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　　摘 要：城市建筑物信息調查涉及面廣、現場實際情況復雜，面對精準、快速、高效、全面完成城市建筑物信息調查的工作要求，開展了建筑物信息實時云協(xié)同調查系統(tǒng)設計與研發(fā)，攻克了實時在線協(xié)同地理信息數據編輯操作關鍵技術，實現了多用戶、跨平臺在線實時協(xié)同調查。系統(tǒng)部署在用戶自用終端，不需要單獨購買設備終端，節(jié)省了購買采集設備的經費，較以往的傳統(tǒng)方式，大大提高了信息的獲取效率。系統(tǒng)在重慶市主城區(qū)建筑物實體信息調查與數據建設項目中得到了應用與實踐，在各項同類數據調查、規(guī)劃調查、數據采集與處理中均有較好的應用前景。

　　關鍵詞：建筑物信息;云協(xié)同調查;系統(tǒng)設計

　　城市建筑物信息涉及面較廣、現場實際情況復雜，面對精準、快速、高效、全面完成城市建筑物信息調查的工作要求，依靠以往的紙制方式或智能移動終端調繪，成本高且無法實現協(xié)同?；诖耍_展建筑物信息實時云協(xié)同調查關鍵技術探索與應用，為快速、精準、高效、全面完成城市建筑物信息調查提供技術支撐，為同類數據調查、規(guī)劃調查、數據采集與處理提供經驗。

　　1 國內外研究現狀

　　當前，云計算、物聯(lián)網、大數據等新興技術的發(fā)展，國內外許多學者開展了信息調查相關的研究。董群(2016)開展了基于移動終端的草地信息協(xié)同采集系統(tǒng)設計與實現，實現了移動端的信息采集;傅婧開展了基于云計算的企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新影響因素研究，通過運用規(guī)范分析、定性與定量的方法，為企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的更好發(fā)展提供理論借鑒;魏建波等(2015)基于動態(tài)網頁技術(ASP)和ArcGIS平臺，結合構建的多維度、多尺度指標體系，實現了貧困地區(qū)多維信息獲取及貧困程度測算;劉新等(2009)開發(fā)的面向森林資源調查的采集軟件較高效率地完成樣地數據采集任務;Greitans等(2013)設計了一套基于Web的實時數據采集系統(tǒng)，用于監(jiān)測站能效狀態(tài)監(jiān)測，它允許高頻度從單一總線有線傳感器和系統(tǒng)集成的無線傳感器獲取監(jiān)測數據，并通過互聯(lián)網發(fā)送數據;Diego等人(2015)提出利用有線/無線混合方式獲取智慧城市文化遺產監(jiān)測數據的方法[1-5]。信息采集技術經過多年的研究發(fā)展，取得了諸多成果，但均沒有應用于微觀層面的城市建筑物信息調查，并且在云架構、實時信息采集、人員協(xié)同工作、在線信息反饋、實時數據入庫等方面還未一體化集成[1-5]。

　　2系統(tǒng)總體設計

　　2.1需求分析

　　城市建筑物信息調查涉及點多、面廣、現場實際情況復雜，且外業(yè)調查投入人員較多，需同時協(xié)同開展信息調查工作。因此，在系統(tǒng)設計方面，應滿足3方面的需求：第一，現場實時定位、現場實時照片、視頻和錄音信息采集與同步上傳，支持多人同時協(xié)同開展信息采集與信息錄入。為減少成本，還應實現一個系統(tǒng)多平臺使用。第二，支持多層級權限分配，采集數據內容的實時后臺審核、質檢，外調用戶位置追蹤?？紤]到重慶市是典型的山城城市，還應實現任務的智能調配。第三，為保證數據安全，后臺系統(tǒng)應支持私有云上傳和下載，支持用戶的管理、數據處理等功能。

　　2.2系統(tǒng)架構設計

　　根據外業(yè)調查的特點與需求，建筑物信息實時云協(xié)同調查系統(tǒng)架構在云環(huán)境的支撐下，包括數據層、系統(tǒng)層、應用層，其中系統(tǒng)層由網絡眾包采集子系統(tǒng)、云計算智能分配子系統(tǒng)、云計算后臺管理子系統(tǒng)3個子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)建設框架如圖1所示。

