基于3S技術(shù)的園林綠化管理信息系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

王道亮 薛文斌 劉晨亮 賈秋琦

摘 要：昆山市市轄區(qū)園林綠化事業(yè)在市委市政府的大力支持倡導下迅猛發(fā)展，實現(xiàn)工程施工過程中綠化資產(chǎn)的全流程管理，實現(xiàn)城市各類綠地、各類苗木、各類地被和各類設(shè)施的精細化管理，防止國有資產(chǎn)在項目實施過程中資產(chǎn)的流失，實現(xiàn)查有所找，追有所蹤，管有所依，切實為園林綠化管理部門的科學規(guī)劃和發(fā)展提供重要基礎(chǔ)。本文以昆山市園林綠化管理系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合綠化養(yǎng)護規(guī)程，苗木移栽，工程開挖等主要園林綠化生產(chǎn)為依托，結(jié)合GIS空間管理技術(shù)，無人機航攝技術(shù)和遙感技術(shù)，采用Java+Flex語言開發(fā)方式，實現(xiàn)園林綠化GIS開發(fā)，以滿足部門管理和業(yè)務實施的需求。

關(guān)鍵詞：數(shù)字城市；3S、軟件設(shè)計；園林綠化；工程開挖；苗木移栽

中圖分類號：TU985 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）19-0025-03

昆山，東鄰上海，西接蘇州，總面積927.7平方公里，經(jīng)濟發(fā)展迅速，位列全國百強縣之首。近年來，全市綠化工作按照市委、市政府的統(tǒng)一部署，全力推進綠化建設(shè)與養(yǎng)護管理，先后獲得“國家園林城市”、“聯(lián)合國人居獎”、“全國綠化模范城市”等榮譽稱號，為提升城市品質(zhì)品位，打造宜居宜業(yè)城市作出了積極貢獻。截至2014年底，全市建成區(qū)綠化覆蓋率達到44.15%，綠地率達到40.21%，基本形成了具有鮮明江南水鄉(xiāng)特色、水路相伴的城市綠色體系。

為進一步提升管理能力，提供工作效率，降低成本，優(yōu)化綠化工程項目管理流程，充分發(fā)揮信息化在園林綠化的管理作用[2]，按照《城市綠化條例》、《園林綠化條例和技術(shù)標準》以及昆山市綠化建設(shè)項目管理辦法，認真執(zhí)行國家對城市園林綠化要“保護好、規(guī)劃好、建設(shè)好、管理好”的方針，遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)推進；需求牽引，應用主導；基礎(chǔ)先行、分步實施；實用先進、發(fā)揮效益”的建設(shè)原則，建設(shè)基于3S技術(shù)的原利率化管理信息系統(tǒng)[1]，以需求為導向、以應用為核心，推動園林綠化信息資源整合和信息化發(fā)展，加強縱向和橫向的信息連通，促進園林綠化管理效能、效益、效率的提高[3]，全面提升園林綠化管理能力，為城市在全省乃至全國率先基本實現(xiàn)園林綠化管理[4]的現(xiàn)代化目標提供有力的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

1 建設(shè)目標

基于B/S架構(gòu)，建設(shè)昆山市園林綠化管理一張圖，全面摸清昆山園林綠化資源家底，建立科學范園的園林綠化經(jīng)營方法，提供一套完善的綜合業(yè)務管理平臺，實現(xiàn)園林信息的數(shù)字化動態(tài)管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，具體設(shè)計架構(gòu)如圖1所示。

2 技術(shù)標準

《城市測量規(guī)范》CJJT8-99；《工程測量規(guī)范》GB50026-93；《城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)管理園林綠化數(shù)據(jù)和事件分類與編碼》CJ-T214-2007；《城市地理空間框架數(shù)據(jù)標準》CJJ103-2014。

坐標系采用昆山坐標系。高程基準采用1985國家高程基準?；贏RCGIS平臺進行二次開發(fā)，采用Java語言+Flex框架，實現(xiàn)B/S架構(gòu)開發(fā)。

3 數(shù)據(jù)來源

基于Sql Server、ArcSDE、空間地理數(shù)據(jù)庫等軟件，實現(xiàn)園林綠化空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理，并將已有的園林綠化相關(guān)的基礎(chǔ)CAD數(shù)據(jù)，通過格式轉(zhuǎn)換，坐標轉(zhuǎn)換等方式，轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫可識別的地理信息數(shù)據(jù)庫，結(jié)合已有的園林綠化養(yǎng)護數(shù)據(jù)，國土規(guī)劃數(shù)據(jù)，開發(fā)區(qū)綠化管理所管理數(shù)據(jù)，無人機正攝影像圖等多源數(shù)據(jù)[5]。

