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基于WebGIS的綠地資源信息管理 系統設計與實現一一以合肥市為例
發布時間：2023-07-08 10:27
第一章 緒論 1
1.1引言 1
1.2國內外研究現狀 1
1.2.1開源 GIS 技術發展現狀 1
1.2.2綠地信息化管理與建設研究現狀 3
1.2.3基于 WebGIS 的綠地信息化管理研究現狀 4
1.3研究主要內容 5
1.3.1存在的問題 5
1.3.2研究內容 6
1.3.3主要創新點 7
1.4 本研究技術路線 7
第二章 系統關鍵技術分析 9
2.1OGC 標準 9
2.1.1WMS 服務 9
2.1.2WMTS 服務 10
2.2WEBGIS 概況 12
2.2.1WebGIS 主流開發庫 12
2.2.2WebGIS 開發路線和架構 12
2.3客戶端開發技術 13
2.3.1Angular 開發技術 13
2.3.2OpenLayers 17
2.4ASP.NET CORE 18
2.5網絡與GIS服務器 18
2.6數據庫技術 19
2.7第三方資源概況 20
2.8本章小結 21
第三章 綠地資源信息管理系統設計與實現 22
3.1系統需求分析 22
3.1.1可行性分析 22
3.1.2功能需求分析 22
3.2設計原則 23
3.3綠地資源信息管理系統總體框架設計 24
3.4綠地信息管理業務功能設計 25
3.5綠地資源信息管理系統數據庫設計 27
3.5.1數據庫總體設計 27
3.5.2數據庫詳細設計 28
3.6綠地資源管理系統功能詳細設計 36
3.6.1基礎地圖功能模塊 36
3.6.2綠地資源“一張圖”展示 36
3.6.3查詢統計功能 38
3.6.4綠地指標測算功能 44
3.6.5輔助功能 47
3.7本章小結 49
第四章 綠地資源信息管理系統測試實例 50
4.1實現基礎 50
4.1.1研究區概況 50
4.1.2物理視圖 50
4.2地圖服務發布與管理 50
4.2.1綠地資源空間信息入庫 50
4.2.2綠地資源專題地圖服務發布 51
4.3基礎地圖功能模塊 52
4.3.1地圖加載 52
4.3.2地圖基礎操作 52
4.4綠地資源“一張圖”展示 53
4.5綠地資源指標測算模塊 55
4.6綠地資源查詢統計功能 57
4.6.1資源查詢功能 57
4.6.2資源統計功能 58
4.7綠地資源數據綜合分析 60
4.8本章小結 63
第五章 總結與展望 64
5.1總結 64
5.2展望 65
參考文獻 66
插圖清單
圖 1.1 技術路線圖 8
圖 2.1 WebGIS 三層架構 13
圖 2.2 文件目錄和根模塊 16
圖 2.3 OpenLayers 體系結構圖 17
圖 2.4 GeoServer 的體系架構圖 19
圖 3.1 技術架構 25
圖 3.2 系統功能 26
圖 3.3 數據庫架構圖 28
圖 3.4 數據邏輯關系 29
圖 3.5 PostgreSQL 數據表詳情 30
圖 3.6 基礎功能結構圖 36
圖 3.7 “一張圖”展示分類結構圖 37
圖 3.8 “一張圖”管理功能 37
圖 3.9 資源目錄 38
圖 3.10 查詢統計功能結構圖 39
圖 3.11 指標測算功能結構圖 45
圖 3.12 測算圖層代碼 47
圖 4.1 數據庫管理器 51
圖 4.2 圖層信息 51
圖 4.3 地圖工具 53
圖 4.4 “一張圖”展示 54
圖 4.5 指標測算界面 56
圖 4.6 查詢條件 57
圖 4.7 查詢結果圖 58
圖 4.8 查詢統計圖 59
圖 4.9 人均公園綠地面積圖 61
圖 4.10 綠地現狀統計圖 61
圖 4.11 指標測算結果圖 62
表格清單
表 2.1 GetCapabilities 參數 9
表 2.2 GetMap 參數 10
表 2.3 GetFeatureInfo 參數 10
表 2.4 GetCapabilities 參數 11
表 2.5 GetTile 參數 11
表 2.6 GetFeatureInfo 參數 11
表 2.7 部分開源 GIS 項目列表 12
表 2.8 三大框架對比 1 5
表 2.9 三種數據庫對比 20
表 3.1 現狀綠地數據表 30
表 3.2 行道樹數據表 3 1
表 3.3 古樹名木數據表 32
表 3.4 林地數據表 33
表 3.5 濕地數據表 34
表 3.6 公園綠地服務居住用地信息表 35
表 3.7 指標統計表 39
表 3.8 綠地服務設計 40
表 3.9 林地服務設計 42
表 3.10 濕地服務設計 43
表 3.11 指標測算功能描述 45
表 3.12 工程管理功能描述 48
表 4.1 地圖加載代碼 52
表 4.2 測量控件代碼 53
表 4.3 圖層頁面 HTML 代碼 55
表 4.4 文件導出代碼 56
表 4.5 文件導出 60
第一章 緒論
1.1引言
社會生產力的持續發展不斷推進社會城鎮化的發展進程，城市綠地資源作為 城市規劃和發展的重要影響因素，對維持良好的城市生態系統，支撐城市經濟社會 的發展規模起到了重要作用［1］。從城市綠地建設發展政策來看，從十九大報告對城 市生態文明和綠色發展的高度重視，再到“十四五規劃”中特別指出的推動綠色發 展，建設人與自然和諧共生的現代化建設目標。在現代化發展進程下，綠地資源在 城市發展建設中發揮著越來越重要的作用，綠地資源的智能化信息管理也成為了 智慧城市建設的重要組成部分，同時引領著該行業未來的發展趨勢［2,3］。由此也引 起了行業技術的更迭和管理工作改革的浪潮。傳統的園林綠化管理方式以手工數 據文件為載體，信息數據更新速度慢，整合性差，資源共享難，導致管理不夠及時， 標準不統一等一系列問題［4］。建立科學、高效、持續的信息化管理平臺，實現綠地 資源信息的動態監測與管理，為城市綠地建設提供全面、準確、及時的動態數據， 提供更加科學合理的規劃設計，對實現可持續發展具有重要意義［5］。3S技術與城 市綠地系統規劃管理工作的結合越來越受到社會各界的關注，也引起了相關企業 和事業部門在這方面的實踐應用，新技術的應用不僅可以帶來直接的經濟效益，也 可以極大程度的提高工作效率，提升城市的綠地建設水平，持續創造價值［6］。將數 字化信息系統應用于綠地園林管理工作中，從園林養護管理和園林工程建設兩個 方面切入，對綠地或林木資源通過附帶二維碼進行三維管理，對園林管理數據進行 收集管理，為數字化信息系統與園林工程建設的結合為“智慧”城市和“智慧”園 林的建設提供了參考價值［7］。
地理信息系統相關技術應用于綠地園林信息化管理是學科發展的融合，也是 社會科學應用技術發展的必然趨勢［8］。通過對互聯網技術、地理信息系統、RS技 術、數據庫技術以及前端數據可視化等技術的結合應用，以綠地資源一張圖為載體， 對現有綠地、園林、古樹名木和濕地等資源進行整合和管理，在滿足同時段高頻率 訪問的穩定性的條件下，實現實時調取綠地資源空間數據庫資源，并對相關園林綠 地資源信息進行可視化表達，實現城市綠地資源信息化服務與精細化管理。基于上 述情況，對城市綠地資源信息一體化經營和管理的探討和研究由此展開。
1.2國內外研究現狀
1.2.1開源GIS技術發展現狀
GIS 技術最早可追溯到 20 世紀 60 年代，加拿大首次提出一個用于土地資源 管理的傳統GIS系統（CGIS），它采用集中式的系統架構，通過用戶共享主機資 源的方式實現系統功能，它的提出為地理信息系統的發展開啟了新篇章［9］。國內的 GIS 在80 年代后開始迅速發展，逐步在理論探索、實驗技術、規范探討、軟件開 發、系統建設、人才培養和區域性試驗等方面取得了突破和進展［10］。同時不斷成熟 的傳統 GIS 技術逐步廣泛應用于國土資源信息，防震減災，農業生產，環境監測 以及電子政務等領域［11］。這個階段的 GIS 基本上都是 C/S 架構，硬件的條件限制 高，使用投入比重大，用戶體驗較差【I2」3】。Web技術新思路的不斷涌現，為萬維網 地理信息系統（WebGIS）的產生與發展提供了堅實的大環境［14］。WebGIS技術的 本質含義是將互聯網技術應用于 GIS 開發［15-17］。最早在二十世紀九十年代，帕洛 阿爾托研究中心（PARC，Palo Alto Research Center）研究開發了一個基于Web的 地圖瀏覽器，用戶通過該地圖瀏覽器實現圖層切換和地圖放縮等功能。雖然這個瀏 覽器功能及其簡單，卻是首次開創了將 GIS 運行到 Web 瀏覽器上的思路［18］。 WebGIS發展至今，經歷了靜態內容階段、CGI程序階段、插件階段、分層開發階 段, RIA （富互聯網程序）階段的發展［19］。現如今商業的WebGIS產品層出不窮， 各種地圖API服務，如Google Maps API、百度地圖API，國外比較流行的WebGIS 平臺主要有 ArcGIS Server、 MapXtreme 和 GoogleEarth 等。國內比較有代表性的 WebGIS平臺有北京超圖的SuperMap IS.NET，北京中遙的GeoBeans等。
基于不同數據信息主題，國內外機構和學者也基于 WebGIS 技術做出了研究 和實踐。廖國祥等通過WebGIS技術搭建了海上溢油應急信息系統，為海上溢油應 急情況的處理提供了有效的決策支持［20］。化雪梅基于 WebGIS 技術，設計實現了 灌區地理信息系統［21］。 Sciortino Rosanna 等搭建了食品運輸全流程實時監測的 WebGIS 云平臺，為食品物流運輸中的保質期問題提供了信息支持［22］。謝軒等基于 WebGIS 技術搭建了水稻病蟲害預警信息系統，實現了水稻田的病蟲害信息收集與 診斷，水稻田信息查詢與信息實時發布等功能［23］。楊朝輝等基于 WebGIS 技術，在 調查勘驗了蘇州市橋梁管理現狀后，設計實現了蘇州市的橋梁管理系統，為橋梁建 設維護以及健康狀態的評價提供了信息支持［24］。呂終亮和白新萍等采用服務與軟 件交互的建設思路，實現了氣象服務在線系統建設，解決了服務注冊、服務規范化、 參數序列化和多級任務調度等多個關鍵技術［25］。愛琴海大學環境質量與地理空間 應用實驗室開發了一個用戶友好型的 WebGIS 應用程序，對希臘愛琴海內的米蒂 利尼海峽的富營養化狀況進行圖層展示、插值分析、統計評估，為研究區沿海生態 系統提供支持和技術幫助［26］。至此，對于仍在發展中的開源 GIS 技術來說，也會 在很長一段時間內持續面臨很多的技術難點與挑戰［27,28］。主要如下三方面：
1.開源GIS的應用過程需要加載大量的圖形以及圖像數據，由于目前互聯網 網絡帶寬以及一些硬件設備的限制，使得WebGIS站點訪問速度越來越慢，海量的 空間地理信息數據的傳輸速度也遠遠無法滿足龐大用戶群體的需求，逐漸成為了 WebGIS 體系模型的技術瓶頸。
2.目前階段的 WebGIS 在實際應用中，都有著相對獨立和特定的空間數據， 運行平臺和支撐環境等，處于一個相對封閉與獨立的系統內，這就導致了一定程度 資源重復。
3.傳統的WebGIS都是利用HTML與ASP作為主要的信息傳輸和表達工具。 這就意味著擅長數據表達的HTML與ASP會使得頁面生成后信息處于靜態模式, 對矢量圖形和一些數據內部結構的聯系的準確表達有一定的限制。
1.2.2綠地信息化管理與建設研究現狀
1.2.2.1國外研究現狀
最早在上世紀70 年代，美國開始設計并實現利用計算機管理技術對城市森林 和公園的位置、樹種以及數量、樹齡、生長狀況、地理位置以及經營措施和管理強 度等森林基礎信息進行分區分片管理［29］。美國威斯康星州大學針對密西根半島東 端的景觀變遷問題，通過利用合理的融合選擇、圖層重疊及臨近對象要素分析等多 種 GIS 功能進行了主題分析，并確立了景觀決策的框架體系，實現了定量的景觀 結構描述，進一步提高了對生態單元的管理［30］。日本東京的學者探索了 3S技術在 公園綠地分析與規劃中的應用，并通過對中心區綠地信息的提取和整合，將衛星圖 像、 DXF 文件、公共地圖等在統一坐標系下實現分層和疊加構造，為相關園林綠 地的植被管理、綠道養護、病蟲害防治提供了電子信息材料［31］。
信息技術的不斷發展，推動城市和地區對綠地資源的重視和建設，促進管理技 術的改革。新加坡國家公園局對其管轄范圍內的每一棵樹木都建立了數字化的信 息檔案，并通過計算機檢索實現對全國觀賞植物的品種、數量以及生長狀況的全面 了解［32］。香港特別行政區政府康樂及文化事務署利用電子地圖導入并管理 80 萬棵 樹木的分布和位置，將綠地以及樹木位置信息在電子地圖上清晰的展示，從而實現 科學的樹木護理，以及靈活的資源調配，提高管理與維護效率［33］。
1.2.2.2國內研究現狀
對于綠地園林等城市信息化建設以及相關管理系統的研究與應用，國外發達 國家的發展起步早，研究與應用水平要領先于國內［75］。早期傳統的綠化園林資源 信息管理通常以手工數據文件的形式為載體，造成以下幾個問題：一是數據整合工 作量大，需要消耗大量的人力、物力和財力進行相關的數據收集、信息整合和統計 工作；二是資源共享困難，不同的統計方式使得數據統計結果不準確，不同區域與 單位之間由于格式與統計標準不統一，導致很難實現數據共享；三是數據更新難度 大，歷年積累的數據使得數據查詢工作量大，工作過程機械且易出錯，不及時的更 新使得數據失真；四是數據可視化能力差，無法直觀的分析和統計現有數據的規律 和趨勢；五是衡量指標單一，對綠地園林資源的分析與統計大多基于單一的綠地率 指標來進行衡量和分析［34,35］。技術發展大潮的到來，國家對園林城市標準指標體系 提出了要求，要建設性地優化和完善城市綠地系統空間格局，實現城市綠地資源信 息化服務與精細化管理，加快“智慧城市”建設步伐，提高綠地園林資源的信息化 管理水平［36］。
在互聯網技術高速發展的推動下，國內對于綠地園林信息化管理等智慧城市 建設也有了新的技術手段，越來越多地將互聯網新興技術應用到 GIS 中［73］。相關 行業企業與單位，以及各大高校也開始對綠地資源信息化建設的主題進行討論與 研究。四川大學計算機學院與成都雕塑繪畫院共同合作，開發了城市園林管理及其 Web 發布的應用軟件，根據所研究城市的園林管理的基本現狀，基于互聯網技術 設計了城市園林多媒體綜合信息平臺，對城市園林的發展建設與開發拓展提供了 技術支持［37］。廈門市綠化工程處與福建農業大學聯合研制出了《城市園林綠化生 產調度管理系統》和《園林植物病蟲害信息管理系統》等多個子系統。該系統采用 VFP6.0 的面向對象編程技術，將復雜報表系列實現簡單化便捷處理，并通過可視 化編程，實現園林植物基本信息、普查信息、養護人員資料、道路和園林綠化信息 以及園林病蟲害信息等全方位信息合集的查詢功能［38］。仲愷農業技術學院對有關 綠地信息管理課題，運用FoxPro管型數據庫研制了一個相關系統，在實現對珠江 三角洲園林植物信息的收集與整理的基礎上，設計了園林植物信息管理系統的結 構，并完成了錄入、刪除、查詢、修改、導出以及統計和維護等應用功能。清華大 學與西南林學院也合作研制了有關樹種個體信息管理的系統，該《城市綠化樹種信 息系統》實現了對城市綠地個體樹種的信息進行錄入、刪除、查詢、修改、導出、 打印以及統計和維護等管理功能，完成了技術應用，達到了業務目的［39］。深圳市利 用航測、遙感、 GPS 衛星定位、攝像監控等技術建立園林苗木的電子檔案，開展相 關養護和監管工作，利用數字地圖實現相關業務數據的動態查詢［40］。魏本勝基于 寶鋼綠地管理需要，建立寶鋼綠地信息數據庫，構建綠地信息管理平臺，實現寶鋼 生態系統服務評價的業務目的［41］。黎良財等利用 MobileGIS 軟件，基于 QuickBird 遙感影像實現對大學校園綠地的信息獲取和調查分析，利用多項定量指標對校園 綠地系統的現狀進行評價［42］。
