基于移动GIS的小型移动应急平台的设计和实现

维普资讯 http://www.cqvip.com 第１７卷第２期　２００８年４月　测绘工程　Ｖｏ１．１７№．２　Ａｐｒ．，２００８　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ＯＦ　ＳＵＲＶＥＹＩＮＧ　ＡＮＤ　ＭＡＰＰＩＮＧ　基于移动ＧＩＳ的小型移动应急平台的设计和实现　周　隽　，花向红　，涂伟　，李　昭　（１．武汉大学灾害监测与防治研究中心，湖北武汉，４３００７９；２．武汉大学测绘学院，湖北武汉４３００７９）　摘要：随着城市的不断发展，城市公共安全问题Ｅｌ益突出，公共安全事件频发，提高公共应急反应的速度成为公共　安全管理的一个重要方面。公共安全应急需要相应的各种技术作为支持，文中将移动ＧＩＳ运用到公共安全应急中，　设计并实现了小型的移动应急平台。该平台由移动应急终端和移动应急中心组成，集成了ＧＩＳ、ＧＰＳ、ＧＰＲＳ技术，可　以为公共安全事件的现场处置提供有效的支持。　关键词：移动ＧＩＳ；移动应急终端；移动应急中心　中图分类号：Ｐ２０８　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６　７９４９（２００８）０２—００３９—０４　Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｓｍａｌｌ　ｍｏｂｉｌｅ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍｏｂｉｌｅ　ＧＩＳ　ＺＨＯＵ　Ｊｕｎ　，ＨＵＡ　Ｘｉａｎｇ—ｈｏｎｇ　，ＴＵ　Ｗｅｉ　，ＬＩ　Ｚｈａｏ　，　（１．Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｈａｚａｒｄ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ，Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　ｇｅｏｄｅｓｙ　ａｎｄ　ｇｅｏｍａｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ　４３００７９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｉｎｇ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｉｔｉｅｓ，ｐｕｂｌｉｃ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｃｏｍｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ　ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｕｂｌｉｃ　ｓａｆｅｔｙ　ａｃｃｉｄｅｎｔｓ　ｔａｋｅ　ｐｌａｃｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ．Ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｐｕｂｌｉｃ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｈａｓ　ｂｅ—　ｃｏｍｅ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ａｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｐｕｂｌｉｃ　ｓａｆｅｔｙ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｐｕｂｌｉｃ　ｓａｆｅｔｙ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ　ｎｅｅｄｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｆｏｒ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｐｐｌｉｅｓ　ｍｏｂｉｌｅ　ＧＩＳ　ｔｏ　ｐｕｂｌｉｃ　ｓａｆｅｔｙ　ｅｍｅｒ—　ｇｅｎｃｙ，ａｎｄ　ｇｉｖｅｓ　ａ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｓｍａｌｌ　ｍｏｂｉｌｅ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｏｎ　ＰＤＡ．Ｔｈｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｂｙ　Ｍｏｂｉｌｅ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｔｅｒｍｉｎａｌ　ａｎｄ　Ｍｏｂｉｌｅ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｃｅｎｔｅｒ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ＧＩＳ，ＧＰＳ　ａｎｄ　ＧＰＲＳ，ｗｈｉｃｈ　ｇｉｖｅｓ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅａｌｉｎｇ　ｏｆ　ｐｕｂｌｉｃ　ｓａｆｅｔｙ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｍｏｂｉｌｅ　ＧＩＳ；ｍｏｂｉｌｅ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｔｅｒｍｉｎａｌ；ｍｏｂｉｌｅ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｃｅｎｔｅｒ　国际环境的变化，自然灾害的频繁发生，使世界　挥的需要。　各国把维护公共安全提到新的议事日程。２００６年１　月８日《国家突发公共事件总体应急预案》发布实　施，在体制、机制上基本解决了应急管理的问题，但　是相关部门在实施预案过程中缺乏相关的技术和装　小型移动应急平台的总体结构　平台采用Ｍｏｂｉｌｅ／Ｓｅｒｖｅｒ（移动端／服务器端）的　工作模式，由移动应急终端和移动应急中心组成。　移动应急终端采用便携式设计，可由单人携带，其主　备作为支撑工具。地理信息系统作为公共安全应急　智能技术平台的重要组成部分，扮演了越来越重要　体是一套小型现场信息分析处理系统、个人通信设　备和小型现场图像采集处理系统（本文中采用　ＰＤＡ），其具有快速采集现场图片、音视频等信息的　能力，具备ＧＰＳ定位和跟踪功能、能够实现空间导　航，满足有关应急平台数据库的远程加载和调用的　要求，具有现场信息的处理、分析等功能，能够通过　公众网络（ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ等）与有关应急平台等联　的角色。作为ＧＩＳ的一个分支，移动ＧＩＳ（Ｍｏｂｉｌｅ　ＧＩＳ）以各种移动平台作为载体，搭载相应的软硬件　系统，依托于各种无线网络，能够为整个公共安全应　急指挥系统提供全天候，任何时间、任何地点的信息　访问。它能使各应急小组快速、准确的交换危机状　况信息，争取有限人力、时间资源，满足现场应急指　收稿日期：２００７—０６—２１　基金项目：武汉市科技计划项目（２００７６０３２３１１３）ｉ地球空间环境与大地测量教育部重点实验室基金（Ｏ６—１１）　作者简介：周隽（１９８３￣），男，硕士研究生．　维普资讯 http://www.cqvip.com ・４０・　测绘工程　第１７卷　通，第一时间上传事故现场的信息给移动应急中心　供决策指挥人员进行分析和决策，并能接受移动应　急中心分析的结果和决策信息。小型移动应急平台　中，它可以在ＰｏｃｋｅｔＰＣ应用程序上实现多种地图　操作功能。移动应急终端的开发环境为Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋　＋２００５．ｎｅｔ，Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｍｏｂｉｌｅ　５．０。　的各种处理综合应用功能均是在数据库系统和应用　软件的支持下完成的，ＰＤＡ上配置简化的应用软件　和便携数据库，实现信息收发、电子地图和ＧＰＳ定　位、基础数据检索。小型移动应急平台对外通信的　设计优先使用常规的通信手段，利用公众网络　ＧＰＲＳ或ＣＤＭＡ，在没有常规通信系统保障的情况　下，可以选用便携式海事卫星终端，通过海事卫星通　信与有关应急平台等通信。为保证信息传输的安全　性，在数据接入时配置保密机。移动应急中心以模　块的形式嵌入到现在已有的各种指挥中心或移动应　急车的公共安全应急平台中，作为一个中间件协调　移动应急终端和公共安全应急平台两者的工作。平　台体系结构和软件体系结构如图１、图２所示。　公共安全应急　平台中心　为移动应急终端搭建好包含ＭａｐＸ　Ｍｏｂｉｌｅ控件　的程序框架，需要在ＰＤＡ设备上安装ＭａｐＸ　Ｍｏｂｉｌｅ　的应用程序，并且在创建好的ＩＶｌＦＣ单文档程序工程　下包含ＭａｐＸ．ｃｐｐ和ＭａｐＸ．ｈ文件。在视类的头文　件中声明一个ｍａｐＸ　Ｍｏｂｉｌｅ控件的对象，为其添加一　个Ｉ【）资源，并在ＷＭＣＲＥＡＴＥ消息的响应函数中　—初始化ＭａｐＸ　Ｍｏｂｉｌｅ控件，最后分别在ＷＭ＿ＳＩＺＥ和　ＷＭ　ＳＥＴＦＯＣＵＳ消息的响应函数中调整地图的大　小使其充满客户区以及使地图控件获得焦点。