基于移动GIS的校园二手交易App设计与实现
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作者:胡克宏 蒋浩 张震
摘要：随着经济的高速增长和高等教育的普及化，越来越多的大学生参与校园二手交易，传统的校园二手交易在交易时间、交易方式和交易场合等方面具有局限性。为有效地管理校内商品资源，该研究以安徽理工大学为研究对象，利用Arc-GIS Server、ArcMap、Android Studio和MyEclipse开发工具，基于移动GIS设计并实现了可运行于Android移动终端的校园二手交易App。该App将地理信息与二手交易相结合，以二手交易服务为主，辅以空间位置服务，为二手交易实时、高效、安全地进行提供了平台，增强了校内生活的便捷性。
关键词：移动GIS;二手交易;App;Android;ArcGIS Server
中圖分类号：TP393 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）14-0088-04
改革开放在一定程度上有利于教育事业的推进，我国高等教育逐步走向大众化、普及化，越来越多的高中毕业生走进高校开始大学生活。当代大学生日常生活主要集中于校内，校园二手交易逐渐成为大学生关注的热点之一。一方面，大学生所需的生活用品资源、学习资源等需求量较大，且各种资源更新快。另一方面，传统的校内跳蚤市场主要集中于毕业季，不能满足二手交易的实时性、高效性。因此，确保校园二手交易的实时陛、便捷性和可靠性，避免产生资源浪费现象，有效地对校内资源进行管理至关重要。
地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的基本功能包括采集、存储、管理、分析和显示空间要素的位置和属性。自20世纪60年代GIS被提出以来，经过多年的快速发展，其重要性日益显著，已广泛应用于社会生活的各个领域。随着移动互联网技术的蓬勃发展以及移动终端设备的普及，移动GIS成为继桌面GIS、WebGIS又一大研究热点。移动GIS是桌面GIS在移动终端的补充和延伸，其服务器端存放了大量的、多尺度的空间数据嘲，可以对数据进行可视化和分析，并提供基于位置的服务（Location Based Services，LBS），从而为校园二手交易的实现提供了强有力的工具。
已有的校园二手交易App多集中于商品的丰富性、交易的安全性、可靠性和实时性等，鲜有将用户的地理信息与校园二手交易相结合，实现基于地理位置的二手交易，确保交易的便捷性。因此，本研究以安徽理工大学为例，利用安徽理工大学二维地图，以Runtime SDK for Android、Android SDK、ArcGIS和MyEclipse为平台，多种语言结合设计并实现了可运行于An-droid移动终端的校园二手交易App。该App为校内资源流通提供了良好的共享平台，有利于实现二手交易的便捷性、实时性、可靠性和安全性，促进形成勤俭节约的好校风。
1需求分析
校园二手交易App的主要使用用户分为卖方用户和买方用户两大类。卖方用户主要需求为发布待售商品，等待买家购买;买方用户主要需求为搜索所需商品，联系卖家进行购买。此外，该App还提供空间位置服务，潜在用户的需求为查询校园内基础建筑、道路信息，与其他用户实时共享地理位置以及路径规划等基础地理服务。所有用户的共同需求为个人敏感信息的保密性、系统操作的安全性。
2系统总体设计
2.1设计原则
系统从最初的设计到最终的实现过程中，均需遵循安全性、可靠性、较好的适应性、良好的用户体验等基本要求，且优化服务端、移动端的网络数据传输功能。经过多语言、多平台的开发，实现校园二手交易安全有效地进行，为大学生提供便捷、实时的二手交易服务。
2.2关键技术
以下是系统所涉及的关键技术和第三方服务。
2.2.1 ArcGIS中制作平面地图
为提供精度高、属性信息丰富的校园空间位置服务，以高空间分辨率的航摄影像作为数据源，利用ArcGIS对影像进行预处理、正射校正并人工矢量化。采集安徽理工大学当前最新的各类建筑信息、道路信息、宿舍楼位置等地理信息，通过实地考察量测等方式提高数据的几何精度，以完善各类地物的属性信息。基于ArcGIS对已有地理信息数据进行符号化和渲染，从而制作观赏价值较高的平面地图用于后续发布地图服务。
2.2.2数据库结构设计
微软公司开发的SQL Server是关系型数据库管理系统，其优点包括集成程度高、使用方便、支持多种平台、可伸缩性好等。本系统使用SQL Server 2017创建合适的数据结构用于储存用户属性信息和空间信息，使用SQL语言对用户数据进行管理，以帮助系统更好地服务于用户。
2.2.3移动端应用功能开发
移动终端应用功能开发有ArcGIS Runtime SDK for Android和ArcGISRuntime SDKforiOS两种产品，两者均通过API提供移动终端的GIS功能，涵盖地图浏览、查询和编辑要素等。本系统使用ArcGIS Runtime SDKforAndroid在Android系统上调用服务，实现安徽理工大学的地图浏览、地物查询与定位、路径规划等空间分析功能。
