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适用于消防巡检和移动执法的地图应用开发

2021-03-09

做好社会消防管理工作、创造良好的消防安全环境是经济社会发展和人民安居乐业的基础和保障。如何运用最新的技术来服务消防管理工作,李晓刚[1]引入了物联网技术,提出了“消防物联网”,并设计实现了消防物联网系统架构和应用平台;罗明[2]基于百度地图API,实现了固定消防设施地理信息管理;陈能成[3]利用网络地理信息服务技术,结合智能无线传感器、RFID以及无线通讯等技术,实现消防设施智能巡检。目前,消防管理涉及到的信息包括重点建筑、重点单位、消火栓、不可通车道路、街道办、派出所等。这些信息主要通过纸质手册、表格、地图等来记录,这种管理方式存在明显不足:(1)信息检索不方便;(2)信息更新不及时;(3)外出巡检不便携带。基于上述问题,该文结合地理信息和消防物联网技术,探索出一种适用于消防巡检和移动执法的地图应用。1总体设计针对消防巡检和移动执法的工作需要,该文设计的地图应用(下文简称“该应用”)基于网页开发,可以运行在Windows、Android、IPhone等系统上。该应用的设计包括3部分:数据层、事务层和表现层,见图1。数据层:该系统涉及到的数据分为两大类:地图底图数据和消防专题数据。底图数据包括公开版天地图、2.5维地图等,用于消防人员了解周边情况;专题数据包括重点建筑、重点单位、消火栓、不可通车道路、街道办、派出所等,它们分布在底图之上,是消防人员关注的重心。事务层:处理涉及到的消防事务,包括专题数据分布、专题数据更新、重点单位自动预警、移动执法路线规划、周边消火栓查询等。该层是整个应用的核心,是应用运行准确率和效率的保障。表现层:将事务层的处理结果展现在底图上,包括专题数据分布、路线规划结果、存在严重隐患的重点单位分布等,同时需要处理不同浏览器表现的差异性,便于应用移植到消防部门常用的平台中。图1地图应用总体设计图2系统效果天地图底图2关键技术2.1坐标转换较传统的二维地图而言,三维地图拥有高程,且更加逼真美观。然而,三维地图数据量大,生产成本高,对客户端设备性能要求严格,不便于大规模推广。因此,我们选用了2.5维地图作为替代,一张2.5维地图即是一个方向的三维地图,多个方向的2.5维地图并可以近似于三维地图。部分情况下,由于数据保密的原因,2.5维地图采用的坐标系是地方独立坐标系,而二维地图采用的都是WGS84坐标系,所以,在地图切换的过程中,涉及到坐标转换。地方独立坐标系与WGS84坐标系的相互转换可以用七参数算法[4],七参数算法精度高,但是参数的计算较为麻烦。对于区域较小的情况,比如杨浦区,可以近似看成一个平面,在这个基础上,地方独立坐标系和WGS84坐标系相互转换可以用四参数算法或者仿射变换。对于网络地图来说,仿射变换更为简单实用,又能满足精度的要求。仿射变换参数的求解可以使用最小二乘法,对,其参数a,b,c计算公式:坐标转换涉及到四组仿射变换,包括两组WGS84坐标到城市坐标的正向转换,和两组城市坐标到WGS84坐标的逆向转换。2.2跨平台实现该应用为了方便在Windows、安卓、苹果等系统中无差异使用,采用HTML方式实现。目前,常用的基于HTML的API有ArcGISAPIForJS、百度地图API、高德地图API、谷歌地图API等,因为消防执法的地图大多是借助ArcGIS制作和发布的,所以使用ArcGISAPIForJS会方便很多。但是,ArcGISAPI比较笨重,解压后的大小近100M,在通过移动设备访问网页时,网页响应很慢,严重影响用户使用。在兼顾功能和效率的情况下,Leaflet给我们提供了一个完美的解决方案[5-7]。

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