时空信息云协同实时在线调查系统

摘要

本发明公开了一种时空信息云协同实时在线调查系统，包括网络众包采集子系统、任务分配子系统与后台管理子系统，所述网络众包采集子系统用于外业调查人员进行任务更新、任务接受以及外业调查数据采集，所述任务分配子系统用于普通管理员用户对所辖外业调查人员进行任务区、权限分配，对任务区状态进行追踪，并对外业调查数据进行审核、质检，所述后台管理子系统用于高级管理员用户对普通管理员和所有外业调查人员的管理、数据处理、数据成果上传和下载以及安全控制。其显著效果是：数据完整性好，数据安全性高，业务流程简单，降低了外业调查的成本。

说明书

技术领域

本发明涉及到地理信息调查技术领域，具体涉及一种时空信息云协同实时在线调查系统。

背景技术

当前地理信息调查多采用智能移动终端设备调绘代替传统的纸质调绘，相较传统方法，智能移动终端调绘在效率上有极大的提升。但是这种方法也存在明显的短板限制：

1、调绘业务与设备绑定，调绘用户需携带专用的智能移动终端设备，导致调绘成本较高，无法满足大范围、多团队的工作需求；

2、调绘数据需要从涉密网络拷出至智能移动终端，中途需要经过多道加密脱敏处理及行政审批手续，业务流程复杂，无法满足紧急状况下调绘任务；

3、数据存放在智能移动终端设备上，即使经过加密脱敏处理，仍旧存在数据泄露、设备丢失等安全隐患。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种时空信息云协同实时在线调查系统，该系统将众包实时协同的理念与时空信息调查相结合，能够充分发挥社会公众、突破时间和空间的限制，并采用基于云计算的跨平台系统，能够有效保证数据的安全性，降低外业调查成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种时空信息云协同实时在线调查系统，其关键在于：包括网络众包采集子系统、任务分配子系统与后台管理子系统，所述网络众包采集子系统用于外业调查人员进行任务更新、任务接受以及外业调查数据采集，所述任务分配子系统用于普通管理员用户对所辖外业调查人员进行任务区、权限分配，对任务区状态进行追踪，并对外业调查数据进行审核、质检，所述后台管理子系统用于高级管理员用户对普通管理员和所有外业调查人员的管理、数据处理、数据成果上传和下载以及安全控制；

所述网络众包采集子系统包括逻辑验证模块、数据传输模块、数据映射模块与地图辅助模块，所述逻辑验证模块用于外业调查人员在用户注册或登录系统时，对用户信息逻辑复核验证以及用户名、密码、任务区匹配验证；所述数据传输模块用于实现外业调查人员所持客户端与服务器端的异步交互；所述数据映射模块用于建立外业调查人员所持客户端调查信息数据与服务器端数据库中实体表数据之间的映射关系；所述地图辅助模块用于对客户端提供地图浏览及相关功能；

所述任务分配子系统包括任务分配模块、任务区追踪模块、数据质检模块，所述任务分配模块用于根据任务区范围及所辖外业调查人员数量，分配各外业调查人员采集区范围；所述任务区追踪模块用于对所辖外业调查人员的任务区状态进行追踪；所述数据质检模块用于对外业调查人员提交的调查成果进行检查、审批；

所述后台管理子系统包括用户管理模块、数据管理模块、任务管理模块与安全管理模块，所述用户管理模块用于对所有用户的账户信息管理、权限控制；所述数据管理模块用于对外业调查采集的原始成果数据进行规整处理；所述任务管理模块用于对经过规整处理的成果数据进行上传、下载以及自动备份；所述安全管理模块对成果数据的上传、下载与存储过程进行安全控制。

进一步的，所述逻辑验证模块在进行信息验证时，首先根据设计的用户表结构，在服务器端数据库中间建表；然后确定用户注册信息格式，并封装成类；最后待用户注册或登录系统时调用该类进行验证。

进一步的，所述用户信息包括用户名、密码、联系方式、所属公司、权限级别、用户ID、任务区ID，其中用户ID为注册时系统自动分配的全球唯一码。

进一步的，所述数据映射模块在建立外业调查人员所持客户端调查信息数据与服务器端数据库中实体表数据之间的映射关系时，首先，在服务器端配置SDE数据库，确定待调查数据属性，建立数据实体表、配置建筑物与任务区关联并发布数据服务；其次，根据服务器端实体表设计并开发客户端调查信息表，确保实体表与调查信息表之间属性信息一一对应；最后，开发封装数据类，实例化该类对象，通过对象的方法实现实体表与调查信息表之间的映射。