1.2.3基于WebGIS的綠地信息化管理研究現狀
WebGIS 技術應用于綠地園林資源的信息管理是一個具有現實發展意義的必 由之路。技術的迭代與更新不斷推動WebGIS在各個應用領域的發展。對于城市綠 地園林資源的信息化管理，越來越以互聯網、 3S 技術、數據庫技術和動態監測等 技術為支撐［75］。劉忠卿和楊伯鋼等結合 ArcIMS、 ASP.NET 和數據庫技術，實現對 北京市綠化隔離地區建設現狀的動態監測管理和統計分析［43］。唐運海基于 C# 和.NET開發平臺，采用B/S和C/S混合架構，將GIS與MIS無縫集成，綜合構建 了地級市園林綠化和市政管理信息，實現了業務管理的流程化和自動化［44］。孫啟 亮等基于JSF和Arcgis Server實現WebGIS技術，為哈爾濱植物園搭建了信息化 管理系統，實現園區視圖瀏覽和綠化樹種管理的一體化功能［45］。嘉應學院鐘廣銳 基于服務式GIS設計了城市綠地規劃管理系統，并以梅州城區為例，以“SOA”架 構為主導，嚴格遵循模型一一視圖一一控制器的MVC框架，實現數據發布，地圖 服務和空間分析服務［46］。韓慧君利用 CAD 與 MapInfo Professional 建立各類空間 對象的圖層，使用Access建立工作檔案，利用MapX作為二次開發工具，MFC作 為開發系統，實現校園綠地管理信息系統的建立［47］。陳樹等利用WebGIS技術，針 對“林木種質資源信息標準化整理及信息管理系統研制”課題，建立數據統計分析 指標模型，實現信息錄入與編輯、數據瀏覽、數據管理、數據統計與分析等功能模 塊［48］。儲曉雷和李丹等結合《國家園林城市評價標準》，以SuperMap為地理信息 基礎平臺，設計并實現了城市園林綠化管理信息系統的各項功能［49］。國家林業和 草原局西北調查規劃設計院引入“天空地”一體化監測技術體系，采用 WebGIS 技 術，利用MySQL數據庫的開源GIS平臺構建了森林資源監測智慧云平臺，為森林 資源數據的快速查詢和更新，規范化工作流程，可視化的資源監督管理工作提供支 持［50］。
1.3 研究主要內容
1.3.1存在的問題
基于 WebGIS 技術不同的學者對綠化園林信息管理方面做了較多的應用嘗試 與實踐。但值得注意的是這些平臺和案例仍然存在一些問題：
1.從技術應用方面，很多WebGIS系統都采用了過時的開發技術和框架，不 具備成熟的開發社區，無法做到與時俱進，不利于發展過程中的業務拓展和維護、 系統生命周期短。
2.從軟件開發架構方面，很多系統是采用單機結構或集群結構，處理數據能 力有限，業務量增長到一定程度，硬件資源很難滿足需求，造成服務器宕機等各種 問題，影響效率。
3.從數據整合角度，諸多的 WebGIS 系統對綠地園林資源數據缺少全覆蓋多 種類的深度整合，對各個專題和類型數據的集成度偏低，單類數據不利于共享和綜 合規劃分析。
4.從數據統計和分析角度，很多WebGIS對園林綠地的指標檢測標準較為單 一，對綠地資源潛力數據的多方面深入統計和研究比較薄弱。
針對上述提到的問題，本研究結合目前綠地資源管理現狀，選擇目前最新的 Web 端主流開發工具，綜合考慮應用需求，結合使用數據庫信息技術、 GIS 技術、 互聯網開發技術,采用“SOA”面向服務架構思想，基于WebGIS技術搭建研究區 的綠地資源信息管理系統，實現對綠地資源信息的跨平臺“一張圖”綜合管理、統 計分析等業務功能，彌補了前期問題在技術老舊、分析指標不夠綜合、數據覆蓋面 不夠等方面的不足，對綠地資源的信息化綜合管理平臺改進有意義，同時對 WebGIS 技術在多方向多目標的智慧城市信息建設中提供實例。
1.3.2研究內容
本研究以綠地園林資源信息的管理為核心，為實現相關信息的一體化管理，綜 合分析研究區的綠地資源管理需求，梳理綠地資源信息管理系統的主要設計和開 發模塊，依托綠地信息綜合 GIS 數據庫，搭建信息化管理平臺，實現各個業務功 能模塊，達到通過瀏覽器完成跨平臺資源共享的目的。主要研究內容分以下三個部 分：
1.在GIS技術應用方面，研究開源地圖服務器，利用GeoServer服務器搭建 綠地信息共享服務平臺，提供各種地圖服務，研究 OpenLayers 開源 JavaScript 庫 實現地圖切片等數據文件的可視化，從數據庫概念結構、邏輯結構與物理結構三個 方面對系統地理數據庫進行設計實現，并對分布式GIS架構展開研究。
2.在Web技術開發方面，對HTML + CSS + JavaScript前端開發組合進行研 究并掌握，對Angular開發平臺對接OpenLayers，HTTP協議與傳輸原理進行深入 研究，為系統開發與功能點的實現夯實基礎。
3.在系統業務功能實現方面，根據需求分析，主要對研究區內劃分標準下的 各類型綠地資源“一張圖”信息管理進行研究，實現基礎地圖功能操作；并對資源 實現類型和專題的多維度查詢，對研究區的綠地資源建設標準進行多方位的指標 測算，并利用第三方Echarts插件實現測算結果可視化，提高對綠地潛在數據的綜 合分析和規劃管理，實現跨平臺的資源信息共享；對查詢統計，綜合測算出的綠地 數據實現導出，為決策與綜合分析提供支持；對綠地資源相關業務工作提供養護巡 查事件記錄、動態監測等輔助功能。
本研究意義在于綜合應用 3S 技術、數據庫技術、網絡信息技術，以園林綠化 的管理為核心，基于WebGIS技術推進綠地資源信息管理系統的研究，實現對大量 城市綠地資源信息的查詢，統計，管理以及分析和評價工作。提高綠地資源信息的 現勢性和準確性，為城市綠地的管理、規劃、經營、決策等工作提供一定的數據參 考和決策支持，提高現階段對城市綠地資源信息的管理和研究水平。地理信息技術 與計算機技術的結合應用，不僅是對GIS理論和技術的深刻理解，也是對WebGIS 技術的應用與實踐［51］。
1.3.3主要創新點
系統的設計與實現中主要體現在系統內容實現方面：系統采用“SOA”面向服 務的架構思想，將前端技術與綠地園林 GIS 技術完全對接，基于三層架構利用綠 地資源信息“一張圖”管理的形式；實現研究區綠地各個專題類型全覆蓋的地理空 間數據的深度整合；并通過多維度的指標測算與統計，實現對現有綠地資源現狀的 綜合分析和科學規劃。
1.4 本研究技術路線
根據論文的研究內容進行規劃，制定系統設計與開發的技術路線，主要包括準 備階段、系統設計、功能實現、實例測試等階段，各階段主要的研究內容如下：
1.準備階段
在確定研究內容和方法后，學習并了解國內外WebGIS架構設計、開發技術路 線流程，整理相關文獻，收集系統所需要的數據，確定并掌握系統實現所需要的各 項關鍵技術；
2.設計階段
選擇適合該系統實現所需要的各項關鍵技術，包括面向服務的“SOA”架構思 想、分布式開發架構、 WebGIS 技術、空間數據庫和服務器等。由此對系統的需求 進行分析，并對系統的框架、數據庫、詳細功能模塊及業務功能項進行設計；
3.實現階段
在 Visual Studio Code 開發環境下，利用 Angular + OpenLayers 組合技術，綜 合采用開源GIS可視化框架，開源空間數據庫，Web服務器，GIS服務器對各個 功能進行開發和實現；
4.成果階段
在對預期功能模塊和業務功能完成后，以研究區為例進行功能測試，完善各功 能的可視化界面，并對整個工作流程和功能模塊進行總結，完成論文撰寫。
本研究技術路線如圖 1.1 所示。
確定研究目標、內容、方法
圖 1.1 技術路線圖
Fig 1.1 The technology roadmap of the research
第二章 系統關鍵技術分析
2.1OGC標準
OGC （Open Geospatial Consortium，開放地理空間信息聯盟）是國際上一個非 盈利性的標準化組織，該組織為了全球地理信息的統一化和標準化，自發協議制定 與空間信息和基于位置服務相關的標準，包括一些接口或編碼的技術文檔、抽象規 范、 OGC 參考模型等。開發者可以對照這些標準文檔定義開放服務的接口、空間 數據存儲的編碼以及空間操作的方法等［52,53］。OGC定義了一系列的Web地理信息 服務的抽象接口和實現規范，利用這些服務來實現地理信息的共享和操作［54］。
2.1.1WMS 服務
WMS即網絡地圖服務，該服務可以利用GetMap接口返回指定范圍內的地圖, 以圖片圖層或者瓦片地圖的方式加載。本文用到的是最新的WMS服務版本1.3.0， 主要有以下操作接口：
1.GetCapabilities 接口，用于返回地圖服務的要素類和支持的相關操作。請求 格式支持KVP和SOAP,其主要參數如表2.1所示。
表 2.1 GetCapabilities 參數
Tab 2.1 GetCapabilities parameters
參數名稱 參數含義 是否必須 備注
VERSION 版本號 否
SERVICE=WMS 服務名稱 是
REQUEST=GetCapabilities 請求接口 是
FORMAT 返回類型 否 默認為 xml
2.GetMap 用于獲取地圖數據，可以設定地圖圖像的樣式和格式等，請求格式 支持KVP和SOAP。請求過程中的主要參數如表2.2所示。
3.GetFeatureInfo用來獲取getMap響應在地圖上某一點的特征數據信息。主 要參數如表2.3所示。
表 2.2 GetMap 參數
Tab 2.2 GetMap parameters
參數名稱 參數含義 是否必須 備注
VERSION 版本號 是
REQUEST=GetMap 請求接口 是
LAYERS 圖層名稱 是
STYLES 樣式類型 是
BBOX 邊界框值 是
CRS 投影坐標系 是
WIDTH 圖片寬度 是
HEIGHT 圖片高度 是
FORMAT 圖片格式 是
TRANSPARENT 圖片是否透明 否 默認為false，不透明
BGCOLOR 圖片背景 否 默認為白色
TIME 請求時間，主要用于元數據中
包括時間維度、比如天氣預報 否
ELEVATION 元數據包括高程維度，比如不
同海拔高度的臭氧濃度 否
表 2.3 GetFeatureInfo 參數
Tab 2.3 GetFeatureInfo parameters
2.1.2WMTS 服務
WMTS服務式網絡地圖切片服務，是OGC首個支持restful風格的服務標準。
WMTS 采用預定義圖塊方法發布數字地圖服務，通過提供靜態數據（基礎地圖）
來增強伸縮性，這些靜態數據的范圍框和比例尺被限定在各個圖塊內。目前 OGC 提供的最新版本是1.0.0，主要有以下幾種服務接口：
1.GetCapabilities 獲取服務的元數據信息，請求格式支持 KVP、 SOAP 和
RESTFUL，主要請求參數如表2.4所示。
表 2.4 GetCapabilities 參數
Tab 2.4 GetCapabilities parameters
參數名稱 參數含義 是否必須 備注
SERVICE 服務名稱 是
REQUEST=GetCapabilities 請求接口 是
2. GetTile獲取請求地圖切片服務的切片信息，主要請求參數如表2.5所示。
表 2.5 GetTile 參數
Tab 2.5 GetTile parameters
參數名稱 參數含義 是否必須 備注
SERVICE 服務名稱 是
REQUEST=GetTile 請求接口 是
VERSION 版本號 是
LAYER 圖層 是
STYLE 樣式類型 是
FORMAT 返回格式 是
TILEMATRIXSET 瓦片矩形設置 是
TILEMATRIX 瓦片矩形 是
TILEROW 矩形瓦片的行索引 是
TILECOL 矩形瓦片的列索引 是
3. GetFeatureInfo 獲取點選的要素信息，主要請求參數如表 2.6 所示。
表 2.6 GetFeatureInfo 參數
Tab 2.6 GetFeatureInfo parameters
參數名稱 參數含義 是否必須 備注
SERVICE 服務名稱 是
REQUEST=GetFeatureInfo 請求接口 是
VERSION 版本號 是
GetTile 請求參數 GetTile 的請求參數 否 主要是獲取當前瓦片
I 瓦片水平方向像素點 是 取值在 0~瓦片范圍-1
J 瓦片垂直方向像素點 是 取值在 0~瓦片高度-1
INFOFORMAT 信息返回格式 是
2.2WebGIS 概況
2.2.1WebGIS 主流開發庫
WebGIS應用服務器端和客戶端兩部分任務來實現GIS信息的傳遞和表達，客 戶從服務器請求數據、分析工具與模塊，服務器執行客戶請求并把結果或數據分析 工具通過網絡返回給客戶，以供使用。主流開源 WebGIS 開發工具如表 2.7 所示。
表 2.7 部分開源 GIS 項目列表
Tab 2.7 List of open source GIS projects
類型 開源GIS項目 說明
桌面工具 QGIS、uDig、GRASS 主要用于制圖，即桌面端加載數據 以及對數據的編輯
服務器 GeoServer、MapServer、Geodjango GeoServer 基于 J2EE 框架，
MapServer核心部分基于C語言
數據庫 PostGIS/PostgreSQL、MySQL Spatial 主要用于存儲空間數據
客戶端 QGIS、OpenLayers、OpenScales、Leaflet 作為客戶端開發框架
JTS、GEOS （幾何拓撲操作庫）、
工具集 Shapely、GDAL/OGR （柵格矢量數據操 實現GIS功能的工具庫
作庫）、Proj4 （地圖投影庫） GeoTools 是一款基于 Java 的開源
中間件 GeoTools、 MapTools GIS 工具集，允許用戶對空間數據
進行基本操作。
2.2.2 WebGIS 開發路線和架構
WebGIS 開發一般采用兩條技術路線:
①ArcgisServer + SQLServer + IIS + Arcgis js API + Angular/React/Vue
②GeoServer + PostgreSQL + Tomcat + OpenLayers/leaflet + Angular/React/Vue 開發者根據不同的項目與業務需求選擇開發路線，本研究經過綜合考慮，最終
采用 GeoServer + PostgreSQL + IIS + OpenLayers + Angular 的技術開發路線，構建 WebGIS系統的三層架構［56,57］，如圖2.1所示。系統完成后WebGIS的工作流程原 理為：第一階段，用戶在客戶端（瀏覽器）提出地圖數據引用的相關需求，如縮放、 平移或者查詢某POI信息等命令之后，Web服務器會接受瀏覽器按照HTTP協議 格式規范過的用戶需求信息。第二階段在 Web 服務器接收到請求后，解析請求并 將界面的UI部分提前預先響應回瀏覽器界面，同時將GIS相關的服務請求持續發 送給 GIS 服務器。第三階段， GIS 服務器在接收到 GIS 服務請求后會馬上訪問數 據庫服務器，并在 GIS 服務器中對接受到的數據進行相應的分析和處理，最終通 過Web服務器回傳給瀏覽器客戶端。由此完成了 WebGIS的一次完整的操作周期。
