摘要：城市管网的智能化管理是智慧城市建设的重要内容。为了提高城市管网巡查工作的效率和监督管理力度，基于SuperMap iClient for Android探索了城市管网移动信息服务系统的设计与开发方法，给出了系统结构、数据库及功能界面的设计方案，开发实现了管网浏览、管网查询、管网巡检等功能，为城市管网的信息服务与管理提供便捷、实用的软件工具。
关键词：城市管网；移动GIS；SuperMap iClient；Android
0引言
随着城市化水平不断提高，管网日常巡检和问题的采集变得异常复杂。然而当前大多数城市的管网线路巡检手段比较落后，修建人员发现问题以手工记录为主，导致管线巡查人员工作效率低下［1-2］。其次，传统的管网巡线工作多依靠老员工的经验，对人的依赖性较大，对现场的工作人员无法进行精确定位，巡检信息无法及时查询［3］，而且管理部门对巡检人员的工作到位率和时间不能做到有效监督。现在随着智能手机的普及，手机APP成为用户手中最受青睐的服务平台［4］, 移动定位和移动办公等相关业务越来越成为企业或个人的迫切需求。目前对管网移动GIS系统的研究也有不少，但是大多数管网移动信息服务系统都功能比较单一，有的只有查询功能没有巡检功能；有的没有实时定位功能；有的数据库组织结构不够合理，对地理空间要素没有进行统一的描述，不利于查询。
基于以上需求，在移动GIS分析技术的研究背景［5］、研究目的及意义的基础上，基于轻量级组件包SuperMap iClient for Android,探讨了Android平台下城市管网移动信息服务系统（City Pipes Mobile Information Service System，CPMISS）的设计与开发技术［6］，利用Android和Java语言，实现手机APP的功能设计与开发，最终通过了系统测试，可为管网巡检与管理工作提供便携式软件工具。
1CPMISS系统设计
1.1系统结构设计
CPMISS采用三层B/S体系结构，由Android移动客户端、WebGIS服务器与数据库服务器构成，如图1所示。移动客户端基于SuperMap iClient for Android提供的Java功能接口，开发实现管网浏览、管网查询和管网巡检等功能。WebGIS服务器采用SuperMap iServer，负责与客户端交互，解析并响应客户端的请求，以及后端管网数据的发布与数据访问。数据库服务器采用SuperMap SDX+与SQL Server结合的数据库管理方案，一体化存储管理管网数据、基础地理数据及相关属性数据。
1.2系统数据库设计
CPMISS系统以大连某厂区的地上地下热力管网为例，采用SuperMap SDX+来管理管网等空间数据的存储与访问，采用SQL Server管理属性数据，设计建立了管网数据库与基础地理数据库。管网数据库包括供热管线、回水管线、阀门、检修井、热源等图层以及管网拓扑关系数据；基础地理数据包括建筑物、绿化区、道路、DEM、遥感影像等图层以及厂区基本属性数据。把数据库通过SuperMap iServer传到服务器端［7］，以便访问使用。
1.3系统界面设计
Android环境下，系统界面设计可有两种方式，一种是XML布局的可视化设计方式；另一种是用代码中控制UI界面。本系统采用这两者相结合的设计方式，总共设计了六个界面：系统主界面、属性查询界面、空间查询弹窗界面、图层控制界面、巡检界面和用户登录与注册界面。其中系统主界面、属性查询界面、巡检界面和用户登录与注册界面采用XML布局的可视化设计方式，空间查询弹窗界面和图层控制界面用代码中控制UI界面。
系统所有界面设计都采用相对布局RelativeLayout管理器，主界面用到的界面元素有MapView、EditText、Button、View等控件；属性查询界面用到的界面元素有Button、EditText、TableLayout、TableRow、View、ListView等控件；空间查询弹窗界面用到的界面元素有TextView、Button等控件，然后用代码控制设计了一个PopupWindow窗体以弹窗形式呈现；图层控制界面也是用代码控制UI设计了一个弹出菜单ContextMenu；巡检界面用到的界面元素有TextView、Button等控件；用户登录和注册界面用到的界面元素有ImageView、EditText、TextView、ImageButton、CheckBox、Button等控件。
2CPMISS系统开发
2.1管网浏览功能
