基于GIS技術的iPad終端在路面管理系統(tǒng)的應用研究

吳亞光　劉卓　鄒蕾蕾

摘 要：近年來，在我國公路建設迅猛發(fā)展的同時，公路的實時路面養(yǎng)護管理問題亦隨之凸顯出來，交通量的劇增使得現有路面管理系統(tǒng)已無法滿足公路統(tǒng)一管理的要求，極大地影響到了我國公路事業(yè)整體發(fā)展及運作。針對養(yǎng)護管理、路面管理系統(tǒng)和iPad（智能移動終端）進行整合分析研究，以現有的路面管理系統(tǒng)為基礎，依托GIS強大的空間數據存儲、快速查詢、空間定位及良好的圖形圖像交互表達功能，結合iPad終端的強大處理能力和極好的用戶體驗，研發(fā)了“基于GIS的iPad終端路面養(yǎng)護管理服務平臺”。

關鍵詞：GIS iPad終端 路面管理系統(tǒng) 路面養(yǎng)護管理服務平臺 Xcode4.5

中圖分類號：U495 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）005-085-02

1 引言

我國國土廣闊，在公路這一基礎設施方面投資巨大，據統(tǒng)計截止2010年底我國公路總里程數已達398.4萬公里，我國公路路面養(yǎng)護管理壓力十分巨大。在信息化的今天，保持信息的實時通暢是保持管理效率的關鍵?！盎贕IS的iPad終端路面養(yǎng)護管理服務平臺”將信息化與路面養(yǎng)護管理相結合，使傳統(tǒng)公路養(yǎng)管系統(tǒng)操作不便、數據更新滯后、決策能力較弱等問題得以解決， 從而使路面信息的即時管理成為可能，為養(yǎng)護管理機構高層決策、中層控制、基層運作的養(yǎng)管工作提供準確、便捷的信息服務和決策支持。

2 系統(tǒng)構成

2.1 數據庫結構

數據庫是公路路面管理系統(tǒng)的核心組成部分，其包括空間數據庫及屬性數據庫?？臻g數據庫是由GIS管理的電子地圖，其主要包括管理系統(tǒng)中各段公路的地理位置和基礎地理信息。屬性數據庫存儲道路的路面信息及根據系統(tǒng)決策計算模型所做的決策信息。

2.2 軟件結構

本系統(tǒng)軟件結構利用圖形管理和面向對象的功能模塊化進行開發(fā)。圖形管理面向圖形將空間數據與屬性數據結合起來，形象地實現人機交互，極大地降低了管理的工作強度。面向對象能實現不同功能模塊間的相互對立，同時也使不同功能模塊之間數據交換的雙向對流成為可能，使得不同模塊之間既有機統(tǒng)一，又相對對立運行。而且面向對象的模塊化設計在實現良好的人機交互的同時兼顧了系統(tǒng)的可擴展性與兼容性。

3 系統(tǒng)功能設計

本系統(tǒng)技術路線如圖1所示。

4 系統(tǒng)功能的實現

4.1 基礎數據管理及查詢功能

基礎數據管理及查詢功能是本系統(tǒng)的基礎功能，是系統(tǒng)其余功能的基礎支撐，通過GIS強大的地理空間分析、快速的空間定位搜索和準確的查詢功能，可及時管理已上傳數據并隨時調用。同時，在iPad終端強大的處理器作用下，對從采集端采集到的路面信息進行有效的分類歸納、入庫管理，并通過iPad終端的無線傳輸功能進行即時的數據更新，便于用戶查詢。

4.2 GIS動態(tài)示意圖

GIS動態(tài)示意圖是在ArcGIS的環(huán)境下道路各類信息在電子地圖上的直觀表達。從動態(tài)數據庫提取實時數據，形成模擬的動態(tài)路面現狀信息電子反映圖，結合iPad終端能夠讓用戶很清晰便捷地了解轄區(qū)內各條道路橋梁的養(yǎng)護歷史，路面現狀等信息。同時可以利用iPad終端的GPS定位功能和3G無線傳輸功能查看道路的實時路況信息，系統(tǒng)可自動匯總提醒用戶該路段的擁堵、修建、養(yǎng)護以及完工時間等情況。