圖 2.1 WebGIS 三層架構
Fig 2.1 The Architecture diagram of WebGIS
2.3客戶端開發技術
2.3.1Angular 開發技術
Angular 由 Google 創建并在 2010 年正式向公眾發布，使用 Angular 框架，需 要先掌握 HTML、CSS、JavaScript 技術。HTML + CSS + JavaScript 技術作為 Web 前端開發技術的基礎已逐漸發展為現在廣泛應用且成熟的 HTML5 + CSS3 + JavaScript 前端組合開發技術。
1.HTML5作為超文本標記語言，主要用于客戶端的頁面設計。通過在HTML 文檔中加入特定的控制字符或命令，來實現用戶所期望的文檔輸出格式。具體實現 時利用成對出現的 HTML 標簽，用尖括號包圍關鍵詞，與文檔顯示內容一起構成 HTML文檔的主要元素。頭部（＜head＞）和主體（＜body＞）兩部分是一個簡單完整 的HTML文檔的基本組成結構，頭部描述瀏覽器的元信息，主體包含網頁窗口要 顯示說明的內容，簡單易用功能強大。隨著Web技術的持續發展與應用，HTML5 自2014年推出至今，幾乎已被全世界的瀏覽器所支持。HTML5不僅強化了 Web 網頁的表現性能，賦予了網頁更好的意義和結構，而且追加了本地數據庫等 Web 應用的功能，提供了如網頁動態渲染、動畫以及不需要插件就可以實現音視頻播放 的新功能。除此之外， HTML5 還具有跨平臺性，對平臺以及運行環境的硬件要求 的高包容性，動畫和視頻效果更豐富絢麗等優勢特點，已經成為最新版本的網頁編 寫標準。
2.CSS (Cascading Style Sheet)即層疊樣式表，主要用于網頁的風格設計， 美化網頁樣式。 HTML 文檔的信息堆疊既不利于網頁內容的展示，也會影響網頁 的加載速度。使用 CSS 修飾后的網頁，結構更加統一清晰，頁面更加美觀友好， 同時還能減少代碼量，提高運行速度。 CSS 規則有選擇器和聲明兩部分組成。 CSS 對 HTML 文檔中的元素進行整體或局部的控制時，往往就要用到選擇器，選擇器 大致分為派生選擇器、ID選擇器和類選擇器。結合目標樣式和實際需求選擇合適 的選擇器進行匹配。HTML引用CSS樣式時，可以在head頭部部分直接編寫或者 導入外部CSS文件，或者在HTML標簽中通過Style屬性對網頁對象進行控制。 20世紀初W3C推出了 CSS的升級版本CSS3,主要包括盒子模型、列表模塊、超 鏈接方式、多欄布局等多個模塊。 CSS3 簡化了前端開發人員的設計過程，提高了 生產開發效率，代碼更加簡潔，頁面結構更加合理，同時性能和效果也得到了兼顧。
3.JavaScript是Netcape公司的Brendan Eich最早設計的，一種通用的、基于 原型的、面向對象的腳本語言，主要用于解決網頁的交互問題，實現在不占用過多 系統和網絡資源的情況下提供一種可以嵌入不用應用程序中的用以實現目的的通 用代碼。JavaScript由三個不同的部分組成，分別為核心(ECMAScript)、文檔對 象模型(DOM)、瀏覽器對象模型(BOM)。ECMAScript是一種開放的腳本語言 規范，是JavaScript的規格，JavaScript是ECMAScript的一種實現。DOM是基于 HTML 文檔模型定義的一套標準方法，開發人員利用 DOM 將頁面映射出的多層 節點結構，并通過節點的獲取拿到控制頁面內容和結構的主動權，實現刪除、添加、 替換和修改任何節點。 BOM 實現與瀏覽器窗口的交互，代表瀏覽器窗口的 Window 對象是BOM的頂層對象，而BOM是由多個對象組成的，其他的對象都是該對象 的子對象。不同的瀏覽器對于 BOM 有著自己的實現方式。 HTML5 的推進使得 BOM也逐漸朝著兼容性更強的方向發展。
三個技術相輔相成，缺一不可，共同為Web前端開發提供技術支撐。同時，在 Web技術不斷發展過程中，以HTML、CSS、JavaScript等開發技術為基礎，拓展 創新出很多上手更快，功能更強大的開發框架，Angular、React和Vue就是由此發 展衍生出的前端開發框架。Angular、React與Vue各有優勢與缺點，并駕齊驅，三 大框架對比如表 2.8 所示。
表 2.8 三大框架對比
Tab 2.8 Comparison of Three Frameworks
Angular Vue React
組織方式 MVC 模塊化 模塊化
路由 靜態路由 動態路由 動態路由
模板能力 強大 自由 自由
數據綁定 雙向綁定 雙向綁定 單向綁定
自由度 較小 較大 大
本文通過對比選擇Angular作為主要開發平臺，主要原因有以下幾個方面：
1.Angular簡化了常規前端開發利用的MVC （模型-視圖-控制器）的分層體 系結構［58］。將應用程序分解為三層不同組件，各層各司其職，是開發面向用戶的應 用程序的常用策略。Angular可以自動將不同的組件放在一起，簡化了組件設計和 連接組件的代碼編寫和操作，從而節省時間，提高了開發效率。
2.Angular 大生態系統。 Angular 是 Google 由專門的團隊創建開發的， Google 自己本身也一直在使用Angular，且提供了 Angular的長期支持（LTS），擁有著更 大更好的技術生態系統。LTS意味著Google將持續堅持使用Angular,并跟進技術 與時代發展及時進行擴展更新。Angular非常龐大的用戶社區，也為開發使用者提 供了相互學習、幫助與支持的平臺，成為了另一個強大的支持系統。
3.Angular Universal 和服務器端呈現。服務器端呈現技術在應用程序開發中 十分重要，該技術使得網頁抓取工具能輕松快速的訪問頁面，同時對于移動等低耗 能的設備，也緩解了資源不足的缺點，減少客戶端頁面加載時間，實現性能的提高。 Angular Universal 就是 Angular 社區提供的實現服務端呈現需求的簡單工具。常規 的應用程序是在DOM中呈現頁面來響應用戶操作，Angular Universal可以通過與 應用程序集合，生成服務器端頁面從而響應瀏覽器頁面的請求。
4.Angular 的材料設計。 Angular 從 5.0 版本開始，在其框架中集成了對 Material Design的官方支持oMaterial Design作為一個開源工具集，可以簡化Web、 移動和桌面等客戶端開發中對UI組件的創建，有助于開發人員創建更加美觀便捷 的客戶端界面。除此之外，Material Design組件可以與服務器端呈現技術結合使用， 實現應用程序的開發和改進。
5.Angular 的特有功能特征，如雙向數據綁定、模板、路由、組件、以及依 賴注入。其中雙向綁定的數據綁定方式極其強大，通過［（ngModel）］能夠實現在模板
與組件的模型之間保持同步的雙向綁定。開發者只需要對要綁定的輸入元素使用 這個指令，模型的任何更改都可以自動反映在視圖中，并同步更新組件的屬性。服 務于依賴注入的配合，在介紹與外部數據源的依賴關系前，建立外部服務，并利用 依賴注入將其傳送給組件。
6.Angular 的模塊化設計。模塊化設計在當今微服務與分布式架構技術發展 的時代背景下，顯得十分有利，模塊化的設計增加了代碼的可重用性，簡化分工， 也提高了代碼的一致性，增強了維護。Angular的模塊化設計在現代編程語言和框 架中不是獨一無二的，但其模塊化設計不僅可以通過模塊化架構配置和部署基本 組件，還可以使用其構建的任何對象。將具有模塊化設計的應用程序集成，有利于 為大型的跨平臺應用程序開發架構的不同功能服務的部署［59］。
7.Angular的單元測試。Angular的單元測試功能可以將新功能的代碼塊與應 用程序的主代碼庫進行隔離，只對新功能的代碼塊進行單獨測試，從而快速監測到 錯誤，而不影響主代碼庫的功能實現。在對新功能的代碼塊進行徹底測試后，再添 加到主代碼庫中。測試中開發人員不用修改代碼或用特殊的測試工具進行單元測 試，高兼容性是Angular 一直以來的設計目標［60］。Angular可以實現集各種優勢于 一體，模塊化、層次依賴注入和多功能性等特點都使得它成為一個優秀而極具有選 擇意義的開發平臺。
V file Edit ^election yiew fiun terminal Help
tm app.module.ts X
圖 2.2 文件目錄和根模塊
Fig 2.2 File directory and The root module
Angular 在 src/app 文件下定義不同組件，在 assets 文件夾中存放靜態資源， main.ts 為應用程序的主要入口點， app.module.ts 定義根模塊。根模塊用來引導并 運行應用，@NgModule用來接收一個元數據對象，其中包括declarations引入當前 項目運行的組件，imports引入當前模塊運行依賴的其他模塊，providers引入項目 中用到的服務。根模塊無需導出任何東西，但是必不可少的組成。項目中 Angular 文件目錄結構和根模塊如圖 2.2 所示。
2.3.2OpenLayers
OpenLayers是一個完全免費的開源JavaScript庫，采用面向對象的方式開發， 并提供了模塊化、高性能的JavaScript包，用于在顯示層展示地圖與空間數據，實 現客戶與數據的交互，具有很靈活的擴展機制［斶。OpenLayers設計實現了上百個 類，可以對 GIS 各種數據進行抽象豐富的表達。在地圖數據以地理服務方式提供 的條件下，OpenLayers實現空間數據訪問的方法符合OGC行業標準，支持各種公 開和私有的數據標準和資源，包括WMS （Web Mapping Service，網絡地圖服務） 和 WFS （Web Feature Service，網絡要素服務）以及 WMTS （Web Map Tile Service， 地圖瓦片服務）等。
圖 2.3 OpenLayers 體系結構圖
Fig 2.3 The architecture diagram of OpenLayers
使用OpenLayers體系架構實現地理數據展示，需要設定一個容器（Map）用 來展示地圖，容器中的核心元素是地圖圖層（Layer），每一個圖層都必須有一個 相對應的數據源（Source），并由地圖視圖（View）進行地圖表現。除此之外，地圖 容器中還可以添加一些與用戶交互的特殊層和控件(Control和Interaction)，如地 圖交互操作空間，以及綁定在 Map 和 Layer 上的和一系列等待請求的事件。在 OpenLayers的框架體系中,幾乎所有的動作都是圍繞著Map>Layer> Source和View 這幾個核心類展開的，如圖2.3所示。與OpenLayers類似，Leaflet也是一個交互式 地圖的開源JavaScript庫，Leaflet更加輕量級，代碼量小，只提供了基本的地圖調 用和交互，通過使用各種插件來實現各種功能。 OpenLayers 將所有的功能都集結 在一起，自成一體，保留了拓展基本類后的所有功能，且 OpenLayers 的所有訪問 地圖空間數據的實現方法都符合行業標準［62,63］。故本系統中選擇OpenLayers作為 前端開發中的地圖開源庫。
2.4ASP.NET CORE
ASP.NET Core是一個跨平臺的新的高性能開源框架，使用ASP.NET Core可 以生成Web應用和服務以及移動后端，并可以在Windows> Mac和Linux上跨平 臺的開發和運行ASP.NET Core應用。ASP.NET Core應用運行于.NET Core和完整 的.NET Framework之上，它整合了原來ASP.NET中的MVC和 WebAPI框架，采 用 ASP.NET Core 提供各種接口，實現數據庫的訪問并將所需數據返回［64］。選擇 ASP.NET Core技術有以下優點：
1.開放源代碼且以社區為中心
2.輕型的高性能模塊化HTTP請求管道
3.能夠托管于項目計劃中的 IIS
4.并行版本控制
5.簡化新式Web開發工具
6.能在各種系統(Windows> macOS和Linux)上進行開發和運行。
本系統通過ASP.NET Core與Angular客戶端開發框架組合開發，將前后端集 成起來，完成數據庫的訪問以及客戶端各業務功能的實現。
2.5網絡與GIS服務器
網絡服務器采用IIS互聯網信息服務,GIS服務器采用GeoServer地圖服務器。 GeoServer是基于Java語言開發的一種開源服務端地圖軟件，可以發布多種主流地 圖源文件，用戶通過地圖資源的發布實現共享地圖o GeoServer從開發到應用至今， 宗旨是希望廣大服務用戶能夠快速便捷的通過網絡來獲取到目標地理數據。地理 數據提供者可以直接向網絡發布個人擁有的地理數據，其他用戶也可以通過網絡 直接獲取使用這些數據，從而達到共享標準化和規律化［65］。GeoServer的體系架構 圖如2.4所示。
圖 2.4 GeoServer 的體系架構圖
Fig 2.4 The architecture diagram of GeoServer
GeoServer 主要有以下幾個特性：
1.跨平臺支持，支持Linux、Windows、MacOS等等。
2.支持眾多的OGC標準，包括WMS、WCS、WFS、WFS-T （支持編輯事 務）、 FilterEncoding 等。
3.支持眾多的柵格和矢量數據格式， 如 GeoTIFF 、 ArcGrid、 Gtopo30 WorldImage等，除此之外，通過各種官方插件還可以支持ArcSDE Raster、Oracle GeoRaster 等，以及通過 GDAL 支持的 ESRI shapfile、 PostGIS、 Oracle Spatial、 Microsoft SQL Server、MySQL等，還可以通過OGR支持更多的格式。
4.功能強大的配置管理界面o GeoServer通過自身攜帶的配置管理界面，實現 數據請求樣例、發布地圖服務、預覽地圖結果、管理空間數據、調整地圖樣式和建 立空間數據緩存等功能。從用戶使用體驗方面衡量，GeoServer比MapServer更方 便快捷。
5.內建數據安全訪問，通過內建的權限設置限制制定用戶權限，使特定用戶 擁有數據、服務和目錄三方面的權限。
2.6數據庫技術
數據庫管理技術為 Web 應用開發提供數據層支持。本系統所使用的是 PostgreSQL,PostgreSQL 是多年前加州大學 POSTGRES 項目的一部分°PostgreSQL
是一個功能強大的關系型開源空間數據庫，其使用并拓展了 SQL語言，并在安全 存儲，以及對復雜數據拓展負載量等方面進行了完善和升級［66］。目前三種主流數 據庫為MySQL、PostgreSQL和SQLite，比較如表2.9所示。本系統之所以要使用 PostgreSQL，是因為其具有高度的可拓展性，對SQL標準支持完善，用戶可以根 據需求定義自己的數據類型，構建自定義SQL函數，數據安全可靠［67］。
表 2.9 三種數據庫對比