管网浏览功能包括地图的查看、缩放、平移和图层控制。在进行管网浏览之前，确保所要访问的数据已经发布到SuperMap iServer服务器端，得到一个数据的URL，然后利用SuperMap iClient中MapView接口的addLayer()方法来向地图中添加图层，调用MapView的setBuiltInzoomControls和setClickable属性，对地图进行缩放和平移操作，通过LayerView的setScales属性添加比例尺数组，当触屏进行放大或者缩小时，地图将按照已设置的比例尺实现缩放（界面中为了美观将ZoomControls地图缩放控件隐藏了，不影响功能）。
图层控制功能主要指图层之间的相互切换以及图层的叠加显示。实现了管线、阀门、检修井、建筑物、地形图、影像图和基础地图之间的相互切换，以及一个或者多个图层的叠加显示。图层控制功能首先通过MapView的addLayer()方法来向地图中添加图层，然后利用MapView的removeAlllayers()方法来清除当前所有图层，利用LayerView接口的setURL()方法来访问地图的URL，实现地图的切换和叠加。这里的URL是iServer服务器端已发布数据的地址。管线图层控制运行界面如图2。
2.2管网查询功能
查询功能包括空间查询和属性查询功能。空间查询主要是指根据地图上的位置列出满足空间查询条件的要素信息，属性查询是指根据属性查找与之匹配要素在图上的位置。主要是利用GetFeaturesParametersBase接口和GetFeaturesResult接口，调用GetFeaturesParameters()方法来实现数据集几何查询，通过调用其datasetNames，attributefilter，geometry，fields，spatialQueryMode属性来设置要查询的数据集集合、属性字段、几个对象、空间关系，调用GetFeaturesResult接口的getResult()方法来展示查询结果。空间查询运行界面如图3。
2.3管网巡检功能
管网巡检包括实时定位（即对当前点进行采集）与巡检线路记录。当检修人员对管线、阀门进行检修时，根据巡检人员当前所处位置进行实时定位，每隔一段时间自动采集当前位置点并标记，或者是手动对当前位置进行标记，系统自动将采集的位置点坐标保存成XML文件。当点击巡检线路时，根据采集点的先后顺序自动生成一条线，即为巡检的线路。定位功能主要是利用LocationManagePlugin接口，调用其openGpsDevice()方法开启GPS设备，从GPS设备中获取当前位置，调用其addLocationChangedListener()方法添加位置改变监听器，返回最新的位置信息。定位的运行图如图4所示，当前位置用一个蓝色的带箭头的圆点显示。
3结束语
CPMISS基于轻量级的SuperMap iClient for Android开发包，以大连某厂区的地上地下热力管网为例，探索研究了城市管网的移动信息服务系统的设计与开发技术。基于CPMISS的结构化设计理念，系统结构由Android移动客户端、WebGIS服务器与数据库服务器构成，数据库采用SuperMap SDX+与SQL Server一体化架构，集成管理管网数据、基础地理数据及相关属性数据等，开发实现了管网地图浏览、地图缩放、地图切换、图层叠加、空间/属性查询、巡检定位、轨迹回放等功能。CPMISS为城市管网的信图3CPMISS空间查询结果显示图4管网巡检功能界面
息服务与管理提供便捷、实用的软件工具。为提高城市管网管理的信息服务与智能化管理水平，将进一步探索管网连通分析、管网爆管分析、管网三维浏览等专业功能。
参考文献
［1］ 龚瑞琴，毕利.基于 Web Service 的 Android 技术应用研究［J］.电子技术应用，2014，40（1）：134-136.
［2］ 吴扬安.基于ArcGIS for Android的城市管网巡检系统设计与实现［J］.测绘通报,2013（增刊）:212-216.
［3］ 曾武，徐速.基于移动GIS技术的供水管网巡线系统设计与开发［J］.水利水电技术，2011, 42(1):92-95.
［4］ 宋凯,李磊,袁辰，等.基于Android的校园商用服务集成平台［J］.微型机与应用,2015,34(18):92-94.
［5］ Wang Fangxiong,Bian Fuling.A distributed architecture for mobile GIS based on WAP［C/DVD］，ISPRS Congress.Istanbul,Turkey：2004.
［6］ 张俊杰,张海燕,罗锐.基于Android平台的移动GIS研究与实现［J］.计算机工程与设计,2013,34（9）：3321-3325.
［7］ SuperMap图书编委会.SuperMap iServer Java从入门到精通［M］.北京：清华大学出版社,2012.