搭建　好的移动应急终端主界面如图３所示，下面工作是开　发具体的ＧＩＳ和移动应急的功能。　一豢　　应急车辆　图３移动终端主界面和事件查看页面　ＭａｐＸ　Ｍｏｂｉｌｅ内置了常用标准地图工具，调用　函数ＳｅｔＣｕｒｒｅｎｔＴｏｏｌ可以创建地图交互工具，具体　的地图工具代码所对应的常数可以查看ＭａｐＸ　Ｍｏ—　图１平台体系结构　ｂｉｌｅ开发帮助文档。处理ＭａｐＸ　Ｍｏｂｉｌｅ事件，首先　需要为感兴趣的事件建立ｅｎｖｅｎｔｓｉｎｋ映射表，用于　事件ＤＩＳＰＡＴＣＨ　ｉｄ的常数是在ＭａｐＸ．ｈ中定义　功能层　圈圜圜圉　圄圉圄国匿　（竺　墨）　（塞　釜）（墼塑笪墨）　｛　：　的，然后再添加事件所对应的相应函数。　考虑到ＭａｐＸ　Ｍｏｂｉｌｅ使用的地图数据格式是　ＭａｐＩｎｆｏ公司产品专用的ｔａｂ格式，在开发之前应　服务层　网络层　对现有的地图数据进行转化，制作适合移动设备使　用的地图。移动设备在野外使用的时候可能遇到强　光、雨雪等恶劣的天气条件，光线的强弱直接影响制　作地图选择的颜色和符号，一般将背景设置为透明，　采用灰色的色调并且尽量减少需要显示的文字的内　ｌ　ＧＰＲｓ（数据、语音、照片）　图２平台软件体系结构　容，使画面简洁。大部分的ＰＤＡ的屏幕显示分辨　２移动应急终端的设计与实现　移动应急终端的研制要充分考虑其便携性和现　场使用环境，移动应急终端采用模块化、标准化、小　型化的设计思想，选择ＭａｐＩｎｆｏ公司的产品ＭａｐＸ　Ｍｏｂｉｌｅ，ＭａｐＸ　Ｍｏｂｉｌｅ是Ｍａｐ　ｉｎｆｏ公司专用于嵌入　率为３２０×２４０，因此，有必要对每一个图层的比例　尺控制进行设置，使该图层在需要显示的时候才出　现。对于文本的字体也需要仔细的琢磨，例如文本　旋转之后就需要稍微使用比旋转之前稍大的字体。　制作移动设备使用的地图时，将制作工具所显示的　地图大小调整到和移动设备的大小一致，能方便让　我们看到地图在设备上显示时同样的效果。　式设备上的应用程序开发的控件，提供简单、快速、　方便的方法把地图功能嵌入到手持设备的应用程序　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　周隽，等：基于移动ＧＩＳ的小型移动应急平台的设计和实现　・４１・　移动应急终端功能设计如下：　系统管理模块：进行用户的管理，包含帐户的信　于应急处置人员来说至关重要。移动应急终端利用　集成在ＰＤＡ上的ＧＰＳ定位系统为应急处置人员提　供导航定位功能，使应急处置人员能第一时问进入　息。对整个移动系统进行参数的设置，例如网络参　数的设置，地图路径、事件信息存放路径、相机设置　等等。　事件管理模块：对于突发性事件的信息进行管　事故现场进行救援和指挥工作。　移动应急终端的ＧＰＳ设备操作和ＧＰＳ定位　信息获取的工作主要利用Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｍｏｂｉｌｅ　５．０　Ｐｏｃｋｅｔ　ＰＣ　ＳＤＫ提供的ＧＰＳ　Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　Ｄｒｉｖｅｒ　理，可以添加、删除、修改和激活有关的事件，对于激　活的事件，可以对其信息进行修改，采集必要的信息　数据，例如采集时间发生地点的坐标（自动激活　ＧＰＳ定位的功能），调用ＰＤＡ上的摄像头采集现场　（ＧＩＤ）来完成。ＧＩＤ作为一个抽象的中间层插在　ＧＰＳ设备和应用程序之问，封装了对ＧＰＳ硬件操　作和ＧＰＳ定位信息提取的工作。和传统的方法　相比，使用ＧＩＤ后不再需要进行反复的串口读写　操作和解析ＮＭＥＡ标准编码的ＧＰＳ信息语句的　工作。　移动应急终端中对ＧＰＳ操作都封装在ＧＰＳ控　的照片和视频信息等，可以将事件的信息打包上传　给移动应急中心和从移动应急中心下载有关事件信　息的相关预案。　地图管理模块：对地图进行简单ＧＩＳ操作，例　如放大、缩小、漫游、图层控制等。　ＧＰＳ导航定位模块：对ＧＰＳ进行设置和操作。　应急处置人员可以通过ＧＰＳ功能进行导航，快速地　到达事故发生的现场，移动应急中心对其进行实时　的监控。　制类中，利用ＧＩＤ提供的函数ＧＰＳＯｐｅｎＤｅｖｉｃｅ、　ＧＰＳＣｌｏｓｅＤｅｖｉｃｅ、ＧＰＳＧｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ、ＧＰＳＧｅｔＤｅｖｉｃ—　ｅＳｔａｔｅ对移动应急终端的ＧＰＳ设备进行操作，并在　控制类中独立创建了一个线程进行ＧＰＳ位置信息　的读取，使用事件通知的方法。当ＧＰＳ设备有新的　位置信息的时候，对获取的ＷＧＳ８４坐标系下的经　纬度信息进行坐标转换之后在地图中显示终端现在　的位置和移动轨迹。使用ＧＩＤ需要引入ｇｐｓａｐｉ．ｈ　辅助决策模块：上传现场采集的有关模型的参　数，并请求移动应急中心进行分析，接受分析的结　果。　