Tab 2.9 Comparison of three databases
對比內容 MySQL PostgreSQL SQLite
類型 關系型數據庫 關系型數據庫 關系型數據庫
拓展性 拓展性一般 有很多工具和插 件，拓展性強 拓展性較弱
遷移性 遷移性一般 遷移性一般 由于 SQLite 基于文件存儲， 因此遷移性強
安全性 可靠的數據安全訪問 安全性好 不支持用戶管理，安全性差
并發支持 并發性高 低于 MySQL 并發性差
對 SQL 標準支持 較完善 宀辛
完善 不完善
數據庫連接方式 基于線程連接 基于進程連接 基于文件連接
事務支持 支持 支持 支持
約束 支持主鍵、外鍵、唯
一、非空和檢查約束 同 MySQL 不支持外鍵
2.7 第三方資源概況
Echarts是一個開源的數據可視化工具，是一個純JavaScript的圖標庫，可以兼 容當前大部分瀏覽器（IE6/7/8/9/10/11、chrome、firefox、safari等），也可以在移 動端等多種設備上進行流暢運行，底層依賴輕量級的 Canvas 庫 ZRender。 Echarts 有著直觀簡潔，色彩明麗，生動形象且可交互性的視覺效果，大大提高了應用程序 用戶頁面數據信息的表現力［68］。新增的拖拽重計算、數據視圖以及值域漫游等功 能特性點，增加了用戶對數據的表現和整合能力，方便用戶進行深度挖掘和分析。 Echarts 主要有以下特點：
1.開源軟件，對地圖數據有著十分炫酷的圖形界面，除此之外還提供了柱形 圖、圓餅圖、條形圖、折線圖四象限圖以及氣泡圖等多種數據表達類型；
2.使用簡單，直接引用官網中封裝好的JS文檔就可以實現目標展示效果；
3.具有多種類型，多種圖形和樣式，多種模板，除此之外，還有詳細的 API 以及文檔說明；
4.基于HTML5,具有良好的兼容性，可以實現良好的動畫渲染效果。
2.8本章小結
本章重點介紹綠地資源信息管理系統開發所必需的 GIS 理論與 WebGIS 系統 開發關鍵技術。從技術角度出發，首先分析了本系統實現地圖服務所需要的 OGC 標準，接著對本系統的 WebGIS 開發路線與基本架構進行介紹，然后對本系統開發 的前端HTML5 + CSS3 + JavaScript組合技術，系統功能實現用到的OpenLayers + Angular客戶端開發技術，IIS網絡服務器和開源GeoServer服務器的架構和優點， 空間數據庫PostgreSQL的功能等進行了詳細的介紹，最后對用到的第三方資源等 進行了簡要概述。
第三章 綠地資源信息管理系統設計與實現
本章主要針對目前在技術應用舊、開發架構不適宜與系統數據整合、統計與分 析度低等綠地信息資源管理系統問題，首先對現有綠地資源管理工作進行需求分 析，依據開發條件采用最新的 GeoServer + PostgreSQL + IIS + OpenLayers + Angular 的技術開發路線，采用“SOA”面向服務架構思想，構建了研究區的綠地資源信息 管理系統，實現了對綠地資源信息的跨平臺“一張圖”綜合管理、統計分析等業務 功能，彌補了前期問題在技術老舊、分析指標單一、數據覆蓋面不夠等方面的不足。
3.1系統需求分析
3.1.1可行性分析
在城市發展和綠地建設的實際工作中，要想做好相關信息管理工作，就要對各 種數據進行有效的收集和整合，并通過有效手段和相關技術工具進行反映，以及對 相關歷史數據進行監測、統計和分析，這些數據的清晰呈現和快速的查詢分析，有 利于數據管理工作的展開和科學決策的進行，在很大程度上提高工作辦事效率，也 為城市綠地資源信息管理和城市綠地發展建設做出信息技術保障。按照《城市綠地 分類標準》(CJJ/T85-2017),將研究區現有綠地信息分為園林數據、濕地數據和 林地數據三大部分，其中園林數據又分為現狀綠地(公園綠地、防護綠地、廣場用 地、附屬綠地和區域綠地)、古樹名木、行道樹和綠道四部分，濕地數據包括濕地 面、濕地線和濕地公園三部分。這些基礎地理數據資源構成系統開發的數據資源， 系統的面向對象的分布式架構降低了運行環境的硬件要求。近些年的諸多案例與 技術文檔也為系統的設計和實現提供了重要的參考依據。
3.1.2功能需求分析
城市綠地資源的信息化管理工作是一個長期不間斷的發展任務。根據綠地資 源信息管理的研究目的，對相關業務功能展開需求分析，系統的主要需求功能如下：
1.系統實現綠地資源信息的整合與基礎資源信息的展示，對園林類綠地資源 以及濕地與林地數據進行詳細分類，通過交互操作對列表進行管理和多圖層數據 顯示，簡明直觀的查看各類數據情況。
2.針對不同綠地信息資源進行專題性的業務功能，如對現有的綠地資源展示 數據進行面積測算與距離測算，對綠地資源的所屬區域、綠地類型、占地面積以及 名稱和具體位置進行統計查詢，地圖交互定位興趣區域,Echarts可視化統計結果；
3.為方便進一步的數據分析與決策支持，對各類綠地資源實現不同標準的指 標測算，如建成區綠化覆蓋率、建成區綠地率、人均公園綠地面積、公園綠地半徑 覆蓋率、防護綠地實施率等多個方面的指標計算，實現衡量資源數據的標準化。
4.充分了解綠地資源信息管理工作流程與常用業務需求，對綠地資源的養護 巡查系列工作提供業務功能，如將綠地資源管理工作中的待辦事件、通知公告以及 過往辦事統計信息進行收集整合，并實現通過系統進行事件整改；對綠化工程中的 各項工程綜述，以及已完成與超期預警的工程數進行統計顯示，并上傳相關工程資 料與項目信息，羅列工程重大事件時間軸，為工程管理工作提供信息合集；對于以 往不同年份的變化圖斑通過遙感影像的上傳，進行展示分析，從而實現動態監測， 提供圖像數據與技術平臺支持，完成動態監測功能。
總而言之，綠地資源信息系統結合研究目的、技術工具與業務需求綜合分析， 主要分為以下幾個功能模塊：地圖應用的基礎地理操作，綠地資源“一張圖”展示、 統計查詢、指標測算和相關業務工作模塊，包括養護巡查、綠化工程管理以及動態 監測。
3.2設計原則
綠地資源信息管理系統的設計是計算機科學技術和地理信息系統技術的結合 應用和研究，系統的設計與開發原則按照基礎理論為底、整體把握，分模塊規劃的 理念，在綠地資源數據種類多、數據體系大、功能模塊豐富，結構復雜、涉及面廣 的需求建設情況下，為完成平臺設計與實現，遵循以下設計原則：
1.整體統籌、分步建設
明確綠地資源信息管理系統的建設與研究目標，立足綠地資源科學管理的核 心全局，堅持問題與目標導向，做好整體的統籌把握。并根據管理工作特點和實際 需求，將整體分為部分，突出重點、分步實施，在整合各類型相關數據資源的基礎 上，實現各個模塊的功能需求。
2.統一標準、共建互享
在對綠地資源信息管理系統進行整體設計之前，對綠地數據資源、服務應用以 及基礎運行環境等進行對標，保障信息系統能有一個統一的運行標準，有所依據、 有所依托。在對標成熟系統的標準前提下，構建一個信息互通、功能交互、動態更 新、共建互享的平臺。
3.合理性與穩定性原則
在對綠地資源信息管理系統的建設過程中，要合理設計系統總體架構和系統 技術路線，綜合考慮系統采用的關鍵技術和系統使用的基礎平臺，探究和研究不同 開發工具的優缺點，全面了解系統遵循的標準規范、系統建設數據資源以及系統建 設功能完整性等各流程工作，并遵循現有的國家標準和項目規范，向成熟穩定的系 統開發管理和數據規范體系看齊，以此來保障系統全面、合理、高效、穩定的運行。
4.實用性與易用性 綠地資源信息系統的設計與實現，盡可能考慮到不同業務水平和需求層次的
用戶人群，要具備界面友好，操作簡單，易學易用的特點，保障用戶在短時間內掌 握系統的使用方法，了解各業務功能模塊的使用技巧，實現對綠地資源數據的獲取、 查詢和應用管理的業務需求。
5.可擴展性原則
城市發展建設日新月異，為長遠發展，綜合考慮開發工具和技術架構，盡量使 用先進且認可度高的技術、在硬件條件可接受的條件下滿足一定的開放性，使得系 統設備不僅滿足當下的業務需求，也能在將來可預見性的通過擴充模塊，滿足與時 俱進的業務需求。使得在未來發展過程中，系統可以拓寬新技術的同時也可以保有 現有資源技術，延長使用的生命周期。
3.3綠地資源信息管理系統總體框架設計
綠地資源信息管理系統對各類綠地資源信息的管理，既要完成對各類綠地園 林數據模型的支持，也要實現對研究區各類綠地地圖信息的訪問和展示，包括地圖 服務下的圖層切換與信息展示。除此之外，還要實現對各類綠地數據的查詢、測算 以及統計結果的展示功能。由此系統的設計和開發需要統籌整體，在安全保障體系、 標準規范體系和運行管理體系下，采用三層架構進行分層設計，自上而下分別為客 戶端應用表現層、邏輯開發層和基礎支撐層。架構中的各組成層之間相互獨立，開 發設計過程中可以只關注其中的一層展開工作，各層之間的低依賴性，可以很容易 地用新的實現來替代原有層次的實現，有利于標準化，也可以實現各層邏輯的復用 [69]，系統總體架構設計如圖 3.1 所示。
以計算機硬件與網絡通信平臺為依托，基礎支撐層包括數據支撐、網絡環境和 軟硬件環境的支撐，將大量的地理基礎數據、業務數據等數據資源利用 PostgreSQL 關系型數據庫技術進行結構化處理，設計系統功能的數據表。運用.NET Core技術 設計方法接口，調用各類數據庫信息，實現各類數據展示和統計分析功能。
后臺邏輯業務層開發運用ASP.NET Core語言進行業務工作流和業務邏輯處理 的開發設計，采用面向服務的“SOA”架構思想，實現與各類數據模型與數據庫的 連接。中間層通過接口實現業務工作的各項功能服務，通過地圖服務器、 GeoServer 等 GIS 服務器實現地圖以及地理數據的發布與應用，并通過對客戶端發送 HTTP 請求，拿到反饋的數據信息后及時響應給客戶端應用層。
客戶端應用層以綠地資源數據庫和綠地資源信息服務平臺為樞紐，以綠地資 源一張圖展示為支撐構建的信息平臺，以公共地圖數據服務，綠地資源信息的業務
數據作為數據支撐基礎上，選用Angular 前端框架，采用OpenLayers開源JavaScript 庫進行開發，客戶端發起請求后，先要經過邏輯業務層的邏輯處理，在網絡和軟硬 件服務的支撐下，Web服務器解析請求并做預響應，同時將GIS服務響應發送給 GIS 服務器， GIS 服務器實現對數據庫的訪問，并完成響應的處理分析，最終將請 求結果以 JSON 格式響應給客戶端，用戶可以通過瀏覽器看到渲染后的數據結果， 完成一次運作周期。
圖 3.1 技術架構
Fig 3.1 The architecture of technology
3.4綠地信息管理業務功能設計
綠地資源信息管理系統業務功能框架主要介紹系統的主要功能模塊，系統的 設計與開發遵從整體統籌和細節分類的原則，在對系統功能需求進行分析后，統籌 業務需求、技術條件以及后期的拓展升級與維護等多方面因素，設計了綠地資源信
息管理系統的業務功能，具體如圖 3.2 所示。
由系統功能結構圖可以看出，基于 WebGIS 的綠地資源信息管理系統包括綠 地資源信息管理模塊、基礎數據功能模塊、統計分析模塊、指標測算和評價模塊、 綠化工程模塊、動態監測模塊、養護巡查模塊等多個模塊，實現對不同種類綠地資 源的地圖加載，資源展示和相關查詢，對綠地資源數據進行相關標準的指標測算與 不同類別的統計分析，并對相關綠地資源管理工作，如養護巡查、綠化工程管理以
Fig 3.2 The functions of system
1. 基礎功能模塊：基礎功能模塊主要包括公共地圖加載和基礎地圖操作，加 載各類型綠地資源的底圖，實現各類型綠地圖層的切換，提供對園林和林業等信息 空間數據庫的地圖展示；使用地圖工具實現常用的地圖操作，如放大，縮小，距離 測量，面積測量等基礎功能，完成基礎地圖操作功能。
2.綠地資源“一張圖”展示：綠地資源信息“一張圖”展示主要包括地圖展 示與地圖工具，資源目錄展示，地圖定位，信息查詢等功能模塊。除了基礎功能模 塊的實現，資源目錄通過控制圖層目錄樹的開關進行相應數據資源的展示，調整圖 層的透明度從而提供對各類綠地信息空間數據庫的資源展示與多圖層分析；地圖 定位模塊通過鷹眼定位、地名定位、道路定位以及公園綠地名稱定位等多種定位方 式快速漫游至目標點位或區域，從而達到快速獲取興趣區域信息的目的；除此之外， 信息查詢模塊通過對地圖興趣區域的選擇實現便捷的交互式查詢功能。
3.綠地查詢統計模塊主要分查詢統計和專題統計兩個部分。按照行道樹、古 樹名木、公園、林地以及濕地等不同綠地類別進行分類統計，根據不同類別的屬性 與字段作為查詢條件進行交互查詢。針對不同的綠地專題進行統計查詢，并以圖形 化和報表的形式進行展示，實現統計結果的下載和導出。
4.綠地指標測算模塊，基于城市園林綠化基礎數據庫，對各項生態園林城市 指標進行測算分析和綜合評價，如對建成區綠化覆蓋率，建成區綠地率，公園綠地 服務半徑覆蓋率以及道路綠地達標率等指標進行計算分析。通過指標計算結果科 學有效的指導城市園林綠化管理工作。
5.養護巡查管理模塊，養護巡查管理模塊包括對巡查養護事件進行事件上報、 任務接收、整改核查、案件查詢、養護統計以及業務考核、通知公告等功能的應用 實現。業務工作人員通過對養護巡查工作中的各類事件進行上報，任務接收，根據 整改情況及時更新事件進度詳情；監管中心人員對巡查業務進行相關考核，事件追 蹤，發布相關通知與公告；授權用戶均可對以往事件進行統計查詢。
6.綠化工程管理模塊包括工程項目地圖展示、項目信息錄入、項目信息查詢、 工程項目監管記錄、項目驗收信息管理以及工程統計等多個功能區。其中工程項目 統計功能區域，可以以報表形式按照年度或者自定義時間完成該時間段內不同規 模改擴建類工程數量的統計，并利用多種圖表形式顯示與對比。
7.動態監測管理模塊包括多期影像對比、變化圖斑編輯、變化圖斑導入、變 化圖斑導出、變化圖斑統計與查詢等功能。利用多時相遙感影像的對比，可以定期 掌握城市綠地分布動態變化情況。
3.5綠地資源信息管理系統數據庫設計
3.5.1數據庫總體設計
綠地資源信息管理系統空間數據庫的設計遵從“數據與應用分離”的原則，在 遵從數據標準體系和技術規范體系的情況下，采集并整合數據，根據業務需求構建
多種數據庫，為系統的功能實現提供數據層支撐。數據庫總結架構設計如圖 3.3 所
示。
in
業務數據庫
園林綠化資 源數據庫
綠地生態 紅線數據
古樹名木 數據庫
指標測算 數據庫
行道樹數 據庫
養護巡査 管理數據
綠地現狀 調查數據
庫
現狀綠地 數據
技術規范體系
圖 3.3 數據庫架構圖
Fig 3.3 The architecture of database
3.5.2數據庫詳細設計
數據庫設計是功能設計實現的基礎。數據庫設計通常分為三個步驟：數據庫概 念結構設計、數據庫邏輯結構設計和數據庫物理結構設計，通過數據庫的構建完成 對系統數據層的支撐。
1. 數據庫概念設計：數據庫概念結構設計中，根據業務功能梳理數據資源之 間的實體關系，建立數據抽象模型，概念設計中主要實體包括各類綠地資源、綠地 現狀、森林資源、濕地資源、綠線、綠地指標等。
2. 數據庫邏輯結構設計：主要包括空間數據和非空間數據，通過相關特征對 兩種數據進行關聯和體現，實現數據間的動態互訪。非空間數據包括巡查報告、各 類項目資料等文件數據，空間數據包括在綠地資源管理、綠地統計分析管理、動態 監測、指標分析與評價過程中涉及的綠地現狀、森林資源等數據。在數據庫設計中， 通過建立兩者之間的關系表、屬性表，使之關聯，實現項目使用過程中各類數據的 快速查詢、高效互訪。數據庫邏輯結構如圖 3.4所示。
