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適用于消防巡檢和移動執法的地圖應用開發

2021-03-09

做好社會消防管理工作、創造良好的消防安全環境是經濟社會發展和人民安居樂業的基礎和保障。如何運用最新的技術來服務消防管理工作,李曉剛[1]引入了物聯網技術,提出了“消防物聯網”,并設計實現了消防物聯網系統架構和應用平臺;羅明[2]基于百度地圖API,實現了固定消防設施地理信息管理;陳能成[3]利用網絡地理信息服務技術,結合智能無線傳感器、RFID以及無線通訊等技術,實現消防設施智能巡檢。目前,消防管理涉及到的信息包括重點建筑、重點單位、消火栓、不可通車道路、街道辦、派出所等。這些信息主要通過紙質手冊、表格、地圖等來記錄,這種管理方式存在明顯不足:(1)信息檢索不方便;(2)信息更新不及時;(3)外出巡檢不便攜帶?;谏鲜鰡栴},該文結合地理信息和消防物聯網技術,探索出一種適用于消防巡檢和移動執法的地圖應用。1總體設計針對消防巡檢和移動執法的工作需要,該文設計的地圖應用(下文簡稱“該應用”)基于網頁開發,可以運行在Windows、Android、IPhone等系統上。該應用的設計包括3部分:數據層、事務層和表現層,見圖1。數據層:該系統涉及到的數據分為兩大類:地圖底圖數據和消防專題數據。底圖數據包括公開版天地圖、2.5維地圖等,用于消防人員了解周邊情況;專題數據包括重點建筑、重點單位、消火栓、不可通車道路、街道辦、派出所等,它們分布在底圖之上,是消防人員關注的重心。事務層:處理涉及到的消防事務,包括專題數據分布、專題數據更新、重點單位自動預警、移動執法路線規劃、周邊消火栓查詢等。該層是整個應用的核心,是應用運行準確率和效率的保障。表現層:將事務層的處理結果展現在底圖上,包括專題數據分布、路線規劃結果、存在嚴重隱患的重點單位分布等,同時需要處理不同瀏覽器表現的差異性,便于應用移植到消防部門常用的平臺中。圖1地圖應用總體設計圖2系統效果天地圖底圖2關鍵技術2.1坐標轉換較傳統的二維地圖而言,三維地圖擁有高程,且更加逼真美觀。然而,三維地圖數據量大,生產成本高,對客戶端設備性能要求嚴格,不便于大規模推廣。因此,我們選用了2.5維地圖作為替代,一張2.5維地圖即是一個方向的三維地圖,多個方向的2.5維地圖并可以近似于三維地圖。部分情況下,由于數據保密的原因,2.5維地圖采用的坐標系是地方獨立坐標系,而二維地圖采用的都是WGS84坐標系,所以,在地圖切換的過程中,涉及到坐標轉換。地方獨立坐標系與WGS84坐標系的相互轉換可以用七參數算法[4],七參數算法精度高,但是參數的計算較為麻煩。對于區域較小的情況,比如楊浦區,可以近似看成一個平面,在這個基礎上,地方獨立坐標系和WGS84坐標系相互轉換可以用四參數算法或者仿射變換。對于網絡地圖來說,仿射變換更為簡單實用,又能滿足精度的要求。仿射變換參數的求解可以使用最小二乘法,對,其參數a,b,c計算公式:坐標轉換涉及到四組仿射變換,包括兩組WGS84坐標到城市坐標的正向轉換,和兩組城市坐標到WGS84坐標的逆向轉換。2.2跨平臺實現該應用為了方便在Windows、安卓、蘋果等系統中無差異使用,采用HTML方式實現。目前,常用的基于HTML的API有ArcGISAPIForJS、百度地圖API、高德地圖API、谷歌地圖API等,因為消防執法的地圖大多是借助ArcGIS制作和發布的,所以使用ArcGISAPIForJS會方便很多。但是,ArcGISAPI比較笨重,解壓后的大小近100M,在通過移動設備訪問網頁時,網頁響應很慢,嚴重影響用戶使用。在兼顧功能和效率的情況下,Leaflet給我們提供了一個完美的解決方案[5-7]。

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