城市實景地理信息系統建設
——南崗區數字城管系統

盧廷玉，紀彥忠

(哈爾濱市勘察測繪研究院，黑龍江哈爾濱 150010)

城市實景地理信息系統建設
——南崗區數字城管系統

盧廷玉?，紀彥忠

(哈爾濱市勘察測繪研究院，黑龍江哈爾濱 150010)

現代城市管理工作具有高度的繁雜性，如何以信息化建設來提高城市管理的水平與效率，是數字城市建設的重要內容。論述了在建設城管部件空間數據庫的基礎上，采集城市街道實景信息，構建城市管理實景地理信息系統，整合南崗區現有城管信息化建設成果，形成計算機體系、數據信息體系的綜合集成。

城市實景；GIS；資源整合

1 引 言

數字城管是指運用信息化手段來處理、分析和管理城管部件和城管事件，促進城市管理現代化，實現精細化城市管理。在數字城管中，GIS是支持數字城管運行的數據基礎和技術支撐，是“一個數據庫”建設的核心內容。在現階段，南崗區數字城管GIS建設的目標是實現城管部件信息全面覆蓋，及時更新，集中存儲和規范化服務，實現與城管業務系統和街區實景圖的無縫鏈接?；谝陨辖ㄔO目標，現階段建設內容包括數字城管部件建庫、數據更新及應用功能開發。

2 系統建設需求分析

將網格技術與地理信息系統相結合并運用到城市管理行業已經取得了成功，隨著城市管理的業務需求的變化與增長，傳統的二維平面地理信息系統已經不能滿足城市管理工作的需要，為此，有的城市進行了三維空間地理信息系統的建設，但是基于虛擬現實技術的三維地理信息系統建設周期較長，建設資金投入大，并不適合城市管理行業，而城市實景地理信息系統，以其時效性、真實性、資金投入小成為三維地理信息系統的最佳替代方案。

3 實景信息采集

城市實景信息獲取是通過車載魚眼鏡頭對街道及其兩側進行拍照，絕大部分數據通過車輛采集，部分路段如車輛無法行駛，可采用手持設備采集。車輛采集處理流程，包括組裝設備，調試、規劃采集路線，采集數據，處理數據，檢測數據質量，發布數據。手持設備，是單點進行拍攝，一組有4張或6張照片兩種情況，6張比較合適，拍攝完成后對數據要進行二次處理。

數據處理依據照片的編號，坐標位置等信息進行街景的拼接與合成，客戶端發布采用Flex開發的RIA程序，利用Flash播放器在客戶端展現。實景播放器對應的主要接口包括，加載實景圖像，實景的放大縮小，前進后退，左轉右轉，向上向下，全拼等功能接口，核心的功能是在實景中實現熱點(POI)的標注功能。與網絡地理信息系統間的接口全部采用JavaScript實現。

4 城市部件數據管理

部件數據是數字城管GIS應用的基石。城市部件數據量一般都在百萬級別，城市建設日新月異，給數據的更新、維護工作帶來不便。由于本次城市部件的普查范圍僅限于哈爾濱市南崗區，因此部件數量在20萬條以下，分大類小類。數據采集采用一次性外業測繪采集與后期數據作業員更新維護的方式進行。一次性外業測繪保證了數據的范圍及精度，后期的數據作業員以紙質圖為參考。定期查看數據部件的變化，一年更新兩次數據。

城管部件空間數據管理模塊采用ArcGIS Engine在C#環境下開發完成，以數據追加的方式批量更新部件數據，管理模塊對追加的數據自動編碼。數字城管的部件具有行業標準編碼，為保障編碼的唯一性，在進行數據更新、錄入過程中，管理模塊提供自動編碼功能。編碼規則參照住建部城市部件編碼規范執行，編碼內容涉及所有城管部件類。

5 系統建設總體框架及關鍵技術

5.1 系統建設總體框架

以實景數據、空間數據等資源為基礎，打造的一個虛擬實景城市的平臺，利用此平臺來實現城市管理水平的提升，是城市實景地理信息系統要實現的最基本的目標。將實景發布系統及地理信息系統技術相結合，擴大其在城市管理行業中的應用，整合信息化資源，是系統的建設重點。

圖1 系統總體框架

5.2 坐標系統轉換

系統建設總體框架如圖1，地理信息系統平臺采用ArcGIS產品系列，空間數據發布部分采用ArcGIS Server+Flex API的開發環境，空間數據管理模塊采用ArcGISEngine在Visual Studio 2008環境下開發實現，實景發布系統在Java環境下實現，空間數據發布系統使用JavaScript接口的方式與其他系統進行通信。

5.3 坐標系統轉換

(1)實景點數據的坐標轉換

南崗區城管部件空間數據采用的城市獨立坐標系統，而實景點數據采用的是WGS-84坐標系統，需要將實景點數據轉換為哈爾濱市城市獨立坐標系統，轉換過程產生的誤差為亞米級，滿足系統需要，轉換過程如圖2所示。轉換后的數據發布為一個地圖服務(MapService)，集成到網絡地理信息系統中。在后續的應用中，如遇到實景點數據更新，只需刷新服務即可，不必重新編譯程序，方便系統的維護工作。

圖2 實景點數據坐標轉換

圖3 城市部件數據疊加實景點數據

圖3 說明了在城市空間基礎數據中疊加了經過坐標轉換的實景信息點數據。

(2)基于WebService的在線坐標轉換服務

WebService是一個應用組件，它邏輯性的為其他應用程序提供數據與服務.各應用程序通過網絡協議和規定的一些標準數據格式(Http，XML，Soap)來訪問WebService，通過WebService內部執行得到所需結果。為實現地理信息系統與實景數據間的接口，需要提供實時坐標轉換的在線應用服務，系統利用WebService技術完成從城市獨立坐標到WGS-84坐標的轉換，返回數據格式為XML及SOAP。轉換的后的坐標信息提交給實景發布系統，作為搜索實景點位置的參數。