圖 3.4 數據邏輯關系
Fig 3.4 The logic relation of data
將建立起的實體關系轉換成行列數據表，以實現數據庫高效運行，綠地資源的 空間信息數據導入到 PostgreSQL 數據庫的數據表詳情見圖 3.5 所示。綠地資源數 據表包括現狀綠地、古樹名木、行道樹和綠道四大類，以古樹名木、現狀綠地和行 道樹為例，構建現狀綠地信息表（hfyi. “現狀綠地”）如表3.1所示，古樹名木數 據表結構詳細設計（hfyi. “古樹名木”）如表3.2所示。通過行道樹（h紉.“行道 樹”）數據表結構詳細設計如表3.3所示。
3. 數據庫物理結構設計中，針對項目數據的內容以及特點，矢量數據和一致 性要求比較高的結構化數據主要采取“空間數據引擎 + 關系型數據庫”存儲，訪 問頻率較高的非結構化數據采用 FTP 文件進行存儲。在保證核心數據一致性的同 時，提高數據訪問效率。
圖 3.5 PostgreSQL 數據表詳情
Fig 2.5 PostgreSQL database
表 3.1 現狀綠地數據表
Tab 3.1 The sheet of greenfield data
字段含義 字段名稱 字段類型 長度 約束
編號 bh integer 50 主鍵
綠地名稱 ldname character varying 93
綠地類型 ldtype character varying 50
綠地編碼 ldbm character varying 50
綠地面積 ldmj numeric —
綠化覆蓋面積 lfmj numeric —
現狀用地代碼 xzyddm character varying 50
所屬區域 ssqy character varying 50
權屬單位 qsdw character varying 75
管護單位 ghdw character varying 50
養護單位 yhdw character varying 50
表 3.1 現狀綠地數據表(續)
Greenfield data sheet(Continue)
Tab 3.1
字段含義 字段名稱 字段類型 長度 約束
備注 bz character varying 50
綠地系數 ldxs character varying 10
綠化覆蓋系數 lfxs character varying 10
綠地位置 ldwz character varying 99
是否公園 gy_yn character varying 10
舊綠地類型 oldtype character varying 50
表 3.2 行道樹數據表
Tab 3.2 The sheet of trees data
字段含義 字段名稱 字段類型 長度 約束
編號 id integer 50 主鍵
樹木坐落 smzl character varying 50
樹種 sz character varying 50
管理單位 gldw character varying 50
養護單位 yhdw character varying 50
所屬道路 ssdl character varying 50
所屬區域 ssqy character varying 50
X坐標 x character varying 50
Y坐標 y character varying 50
移栽狀態 yzzt character varying 50
調查時間 dcsj timestamp —
移栽日期 yzrq timestamp —
回遷日期 hqrq timestamp —
表 3.3 古樹名木數據表
Tab 3.3 The sheet of ancient tree and wood data
字段含義 字段名稱 字段類型 長度 約束
序號 xh integer 50 主鍵
區縣市 shi character varying 254
古樹編號 gsbh character varying 254
調查號 dch character varying 254
中文名 zwname character varying 254
別名 bm character varying 254
鄉（鎮） xiang character varying 254
村（社區）組 cun character varying 254
縱坐標 x character varying 254
橫坐標 y character varying 254
真實樹齡 zs_age character varying 254
估測樹齡 gc_age character varying 254
古樹等級 gsdj character varying 254
樹高 Sg character varying 254
平均冠幅 pingjun_gf character varying 254
生長環境 szhj character varying 254
調查日期 dcdate character varying 254
（2）綠地資源信息數據庫中，除了綠地資源還包括林地資源和濕地資源，林 地數據結構表（hfyi. “林地”）基本信息如表3.4所示，由于綠地信息字段設計較 為豐富，只羅列主要字段信息。
表 3.4 林地數據表
Tab 3.4 The sheet of woodiand data
字段含義 字段名稱 字段類型 長度 約束
編號 bh character varying 50 主鍵
林業局 iin_ye_ju character varying 6
林場 iin_chang character varying 3
林班 iin_ban character varying 4
地貌 di_mao character varying 1
坡向 po_xiang character varying 1
坡位 po_wei character varying 1
坡度 po_du character varying 2
交通區位 ke_ji_du character varying 1
土壤類型 tu_rang_ix character varying 20
土層厚度 tu_ceng_hd integer 5
面積 mian_ji double precision —
地類 di_lei character varying 2
林種 lin_zhong character varying 3
森林類別 sen_lin_lb character varying 2
工程類別 g_cheng_lb character varying 3
齡組 ling_zu character varying 3
郁閉度 yu_bi_du double precision —
優勢樹種 you_shi_sz double precision —
平均胸徑 pingjun_xj character varying 3
林帶寬度 ld_kd character varying 3
功能分區 gnfq character varying 50
主體功能區 qykz character varying 50
災害類型 dispe character varying 50
表 3.4 林地數據表(續)
Tab 3.4 The sheet of woodland data (Continue)
字段含義 字段名稱 字段類型 長度 約束
調查單位 dcdw character varying 50
與面積差 mjc character varying 1
變更依據 bgyj character varying 50
變化年度 bhnd character varying 10
保護等級 bh_dj character varying 4
（ 3 ）濕地數據庫包括濕地數據、濕地公園數據、濕地面和濕地線數據庫建設， 下面展示濕地數據表結構設計（hfyi. “濕地”）如表3.5所示。
表 3.5 濕地數據表
Tab 3.5 The sheet of wetland data
字段含義 字段名稱 字段類型 長度 約束
編號 bh integer 50 主鍵
省 sheng character varying 50
濕地斑塊名稱 sdname character varying 50
濕地斑塊序號 sdban character varying 50
重點調查濕地名稱 zddcsdmc character varying 3
調查類型 dclx character varying 50
濕地區名稱 sdqmc character varying 50
濕地區編碼 sdqbm character varying 50
濕地類 sdlei character varying 50
濕地型 sdtype character varying 50
濕地面積 sdmj character varying 50
線長度 length double precision —
平均寬度 pingjun_kd double precision —
市級行政名稱 shi character varying 50
表 3.5 濕地數據表(續)
Tab 3.5 The sheet of wetland data (Continue)
字段含義 字段名稱 字段類型 長度 約束
縣級行政名稱 xian character varying 50
東經 longtitude character varying 20
北緯 latitude character varying 20
一級流域 yjly double precision 50
二級流域 rjly double precision 50
三級流域 sjly character varying 3
河流級別 hljb character varying 1
調查人 dcr character varying 50
調查時間 dcsj character varying 30
調查單位 dcdw character varying 30
與面積差 mjc double precision 50
計算面積 jsmj double precision 50
保護管理狀況 bhglzk character varying 50
（ 4）綠地指標測算模塊數據庫包括公園綠地、公園綠地服務半徑、分區建成區 范圍、建成區范圍、建成防護、道路達標率、道路綠地查詢表。以公園綠地服務居 住用地信息表為例展示表 3.6。
表 3.6 公園綠地服務居住用地信息表
Tab 3.6 The table of park service residential land information
字段含義 字段名稱 字段類型 長度 約束
編碼 objectid integer 50 主鍵
公園綠地服務半徑覆蓋范圍 fgfw integer 50
所屬區域 ssqy character varying 50
長度 shape_length double precision —
區域 shape_area double precision —
3.6綠地資源管理系統功能詳細設計
3.6.1基礎地圖功能模塊
基礎地圖功能包括實現地圖的加載和對地圖的基本操作。本系統利用 Mapbox 設計地圖底圖，美化地圖加載效果。授權用戶通過登錄系統，跳轉到主 界面后選擇資源展示模塊，資源展示主界面為研究區的地圖底圖。用戶通過勾選 下拉列表的選項框，實現興趣類的地圖加載。用戶執行基本操作時先選定功能控 件，通過鼠標控制，實現地圖的縮小、放大、平移、復位、面積測量和距離測量 功能。基礎地圖功能架構圖如圖3.6所示。
地圖加載功能先獲取服務器發布的地圖地址，如現狀綠地發布地址為 http://36.133.42.74:8088/geoserver/hfyl/wms?service=WMS&version=1.1.0&request= GetMap&layers=hgl%3Agreenland&bbox=50685 8.9375%2C3506509.75%2C538276. 5%2C3537644.0&width=768&height=761 &srs=EPSG%3A4548&format=application/o penlayers，現狀綠地名稱為hfyl:greenland。然后利用OpenLayers加載不同地圖在 Map 中設置 source 的相對應的 params 參數。在實現地圖基本交互操作時，使用 getLength()和getArea()方法來實現興趣區域的距離和面積的測量。
圖 3.6 基礎功能結構圖
Fig 3.6 The structure diagram of basic functional
3.6.2綠地資源“一張圖”展示
基于基礎地理數據和各類綠地資源業務數據信息，將研究區綠地資源實現“一 張圖”展示，展示內容主要包括園林數據、濕地數據和林地數據三大部分，其中園 林數據分為現狀綠地、古樹名木、行道樹和綠道四個分類，現狀綠地主要包括公園 綠地、防護綠地、廣場用地、附屬綠地和區域綠地五個細分小類。濕地數據包括濕 地面、濕地線和濕地公園三部分數據信息。“一張圖”展示分類結構如圖 3.7所示。
綠地資源“一張圖”展示模塊功能實現，主要包括基礎地圖操作、地圖展示、 資源目錄、各類綠地信息查詢、地圖定位等幾個功能模塊，如圖 3.8 所示。資源目 錄調用資源目錄resCata()接口提供對空間數據庫的資源目錄展示與圖層管理，通 過控制圖層目錄樹的開關對相應數據資源進行展示，圖層切換和疊加，調整圖層的 透明度。地圖定位功能通過調用GIS Rest API接口實現多種方式的 地圖定位，包 括鷹眼定位、地名定位、道路定位和公園綠地名稱定位，快速漫游至目標點位或區 域。綠地信息查詢通過調用 Identify Service 接口實現交互式查詢功能，通過鼠標點 擊選擇需要查詢的圖層，選擇地圖興趣區域，展示興趣區域的屬性信息。
圖 3.7 “一張圖”展示分類結構圖
Fig 3.7 The Classification of “A map”
圖 3.8 “一張圖”管理功能
Fig 3.8 The function of “A map”
資源目錄功能利用 ng-zorro-antd 組件庫實現，這個 Angular UI 組件庫的設計 遵從 Ant Design 原則規范。在項目中，執行該命令$ ng add ng-zorro-antd 完成初始 化配置，導入模板與樣式文件，可以快速實現資源目錄組件的構建。如圖 3.9所示。
<div class="toc-contwiner"〉
<hl style=,fcolor: margin-left: 10pxu>資源目錄</hl>
I Hnz-tree
#layerTree
*nglf="lisCollapsed" class=nlayer-tree" [nzData]="layerData" (nzCheckBoxChange)=r,nzCheckChange($event)n nzCheckable
[nzTreeTemplate]="nzT「eeTemplate"
[nzExpandedIcon]="mul tiExpa ndEdlconTpl."