4 開發(fā)環(huán)境

針對園林綠化管理要求[6]，對已有園林綠化數(shù)據(jù)類型，格式，種類等進行深層次需求分析和分類整理，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基礎(chǔ)上，主要設(shè)計了養(yǎng)護區(qū)、綠地、地被、苗木的基本信息管理，綠地指標管理，綠地指標統(tǒng)計，養(yǎng)護規(guī)程管理，工程管理等功能[7]。以ARCGIS組間技術(shù)和Flex框架開發(fā)技術(shù)，采用Java語言為開發(fā)語言，通過Eclipse軟件實現(xiàn)軟件的整體開發(fā)功能[8]。系統(tǒng)環(huán)境為Window Server，開發(fā)環(huán)境為Eclipse，ARCGIS10.2，Sql Server2012。

5 功能設(shè)計

主要實現(xiàn)圖層的基本信息管理和查詢，歷史記錄的查看和定位。綠地指標的查看、統(tǒng)計與下載，圖層的查詢與統(tǒng)計，緩沖區(qū)查詢與統(tǒng)計分析，具體功能設(shè)計如圖2所示。

6 系統(tǒng)功能

園林綠化管理系統(tǒng)的主要功能包括地圖操作（包括放大、縮小、平移、鷹眼等）；圖層的查詢與統(tǒng)計；養(yǎng)護管理；工程管理詳細信息管理、圖層編輯和圖形定位等功能。

6.1 地圖操作

進入地圖，拖動鼠標可實現(xiàn)地圖內(nèi)的平移、縮放、鷹眼等基本信息，實現(xiàn)園林數(shù)據(jù)的瀏覽功能。并在地圖添加的工具欄中支持用戶使用圖層查詢和空間查詢功能，實現(xiàn)綠化數(shù)據(jù)的查詢功能，并支持將查詢到的結(jié)果進行數(shù)據(jù)導出，系統(tǒng)界面如圖3所示。

全圖顯示功能支持在任意比例尺度下，點擊該按鈕實現(xiàn)地圖一鍵縮放至全部總覽界面，從而簡化用戶操作，并在任意時刻回到初始狀態(tài)。

編輯功能支持全部圖層的矢量數(shù)據(jù)編輯，開啟該功能即可實現(xiàn)要素圖形的新增、編輯和刪除功能。

圖層查詢可根據(jù)選擇的圖層、選擇的字段等組合信息進行圖層查詢，并將對應的查詢結(jié)果展示在地圖上，并支持圖層查詢的結(jié)果導出功能。

空間查詢功能支持在地圖上繪制任意多邊形，實現(xiàn)地圖要素的空間選擇并將選擇的結(jié)果展示在地圖上，并支持圖層查詢的結(jié)果導出功能。

緩沖區(qū)查詢是根據(jù)所在道路周邊一定距離進行要查詢，可實現(xiàn)目標道路周邊緩沖距離內(nèi)各類要素的查詢功能。

模糊查詢支持唯一編碼查詢，可實現(xiàn)跨圖層的唯一要素快速定位并查詢，實現(xiàn)園林要素的精準查詢。

點擊查詢支持在地圖上點擊任意位置并獲取對應的目標圖層及其信息，實現(xiàn)目標要素的一鍵式查詢。

測量工具可輔助使用者完成距離和長度上的測量任務。

6.2 養(yǎng)護管理

通過軟件開發(fā)方式，實現(xiàn)養(yǎng)護責任區(qū)的管理，查詢和編輯[9]，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)養(yǎng)護規(guī)程庫模塊和養(yǎng)護日志管理模塊，從而實現(xiàn)各養(yǎng)護區(qū)的養(yǎng)護人員能夠在本系統(tǒng)下實現(xiàn)養(yǎng)護信息的填寫和養(yǎng)護規(guī)程的學習，實現(xiàn)養(yǎng)護管理的一站式管理服務功能。

6.3 工程管理

園林管理過程中，經(jīng)常出現(xiàn)苗木開挖和苗木移栽的情況，因此在軟件系統(tǒng)中增加了苗木開挖模塊，通過苗木開挖申請，開挖單管理，開挖移栽管理，開挖回填管理，開挖恢復管理等實現(xiàn)開挖工程中的苗木的全流程管理，保證國有資產(chǎn)的全流程監(jiān)控。