由哈爾濱城市坐標獲得大地坐標，采用高斯反算公式即可實現。經過控制點驗證，大地坐標的精度優于0.1 m，能夠滿足數字城管對實景查詢定位的要求。

空間參考變換算法基于.net 2.0開發，并封裝為WebService服務，該服務提供了兩個方法:

DataDeNormTransform，高斯正算方法，傳入參數為經緯度，將大地坐標轉換為城市坐標，結果返回Xml格式如下:

＜CityCoord xm lns：xsi="http：//www.w3.org/2001/ XMLSchema-instance"xmlns：xsd="http：//www.w3.org/2001/ XMLSchema"xmlns="http：//tempuri.org/"＞

＜X＞122308.66516905962＜/X＞

＜Y＞248103.91042063761＜/Y＞

＜/CityCoord＞

DataDeNormTransform，高斯反算方法，傳入參數為城市坐標，將城市坐標轉換為大地坐標。調用返回Xml格式如下:

＜?xm l version="1.0"encoding="utf-8"?＞

＜WGSCoord xmlns：xsi="http：//www.w3.org/2001/ XMLSchema-instance"xmlns：xsd="http：//www.w3.org/2001/ XMLSchema"xm lns="http：//tempuri.org/"＞

＜B＞45.03804459928039＜/B＞＜L＞126.38638963103662＜/L＞＜/WGSCoord＞

上述服務支持SOAP調用，也可直接解析XML文件獲取轉換結果。

5.4 城管網絡地理信息系統-實景數據接口設計

(1)與地圖交互調用實景資源

通過用戶點擊位置的坐標信息，依據緩沖區原理，建立以鼠標點為中心的圓形緩沖區域，獲取最近的實景點編號，再利用編號獲得資源位置信息(實景圖片)，完成實景調用。在實景調用或切換過程中，提供實景位置信息與地圖位置標定的動態交互，實現二者空間位置同步。

圖4說明了獲取用戶的點擊位置，經過計算來獲取最近的實景點，并依據實景點編號加載對應的城市實景信息。

圖4 實景資源調用

(2)在實景中采集POI點

在實景系統中，可隨時添加POI點，此類POI點均是標識城市管理的一些重點區域，可為日常管理工作帶來便利。

6 城市管理平臺資源整合

南崗區城管監督指揮中心經過多年的信息化歷程，已經建設了多個計算機系統，城市管理案件處理系統、視頻監控系統、數字環衛車輛監控系統，各個系統都處于分散的、獨立的使用狀態，發揮著不同的作用，但是各個系統之間都存在一個共同點，即他們的數據資源都具有空間位置特征，利用本次建立地理信息系統的契機，以空間數據+接口的方式將這些系統集中到地理信息系統工作界面上，實現統一的調用，便于用戶使用。

6.1 整合“視頻監控系統”

南崗區城管指揮監控系統建設始于2006年，是建設城市應急聯動體系、應對突發事件、實施危機管理的基礎工程，整合“視頻監控系統”的工作首先采集監控點空間位置信息，并以REST地圖服務的形式集成到地理信息系統應用中，并通過開發視頻監控-地理信息系統間的接口，在查看城市部件數據或實景數據時可以直接調用視頻監控系統。

6.2 整合“數字環衛車輛監控系統”

為南崗區城管指揮中心所管理的清雪車輛、垃圾清運車輛安裝了GPS，在實景地理信息系統的基礎上，開發通信網關程序，接收車輛的GPS位置信息，并把這些信息展示到地圖上，從而實現實時監控車輛的功能。管理人員通過車輛軌跡回放結合城管作業分配管理系統，對每次任務進行分析與評估，評價作業完成質量并掌握燃料使用情況等。

客戶端用戶進行實時監控，選擇監控車輛，調整地圖比例尺?？蛻舳讼蛳到y服務器發送請求，請求相應ID車輛的最新一條數據。數據設定為6 s請求一次。服務器收到請求后，將數據編碼為Json串發送到客戶端。

編碼格式為：var jsonString='[{"Unid"："1"，"Car-Style"："111"，"Speed"："33"，"x"："1111"，"y"："2222222"}，

{"Unid"："2"，"CarStyle"："222"，"Speed"："22"，"x"：" 1111"，"y"："2222222"}，

{"Unid"："3"，"CarStyle"："111"，"Speed"："24"，"x"：" 1111"，"y"："2222222"}]'

客戶端通過對數據的解析以及抽象，將數據顯示在地圖上。

7 總 結

地理信息系統作為建設數字城市的技術支撐，在城市管理中發揮了重要的作用，本文介紹了如何建立實景地理信息系統以及整合城市管理原有信息化成果的一些方法和經驗，它能夠圖形化的展示城市的空間地理信息，周期性顯示城市的實景數據，為城市管理和方面工作提供決策支持。

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City Live-action Geographic Information System——Digital urban management system of NanGang District

Lu Tingyu，Ji Yanzhong
(Haerbin Exploration and Surveying Institute，Haerbin 150010，China)

Mordern citymanagement is a high degree complex work，how to improve citymanagement level and efficiency with information construction is an important issues in digital city constrction.This paper discourses the construction of citymanagement component spatial database，collect city streets live-action information and build city management live-action geographic information system，integrate exsiting city management information system of NanGang District.Form a comprehensive integration that including computer system and data information system.

city virtual；GIS；integration of resources

1672-8262(2013)03-46-03

P208

A

2012—08—28

盧廷玉(1979—)，男，工程師，主要從事GIS開發與應用工作。