a
<ng-template #nzTreeTemplate let-node let-origin=,,origin,,>
<div class=Hcustom-noden> ••
</div>
</ng-template>
<ng-template #multiExpandedlconTpl let-node let-origin="origin"> <i
*nglf=”！origin? isLeaf"
style= "font- size: 20px'*
nz-icon
[nzType] =''node.isExpanded ? ' svg: arrow_down1 : ' svg: arrow_right class="ant-tree-switcher-line-icon"
| ></i>
</ng-templa
| </nz-t rmo
</div>
<app-ol-map [mapID]=w'ol-map'" [layers]="1ayers"> </app-ol-map>
<!?? </nzayout> -->
</div>
圖 3.9 資源目錄
Fig 3.9 The UI of Resource directory
3.6.3查詢統計功能
綠地統計分析查詢功能模塊包含對各類綠化管理統計數據的統計展示和輸出 功能，實現對行道樹、古樹名木、綠地資源、公園數據、林地資源、濕地資源等各 類數據的統計分析。并通過報表形式進行結果輸出，將報表導出為文本、Excel等 各種格式的文件，便于進行不同數據之間的交換，也可以以餅狀圖或者柱狀圖等更 加直觀的統計圖表形式進行輸出，其中指標統計表如表3.7所示。
對各類綠化管理統計數據的統計及輸出功能，以餅狀圖、柱狀圖或者報表等方 式輸出。通過Echarts可視化統計結果圖，改進了系統的可用性和用戶體驗，交互 更加友好，使客戶端呈現的效果更加豐富直觀。查詢統計功能模塊結構圖如圖 3.10 所示。
表 3.7 指標統計表
Tab 3.7 The table of index statistical
類別
代碼 類別名稱 面積（hm2） 占城市建設用地
比例（ %） 人均面積（m2/ 人） 占城鄉用地比 例（ %）
現狀 規劃 現狀 規劃 現狀 規劃 現狀 規劃
G1 公園綠地
G2 防護綠地
G3 廣場用地
其中：廣
場用地中
的綠地
XG 附屬綠地
小計
EG 區域綠地
合計
備注：—年現狀城市建設用地__hm2,現狀人口—萬人；
__年規劃城市建設用地__hm2,規劃人口__萬人；
—年城市總體規劃用地__hm2,現狀總人口—萬人；規劃總人口—萬人
注：廣場用地中僅將“廣場用地中的綠地”參與小計及合計。
圖 3.10 查詢統計功能結構圖
Fig 3.10 The function structure diagram of query statistics
表 3.8 綠地服務設計
Tab 3.8 The design of Green space service
服務名 方法和屬性名 說明
isDraw 屬性，指示是否啟用父互；
interactionStr 屬性，設置交互字符串；
objectKey 屬性，綠地對象在綠地對象的標識；
county 屬性，所屬區域數組；
chartOption 屬性，圖標對象；
bigGreenLand 屬性，大類綠地數組；
MiddleGreenLandGY 屬性，中類綠地公園數組；
MiddleGreenLandQY 屬性，中類綠地區域綠地數組；
statisticType 屬性，統計方式；
greenLandBigTypeArea 屬性，綠地對象；
BigGreenLand 屬性，大類綠地數組；
addDataToAreaFormControll() 方法，填充綠地查詢時的面積下拉框
GreenLandService addDataToCountyFormControl() 方法，填充綠地查詢時的綠地位置下拉框
addDataToBigGreenLandFormCo 方法，填充綠地查詢時的大類綠地下拉框
ntroll()
方法，將各類綠地添加到相應對象的 options
addGreenLandToObj(greenLands: 數組中；
string[], options: {}[]) 參數：greenLands，綠地對象數組；options，
可選參數
fillGreenLandForm() 方法， 填充綠地表單對象；
方法， 構建綠地查詢中的綠地條件查詢字符
greenLandThemeCondition(valid ataForm: FormGroup) 串； validataForm，表單對象
參數：
1.行道樹與古樹名木統計：通過調取服務接口，實現對目標數據的查詢統計， 查詢條件有所屬區域、所屬道路、樹種等，對古樹名木的查詢條件有所屬區域、樹 種等屬性條件。查詢的結果以列表形式展示，并能在地圖上進行聯動定位。
2.綠地資源統計：利用分析統計接口，實現用戶對綠地資源數據的查詢統計， 查詢條件有所屬數據、綠地性質等，查詢的結果以列表形式展示，并能在地圖上進 行聯動定位。針對查詢結果可以按照篩選條件生成統計報表，同時輔助以圖表的形 式進行展示。對綠地資源設計服務GreenLandService,實現多個互不干擾實體類的信 息共享。創建綠地信息組件用來展示數據，將訪問數據的工作委托給服務。綠地服 務方法與屬性設計如表 3.8 所示。
在綠地服務中，定義綠地的屬性和方法，程序運行時通過調用服務來調用服務 中的方法，實現相關功能。服務屬性包括isDraw是否啟用交互、county所屬區域 數組、 bigGreenLand 大類綠地數組、 MiddleGreenLandGY 中類綠地公園數組、 MiddleGreenLandQY 中類綠地區域綠地數組、 statisticType 統計方式等，通過調用 addDataToAreaFormControll() 填充綠地查詢時的面積下拉框， addDataToBigGreenLandFormControll()填充綠地查詢時的大類綠地下拉框、 addDataToMiddleAndSmallFormControl() 將 大 類 綠 地 標 識 符 id 和表單對象 validateForm 作為參數傳入方法中，填充綠地查詢時的中類綠地和小類綠地下拉框。 addGreenLandToObj()將綠地對象數組greenLand和可選參數options作為參數傳入 方法，添加各類綠地到響應的options數組中,fillGreenLandForm()填充綠地表單對 象，greenLandThemeCondition()將表單對象作為參數傳入方法中，構建綠地查詢中 的綠地條件查詢字符串。
3.林地資源統計：林地資源統計實現對林地數據的查詢統計，查詢條件包括 所屬區域、林地類型、分類等。查詢的結果以列表形式展示，并能夠在地圖上進行 聯動定位。同綠地資源，對林地資源設計服務WoodLandService，實現多個互不干 擾實體類的信息共享。林地服務方法和屬性設計如表3.9所示。
在林地服務中，定義服務的屬性和方法，屬性包括isDraw是否啟用交互、county 所屬區域數組、 objectKey 林地對象的標識符、 woodsAge 森林齡組數組、 woodsCategory 森林分類數組、 woodsSpecies 林種數組、 woodsGrade 林地登記數組 等，通過調用addWoodGradeToForm()方法填充林地查詢時的質量等級下拉框， addDataToSection()填充林地查詢時的所在市區下拉框，addWoodAgeToForm()填充 林地查詢時的齡組下拉框，addWoodCategoryToForm()填充林地查詢時的森林分類 下拉框。
表 3.9 林地服務設計
Tab 3.9 The design of Woodland service
服務名 方法與屬性名 說明
isDraw 屬性，指示是否啟用父互；
interactionStr 屬性，設置交互字符串；
objectKey 屬性，林地對象在綠地對象的標識符；
county 屬性，所屬區域數組；
woodsAge 屬性，森林齡組數組；
woodsCategory 屬性，森林分類數組；
WoodLandService woodsSpecies 屬性，林種數組；
woodsGrade 屬性，林地等級數組；
woodsTenure 屬性，林地權屬數組；
addWoodGradeToForm() 方法，填充林地查詢時的質量等級下拉框；
addDataToSection() 方法，填充林地查詢時的所在市區下拉框；
addWoodAgeToForm() 方法，填充林地查詢時的齡組下拉框；
addWoodCategoryToForm() 方法，填充林地查詢時的森林分類下拉框；
4.濕地資源統計：通過統計分析接口，實現對濕地數據的查詢統計，查詢條 件有所屬區域、濕地類型、濕地面積、濕地重點區域分類等。查詢的結果以列表形 式展示，并能夠在地圖上進行聯動定位。同其他綠地資源類型，對濕地資源設計服 務WetLandService，實現不同實體類的信息共享。通過濕地資源服務方法設計如表 3.10 所示。
在濕地服務中，定義服務的屬性和方法，屬性包括isDraw是否啟用交互、county 所屬 區 域數組、 objectKey 濕地對象在綠地對象的標識符， 調用 方法 addDataToTargetFormControl()返回濕地查詢時的濕地面/濕地線下拉框、通過以下 四個方法 addDataToCityFormControl() 、 addDataToCountyFormControl() 、 addDataToWetSpotFormControl()、addDataToAreaFormControll()分別來返回濕地查 詢時的濕地面/ 濕 地 線 、 市 區 、 濕 地 板 塊 、 濕 地 面 積 下 拉 框 ， cityCondition(validataForm: FormGroup) 將表單對象作為參數傳入方法，由此通過 濕地表單信息構建針對選中濕地的所屬市區的查詢字符串；同樣的方法構建選中
濕地的所屬區域、濕地面積、濕地名稱的查詢字符串，getRecordNumber()將 FormGroup 表 單 對 象 傳 入 方 法 返 回 符 合 條 件 的 查 詢 數 據 的 總 量 ； setStatisticOutFieldUrlStr(outFields: string]])將輸出字段數組作為參數返回統計字符 串的輸出字段。
表 3.10 濕地服務設計
Tab 3.10 The design of WetlandService
表 3.10 濕地服務設計(續)
Tab. 3.10 The design of WetlandService(Continue)
5.專題統計通過統計分析接口，實現綠地或林地資源信息的一鍵式統計需 求，統計結果包含行道樹的種類分布、綠地的分布情況、林地濕地資源的面積統 計概覽等。用戶無需輸入篩選條件，便能對資源的概覽信息進行宏觀掌控。
3.6.4綠地指標測算功能
綠地指標測算分析與評價功能模塊基于城市園林綠化基礎數據庫，利用地理 空間分析技術，進行國家生態園林城市指標測算分析和綜合評價，為更加科學性和 有針對性的指導城市園林綠化管理工作提供幫助。綠地指標測算功能架構圖如圖 3.11 所示，指標測算功能詳細描述如表 3.11 所示。
圖 3.11 指標測算功能結構圖
Fig 3.11 The structure diagram of Indicator measurement
表 3.11 指標測算功能描述
Tab 3.11 The function description of Indicator measurement
序號 功能名稱
建成區綠化覆蓋率（%）
建成區綠地率（%）
人均公園綠地面積（m7人）
公園綠地服務半徑覆蓋率（%）
1 指標分析 城市各城區綠地率最低值（ %）
城市各城區人均公園綠地面積最低值（m7人）
園林式居住區（單位）、達標率（%）或年提升率（%）
城市道路綠地達標率（%）
城市防護綠地實施率（%）
根據公園服務半徑覆蓋率及用地性質，推薦公園選址區域。從地理 空間分析的角度提出公園建設選址地點和面積的參考建議，為城市公園 規劃選址工作提供服務。
根據城市園林綠化評價標準生成評價結果，方便對城市園林綠化的 整體水平的整體把握。
其中，國家生態園林城市申報相關的指標數據，如綠地率、公園綠地服務半徑 覆蓋率、道路綠地達標率等指標需要按照相關標準進行計算，利用計算機空間分析 技術，獲取各項指標數據的測算結果，從而為相關業務工作也研究提供數據支持， 指標測算標準如下：
（1） 建成區綠化覆蓋率：
建成區綠地覆蓋（％）=建成區所有綠化的垂直投影面積"m2）X 100% （3.1）
式中，建成區是指在城市總體規劃要求內，形態相對完整的區域。該區域主要 包括實際已成片開發建設，且具備配套公共設施以及市政相關公用基礎設施的區 域；垂直投影面積是指城市中包括喬木、灌木、草坪等所有植被在內的垂直投影面 積，同時也包括落在屋頂等非地面區域的垂直投影面積，有疊加的植被投影區域不 得重復計算。
（2） 建成區綠地率：
建成區綠地率（%）=建成區城市綠地面積（曲）X 100% （3.2）
式中，按照《城市綠地分類標準》，綠地面積主要包括建成區的公園綠地、防 護綠地、廣場用地、附屬綠地和區域綠地五大類。建成區內、建設用地外的“其他 綠地”面積也可以納入計算統計，但不應超過各類城市綠地總面積的 20%。
（3）城市人均公園綠地面積：
式中，以現有分類標準為依據，公園綠地面積指向公眾開放的，具有游玩、憩 息、生態、景觀、文教和避險應急等功能，且具有一定的服務設施的區域面積。建 成區內的城區人口按照《全國城市建設統計年鑒》要求，自2006 年起公安部門登 記的戶籍人口和暫住人口。
（4）公園綠地服務半徑覆蓋率：
式中，公園綠地服務半徑應以公園各邊界起算；對設市的城市，5000m2 （含） 以上的公園綠地按照500m服務半徑考核,2000（含）-5000 的公園綠地按照300m 服務半徑考核；歷史文化街區采用1000 （含）以上的公園綠地按照300m服務 半徑考核。
實現指標測算功能時，創建指標測算組件，導入 PrjUtilService 、 MapDefinitionService、LayerDefinitionService 服務，實例化集合 Colleciton,定義綠 地資源圖層 greenLayerList 數組，包括各類綠地的 name、isSelected、img、layer 和 index 屬性，定義圖層 layerList 數組，包括建成區范圍、公園綠地、公園綠地服務 半徑、居民居住用地、規劃防護綠地、實施防護綠地、道路達標率，定義測算條件， 添加測算圖層如圖 3.12 所示。
pages > calculate-page > TS calculate-page.component.ts > *£$ CalculatePageComponent > tl? getCalculateResult > subscribeO callbai
//添加圖層
addLayers(iteni: string) {
I //清除圖層，只保留底圖
const count = this.mapcollection.getLength();
if (count > 1) {
for (let i = count - 1; i 》=1; i--) {
this.mapCollection.removeAt(i)j
}
}
const gyland = this.layerDefinition.getWMSTileLayerByLayerName('greenland-park‘)；
const fhland = this.layerDefinition.getWMSTileLayerByLayerName(1greenland-buffer'
const qyland = this.layerDefinition.getWMSTileLayerByLayerName('greenlmnd-region')
const gcland = this.layerDefinition.getWMSTileLayerByLayerName('greenland-square' const jcqfw = this.layerDefinition.getWMSTileLayerByLayerName('jcqfw');
