基于平板電腦的森林資源二類調(diào)查關(guān)鍵技術(shù)研究

龍海平

（貴州省納雍縣林業(yè)局 貴州納雍 553300）

基于平板電腦的森林資源二類調(diào)查關(guān)鍵技術(shù)研究

龍海平

（貴州省納雍縣林業(yè)局 貴州納雍 553300）

隨著森林資源二類調(diào)查工作強(qiáng)度及信息化建設(shè)工作的推進(jìn)，傳統(tǒng)的以PDA為平臺(tái)的外業(yè)采集系統(tǒng)日漸滿足不了實(shí)際工作需要，有待進(jìn)一步提高技術(shù)水平。在計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用背景下，為促進(jìn)森林資源二類調(diào)查工作智能化、自動(dòng)化、信息化發(fā)展，降低外業(yè)調(diào)查工作強(qiáng)度，本文基于平板電腦開發(fā)設(shè)計(jì)了適合于森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集系統(tǒng)，并扼要分析了其中應(yīng)用到的關(guān)鍵技術(shù)。

森林資源二類調(diào)查；關(guān)鍵技術(shù)；平板電腦；數(shù)據(jù)讀寫

森林資源二類調(diào)查是森林經(jīng)營(yíng)與林業(yè)區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，是森林資源保護(hù)與合理利用的關(guān)鍵，是提高林業(yè)生產(chǎn)管理和有效決策的有效途徑。在信息化時(shí)代，各領(lǐng)域內(nèi)的工作方式日益智能化、自動(dòng)化、信息化，傳統(tǒng)的以PDA為平臺(tái)的森林二類資源調(diào)查方法已經(jīng)難以滿足當(dāng)前現(xiàn)代化工作要求，亟待基于平板電腦構(gòu)建森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集系統(tǒng)，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)研究，精簡(jiǎn)工作流程、提高調(diào)查精度和效率，實(shí)現(xiàn)新時(shí)期森林資源二類調(diào)查工作的高效益、一體化的目標(biāo)。

1 基于平板電腦的森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集系統(tǒng)

1.1 平板電腦

平板電腦，是一種小型、攜帶方便的個(gè)人電腦，以觸摸屏作為基本輸入設(shè)備，允許用戶采用手指觸控方式和數(shù)字筆方式進(jìn)行交互，而不是傳統(tǒng)的物理鍵盤和鼠標(biāo)。從使用性能看，平板電腦不僅具備辦公、娛樂等功能，還具備生物識(shí)別、手寫、語(yǔ)音等功能，便于接入3G、4G網(wǎng)絡(luò)，同以往常用的PDA相比，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理能力更強(qiáng)，電池續(xù)航能力更強(qiáng)，且屏幕分辨率高。所以，平板電腦作為新興移動(dòng)平臺(tái)，其在森林資源二類調(diào)查工作中的應(yīng)用有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 外業(yè)采集系統(tǒng)

在過去，我國(guó)森林資源外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作主要應(yīng)用激光測(cè)距儀等設(shè)備，部分地區(qū)還使用皮尺、測(cè)高器等傳統(tǒng)設(shè)備，方式落后、工作強(qiáng)度大、費(fèi)用高、效率低，根本滿足不了實(shí)際工作需求。為改變傳統(tǒng)的紙質(zhì)調(diào)查方法，實(shí)現(xiàn)外業(yè)數(shù)據(jù)采集與內(nèi)業(yè)處理的有機(jī)結(jié)合，提高調(diào)查精度和效率，應(yīng)當(dāng)基于平板電腦建立森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集系統(tǒng)。