进一步的，所述地图辅助模块包括定位子模块与电子地图切换子模块，所述定位子模块用于实现AGPS定位、地名搜索定位；所述电子地图切换子模块用于矢量地图和影像地图相互切换，并可对地图进行放大、缩小、平移操作。

进一步的，所述网络众包采集子系统与任务分配子系统均采用基于ASP.NET架构的B/S模式，通过Ajax技术实现用户终端与服务器端的异步交互。

进一步的，所述任务分配模块在进行采集区范围分配时，首先在服务器端数据库完成任务区表、调查数据表建库工作，指定任务区表、调查数据表唯一ID，并对调查数据表绑定任务区ID，然后待外业调查人员注册完成之后，通过将用户ID、任务区ID进行匹配绑定并单独建立关系表，完成任务分配。

进一步的，所述任务区追踪模块在进行任务区追踪时，在服务器端数据库中对任务区及建筑物状态进行定义，不同状态采用不同颜色进行表达，并在ArcGis软件中完成图例配置并发布；当外业调查人员选择某个任务区进行调查之后，该任务区状态自动进行切换，外业调查人员选择某一建筑物开始调查之后，建筑物状态也自动随之一并切换，普通管理员可根据任务区及建筑物颜色判断外业调查人员的调查进度情况。

进一步的，所述数据质检模块根据任务区与建筑物属性信息，对任务区及建筑物工作状态进行定义，不同状态采用不同颜色表达，在服务器端完成图例配置并发布服务；结合逻辑验证与数据映射模块，开发作业区及建筑物点击响应功能，确保对作业区及建筑物工作状态进行修改。

进一步的，所述后台管理子系统以阿里私有云平台为依托，组合使用了多种管理工具共同组建而成，所述包括数据库管理工具、Web服务管理工具、数据处理插件工具、安全辅助工具。

本发明的显著效果是：

1、将众包实时协同的理念与时空信息调查相结合，创新了地理信息调查模式：

众包模式是调用社会大众共同开展生产的一种作业模式，互联网时代沟通的便捷性为这种模式的产生提供了桥梁。时空信息实体调查工作具有范围广、数量大、变化快的特点，众包模式很好的契合了时空信息实体调查工作的特点。在全面铺开进行调查时，外业调查人员难以及时、全面、无遗漏的完成全部时空信息调查，且外业调查人员对本地时空信息的了解远不及本地人，通过充分发挥社会公众，对于时空信息实体调查数据的完整性有很大的促进作用，使得大范围、多团队的外业调查工作成为了可能；另一方面，众包采集模式突破了时间和空间的限制，降低了外业调查人员外调过程中产生的各种工作成本。

2、创新研发了跨平台的基于云计算的时空信息实时协同调查系统，数据的安全性高，且节省了大量的外业调查成本：

创新研发了基于云计算的时空信息云协同实时在线调查系统，该系统基于云计算技术，实现了跨平台、多用户在线实时协同调查，可满足多人在线协同工作，系统部署在私有云平台上，通过手机或平板电脑直接访问，不需要单独购买专用设备，节省了购买采集设备的经费，实现了众包采集模式；同时，还避免了加密脱敏处理及行政审批手续，简化了业务流程，同时可满足于紧急状况下的外业调查任务；另外，后台成果、底图加载基于私有云服务，避免了矢量数据、影像数据暴露外泄，有效保证了数据的安全性。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图；

图2是所述数据映射关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

如图1所示，一种时空信息云协同实时在线调查系统，包括网络众包采集子系统、任务分配子系统与后台管理子系统，所述网络众包采集子系统用于外业调查人员进行任务更新、任务接受以及外业调查数据采集，所述任务分配子系统用于普通管理员用户对所辖外业调查人员进行任务区、权限分配，对任务区状态进行追踪，并对外业调查数据进行审核、质检，所述后台管理子系统用于高级管理员用户对普通管理员和所有外业调查人员的管理、数据处理、数据成果上传和下载以及安全控制，具体的：

所述网络众包采集子系统包括逻辑验证模块、数据传输模块、数据映射模块与地图辅助模块，采用基于ASP.NET架构的B/S模式，基于Ajax、HTML5等技术实现了数据的异步交互。其中：

所述逻辑验证模块用于外业调查人员在用户注册或登录系统时，对用户信息逻辑复核验证以及用户名、密码、任务区匹配验证，主要涉及字符串、数字等内容的检验；在进行信息验证时，首先，设计用户表结构，并在服务器端数据库中建立用户表；