const gyldfwbj = this.layerDefinition*getWMSTileLayerByLayerName('gyldfwbj');
const gyldfwjzyd = this.layerDefinition.getWMSTileLayerByLayerName('gyldfwjzyd');
const jcfh = this.layerDefinition.getWMSTileLayerByLayerName('jcfh');
const ghfh = this.layerDefinition.getWMSTileLayerByLayerName('ghfh');
const didbl = this.layerDefinition.getWMSTileLayerByLayerName('dldbl');
const fsld = this.layerDefinition.ge日ch');
if (item ==='公園綠地服務半徑覆蓋率'){ this.mapCollection.push(gyldfwjzyd); this.mapcollection.push(gyldfwbj);
} else if (item ===，防護糜地實施率'){
this.mapCollection.push(ghfh);
this.mapcollection.push(jcfh);
} else if (item ===，人均公園綠地面積’){
this.mapCollection.push(gyland);
} else if (item === f道路達標率，){ ■-
}
else {•■-
}
this.mapcollection.push(jcqfw);
圖 3.12 測算圖層代碼
Fig 3.12 The layer of calculate
3.6.5輔助功能
1.養護巡查功能
養護巡查功能模塊包括養護巡查問題點地圖定位模塊、事件上報、任務接收、 整改核查、案件查詢、養護統計與業務考核、通知公告等應用功能，通過加強綠地 養護管理，制定養護質量等級評價標準及考核體系，符合實際的養護巡查管理機制， 確保園林綠地功能作用的發揮。綠地養護巡查功能的詳細描述如表 3.23 所示。
授權用戶將巡查任務中的事件在系統中進行上傳，并通過空間位置定位在系 統中的地圖中進行二維展示，用戶可以根據事件的時間、區域、類型等查詢條件對 巡查事件進行篩選查詢，同時通過地圖點位進行聯動。針對每一項事件，都可以對 事件的詳細信息，包括巡查內容和巡查結果、處理流程、相關資料以及整改情況等 詳細信息進行查看。授權的監管中心人員，可以對養護任務進行派發，對事件的整 改情況進行確認，并選擇是否結束事件，根據各區域的不同養護事件的進行情況編 輯養護報告，實現新建、上傳、刪除和導出養護報告。養護報告清單包括養護單位、 養護日期、養護內容等基本信息，系統管理人員可以根據養護報告情況發布相對應 的需求公告，對公告進行新建、編輯和刪除等。
2.綠化工程管理功能
綠化工程管理功能模塊實現在建工程信息管理、工程進度管理和工程統計等 功能，包括工程地圖展示、工程項目監管記錄、項目信息的錄入與查詢、項目驗收 管理以及工程統計等功能，綠化工程管理功能模塊主要功能描述如表3.12所示： 表 3.12 工程管理功能描述
Tab 3.12 The function description of Engineering management
序號 功能名稱 詳細描述
1 綠化工程項目地圖展示 在地圖中展示在建綠化工程項目分布
2 項目信息錄入 用戶可以將綠化工程項目的相關信息進行錄入
3 項目信息查詢 查詢項目建設的各項信息
4 工程項目監管記錄 記錄對綠化工程項目的日常監管工作
5 項目驗收管理 對未通過驗收的綠化項目進行整改督促
按條件對市區綠化工程項目進行統計。以報表形式 按年度或自定義時間統計該時間段內不同規格的改擴建
6 工程統計 類工程數量；以柱狀圖形式統計各年每月大、中、小 修、改擴建類工程數量；實現以柱狀圖形式對多個年度 工程情況進行對比統計。
3.動態監測功能
綠地動態監測功能模塊利用遙感影像分析技術準確獲取城市園林綠化的詳細 信息，通過對多時相的遙感影像進行對比分析，可以定期掌握城市綠地分布動態變 化情況，方便用戶從宏觀上定期掌握綠地系統規劃的實施進展、綠地違法占用和破 壞等情況，對綠地養護狀況以及侵占綠地、破壞綠地、損毀設施等行為進行監管， 及時開展園林綠化監督執法工作，對城市現狀綠地進行監管。動態監測功能包括多 時相影像對比、變化圖斑的編輯、變化圖斑的導入、變化圖斑的導出以及變化圖斑 統計等功能。
3.7本章小結
本章重點對綠地資源信息管理系統的整體架構和功能需求進行了詳細闡述， 首先對平臺的可行性與業務需求進行分析，明確設計原則，從而對系統的總體框架 進行設計。然后從技術發展和應用，實際業務需求和系統拓展維護三方面因素綜合 考慮，完成對綠地資源信息管理系統的總體框架以及功能框架的設計。然后梳理了 對系統數據庫的建設，并從數據庫概念設計、數據庫邏輯設計和數據庫物理結構設 計三個方面闡述了對系統數據庫的設計。隨后以模塊為單位對系統每個功能模塊， 包括基礎地圖功能模塊、綠地資源“一張圖”展示、查詢統計功能模塊、綠地指標 測算功能模塊、養護巡查功能模塊、綠化工程管理模塊和動態監測功能模塊進行詳 細設計與闡述，分析展示了各個系統模塊的功能架構，闡述了各功能實現詳情，從 整體和細節兩個方面實現對系統不同功能模塊的詳細設計和介紹，滿足系統的各 項需求。
第四章 綠地資源信息管理系統測試實例
綠地資源信息管理系統包括用戶授權登錄，地圖基礎功能模塊、綠地資源信息 一張圖展示、綠地資源統計查詢、綠地資源指標測算等功能模塊，根據綠地資源信 息管理系統的需求分析和詳細設計，以合肥市主城區數據為測試研究區數據，對每 個功能模塊進行測試。
4.1實現基礎
4.1.1研究區概況
本文的研究區位于安徽省合肥市，包括包河區、高新區、蜀山區、廬陽區、經 開區、瑤海區、新站區七個行政區域。“十二五”規劃的落實與開展以來，合肥市 在良好的氣候條件下,大力開展園林綠地的改革，有重點、高質量的提升了綠地建 設水平，綠色指標大幅度增加［70］。同時綠地建設開展過程中，也因為諸多因素的影 響，合肥市生態城市建設中仍然存在著一些問題，比如傳統的信息管理方式以手工 數據文件為載體，形式單一，數據量大且工作量大，難以實現快捷的數據查詢和數 據更新，可視化能力差，衡量指標較為單一，很難做到資源共享。新老城區綠地發 展不平衡，規劃布局不均衡，以及管理力度不夠，管理工具和平臺局限性等問題［71］。
4.1.2物理視圖
1. 服務器端。
①操作系統：WindowslO；②Web服務器：Internet信息服務（IIS）管理器；
③GIS服務器：GeoServer；④地理數據庫：PostgreSQL。
2. 客戶端。
①瀏覽器：PC端各主流瀏覽器（IE 6.0+、360瀏覽器、Chrome、Firefox、Safari 等支持HTML5的主流瀏覽器）；②開發工具：Visual Studio Code;③WebGIS API： OpenLayers；④第三方資源：Echart、NG-ZORRO、Mapbox 等。
4.2地圖服務發布與管理
4.2.1綠地資源空間信息入庫
本文中的綠地資源信息原始數據以shp格式文件保存，選擇利用QGIS桌面端 工具連接數據庫，實現綠地資源空間信息數據的入庫。利用PostGIS新建連接，設 置連接名稱為houyin，主機名為localhost，端口為5432， SSL模式默認禁用，給 定用戶名和密碼，保存以免重復輸入，連接成功后。數據庫管理器見圖 4.l 所示。
圖 4.l 數據庫管理器
Fig 4.l Database manager
4.2.2綠地資源專題地圖服務發布
綠地資源信息管理系統利用開源地圖服務器 GeoServer 發布符合標準和規范
的地圖，實現Web端地理信息的可視化。地圖服務發布的具體內容如圖4.2所示。
(c)訪問圖層
圖 4.2 圖層信息
Fig 4.2 The information of layer
4.3 基礎地圖功能模塊
4.3.1地圖加載
基礎地圖功能模塊首先實現矢量地圖或瓦片地圖的加載。首先獲取地圖服務 器發布的地圖地址，在組件文檔中的HTML網頁的＜body＞中新建一個ID為map 的div作為地圖容器，并通過CSS文件設置地圖容器的樣式。在.ts文件中通過new XYZ創建數據源,然后創建圖層newTileLayer,通過target參數關聯到地圖容器map 中實現地圖數據的顯示。在系統中通過對某一專題的綠地資源進行勾選，實現目標 圖層地圖的展示。實現方法的核心代碼如表 4.1 所示。
表 4.1 地圖加載代碼
Tab 4.1 The code of Map load
map:any;
ngAfterViewInit(){
var layers=[
new TileLayer({
source:new OSM()
}),
new TileLayer({
source:new XYZ({
url: 'http://112.30.63.69:6080/arcgis/rest/services/合肥園林 / 綠地
/MapServer/tile/{z}/{y}/{x}',
})
}),
];
this.map=new Map({ //實例化 map 對象并加載地圖
view:new View({
center: [13055877.73776186, 3736025.171036179],
zoom:11,
}),
layers:layers,
target:'map', 〃地圖容器 div 層的 ID
})；
}
4.3.2地圖基礎操作
基礎地圖功能模塊在實現地圖數據加載的情況下，需要提供對地圖實現放大、 縮小、平移、面積測量與距離測量等基本操作。通過導航控件、坐標顯示、測量控 件等地圖控件的加載和使用，實現對資源地圖的基礎功能操作。通過鼠標點擊圈定 目標測量區域，即可實現測量功能，如圖 4.3 所示為距離測量和面積測量功能的實 現。
(a)距離測量 (b)面積測量
圖 4.3 地圖工具
Fig 4.3 Map tool
使用測量控件，調用 addInteraction 函數實現測量功能，核心代碼如表 4.2 所 示。
表 4.2 測量控件代碼
Tab 4.2 The code of Measurement control
//選擇測量類型(距離測量或面積測量)
typeSelect.onchange=function(e){ //移除交互式圖形繪制空間 map.removeInteraction(draw);
//添加交互式圖形繪制控件進行測量 addInteraction();
}；
//調用加載交互式圖形繪制控件方法
AddInteraction();
4.4綠地資源“一張圖”展示
在綠地資源展示過程中，通常會根據應用需求，對多源數據或者同種數據的多 個圖層進行疊加顯示，從而對疊加后的數據進行分析和操作。OpenLayers通過將 同一投影坐標系下的多源異構數據疊加在同一個地圖容器中，按照一定的先后順 序添加對應的圖層到地圖容器中實現。
在數據疊加過程中，最先添加的圖層將顯示在地圖的最底層，最后添加的圖層 將顯示在地圖的最上層。在系統中的“一張圖”展示功能頁面，用戶通過下拉列表
（ul和li標簽）和復選框（checkbox）來勾選不同綠地類型，從而確定目標顯示圖 層，包括現狀綠地（公園綠地、防護綠地、廣場綠地、附屬綠地和區域綠地），古 樹名木，行道樹，綠道，濕地（濕地面、濕地線、濕地公園）和林地等，勾選后即 可顯示研究區域的類型資源圖，多種類型綠地資源可以通過圖層疊加實現同時展 示。展示情況如圖 4.4所示。
Fig 4.4 “A map”exhibition
實現過程中首先在地圖容器中的div層創建每個圖層，控制其顯示屬性的頁面 元素，在腳本文件中遍歷每個圖層，并綁定其滑動條控件的change事件，實現對 圖層控制的同步更新。通過bindInput函數綁定頁面變更事件，實現頁面透明度屬 性的設置，透明度屬性值變化時，觸發change事件處理函數同步更新到圖層中。 圖層透明度的調節可以實現更直觀清晰的多圖層分析,核心代碼如表 4.3 所示。地 圖圖層數據顯示過程中，通過鼠標定位來抓取地理點位的經緯度。通過使用封裝好 的鼠標位置控件（MousePosition），來顯示當前地圖容器中鼠標焦點處的空間坐標 點的坐標值，定義其顯示樣式和位置。在地圖容器對應的 div 層新建控件，將 ID 設置為mouse-position，將z-index值顯示在地圖上。實例化鼠標位置控件，并將其 加載到地圖容器中。
表 4.3 圖層頁面 HTML 代碼
Tab 4.3 The HTML code of layer
<div class="spacer"></div>
<mat-chip-list
*ngIf="node.visible" [style.display]="node.opacity===100?'none':'block'">
<mat-chip color="warn">{{node.opacity === 0 ? '透明' : node.opacity + '%'}}</mat- chip>
</mat-chip-list>
<button *nglf="node.visible" mat-icon-button matTooltip="透明度" matTooltipPosition="left" [matMenuTriggerFor]="menu1"> <mat-icon svgIcon="transparency" class="svgIcon"></mat-icon> </button>
4.5綠地資源指標測算模塊
指標測算頁面根據收集到的各類綠地資源數據，通過選擇不同的綠地指標，按 照相對應的標準測算公式在后臺邏輯層進行計算，并將計算結果和統計結果響應 在客戶端瀏覽器中。在指標測算顯示頁面，選定綠地指標后，會展示基本的地圖資 源地圖信息，在此基礎上還會顯示該綠地指標的統計依據，計算公式、評價指標、 計算結果和統計結果。并根據不同的行政區域將指標內的影響元素數據分別陳列 展示。以建成區綠化覆蓋率為例，指標分區模塊，將瑤海區、廬陽區、蜀山區、包 河區、經開區、高新區和新站區的建成區面積（m2）、綠化覆蓋面積（m2）、綠化 覆蓋率（%）進行陳列展示。如圖 4.5 所示。
由建成區綠化覆蓋率的指標測算結果圖可以看出，研究區的建成區綠化覆蓋 率在240%的考核指標下，未完成指標要求。研究區轄區內除高新區達到40.28% 的綠化覆蓋率外，其余各行政區的綠化覆蓋率均未達標。其中，瑤海區的綠化覆蓋 率最低，僅為22.23%，綠化覆蓋面積為12405297.59m2,瑤海區和新站區的綠化覆 蓋率均在 30%以下。結合綠地資源信息“一張圖”展示模塊可以分析，高新區轄區 內有大蜀山森林公園、蜀峰灣公園等大型公園，這些公園的存在極大的改善和提高 了所屬區劃的綠化覆蓋率，同時也為人均公園綠地面積和公園綠地服務半徑覆蓋 率等多項指標的達成起到了關鍵性的作用。為對不同綠地指標進一步的詳細分析， 用戶可以通過導出控件對不同轄區的指標數據文件進行下載并導出。在 html 文件 中插入 button 標簽提供導出按鈕，在腳本文件中添加 download 事件來完成導出。 導出文件核心代碼如表4.4所示。
的區率
31.81 %(>40%) 統計購
■計算a 八X
建成區所有植物的垂 =x100%
區
28.01 %(>35%) ■盼嚴
■ ifMSS >40%
朗返^有植物 0睡^^^ = 159348176.61 m2
閏返鯛=501003637.74m2
人均公園綠地面積 ■統 =31.81%
9.82m?/人(>i2m2/A) 分區指標 smj [«tHj
所屬毆 »Sfi£|xO?(m2)
綠4謹蓋中喬灌木比例 正常 瑤駆 55809517.5 124O5297.S9 22.23% 疋位
93.46%(>70%) 廬陽區 50648614.15 15416672.08 30.44%
蜀山區 59048382.63 22283905.62 37.74% 疋位
公率 .