　　數據層是系統(tǒng)建設的基礎部分，包括基礎地理信息數據、高分辨率遙感影像、建筑物基底面，為系統(tǒng)提供底圖及基礎數據支撐，為外業(yè)調查提供目標源數據。

　　系統(tǒng)層是建設的核心部分，包括網絡眾包采集子系統(tǒng)、云計算智能分配子系統(tǒng)、云計算后臺管理子系統(tǒng)三大子系統(tǒng)，為外業(yè)調查提供基礎工作。

　　應用層是業(yè)務使用部分，基于HTML5技術，實現PC端、移動端(蘋果、安卓)等跨平臺的同步數據采集與質檢。

　　2.3系統(tǒng)功能模塊設計

　　1)網絡眾包采集子系統(tǒng)。網絡眾包采集子系統(tǒng)主要用于外業(yè)調查用戶，包括任務更新、任務接受模塊以及完整的數據采集流程，以保證調查數據采集的準確性和高效性。子系統(tǒng)采用基于ASP.NET架構的B/S模式，基于Ajax、HTML5技術實現數據的異步交互。

　　系統(tǒng)主要功能模塊涉及用戶注冊與登錄、任務區(qū)選擇、信息調查與錄入、拍照、錄音、提交審核、添加新要素、切換任務區(qū)、衛(wèi)星定位、其他輔助等功能，如圖2所示。

　　2)云計算智能分配子系統(tǒng)。云計算智能分配子系統(tǒng)主要用于普通管理員用戶，包括對所轄外調用戶任務、權限分配，采集數據內容的審核、質檢以及所轄外調用戶位置追蹤等功能模塊，以保證任務安排的合理性和監(jiān)管整個數據采集流程。子系統(tǒng)同樣采用基于ASP.NET架構的B/S模式，基于Ajax技術實現用戶終端與服務器端的異步交互，其系統(tǒng)架構如圖3所示。

　　3)云計算后臺管理子系統(tǒng)。云計算后臺管理子系統(tǒng)主要用于最高管理員用戶，包括對普通管理員和所有外調用戶的管理、數據處理、數據成果私有云上傳和下載以及安全控制模塊，是整個建筑物實體調查系統(tǒng)的基礎支撐模塊。子系統(tǒng)并不是一個單一的管理系統(tǒng)，而是以阿里私有云管理平臺為依托，組合使用了多種管理工具，包括數據庫管理工具、Web服務管理工具、數據處理插件工具、安全輔助工具等共同搭建的完整后臺服務系統(tǒng)。子系統(tǒng)安全管理涉及外調采集過程中數據上傳下載安全控制和私有云安全控制2個部分，外調采集部分安全控制通過HTTPS安全通道來實現，私有云部分安全控制結合阿里云安全管理機制和數據加密來實現，如圖4所示。

　　3應用實踐

　　利用實時云協(xié)同調查系統(tǒng)在重慶市主城區(qū)建筑物實體信息調查與數據建設項目中開展了應用工作。

　　3.1確定調查內容

　　重慶市主城區(qū)建筑物實體信息調查開展之前，結合支撐規(guī)劃研究、規(guī)劃編制、實施評估和城市規(guī)劃管理工作的需求，經過充分調研和論證，并結合重慶的實際，按照《城鎮(zhèn)建筑物信息調查技術規(guī)程》(DB50/T769-2017)、《地理信息地址分類與編碼規(guī)范》等相關標準，制定了調查內容，包括樓棟實體、樓層實體2個層級。其中樓棟實體主要調查每一棟建筑物樓棟附屬信息，涉及每一棟建筑物的建筑物名稱、建筑物別稱、地址、建筑地上層數、建筑地下層數、建筑年代、樓棟號、建筑狀態(tài)等信息;樓層實體主要調查每一棟建筑物信息樓層附屬信息，包括每一層的樓層標識(指樓層層號)和每一層樓層使用用途。