6.4 指標管理

通過軟件開發(fā)方式，實現(xiàn)園林綠化指標的自動化計算[10]，主要體現(xiàn)在五大綠地中，具體如下：

公園綠地指標：建成總面積：∑（各公園綠地建成面積）、綠地面積：∑（各公園綠地內(nèi)綠地面積）、陸地面積：∑（各公園綠地內(nèi)陸地面積）、建筑面積：∑（各公園綠地內(nèi)建筑面積）、水面積：∑（各公園綠地內(nèi)水面積）、園林鋪裝面積：∑（各公園綠地內(nèi)園林鋪裝面積）、綠化率：∑（各公園綠地內(nèi)綠地面積）/∑（各公園綠地建成面積）*100%。

生產(chǎn)綠地指標：建成總面積：∑（各公園綠地建成面積）、綠地面積：∑（各公園綠地內(nèi)綠地面積）、陸地面積：∑（各公園綠地內(nèi)陸地面積）、建筑面積：∑（各公園綠地內(nèi)建筑面積）、水面積：∑（各公園綠地內(nèi)水面積）、園林鋪裝面積：∑（各公園綠地內(nèi)園林鋪裝面積）、綠化率：∑（各公園綠地內(nèi)綠地面積）/∑（各公園綠地建成面積）*100%。

防護綠地指標：建成總面積：∑（各防護綠地建成面積）、綠化率：∑（各防護綠地內(nèi)綠地面積）/∑（各防護綠地建成面積）*100%。

附屬綠地指標：建成總面積：∑（各附屬綠地建成面積）、綠地面積：∑（各附屬綠地內(nèi)綠地面積）、綠化率：∑（各附屬綠地內(nèi)綠地面積）/∑（各附屬綠地建成面積）*100%、人均公共綠地面積：∑（各附屬綠地內(nèi)綠地面積）/∑（各附屬綠地內(nèi)綠地人口數(shù)）。

其他綠地指標：占地總面積：∑（各其他綠地占地面積）、綠地面積：∑（各附屬綠地內(nèi)綠地面積）、水面積：∑（各其他綠地內(nèi)水面積）、綠化率：∑（各公園綠地內(nèi)綠地面積）/∑（各公園綠地建成面積）*100%。

6.5 統(tǒng)計分析管理

根據(jù)項目需求，實現(xiàn)苗木分類統(tǒng)計，實現(xiàn)所在綠地，不同徑階苗的自動化分類查詢和匯總[11]，并可將對應數(shù)據(jù)進行下載，從而為綠地規(guī)劃設(shè)計[12]提供必要的數(shù)據(jù)支撐，統(tǒng)計分析如圖4所示。

6.6 系統(tǒng)管理

通過建設(shè)不同的用戶及其權(quán)限模塊，實現(xiàn)不同系統(tǒng)使用人員使用不同的系統(tǒng)功能和模塊，系統(tǒng)的高級管理人員具有系統(tǒng)權(quán)限分配權(quán)限，從而保證系統(tǒng)的操作功能和瀏覽功能分開，實現(xiàn)軟件權(quán)限化、功能化管理，具體設(shè)計如圖5所示。

7 結(jié)語

昆山市園林綠化GIS管理系統(tǒng)是昆山市開發(fā)區(qū)綠化管理所重點實施工程[13]，對應園林綠化資產(chǎn)精細化[14]、全生命周期管理[15]具有重要的意義。

（1）系統(tǒng)采用3S技術(shù)為核心[16]，設(shè)計為B/S架構(gòu)，在TCP/IP機制下運行，保證了系統(tǒng)使用的開放性，穩(wěn)定性和安全性。（2）系統(tǒng)能夠精確管理每一株苗木，并能夠追溯到歷史階段的每一時刻所在的位置，每一次數(shù)據(jù)變更的人員及時間，從而保證苗木資產(chǎn)的唯一化，安全化管理[17]。（3）工程管理模塊能夠無縫對接園林綠化養(yǎng)護的苗木移栽和工程開挖等業(yè)務流程，滿足了園林綠化管理需求。（4）通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計和指標分析模塊，為園林綠化管理部門提供必要的技術(shù)支撐和決策依據(jù)。（5）本系統(tǒng)可廣泛推廣應用于以位置信息為依托，行業(yè)數(shù)據(jù)管理為目標的多行業(yè)管理，具有廣闊的應用和推廣前景。

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