù)據(jù)庫管理方案，一體化存儲管理管網(wǎng)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及相關(guān)屬性數(shù)據(jù)。

　　1.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

　　CPMISS系統(tǒng)以大連某廠區(qū)的地上地下熱力管網(wǎng)為例，采用SuperMap SDX+來管理管網(wǎng)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(shè)計(jì)建立了管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫。管網(wǎng)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(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)；基礎(chǔ)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(wù)器端［7］，以便訪問使用。

　　1.3系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

　　Android環(huán)境下，系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)可有兩種方式，一種是XML布局的可視化設(shè)計(jì)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(jié)合的設(shè)計(jì)方式，總共設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(wǎng)瀏覽功能

　　管網(wǎng)瀏覽功能包括地圖的查看、縮放、平移和圖層控制。在進(jìn)行管網(wǎng)瀏覽之前，確保所要訪問的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)布到SuperMap iServer服務(wù)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(diào)用MapView的setBuiltInzoomControls和setClickable屬性，對地圖進(jìn)行縮放和平移操作，通過LayerView的setScales屬性添加比例尺數(shù)組，當(dāng)觸屏進(jìn)行放大或者縮小時，地圖將按照已設(shè)置的比例尺實(shí)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(shí)現(xiàn)了管線、閥門、檢修井、建筑物、地形圖、影像圖和基礎(chǔ)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(dāng)前所有圖層，利用LayerView接口的setURL()方法來訪問地圖的URL，實(shí)現(xiàn)地圖的切換和疊加。這里的URL是iServer服務(wù)器端已發(fā)布數(shù)據(jù)的地址。管線圖層控制運(yùn)行界面如圖2。

　　2.2管網(wǎng)查詢功能

　　查詢功能包括空間查詢和屬性查詢功能?？臻g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(diào)用GetFeaturesParameters()方法來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集幾何查詢，通過調(diào)用其datasetNames，attributefilter，geometry，fields，spatialQueryMode屬性來設(shè)置要查詢的數(shù)據(jù)集集合、屬性字段、幾個對象、空間關(guān)系，調(diào)用GetFeaturesResult接口的getResult()方法來展示查詢結(jié)果。空間查詢運(yùn)行界面如圖3。

　　2.3管網(wǎng)巡檢功能

　　管網(wǎng)巡檢包括實(shí)時定位（即對當(dāng)前點(diǎn)進(jìn)行采集）與巡檢線路記錄。當(dāng)檢修人員對管線、閥門進(jìn)行檢修時，根據(jù)巡檢人員當(dāng)前所處位置進(jìn)行實(shí)時定位，每隔一段時間自動采集當(dāng)前位置點(diǎn)并標(biāo)記，或者是手動對當(dāng)前位置進(jìn)行標(biāo)記，系統(tǒng)自動將采集的位置點(diǎn)坐標(biāo)保存成XML文件。當(dāng)點(diǎn)擊巡檢線路時，根據(jù)采集點(diǎn)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(diào)用其openGpsDevice()方法開啟GPS設(shè)備，從GPS設(shè)備中獲取當(dāng)前位置，調(diào)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(yùn)行圖如圖4所示，當(dāng)前位置用一個藍(lán)色的帶箭頭的圓點(diǎn)顯示。

3結(jié)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(wǎng)為例，探索研究了城市管網(wǎng)的移動信息服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)?；贑PMISS的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)理念，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由Android移動客戶端、WebGIS服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器構(gòu)成，數(shù)據(jù)庫采用SuperMap SDX+與SQL Server一體化架構(gòu)，集成管理管網(wǎng)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及相關(guān)屬性數(shù)據(jù)等，開發(fā)實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)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(wǎng)的信圖3CPMISS空間查詢結(jié)果顯示圖4管網(wǎng)巡檢功能界面

　　息服務(wù)與管理提供便捷、實(shí)用的軟件工具。為提高城市管網(wǎng)管理的信息服務(wù)與智能化管理水平，將進(jìn)一步探索管網(wǎng)連通分析、管網(wǎng)爆管分析、管網(wǎng)三維瀏覽等專業(yè)功能。

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