根據(jù)森林資源二類調(diào)查工作需求，以window8平板電腦為硬件平臺(tái)，以觸控式人機(jī)交互模式為軟件控制，采用架構(gòu)模式構(gòu)建森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集系統(tǒng)，如圖1所示，可以在無網(wǎng)絡(luò)、無無線信號(hào)情況下直接連接服務(wù)器，特別適合于外業(yè)環(huán)境。本系統(tǒng)包括客戶端應(yīng)用程序、服務(wù)器管理程序、中間應(yīng)用服務(wù)器三部分，其中客戶端有屬于自身的一套完整程序，采用C#開發(fā)語(yǔ)言，SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)。這一數(shù)據(jù)庫(kù)屬于輕量型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，具備簡(jiǎn)潔性、可移植性強(qiáng)、開放性等優(yōu)勢(shì)，很好滿足了系統(tǒng)的兼容性、完整性等要求，便于軟件升級(jí)和平滑升級(jí)。

2 基于平板電腦的森林資源二類調(diào)查關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 空間數(shù)據(jù)集成

圖1 基于平板電腦的森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集系統(tǒng)圖

在森林資源二類調(diào)查中，會(huì)涉及到各類型的數(shù)據(jù)，具體包括矢量空間數(shù)據(jù)、掃描柵格圖件、遙感影像數(shù)據(jù)等，從這些數(shù)據(jù)中挖掘有價(jià)值、有效的信息并對(duì)其進(jìn)行集成處理是外業(yè)采集的一項(xiàng)重要工作。為滿足空間數(shù)據(jù)集成要求，便于外業(yè)采集數(shù)據(jù)與系統(tǒng)軟件無縫對(duì)接需求，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集的整體框架，如圖2所示，采用基于基于標(biāo)記語(yǔ)言的規(guī)范進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件管理。建立空間數(shù)據(jù)集成總體框架后，還要采用一些技術(shù)對(duì)外業(yè)采集中的每一類數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。以遙感影像數(shù)據(jù)處理為例，由于受傳感器等因素影像，遙感影像傳送后會(huì)出現(xiàn)變形等問題，所以接收到遙感數(shù)據(jù)后先進(jìn)行正射校正處理，技術(shù)方法有多項(xiàng)式系數(shù)、數(shù)字高程模型等。

圖2 空間數(shù)據(jù)集成總體框架圖

2.2 數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

進(jìn)行森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮兼容性、平滑升級(jí)等要求，實(shí)現(xiàn)新數(shù)據(jù)與舊數(shù)據(jù)的無縫兼容。所以，本數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)和字段名稱應(yīng)與前期的外業(yè)采集數(shù)據(jù)表一致，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、精度降低等問題，保證數(shù)據(jù)安全。此外，數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)還應(yīng)滿足以下要求：

（1）包括26個(gè)英文字母和數(shù)字；

（2）字段名稱不允許超過10個(gè)字符；

（3）最好使用全英文全稱，若字段名不能涵蓋所有英文單詞，應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)化名稱。比如，專用詞組用各單詞的首字母；

（4）若有中文字段，最好采用漢語(yǔ)拼音的首字母。

2.3 遙感影像數(shù)據(jù)讀取與顯示

為有效的利用外業(yè)采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效處理與利用，需要認(rèn)真研究森林資源二類調(diào)查中的遙感影像數(shù)據(jù)讀取與顯示技術(shù)，能快速的讀取并顯示遙感影像數(shù)據(jù)，便于接下來的利用。這里采用GDAL空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換庫(kù)，通過GDAL進(jìn)行遙感影像數(shù)據(jù)讀取與顯示。在讀取前，先對(duì)GDAL轉(zhuǎn)換庫(kù)進(jìn)行GDAL驅(qū)動(dòng)注冊(cè)，然后設(shè)置影像訪問路徑，再用轉(zhuǎn)換庫(kù)獲取遙感影像數(shù)據(jù)集。完成讀取工作后，便可以獲取遙感影像波段信息，并讀入內(nèi)存空間，對(duì)遙感影像的長(zhǎng)度、寬度進(jìn)行壓縮處理后在屏幕對(duì)應(yīng)位置上顯示出來。

