离在线一体化移动GIS的设计与应用

黄递全，樊艳伟，杨雨佳

（1.国家测绘地理信息局重庆测绘院，重庆 401120）

移动GIS[1-4]是以移动互联网为支撑，以智能移动终端为载体的GIS系统，是继桌面GIS、WebGIS之后又一新的技术热点。而离线式移动GIS[5]则是将GIS数据存放到具有处理和存储能力的智能移动终端上，并在本地完成对GIS数据的管理、分析、显示、查询。越来越多的移动应用[6]是离线与在线的结合，既有本地应用特点，又具有在线应用特点。

离在线一体化移动GIS是将离线地图和非地图资源展示结合在线资源和在线交互应用于一体化的移动GIS系统。设计离在线一体化移动GIS，实现离线资源浏览查询、统计分析，并结合在线GIS特点，实现在线文件传输、在线信息交互，具有重要意义。

1 系统设计

1.1 系统总体架构

1）架构设计。离在线一体化移动GIS总的架构分为三层。基础数据中心通过对空间数据的分析及处理，并整理文件资料，统一制作成为移动离线数据包。数据管理平台基于Node.js[7-10]框架技术和MongoDB[11]数据库解决方案进行设计，主要实现用户权限管理、在线文件传输、离线数据管理、版本更新管理、平台参数配置等。移动应用系统采用GIS平台技术结合SQLite[12]离线数据库方案和Http[13]网络技术进行设计，主要实现基础地图功能、地图数据展示、文档资料展示、移动信息采集、离线数据管理、在线文件传输、用户即时通讯、软件版本更新等，是离在线一体化移动GIS的核心，系统总体架构如图1所示。

图1 系统总体架构

2）数据更新机制设计。离在线一体化移动GIS建设包括移动应用系统和数据管理平台两大部分内容，采用离线和在线相结合的方式，确保移动应用数据及软件的更新。数据更新主要从以下两个方面进行设计：一方面，移动应用系统在线同步平台数据库，融合为新的本地数据库。系统根据数据库信息，更新下载最新数据资源和移动应用软件。系统在应用过程中，在线上传文件时，同步更新本地数据库和平台数据库。另一方面，数据管理平台将数据资源和移动应用软件上传服务器，同时更新平台数据库信息，如图2所示。

图2 数据更新机制设计

1.2 数据库设计

设计和构建一体化数据库，将数据分三类进行组织，存储管理用户数据信息、离线数据信息、系统参数信息。用户数据组织包括用户信息、角色信息、功能菜单等；离线数据组织包括空间数据信息、属性数据信息、数据关联信息、文档资料信息、在线应用信息、数据字典信息等；系统参数组织包括软件版本信息、服务器配置信息、软件授权信息等。数据库总体结构如图3所示。

图3 数据库总体结构

1.3 移动应用系统设计

基于Android/IOS系统，采用SQLite数据库方案开发移动应用系统，系统主要功能模块如图4所示。

1）基础地图功能。基础地图功能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、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。地图数据展示主要包括空间切片数据浏览、属性数据查询、专题数据统计分析，以及关联的文档资料展示。

3）文档资料展示。文档资料展示主要包括图片、文档以及多媒体信息展示。

4）移动信息采集。移动信息采集包括现场即时采集照片、视频等，以及在线编辑图形、文字信息。

5）离线数据管理。离线数据管理主要是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。在线文件传输包括采集文件的上传、原始资料的下载功能。

7）用户即时通讯。用户即时通讯包括在线文字沟通、文件传输等功能。

8）版本软件更新。版本软件更新主要包括更新版本信息、安装文件下载等功能。

图4 移动应用系统主要功能模块

1.4 数据管理平台设计

基于Node.js框架技术，采用MongoDB数据库解决方案，建设数据管理平台，平台主要功能模块如图5所示。

图5 数据管理主要功能模块

1）用户权限管理。根据用户不同管理权限，设置用户角色，设置用户功能菜单，配置用户对数据资源的管理权限。

2）在线文件传输。将移动应用系统上传的文件进行下载，并上传离线数据。

3）离线数据管理。主要是离线数据浏览、查询、修改、删除等。

4）软件更新授权。移动应用系统软件的版本更新，上传，并对实体移动端进行授权管理。

5）平台参数配置。服务器参数设置，不同用户功能配置。

2 系统应用

2.1 土地整治移动巡查系统

土地整治储备中心主要负责国土整治项目的监管和检查，其工作内容包括工程项目的实施情况、技术细节以及施工标准是否符合预期要求等。传统的工作办法是通过委派监管人员搜集项目资料，实地调查分析，以获得项目开展的详细动态信息。由于同期开展的项目较多，涉及到的资料和信息繁杂，对于实际的监管工作存在很大的压力。

结合GIS技术、LBS技术，建立土地整治移动巡查系统，将项目管理、过程监督检查、信息交互结合起来，提高工作效率，保障项目有序开展。系统主页如图6所示。

2.2 智慧政务地理信息移动平台

为了获取辖区范围内测绘数据资源的总体情况，即时查看在线电子地图，离线挂图资源等，同时能了解行业动态信息的需求，建设智慧政务地理信息移动平台。该平台综合利用智能移动终端设备及先进的信息技术，将需要的挂图数据装载到平板电脑等移动终端之上，集成在线数据资源，提供便携的查询、定位、浏览等功能，实现在任何时间、任何地点查看各类测绘资源挂图数据，全面掌控测绘数据情况，为管理人员提高工作效能、科学决策提供强有力的技术支撑。系统主页如图7所示。

图7 智慧政务地理信息移动平台

3 结 语

提出了一种切实可行的离在线一体化移动GIS的设计方案，并成功应用到土地整治移动巡查和智慧政务地理信息移动平台中。该设计方案集成应用了B/S技术、离线数据库技术、数据在线传输技术、移动端跨平台开发技术，系统地阐述了离在线一体化移动GIS的各个组成部分。离在线一体化移动GIS在土地整治巡查和智慧政务等领域中的应用既提高了行业移动办公效率，又为管理人员作出科学决策提供了保障。该方案也可以进一步推广应用到地理信息行业的其他方面，对地理信息行业的发展具有重要推动作用。