^spIE 136142357.38 40893899.82 30.04% AF<V
65.48%(>90%)
71220831.44 25835878-53 36.28% 疋位
61348973.75 24711633.15 40.28% jMv
鹽飆實解 - --
44.96%(>90%) 66784960.89 17800889.82 26.65% 疋位
圖 4.5 指標測算界面
Fig 4.5 Indicator Calculation Interface
表 4.4 文件導出代碼
Tab 4.4 The code of file export
//添加導出按鈕
<button nz-button nzType="primary" [nzSize]="size" nzShape="round" (click)="downLoad('hHzTable','合肥市綠地現狀(Km2)統計')"> <i nz-icon nzType="download"></i></button>
//導出函數
downLoad(id: string, tableName: string) {
const table = document.getElementById(id);
// 創建一個新的空白的工作簿
const wb = XLSX.utils.book_new();
// 創建一個工作表
// 表名
const sheetName = tableName;
const ws = XLSX.utils.table_to_sheet(table);
XLSX.utils.book_append_sheet(wb, ws, sheetName); XLSX.writeFile(wb, tableName + '.xlsx');
}
4.6綠地資源查詢統計功能
綠地資源查詢統計功能主要包括資源查詢功能和資源統計功能兩個模塊。實 例測試實現結果如下。
4.6.1 資源查詢功能
資源查詢統計部分，在各類綠地資源“一張圖”展示的基礎上，針對綠地數據、 古樹名木、行道樹、濕地和林地，根據所屬區域、綠地規模、綠地面積、綠地所處 位置以及公園綠地類型等的名稱設置查詢條件，根據不同的查詢條件進行各類型 數據的信息查詢。查詢條件如圖 4.6 所示。
G園林裁據 A 查旬剝牛 XZ
A 所屬區域
公 包河區鬪f區
經開區礙區 蜀山區廬陽區
中類公園
廣場用地 遁繩
附
公園面積
神古樹名木 y <=2000m2 2000~5000m2
5000-10000m2 10000~500(X)m2
理行刪 ” 50000-100000m2 >=100000m2
0網 7 公園位置
夠濕地 y 蹄入頌薛
*林地 y 公園名稱
馳入頌名稱
繪制
圖 4.6 查詢條件
Fig 4.6 Query conditions
選擇好查詢條件后，點擊“查詢”按鈕，系統在后臺地理數據庫中篩選查詢符 合條件的數據，并以列表的形式顯示在查詢結果列表，可以通過點擊詳細了解具體 的查詢結果信息。如果在查詢條件選擇有誤時，也可以通過“重置”按鈕進行目標 查詢條件的選擇，具體查詢結果實現效果如圖 4.7 所示。
Fig 4.7 The query result
4.6.2 資源統計功能
資源統計功能主要對林地、濕地、綠地等資源類型進行定制統計，利用主流的 Echarts 統計圖插件將統計分析結果以圖形化的方式表現，直觀形象，便于用戶分 析，也可以用于輔助決策。系統對不同綠地資源類型，提供了依據個數統計和面積 統計兩種統計方式，如圖 4.8 所示。
(a)統計結果圖
(b)統計表
圖 4.8 查詢統計圖
Fig 4.8 The diagram of query statistics
用戶可以根據需求對統計結果表進行下載，文件下載后以 Excel 表格的形式存 儲在目標路徑下。可供用戶進一步的統計分析，支持各項工作，輔助決策。如表 4.5 所示即為合肥市綠地現狀統計總表。
表 4.5 文件導出
Tab 4.5 File export
合肥市綠地現狀（hm?）統計
公園綠地 防護綠地 廣場用地 附屬綠地 區域綠地 小計 占比（％）
廬陽區 376.87 96.56 2.54 848.92 82.53 1407.42 9.47
高新區 1050.8 209.66 0 994.11 90.95 2345.52 15.79
包河區 989.58 325.43 8.09 1919.47 596.46 3839.03 25.84
蜀山區 623.73 145.06 0 1295.07 59.42 2123.28 14.29
瑤海區 291.11 74.75 3.9 708.75 52.72 1131.23 7.62
經開區 452.85 252.25 1.74 1578.64 90.56 2376.04 16
新站區 304.21 134.38 0 959.11 234.45 1632.15 10.99
小計 4089.15 1238.09 16.27 8304.07 1207.09 14854.67
占比（％） 27.53 8.33 0.11 55.9 8.13 100
4.7綠地資源數據綜合分析
由綠地資源專題查詢統計結果可見，合肥市分區公園綠地面積統計結果中，高 新區公園綠地面積占地 1050.8 公頃，占所有公園綠地面積的 25.7%，位于首位， 其次是包河區（24.2%）、蜀山區（15.25%）、經開區（11.07%）、廬陽區（9.22%） 、 新站區（7.44%），瑤海區位于末尾，公園綠地占地面積291.11公頃，占所有公園 綠地面積的 7.12%。
進一步結合人均公園綠地面積指標分析結果可以看出，如圖 4.9 所示，占所有 公園綠地面積首位的高新區，在各區域中同樣也排在了人均公園綠地面積的首位， 達到了人均74.83m2；新站區與經開區由于人口密集度低，人均公園綠地面積排在 了靠前的位置，分別為人均12.01m2和11.96m2；包河區作為老城區常住人口多， 在具有較高的公園綠地總面積的情況下，人均公園綠地面積為9.79m2；接著依次 是蜀山區（6.92m2）、廬陽區（5.39m2）和濱湖區（3.75m2）。
人均公園綠地面積（m?）
■附屬綠地 848.92 994.11 1919.47 1295.07 708.75 1578.64 959.11
■區域綠地 82.53 90.95 596.46 59.42 52.72 90.56 234.45
圖 4.10 綠地現狀統計圖
Fig 4.10 The table of green space status statistic
由合肥市綠地現狀統計總表4.10可以看出，分區廣場用地面積統計結果中，
按照用地面積依次為包河區（49.72%）、瑤海區（23.97%）、廬陽區（15.61%）、 瑤海區（10.7%）；分區附屬綠地面積統計結果中，包河區占地1919.47 hm2，占據 23.11%，往后依次為經開區（19.01%）、蜀山區（15.6%）、高新區（11.97%）、 廬陽區（10.22%）、瑤海區（8.54%）；分區防護綠地面積統計結果中，包河區（26.29%）
和經開區（20.37%）幾乎占據了合肥市防護綠地面積的一半，其次依次為高新區
（16.93%）、蜀山區（11.72%）、新站區（10.85%）、廬陽區（7.8%）和瑤海區
（6.04%）；分區區域綠地面積統計結果中，包河區占據首位，幾乎達到全市區域 綠地面積的一半，占據49.41%，接下來依次為新站區（19.42%）、高新區（7.54%）、 經開區（7.5%）、廬陽區（6.84%）、蜀山區（4.92%）、瑤海區（4.37%）。由綠 地現狀統計總表的柱狀圖可以看出，包河區、蜀山區與高新區的綠地現狀發展較好。 瑤海區的整體水平較差。各個區域的綠地現狀發展水平一定程度與經濟發展水平 相關聯。
合肥市綠地指標測算結果統計圖（%）
公園服務半徑覆蓋率 73.32 73.85 65.89 60.06 65.78 73.27 46.05
■綠化覆蓋率 22.23 30.44 37.74 30.04 36.28 40.28 26.65
■建成區綠地率 19.96 26.73 34.52 26.59 31.6 36.01 21.64
■防護綠地實施率 37.4 46.76 64.21 53.2 50.28 55.15 30.91
圖 4.11 指標測算結果圖
Fig 4.11 The graph of index calculation result
查閱有關資料可知2015 年建成區面積為420 平方公里，建成區人口為 383萬 人，建成區綠地率 40.3%，建成區綠化覆蓋率為 46%，城市人均公園綠地面積為 12.9 平方米［70-72］。結合合肥市綠地指標測算結果統計圖 4.11 可以看出，瑤海區、 廬陽區和高新區的公園服務半徑覆蓋率較高；蜀山區、經開區和高新區的綠化覆蓋 率排前三名；蜀山區、經開區和高新區的建成區綠地率較高；蜀山區的防護綠地實 施率在各區域中指標最高。相比2015 年人口增長17.3萬人，建成區面積也擴大 81 平方公里，由于建成區面積的擴大使得綠化覆蓋率與建成區綠地率有所下降，但總 體綠化覆蓋面積大幅度提高。
綠地資源信息管理系統的設計與實現，可以實現對合肥市各區域綠地資源信 息的整體把握和細節分析，為城市綠地的管理、規劃、經營、決策等工作提供一定 的數據參考和決策支持，也提高了現階段對城市綠地資源信息的管理和研究水平。
4.8本章小結
本章重點介紹展示了城市綠地資源信息管理系統主要功能模塊的實現效果。 以合肥市城市綠地資源信息數據為主要測試數據，分別對系統中的地圖服務發布 與管理，系統所設計的基礎功能模塊、綠地資源“一張圖”展示模塊、資源查詢統 計功能模塊、資源指標測算功能模塊等多個功能模塊進行測試實現。并對系統功能 實現后呈現出的綠地資源數據進行綜合分析，有現實意義。綜合來看本文基于 WebGIS 的城市綠地資源信息管理系統的構建對城市綠地資源的整合管理、城市規 劃以及相關業務工作的開展具有一定的積極意義。
第五章 總結與展望
5.1總結
本文通過對基于 WebGIS 的綠地資源信息管理系統的研究契機，深入調查 WebGIS興起至今國內外的研究現狀，并結合GIS學科以及課題需求應用到綠地資 源信息的系統設計與實現中。本文的技術方案中涉及到了近年來應用廣泛且具有 廣闊發展前景的Web開發技術和開源GIS技術，其中Web開發技術包括HTML5、 CSS3、JavaScript、Angular 等，開源 GIS 技術包括開源客戶端框架 OpenLayers、 開源數據庫PostgreSQL、服務器端GeoServer以及開源桌面工具QGIS。采用基于 地圖服務的 WebGIS 開發模式以及模塊化的客戶端開發方式，并采用三層架構從 數據層（DAL）、邏輯層（BLL）、表現層（UI）三個層面較為清晰的完成了 WebGIS 系統的框架搭建，并以合肥市綠地資源信息為實例，實現了綠地資源信息基于地圖 的顯示、縮放、定位、測量和查詢等基本地圖操作，根據城市綠地建設標準實現了 綠地資源的各項指標測算和統計，并對綠地工程與相關業務工作的信息管理提供 了支持，為實現城市綠地資源信息管理提供了一定的平臺，也為開源技術的 WebGIS 平臺開發實踐提供了可借鑒的技術方案。總結系統的主要研究成果如下：
1.利用開源地圖服務器完成了綠地空間信息的入庫，綠化資源專題地圖服務 的發布等，研究并實現利用桌面端 QGIS 軟件工具完成系統各類綠地資源數據的 PostgreSQL 數據庫入庫，利用 OpenLayers 開源庫實現地圖信息的可視化。
2.構建綠地資源信息管理系統 WebGIS 開發架構，確定綠地資源信息管理系 統的構建采用三層邏輯架構以及面向服務的“SOA”架構思想展開系統的設計與開 發，綜合本技術方案中應用到的Web開發技術和開源GIS技術，利用以HTML5 + CSS3 + JavaScript 為基礎的 Angular 前端開發技術， 結合開源客戶端框架 OpenLayers，遵從OGC服務標準實現Web與GIS技術的結合開發。
3.對基于 WebGIS 的綠地資源管理業務進行需求分析，全面掌握園林綠化等 綠地資源對城市發展的相關期求，綜合考慮功能模塊與技術環境，抽象化業務體系， 在構建綠地信息數據庫基礎上，詳細設計各需求模塊的業務功能，主要包括基礎地 圖功能實現、綠地資源“一張圖”信息展示、綠地資源的條件查詢和專題查詢、綠 地資源信息的統計分析、綠地資源多方位的指標測算等。通過系統功能的實現為綠 地資源信息管理工作提供支持和幫助，也為城市綠地建設業務工作的開展與資源 的共享聯動提供了便捷。
5.2展望
本文雖然完成了綠地資源信息管理系統的設計和研發，實現了對綠地資源“一 張圖”展示，以及綠地資源查詢、統計分析、指標測算和綜合分析等主要功能，并 利用合肥市城市綠地資源信息完成了實例測試。對于整個綠地資源信息管理業務 體系以及功能實現方面尚有進一步研究與發展的空間。主要表現在：
1.按照用戶群體不同，針對不同類型的用戶開設個性化服務功能（如一般信 息獲取者、業務員、管理員等）。對不同的用戶提供設置管理權限，針對性的賦予 相對應的業務管理功能操作模塊。
2.系統功能的不斷優化。系統設計中仍有許多細節需要精進，工程管理模塊 功能以及動態監測等多個子系統還需要跟進實現，更全面的為綠地資源信息管理 工作提供服務。
3.拓展移動端服務功能，開發綠地資源信息管理的APP,業務人員可以不受 設備的限制，使用移動端手機進行登錄，根據工作需求隨時隨地對綠地數據和信息 進行獲取和管理，提高工作效率。
4.對系統的安全性以及穩定性需要進一步的測試和維護。受時間與硬件設備 的限制，系統的安全性與后期維護需要投入更多的時間，也需要更高要求的技術水 平。業務需求隨著工作的進行需要定期更新與升級，形成一個長效的管理機制。
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