2.4 遙感影像壓縮處理

由于森林資源二類調(diào)查中涉及的影像數(shù)據(jù)較多，需要大量的存儲(chǔ)空間，為節(jié)省平板電腦存儲(chǔ)空間，應(yīng)圖像編碼技術(shù)技術(shù)對(duì)遙感影像進(jìn)行壓縮處理，縮小遙感圖像尺寸，以便傳輸和讀取。目前，遙感圖像壓縮處理方法有無損壓縮、小波變形壓縮、增強(qiáng)型小波變形壓縮等，其中增強(qiáng)型小波變形壓縮處理中使用了ECW技術(shù)，不僅可以隨時(shí)保存運(yùn)算過程中的數(shù)據(jù)，還能優(yōu)化CPU處理過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)非對(duì)稱小波濾波器進(jìn)行編碼處理，提高遙感影像壓縮處理效率。所以，本森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集系統(tǒng)采用適增強(qiáng)型小波變形壓縮處理方案，通過多種編碼技術(shù)進(jìn)行遙感影像壓縮處理。

2.5 文件讀寫

為便于使用者把采集系統(tǒng)中的圖形數(shù)據(jù)輸入到屏幕、打印機(jī)等設(shè)備上，應(yīng)采用GDI交互接口。GDI是在多媒體和圖形基礎(chǔ)上建立起來的交互接口，能夠提供用于繪制點(diǎn)、線、面、文本和位圖的函數(shù)，使用者利用這些函數(shù)可以繪制各類型、各顏色、各風(fēng)格的圖形，繪制速度和編輯能力更強(qiáng)。確定采用GDI交互接口后，明確點(diǎn)狀、線狀、面狀的矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及各結(jié)構(gòu)下的文件格式，之后便可以進(jìn)行正常的文件讀寫工作，具體步驟如下：

（1）打開文件；

（2）對(duì)文件的類型、信息、數(shù)據(jù)范圍、長(zhǎng)度等進(jìn)行讀??；

（3）分析判斷數(shù)據(jù)類型，確定屬于點(diǎn)狀、線狀、面狀哪一結(jié)構(gòu)的矢量數(shù)據(jù)；

（4）對(duì)記錄頭進(jìn)行讀取，得到有關(guān)于記錄內(nèi)容長(zhǎng)度、記錄號(hào)的信息；

（5）進(jìn)行記錄內(nèi)容讀取，得到組成部分、坐標(biāo)值等信息，并把這些信息存入自定義對(duì)象中去；

（6）對(duì)文件結(jié)束與否進(jìn)行判斷，若沒有結(jié)束，繼續(xù)執(zhí)行然后操作，若結(jié)束，則表示文件讀取工作完成。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于平板電腦的森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集系統(tǒng)同傳統(tǒng)的工作方式相比，能明顯的降低工作強(qiáng)度、提高工作效率，與信息化時(shí)代的工作需求相契合?；谄桨咫娔X構(gòu)建森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集系統(tǒng)，要切實(shí)做好空間數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)、遙感影像數(shù)據(jù)讀取、顯示及文件讀取等方面的技術(shù)工作，確保森林資源二類調(diào)查外業(yè)采集工作的高效益、一體化展開。

[1]朱煜.基于Android的森林資源數(shù)據(jù)外業(yè)采集系統(tǒng)研建[D].北京林業(yè)大學(xué)，2014.

[2]劉永杰.森林資源二類調(diào)查空間數(shù)據(jù)獲取與更新的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京林業(yè)大學(xué)，2009.

[3]許等平.基于嵌入式GIS的森林資源二類清查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[D].中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，2005.

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S757.2

A

1004-7344（2016）06-0204-02

2016-2-10

龍海平（1969-），男，畢節(jié)納雍人，工程師，本科，主要從事工作和研究方向?yàn)樵炝衷O(shè)計(jì)，病蟲害防治，苗木培育檢驗(yàn)方面。