2.2.4基于ArcGIS Server发布服务
ArcGIS Server是发布GIS应用程序的综合平台，主要用于提供创建、配置GIS应用程序和服务的框架㈣。本系统通过ArcGIS Server发布地图切片服务、网络分析服务、要素服务、遥感影像服务、地理处理服务等，从而将数据库中的地理信息数据和用户信息数据以地图图层的形式发布，为移动客户端提供数据和数据处理服务。
2.2.5服务端、移动端的网络数据传输功能优化
服务端：在Tomcate8.5中将Struts2.0、Hibernate3.0集成至Spring4.0。Struts2.0、Spring和Hibernate是目前最常用的3种设计框架，Hibernate对Java数据库连接进行轻量级的对象封装，建立普通Java对象与数据库表之间的映射，并且可以自动生成并执行SQL，使开发人员完全以面向对象的编程思维来操纵数据库;Spring根据配置文件创建及组装对象之间的依赖关系。多层开发模式分为Dao层、Service层和Controller层，Dao层用于完成数据的持久化与封装，主要由Hibernate完成;Service层主要负责业务模块的逻辑应用设计;Controller层在Struts2.0中调用Service层的业务逻辑模块来实现具体的业务流程。 移动端：利用OKhttp开源框架提高数据上传的速度及效率，并减少请求延迟。
2.2.6 Android系统应用功能开发
SQLite是开源的、嵌入式关系型数据库系统，具有便携性、易用性等优点㈣。本系统通过Android Studio实现界面搭建、拍照上传、用户注册和登录、SQLite数据库储存、通话和短信联系等功能，采用SQLite作为Android移动终端的数据库。
2.3总体结构
校园二手交易App包括两大功能，以二手交易服务为主，辅以空间位置服务（图1）。其中，校园二手交易服务涵盖发布待售商品、检索所需商品和联系卖家三大功能;空间位置服务分为校园信息查询、共享当前位置和规划路径。
对于已注册用户，每个模块主要用处如下：
1）商品信息发布：本模块主要针对卖方用户，支持在线发布不需要的生活用品、学习资料、书籍、运动器械等待售商品，需拍摄商品图片，输入商品相关信息并提交到服务端的数据库;
2）商品检索：本模块主要针对买方用户，在搜索框中输人所需商品的关键字，系统自动返回相关商品的检索结果，买方用户可进行一定的筛选;
3）联系卖家：买方用户在系统中选定需购入的商品后，可以查询该商品所属用户的地理位置，且系统会显示出买方用户与卖方用户间的最佳路径，若买方用户觉得商品及卖方用户的位置均满意，则可通过Android的系统通话功能或短信聊天功能联系卖家，从而完成线下交易;
4）校园信息查询：基于移动手机客户端，用户可在线浏览并查询校园内主要建筑物、道路等地理信息，若用户已下载离线地图包，则在没有网络的环境下，系统仍提供地图浏览、信息查询功能;
5）当前位置共享：此模块用于两者或两者以上的用户群体进行位置共享，群体内所有用户需在线并开启位置共享模式，系统将用户的位置信息实时提交至服务端的数据库，以实现用户之间相互查询对方的当前位置;
6）路径规划：为用户提供到指定地点的路径规划服务，即最短路径查询，并且显示行程需消耗的总时间。
3系统功能实现
基于移动GIS，采用多语言结合、多平台混合开发模式，实现安徽理工大学校园二手交易App的构建，该App适用于An-droid移动终端，且设计与实现过程均遵循设计原则。以该App为平台实现二手交易服务及空间位置服务的具体流程如下。
3.1二手交易服务
App的登录界面如图2（左）所示，首次使用需注册用户信息（图2右），包括姓名、学号、手机号和宿舍所在地，通过实名注册，极大地提高了校园二手交易的可靠性和安全性。此外，对于需要更改信息的用户，该App也提供了相关的修改按钮，从而为用户带来更好的体验。
校园二手交易的主界面如图3（左）所示，买方用户可在搜索框中输入想要的商品名称或关键字，系统会提供搜索结果和商品所属用户的地理位置，若买方用户需进一步联系卖方用户，则可以通过通话功能或短信聊天功能联系卖家（图3右），以完成线下交易。
卖方用户发布待售商品，需拍摄商品图片，输入商品相关信息并提交至数据库（图4），商品信息越详细越有助于售出商品。
3.2空间位置服务
用户可浏览校园主要结构，查询相关地物的基本属性，对于不熟悉校园的用户，还可以通过最佳路径推荐选择到达目的地的最佳方式。此外，位置共享模式为买方用户和卖方用户的线下交易创造了良好的条件，若两者同时在线并打开共享位置模式，则系统会推荐两者之间的最佳路径（图5）。
4结束语
本研究以安徽理工大学为例，采用Java、XML和SQL开发语言，基于ArcGIS Server、ArcMap、Android Studio和MyEclipse开发工具，设计并实现了校园二手交易App。该App充分利用了移动GIS的便捷性、移動性和地理位置依赖性，将地理信息与校内资源相联系的二手交易服务，增强了校内资源的实时流通，且有助于资源再利用。作为辅助模块的空间位置服务，也为校内学生的日常生活提供了一定的便捷性。
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