測繪數(shù)據(jù)外業(yè)采集及其內業(yè)處理

譚　君（四川中水成勘院測繪工程有限責任公司，四川 成都 610072）

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測繪數(shù)據(jù)外業(yè)采集及其內業(yè)處理

譚君（四川中水成勘院測繪工程有限責任公司，四川 成都 610072）

經濟社會的發(fā)展推動了信息化建設在各行業(yè)、領域的應用，測繪數(shù)據(jù)外業(yè)采集工作在數(shù)據(jù)獲取能力與現(xiàn)時性上也面臨著越來越高的要求。智能移動設備和信息網絡的全面覆蓋為測繪外業(yè)工作的變革帶來的巨大的發(fā)展機遇，使得測繪生產單位根據(jù)業(yè)務需求，利用跨平臺自行開發(fā)組建應用成為可能。本文基于ArcGIS Runtime SDK與ArcGIS Serve技術，初步探索了在網絡化時代背景下的測繪數(shù)據(jù)外業(yè)采集工作及其內業(yè)處理的解決方案。

測繪數(shù)據(jù)；外業(yè)采集；內業(yè)處理

引言

移動互聯(lián)網的興起將智能移動終端設備帶入到了人們生活的各個方面，推動了測繪數(shù)據(jù)外業(yè)工作向著“平板化”的方向邁進。同時，許多GIS廠商通過在統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺上向公眾提供開放式的通用軟件服務，使得用戶擁有了更多的選擇空間與設備自定義的自由。這使得測繪作業(yè)人員能夠通過基本的培訓并掌握新的工作方式來從以往繁重的勞動中解脫出來，極大的提高了外業(yè)采集及其內業(yè)處理工作的效率。另一方面，智能移動終端設備系統(tǒng)平臺的標準化使得非專業(yè)的開發(fā)人員也能夠通過學習掌握數(shù)據(jù)的二次開發(fā)技術，極大的降低了數(shù)據(jù)外業(yè)采集和內業(yè)處理的難度，作業(yè)單位可以根據(jù)自己的需求來定制最大程度適合自身需要的測繪應用程序。鑒于以上情況，作為測繪生產單位必須要積極應對這種外部環(huán)境的變化，認識到社會經濟的快速發(fā)展、信息化建設的穩(wěn)步推進對基礎數(shù)據(jù)測繪提出的更高要求，重視新技術的開發(fā)，不斷提高生產效率，形成屬于自己的核心研發(fā)能力。

1　關鍵技術及其特點

1.1ArcGIS Runtime SDKs

ArcGIS Runtime SDKs是ESRI公司發(fā)布的一套適用于各種平臺，可用作各種原生應用程序開發(fā)的工具集合?；贏rcGIS Online以及ArcGIS Server的測繪數(shù)據(jù)外業(yè)采集系統(tǒng)能夠在離線環(huán)境下為移動終端、嵌入式設備以及桌面環(huán)境提供從簡單的地圖顯示到復雜的導航甚至是高級GIS分析功能。不僅如此，ArcGIS Runtime SDKs還可以被應用于構建平臺原生應用程序，實現(xiàn)與ArcGIS Serve的無縫對接和對ArcGIS Online的集成工作，并且在實現(xiàn)大量豐富的GIS功能的同時仍能保持移動設備的流暢使用體驗。

1.2ArcGIS Server

ArcGIS Serve是基于SOA（Service-Oriented Architecture）構架的GIS服務器，可用于企業(yè)級服務的部署，并能向使用者提供便捷的資源訪問權，允許包括移動端、桌面端、Web端在內的各種客戶端利用其進行GIS資源的創(chuàng)建與開發(fā)?？臻g可視化與空間分析以及實時數(shù)據(jù)處理分析是ArcGIS的核心功能，開發(fā)者還可以用于進行如空間數(shù)據(jù)管理、測繪數(shù)據(jù)在線編輯以及地圖核心內容管理等其他工作。

ArcGIS Server集成了ArcSDE技術，可以向用戶提供數(shù)十種不同類型的服務，如地圖服務、搜索服務、幾何服務、空間數(shù)據(jù)服務、地理編碼服務、工作流程管理服務等，具有系統(tǒng)伸縮性強、跨平臺優(yōu)勢明顯、版本與非版本化編輯功能強、數(shù)據(jù)業(yè)內處理效率高等優(yōu)點，是一個提供高級GIS功能、可集中管理的GIS系統(tǒng)。