２．１　ＧＰＳ导航定位　的头文件，编译时需要链接ｇｐｓａｐｉ．１ｉｂ。ＧＰＳ导航　定位具体实现的流程如图４所示。　在应急处置过程中，如何快速到达事故现场对　图４　ＧＰＳ导航功能的流程　维普资讯 http://www.cqvip.com 测绘工程　第１７卷　２．２　ＧＰＲＳ通讯　１）监测监控模块：监控当前在现场的移动应急　终端的状态、位置、可连接性，如图５所示。　２）地图管理模块：显示与操纵地图，进行地图放　大、缩小、漫游、全屏显示、查询地物等功能。　移动应急终端最优先要解决的问题是将现场的　音视频、数据信息通过应急通讯链路安全可靠的传　递回中心应急平台以及能够与中心应急平台连接，　下载有关数据和模拟分析结果。实现上述要求最重　要的是解决移动应急通讯与数据传输问题，为移动　３）辅助分析功能：根据请求调用特定模型进行　分析，并返回分析的结果。　应急平台对外通信提供各种传输通道，主要包括公　网接人和卫星通信两部分链路，由路由器切换对外　４）信息管理模块：设置系统用户帐户的基本信　息，设置系统的基本参数。浏览已经发生事件的基　通信手段。本文中移动应急终端和移动应急中心之　间的通讯是主要通过ＧＰＲＳ网络来实现的。ＧＰＲＳ　网络是ＧＳＭ网络的基础之上的升级的２．５代通信　网络。ＧＰＲＳ的优点在于一旦接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络之　后就可以永远在线，并且支持ＴＣＰ／ＩＰ协议。移动　中心用一台具有静态ｌｎｔｅｒｎｅｔ网络ＩＰ的计算机作　为服务器，就可以通过ＧＰＲＳ网络和移动应急终端　通过ＴＣＰ／ＩＰ进行信息交互。交互的主要内容有移　动应急终端将自己的ＧＰＳ位置信息实时的传送到　移动应急中心，由于信息量小，采用ＵＤＰ协议传　送。移动应急终端到现场采集到数据、照片、语音等　内容以及传送到移动应急中心，移动应急中心将相　关的预案和分析的结果传送给移动应急终端则通过　ＴＣＰ协议进行传输，当数据过大时，可以将数据分　包传送，并进行校验。　移动应急终端接人Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络之后，ＧＰＲＳ　网络对我们来说就是透明的，只需要定义好信息传　输的格式，具体的实现采用ＶＣ＋＋．ｎｅｔ的ＣＳｏｃｋｅｔ　套接字。由于利用ＧＰＲＳ连接Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的ＩＰ是动　态的，移动应急中心向移动应急终端发送数据的时　候需要知道对方是否在线，并获得对方ＩＰ地址，我　们采用的方法是由移动应急终端定时的发送一个信　息给移动中心，移动应急中心管理移动应急终端的　ＩＰ地址，更新终端的地址信息。　３移动应急中心的设计与实现　小型的移动应急平台不是一个独立的单元，而　是作为整个公共安全应急平台中组成的一部分，移　动应急中心作为一个模块嵌入到已有的公共安全应　急平台中，成为沟通移动应急终端和公共安全应急　平台之间的纽带。将移动中心嵌入到公共安全应急　平台中，涉及到具体不同平台，开发的模式应和具体　的平台一致，接口和功能也就不一样。本文将移动　应急中心作为测试单元进行设计，与公共安全应急　平台联系的工作放到下一步，其功能设计如下：　本信息，包括文字信息、照片信息和终端轨迹信息。　图５移动终端导航与移动中心监控功能演示　４　结束语　随着国家经济、建设的不断发展，特别是北京　２００８奥运会即将举办，公共安全事务越来越引起国　家和民众的关注，对公共安全应急的解决方案的需　求也十分迫切。本文将移动ＧＩＳ应用到公共安全　应急当中，设计了小型的移动应急平台，该平台集成　了移动ＧＩＳ、ＧＰＳ和ＧＰＲＳ技术，并对其中的主要　技术进行了介绍，在此基础上对平台进行试验，取得　良好的效果。小型移动应急平台不是一个独立的单　元，如何嵌入到已有的大型公共安全平台当中去，协　调两者之问工作，以及如何更好满足公共安全应急　的需要等方面还需要进一步进行讨论和研究。　参考文献　［１］李德仁，李清泉．论空间信息与移动通信的集成应用ＥＪ］．　武汉大学学报：信息科学版，２００２，２７（１）：１－８．　［２］汪兵，李存斌，陈鹏，等．ＥＶＣ高级编程及其应用开　发［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２００５．　［３］俞晓莹，叶继华，叶白清．基于ＰＤＡ的ＧＰＳ／ＧＩＳ移动计　算关键技术研究［Ｊ］．经济地理，２００４，２４（５）：５９６—５９９．　Ｅ４］翟战强，蔡少华．基于ＧＰＲＳ／ＧＰＳ／ＧＩＳ的车辆导航与监　控系统ＥＪ］．测绘通报，２００４（２）：３４—４９．　Ｅ５３陈飞翔．移动空间信息服务关键技术研究ＥＤ］．北京：中　国科学院研究生院，２００６．　［责任编辑：张德福］