用户表数据主要包括：用户ID、用户名、密码、联系方式、所属公司、权限级别、所属任务区ID等内容；第二，设计用户注册信息格式，包括规定联系方式格式(座机或手机号码格式)、密码复杂度及特殊字符要求、用户名唯一性保障等内容；第三，开发封装用户信息类，包括用户属性信息内容、用户注册信息格式验证方法、用户名唯一性监测方法、用户ID全球唯一码实现方法等内容。

所述数据传输模块用于实现外业调查人员所持客户端与服务器端的异步交互，只需要在后台与服务器进行少量数据交换，实现了服务器端的负载均衡，提高了系统的工作效率；

在客户端搭建操作页面并封装数据对象，在服务器端实现数据处理业务功能并封装，两者之间通过开放API(应用程序接口)实现交互。采用Ajax技术实现，是一种在无需重新加载整个网页的情况下，能够更新部分网页的技术。

所述数据映射模块用于建立外业调查人员所持客户端调查信息数据与服务器端数据库中实体表数据之间的映射关系，具体步骤为：

首先，在服务器端配置SDE数据库，确定待调查数据属性，建立数据实体表、配置建筑物与作业区关联并发布数据服务；

第二，根据服务器端实体表设计并开发客户端调查信息表，确保实体表与调查表之间属性信息一一对应；

第三，开发封装数据类，包括建筑物数据属性信息内容、数据修改、保存、提交、审批等功能方法，实例化该类对象，通过对象的方法实现实体表与调查信息表之间的映射，数据的映射关系如图2所示。

所述地图辅助模块用于对客户端提供地图浏览及相关功能，具体如下：

1)定位：AGPS定位以及地名搜索定位功能。AGPS即辅助全球卫星定位系统。是一种GPS的运行方式。它可以利用手机基地站的资讯，配合传统GPS卫星，让定位的速度更快。地名搜索借助天地图服务接口实现，首先根据提供省份/城市确定经纬度大致范围，然后检索该范围内所有地名点，再根据检索到的地名点自动定位到某条街道或者某条具体位置；

2)电子地图切换：矢量地图和影像地图相互切换，包括地图的放大、缩小、平移等操作。(以“天地图——重庆”作为电子地图底图，包括矢量地图和影像地图。通过JavaScript电子地图对象调用“天地图——重庆”接口实现。)

所述网络众包采集子系统主要用于：

(1)用户注册与登录：用户首次访问需要进行注册，按照要求完成注册之后才能登录系统，注册与登录入口一致。该功能主要涉及逻辑验证模块与数据传输模块；

(2)任务区选择：用户首次登录后，需要查看是否已被分配任务区，如果已分配，点击相应的任务区，就会自动加载该任务区内的建筑物等信息。该功能主要涉及逻辑验证模块、数据传输模块以及地图浏览模块；

(3)信息调查、编辑与提交审核：点击任务区内某一个建筑实体面或点，即可弹出编辑建筑物信息的窗体进行信息录入、编辑、提交审核，该功能涉及所有技术模块，在信息编辑时还可以进行拍照和录音，丰富了建筑物信息采集的手段；建筑物信息填写完成后，点击“提交更改”按钮即可；若现场发现该建筑物因某种原因无法进行调查时，点击“无法进入”按钮进行标记，以便后续集中处理；若该建筑物不存在或外形已发生变化，则点击“删除”按钮进行删除处理。该功能涉及所有技术模块。

(4)添加新要素：点击“添加新要素”按钮，弹出添加新要素的列表窗体，如图所示。打开“添加新要素”的开关，选择某个添加要素的图层，即可在底图上绘制要素的形状，并以双击结束。该功能涉及所有技术模块；

(5)任务区切换：当前任务区已完成调查时，若需要切换到另外的任务区，即可点击“任务区切换”按钮，系统会弹出“是否已完成当前区域外调任务”的提示项。若点击“是”，则表示当前区域的所有建筑物都已完成外调任务，当前任务区会保持为“任务区正在作业”的状态；如果点击“否”，则表示当前任务区未完成外调任务，任务区会变成“已分配任务区”的状态；如果点击取消则不做任何操作。该功能涉及所有技术模块；

(6)其他辅助功能：其他辅助功能包括卫星定位、图层列表、类型筛选、图例选择等功能，在系统主界面右上角列表中均有相应按钮对应。该功能主要涉及数据传输模块以及地图浏览模块。

所述任务分配子系统包括任务分配模块、任务区追踪模块、数据质检模块，以保证任务安排的合理性和监管整个数据采集流程，任务分配子系统同样采用基于ASP.NET架构的B/S模式，基于Ajax技术实现用户终端与服务器端的异步交互。其中：