1.3基于ArcGIS Runtime SDK/Serve技術的數(shù)據(jù)外業(yè)采集特點

ArcGIS Runtime SDK與ArcGIS Serve技術的應用能夠使高性能的地圖制圖成為可能，并極大的提升GIS的處理能力。其主要具有以下幾個特點：①該系統(tǒng)能夠利用底圖數(shù)據(jù)和多種矢量數(shù)據(jù)格式在離線模式下工作，并能參照各種常見的測繪空間來進行數(shù)據(jù)展示；②支持外業(yè)環(huán)境下對空間數(shù)據(jù)的離線編輯，并可在設備聯(lián)網后與服務端進行同步編輯工作；③利用設備的GPS功能來運行完整的地理信息處理任務，并擁有后臺高速的幾何處理和空間分析功能，并能夠在離線模式下進行地理空間編碼和相應的解析工作；④能夠智能提示現(xiàn)實要素信息，支持離線狀態(tài)下的位置搜索，并能夠通過交互或SQL查詢的方式對要讀取的信息進行讀取。

2　主要模塊設計

總體設計：

根據(jù)對具體工作的需求分析結果，基于模塊化、層次化的設計原則，可將測繪外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體構架分為三個大的層次，各個層次中又包括若干個子模塊。處于基礎地位的數(shù)據(jù)訪問層應包括數(shù)據(jù)加載模塊、日志模塊以及服務連接模塊，其主要職能是獲取并加載測繪外業(yè)作業(yè)數(shù)據(jù)，對應用程序的運行狀態(tài)進行相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計等。服務層是連接外業(yè)數(shù)據(jù)與內業(yè)處理的核心地帶，一般包括圖層管理模塊、定位模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊等，其主要職能是基于數(shù)據(jù)訪問層或移動終端數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)接口向上層提供組織和管理數(shù)據(jù)內容的服務。應用層主要負責測繪數(shù)據(jù)的查詢與瀏覽，故應該相應設置查詢和瀏覽模塊，其主要職能是實現(xiàn)用戶之間的信息交互。

2.1數(shù)據(jù)訪問層

服務連接模塊主要負責對部署在ArcGIS Serve上的要素進行訪問，根據(jù)一定的條件對矢量數(shù)據(jù)進行緩存、記錄，并將相應數(shù)據(jù)備份并生成支持后續(xù)離線編輯的geodatabase文件。待測繪外業(yè)工作結束后再通過對文件的讀取來實現(xiàn)外業(yè)數(shù)據(jù)在地理數(shù)據(jù)庫中的對要素內容和要素服務的同步編輯。

2.2數(shù)據(jù)采集模塊

向系統(tǒng)發(fā)起Intent請求是數(shù)據(jù)采集模塊主要實現(xiàn)的功能，不論是利用系統(tǒng)組件還是借助于第三方開發(fā)的應用程序來實現(xiàn)對實景信息的收集，也不論收集到的實景信息是以圖片、視頻或是音頻形式存在的，該模塊職責就在于將這些測繪數(shù)據(jù)信息生成相關的文件并將其生成的路徑返回給調用的模塊。同時，在加入作業(yè)場景為環(huán)境變量的基礎上，調用系統(tǒng)API獲取移動設備的姿態(tài)數(shù)據(jù)等各種傳感器數(shù)據(jù)，并寫入系統(tǒng)日志。

2.3定位模塊

定位模塊的設計是為了更好的向向調用方返回附帶時間有效性標記的不同精度定位坐標數(shù)據(jù)。定位模塊又可以根據(jù)應用場景的不同而被分為兩種方式，基于網絡的定位和基于GPS功能的定位。在實際中由于GPS定位經常受到信號強度和質量的影響而存在一定程度的不穩(wěn)定性，因此出于對意外情況的考慮，應避免過長的響應時間，并選擇更加穩(wěn)定可靠的網絡定位。

2.4數(shù)據(jù)加載模塊

數(shù)據(jù)加載模塊主要是為系統(tǒng)提供一個便于操作的可視化界面，并能夠真實有效的反應用戶交互的結果并在其基礎上識別上傳文件的數(shù)據(jù)類型，檢查數(shù)據(jù)的完整程度，使得用戶能夠自由快捷的獲取目標文件。與此同時，數(shù)據(jù)加載模塊在判別調用的數(shù)據(jù)類型后進行數(shù)據(jù)的裝載，將系統(tǒng)中的可用實例交付給地圖控件，如果相關數(shù)據(jù)存在殘損狀況，則通過用戶交互界面給出提示信息。