4.3 圖景播放

圖景播放以動態(tài)圖像的形式將整個道路的檢測情況準確完全地播放出來，可照片示意有問題的路面區(qū)域，反映道路的現狀，便于管理者快速了解道路的養(yǎng)護情況。

4.4 輔助決策功能

基于GIS的iPad終端路面養(yǎng)護管理服務平臺可協(xié)助高層公路管理人員進行路網宏觀養(yǎng)護甚至是新建、改建決策的分析，極大的提高了公路路面養(yǎng)護管理效率。其包括路面技術狀況評價、路面養(yǎng)護需求分析、路況預測分析、公路模型參數管理、道路新建或改建分析、敏感性及風險性分析六個方面。

4.5 養(yǎng)護報告制作

系統(tǒng)通過導入公路數據庫、路面管理系統(tǒng)以及其他功能模塊的分析結果，可以自動制作生成公路養(yǎng)護分析報告。公路養(yǎng)護分析報告主要包括：路網基本狀況、公路技術狀況評定、養(yǎng)護需求分析和養(yǎng)護建議計劃、路網中長期養(yǎng)護規(guī)劃、養(yǎng)護投資效益分析、養(yǎng)護項目經濟評價等內容， 可以作為最終養(yǎng)護決策的參考依據。

4.6 專家論壇

專家論壇是本系統(tǒng)的附加功能，主要通過論壇的形式將專家論壇界面架構于大系統(tǒng)中，全國各地的用戶針對具體問題與論壇中的專家進行加密聊談、視頻，或給專家留言。同時也可在公共頁面上提問，等候專家解答。同時專家可以通過系統(tǒng)進入提問人單位的數據中心查閱數據，情況了解，最終解答問題。對于具有爭議性的疑難問題可以進行公開討論。

5 系統(tǒng)功能評價

5.1 對技術方法的評價

系統(tǒng)移動終端 iPad程序采用Xcode4.5開發(fā)，與蘋果參考圖書館相結合，為眾多蘋果開發(fā)者文件提供單獨的搜索與顯示界面，其中包括本地計算機上的文件和來自蘋果公司網絡的在線文件。Xcode4.5 基于Object C語言，其核心是蘋果公司下一代 gcc編譯器gcc4.0。新的編譯器達到業(yè)界領先標準，其利用眾多先進的最優(yōu)化技術，使得廣大蘋果應用的開發(fā)者能最大程度上利用現存編碼。而借鑒于超級計算機的自動向量化技術可以跳過向量化編碼的步驟，從而更加充分地利用了Intel 處理器的處理能力。

5.2 對用戶體驗的評價

首先，iPad終端的便攜性和無線通信功能給予了養(yǎng)管工作更大的靈活性；其次，iPad終端以圖形窗口為操作界面，同時以簡單的觸摸完成交互，大大提升了平臺的易用性，從而使用平臺整體的用戶體驗有了質的飛躍。

6 結語

采用GIS技術結合iPad終端的wifi、3G等無線傳輸功能和iPad終端的強大處理能力，針對公路路面管理和技術應用的需求，研發(fā)“基于GIS的iPad終端路面養(yǎng)護管理服務平臺”。實現了對路面信息的科學組織和有效管理，使路面管理人員能夠方便地通過iPad終端隨時隨地對路面信息進行空間化、可視化管理。同時引入專題模型，對各種路面問題進行評價、預測、決策等分析，并最終生成直觀的報告便于管理人員操作。日益成熟的GIS技術以及有著良好用戶體驗的iPad終端完美地將成熟的技術與硬件融合，為路面養(yǎng)護、搶修，路況的監(jiān)控等決策帶來寶貴的反應時間，建立起一種在廣域網中發(fā)揮作用的實時、準確、高效的信息支持系統(tǒng)，最大程度減少因路面養(yǎng)護問題造成的生命財產損失，給路面管理單位和人民群眾帶來巨大的社會、經濟效益。

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