　　3.2外調前內業(yè)處理

　　通過收集總平圖、竣工圖、1∶500地形圖、高分辨率遙感影像數據，提取建筑物信息輪廓線。其中，總平圖、竣工圖、1∶500地形圖中涉及到樓層信息、建筑物結構信息也一并提取，經過數據預處理、數據轉換、數據清洗、屬性賦值、外調前成果檢查等技術流程，并與建筑物信息進行數據融合，形成外業(yè)調查基礎數據。

　　3.3研發(fā)調查系統(tǒng)

　　基于建筑物信息外業(yè)調查范圍廣、數據量大、涉及大量外業(yè)調查人員協(xié)同調查的應用需求，研發(fā)一套建筑物信息實時云協(xié)同調查系統(tǒng)，實現外業(yè)拍照、視頻、錄音等方式記錄所需采集信息的功能，以及根據外業(yè)調查情況進行屬性數據整理錄入功能。同時考慮到大量人員開展外業(yè)調查，系統(tǒng)研發(fā)多任務分發(fā)與多用戶并發(fā)協(xié)同工作模式，后臺基于阿里私有云服務平臺，避免數據暴露外泄，保障了數據的安全性。

　　3.4外業(yè)調查

　　1)此次調查主要采用的工具是手機，利用手機進入采集系統(tǒng)，進行外業(yè)調查工作，流程如圖1所示。

　　2)外業(yè)調查建筑物信息實時云協(xié)同調查系統(tǒng)支持多用戶數據實時在線上傳，確保管理員協(xié)同登錄查看。其操作流程如下：①抵達外調場地，選擇需要調查內容對應的圖層;②加載圖層數據，點擊調查對象(點、面)，查看原有數據屬性，并對數據進行現場拍照;③若拍照不能達到采集要求，通過采集系統(tǒng)的錄音功能實地錄音，也可以通過備注說明;④無法采集到的信息應在備注中進行說明;⑤若面、點需要修改，點擊新建(點、面)，在圖中畫出，然后拍照或錄音，同時填寫相關采集內容;⑥照片和錄音完成后，提交保存，進行下一個內容采集。

　　3.5外業(yè)調查數據錄入

　　建筑物信息實時云協(xié)同調查系統(tǒng)擁有強大的后臺管理云作為支撐，上傳的照片、錄音等信息可實時在線查看，并支持數據的填寫、修改等功能。用戶根據云系統(tǒng)平臺上的照片、錄音等記錄的信息，完成數據錄入工作。

　　3.6實時協(xié)同的數據質檢

　　外業(yè)調查人員實地調查的圖片、錄音、文字等信息，由管理員對內容進行審核，及時反饋錯誤信息。同時，建立多用戶、多層級之間的溝通渠道，避免質檢時多次重復核查和同一地點的重復外業(yè)調查，保證數據質量。

　　3.7數據入庫

　　在外業(yè)調查數據完成錄入及審核后，首先編制建筑物信息入庫標準，制定數據模版，再將建筑物信息實時云協(xié)同調查系統(tǒng)中分散的數據分別導入模板中。基于ArcGIS平臺，通過數據處理、補調、邏輯矛盾檢查等，建成涵蓋城區(qū)建筑物信息數據庫，包括建筑用途、建筑結構、建筑年代、建筑層數、地址等指標，實現建筑物信息的信息化管理，作為城市精細化管理的重要基礎。

　　4結　語

　　通過建筑物信息實時云協(xié)同調查系統(tǒng)設計，研發(fā)了外業(yè)調查系統(tǒng)，并應用于重慶市主城區(qū)建筑物信息數據庫建設工作，豐富了地理調查手段。該系統(tǒng)設計實現了多用戶、跨平臺在線實時協(xié)同調查，攻克了實時在線協(xié)同地理信息數據編輯操作關鍵技術，從而實現了大范圍海量建筑物實體信息實時在線調查。系統(tǒng)部署在用戶自用終端，外業(yè)調查人員不需要單獨購買設備終端，較以往的傳統(tǒng)方式，大大提高了信息的獲取效率，節(jié)省了購買采集設備的經費，在各項同類數據調查、規(guī)劃調查、數據采集與處理中均有較好的應用前景，同時也可以為其他同行業(yè)信息普查提供可借鑒的案例。