2.5圖層管理模塊

圖層管理模塊主要是為了實現(xiàn)控制圖層的可見性，并便于對圖層進行有效的加載、凍結以及調整等操作。通過與數(shù)據(jù)加載模塊的接口，圖層管理模塊能夠獲取調用數(shù)據(jù)引用的實例，讀取其空間參照信息并將圖層添加到地圖空間中顯示，并提供圖層的顯示與隱藏、拖放調整順序以及鎖定與解鎖操作。

3　實現(xiàn)與應用

3.1工作流程介紹

基于ArcGIS Runtime SDK與ArcGIS Serve技術的外業(yè)采集與內業(yè)處理系統(tǒng)的工作流程可以分為三個階段，數(shù)據(jù)準備階段、外業(yè)工作階段與內業(yè)處理階段。在在數(shù)據(jù)準備階段，通過制作地圖文檔，部署ArcGIS Serve，發(fā)布地圖文檔以及創(chuàng)建企業(yè)級地理數(shù)據(jù)庫這四個步驟來實現(xiàn)對要素服務的創(chuàng)建。創(chuàng)建完成后，相應的測繪工作人員就可以在移動端的應用程序中找到對應要素服的連接，并能夠下載要素數(shù)據(jù)，生成可離線使用的地理數(shù)據(jù)庫文件，為外業(yè)工作的開始做出充分的準備。在外業(yè)工作階段，作業(yè)人員主要是通過調用瀏覽查詢模塊來查找數(shù)據(jù)，并在離線環(huán)境下能夠對調用數(shù)據(jù)采集模塊進行編輯，將實景信息數(shù)據(jù)采集下來并以各種格式寫入屬性字段中。外業(yè)工作結束后，在內業(yè)環(huán)境下重新連接要素服務，調用服務連接模塊將外業(yè)中進行的修改編輯操作同步到企業(yè)級地理數(shù)據(jù)庫中，隨后即可在ArcMap中加載數(shù)據(jù)進行后續(xù)的內業(yè)處理工作。

3.2矢量編輯功能

矢量編輯是測繪外業(yè)作業(yè)過程中主要的需求之一。在傳統(tǒng)的紙質調繪方法以及部分電子調繪系統(tǒng)中一般采用標注的方法來對修改加以記錄，并在內業(yè)中跟進后續(xù)工作?；贏rcGIS Runtime SDK方案的本系統(tǒng)能夠支持移動終端在離線環(huán)境下對要素的幾何信息進行直接的編輯修改。主要的操作類型包括新建、修改、分割、刪除與合并等，并且具有操作過度集約化的特點，所有不同類型的操作均可以通過系統(tǒng)中地圖控件上的SingleTap進行調用實現(xiàn)。

3.3設置可離線使用的要素服務數(shù)據(jù)

系統(tǒng)的同步功能對數(shù)據(jù)的同步存儲提出了要求，數(shù)據(jù)的離線使用和同步功能的實現(xiàn)有賴于數(shù)據(jù)集存檔功能的啟用和全局ID的添加。具體而言，存檔是為了更好的記錄、管理以及分析數(shù)據(jù)的更愛，以便于操作者能夠對地理數(shù)據(jù)庫中所有數(shù)據(jù)互數(shù)據(jù)子集的更改有全面清晰的認識。全局ID則用于在地理數(shù)據(jù)庫中或跨地理數(shù)據(jù)庫唯一地識別要素。

4　結束語

隨著智能化電子設備與移動終端平臺操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展，各種新型的開發(fā)技術不斷涌現(xiàn)。一些操作系統(tǒng)的跨平臺特點為測繪數(shù)據(jù)的外業(yè)采集以及內業(yè)處理帶來的極大的便利，也為移動GIS的發(fā)展帶來了機遇與挑戰(zhàn)。在這種新形勢下，測繪單位需要認識到數(shù)據(jù)網絡化進程對推進對基礎數(shù)據(jù)測繪提出的更高要求，重視新技術的開發(fā)，不斷提高生產效率，形成屬于自己的核心研發(fā)成果。

［1］田 萍，唐桂彬，閏愛軍.測繪外業(yè)數(shù)據(jù)智能采集系統(tǒng)的研究與應用［J］.楊凌職業(yè)技術學院學報，2014（1）：44～46.

［2］李興中.地理國情普查外業(yè)核查的電子調繪方法［J］.測繪，2014（05）：237～240.

［3］川汪鐵華.地理國情普查外業(yè)調繪核查系統(tǒng)設計與實現(xiàn)［J］.測繪與空間地理信息，2014（6）：157～158，161.

譚 君（1971-），女，高級工程師，本科，主要從事測繪內業(yè)工作。

TB22

A

2095-2066（2016）09-0085-02

2016-2-23