所述任务分配模块用于根据任务区范围及所辖外业调查人员数量，分配各外业调查人员采集区范围，方便后续调查任务跟进及监管整个采集流程，在进行采集区范围分配时，首先在服务器端数据库完成任务区表、调查数据表建库工作，指定任务区表、调查数据表唯一ID，并对调查数据表绑定任务区ID，然后待外业调查人员注册完成之后，通过将用户ID、任务区ID进行匹配绑定并单独建立关系表，完成任务分配。

所述任务区追踪模块用于对所辖外业调查人员的任务区状态进行追踪；所述任务区追踪模块在进行任务区追踪时，在服务器端数据库中对任务区及建筑物状态进行定义，不同状态采用不同颜色进行表达，并在ArcGis软件中完成图例配置并发布；当外业调查人员选择某个任务区进行调查之后，该任务区状态自动进行切换，外业调查人员选择某一建筑物开始调查之后，建筑物状态也自动随之一并切换，普通管理员可根据任务区及建筑物颜色判断外业调查人员的调查进度情况。

所述数据质检模块用于对外业调查人员提交的调查成果进行检查、审批，进行数据质检时首先根据任务区与建筑物属性信息，对任务区及建筑物工作状态进行定义，不同状态采用不同颜色表达，在服务器端完成图例配置并发布服务；结合逻辑验证与数据映射模块，开发作业区及建筑物点击响应功能，确保对作业区及建筑物工作状态进行修改。

所述任务分配子系统主要用于：

(1)任务分配：普通管理员登录任务分配子系统之后，根据任务区及所辖外调人员进行任务分配；

(2)数据质检：点击已完成外业调查的建筑物面，弹出建筑物信息对话框，如果建筑物信息没有问题，则点击“通过审核”按钮，如果有问题则点击“不通过审核”按钮，让外业调查人员返工重新调查。

所述后台管理子系统并不是一个单一的管理系统，而是以阿里私有云管理平台为依托，组合使用了多种管理工具，包括数据库管理工具，Web服务管理工具，数据处理插件工具，安全辅助工具等共同组建的完整服务系统。其包括用户管理模块、数据管理模块、任务管理模块与安全管理模块，其中：

所述用户管理模块用于对所有用户的账户信息管理、权限控制，该模块依托私有云环境，通过自行搭建Oracle 11g数据库及SDE数据库，设计并创建用户信息表、数据信息表、用户任务区关联表，登录日志表等完成；

所述数据管理模块用于对外业调查采集的原始成果数据(包括照片、音频、空间数据等)进行规整处理，首先对采集到的原始数据按照数据类型进行分类，针对空间数据开发ArcGis软件处理进行规范处理，包括楼层数逻辑检查、楼层用途一致性检查等工具，检查并修改完成后，再针对照片、音频数据开发ArcGis软件挂接到空间数据上，挂接工作通过空间数据的唯一ID进行关联；

所述任务管理模块用于对经过规整处理的成果数据进行上传、下载以及自动备份，主要包括对经过处理的成果数据进行上传、下载以及自动备份，这部分依托配置私有云服务器管理来完成；

所述安全管理模块对成果数据的上传、下载与存储过程进行安全控制，安全管理包括外调采集过程中数据上传下载安全控制和私有云安全控制两个部分。外调采集部分安全控制主要通过HTTPS安全通道来实现，私有云部分安全控制主要依靠阿里云安全管理机制实现。

所述后台管理子系统主要用于：

(1)用户信息管理：通过修改、更新Oracle中用户表来实现对普通管理员用户和外调用户的管理；

(2)云平台控制管理：通过私有云管理控制平台，依托云计算基础服务组件，对整个云计算后台管理系统进行任务调度安排及安全管理配置、监测和维护，其中包括服务器安全和数据安全。

本实施例通过将众包实时协同的理念与时空信息调查相结合，创新了地理信息调查模式，从而在全面铺开进行调查时，通过充分发挥了社会公众，对于时空信息实体调查数据的完整性有很大的促进作用；另一方面，众包采集模式突破了时间和空间的限制，降低了外业调查人员外调过程中产生的各种工作成本。还通过跨平台的基于云计算的时空信息实时协同调查系统，可通过手机或平板电脑直接访问，不需要单独购买专用设备，节省了购买采集设备的经费，实现了众包采集模式；同时，后台成果、底图加载基于私有云服务，避免了矢量数据、影像数据暴露外泄，有效保证了数据的安全性。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。