基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積測量野外調(diào)查系統(tǒng)設(shè)計與實踐

夏興生，李忠義，朱秀芳*，潘耀忠，趙希振，周巍,

（1. 北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室，北京 100875；2. 北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部遙感科學(xué)國家重點實驗室，北京 100875；3. 北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部遙感科學(xué)與工程研究院，北京 100875；4. 國家統(tǒng)計局農(nóng)村社會經(jīng)濟調(diào)查司，北京 100826）

隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，主要農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、消費以及國內(nèi)外市場形勢的日益復(fù)雜，黨和政府對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)愈發(fā)重視。如國辦發(fā)〔2011〕13號文件中明確要求“統(tǒng)計部門要建立省以下糧食生產(chǎn)監(jiān)測調(diào)查制度，嚴格核實產(chǎn)糧大市、產(chǎn)糧大縣及糧食高產(chǎn)創(chuàng)建區(qū)糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù)”；中發(fā)〔2012〕1號文件中明確提出“加強農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查和預(yù)測分析，提高對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大縣的統(tǒng)計調(diào)查能力”；中發(fā)〔2016〕1號文件又從現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)、農(nóng)業(yè)資源保護和生態(tài)修復(fù)等方面對推動我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提出了新的要求，并明確指出要“大力發(fā)展農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)”；2016年3月發(fā)布的“十三五”規(guī)劃綱要中再次明確指出要推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，“建立糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護區(qū)，確保稻谷、小麥等口糧種植面積基本穩(wěn)定”并要求 “推進農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)水平”。由此可見，農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展促使我國政府對農(nóng)業(yè)統(tǒng)計工作提出了更高的要求：統(tǒng)計部門必須能夠及時精準地提供涉及農(nóng)業(yè)發(fā)展的各類統(tǒng)計調(diào)查數(shù)據(jù)，為國家制定農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和政策提供良好的數(shù)據(jù)支撐和參考。但本世紀初，國家統(tǒng)計調(diào)查體系，尤其是農(nóng)業(yè)等資源型調(diào)查體系方面，仍然沿用上世紀80年代的目錄抽樣主觀調(diào)查技術(shù)，野外調(diào)查仍然是人工走點的方式，即到達任務(wù)區(qū)后在紙上記錄調(diào)查區(qū)的情況，完成調(diào)查后將數(shù)據(jù)存放于資料柜中，數(shù)據(jù)使用效率低、共享與管理方式落后。因此，變革現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查方式，提高農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查的數(shù)據(jù)質(zhì)量，對我國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計工作適應(yīng)新的社會經(jīng)濟發(fā)展重大需求具有重要的意義。

在農(nóng)作物種植面積測量方面，2003年以來由國家863科技計劃、國家高分辨對地重大專項、發(fā)改委衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項、國家自然科學(xué)基金項目等支撐的“國家糧食主產(chǎn)區(qū)糧食作物種植面積遙感測量與估產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、基于高分數(shù)據(jù)的主要糧食作物空間統(tǒng)計調(diào)查技術(shù)、基于自主衛(wèi)星的農(nóng)業(yè)統(tǒng)計快速調(diào)查綜合服務(wù)平臺、對地抽樣總量控制下的多源遙感玉米種植面積測量方法研究”等一系列科研項目/課題的研究應(yīng)用成果中，Pan等[1-2]、何浩等[3]、Zhang等[4]、張錦水等[5]、譚建光等[6]、顧曉鶴等[7]、劉國棟等[8]、鄔明權(quán)等[9]、李宜展等[10]、周巍等[11]和Zhou等[12]從統(tǒng)計遙感的理論、方法、基礎(chǔ)框架的構(gòu)建及實驗應(yīng)用方面闡明了基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積統(tǒng)計調(diào)查技術(shù)是利用空間信息技術(shù)提高農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查數(shù)據(jù)量最有效且最可行的技術(shù)，而糧食作物種植面積遙感測量運行系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)[13]也說明了該技術(shù)能夠開展業(yè)務(wù)化應(yīng)用。但是，野外調(diào)查仍然作為遙感抽樣獲取地面作物信息真值的唯一途徑，其人工走點調(diào)查后錄入業(yè)務(wù)系統(tǒng)的方式還有待改進。

近年來，隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展及以互聯(lián)網(wǎng)科技為核心的計算機和智能便攜設(shè)備（如pad、智能手機）軟硬件技術(shù)的不斷優(yōu)化升級，基于空間信息的移動GIS得到了發(fā)展和應(yīng)用，如石油石化行業(yè)對石油/天然氣管道的分布勘測、維修與日常調(diào)度巡檢[14-16]；電力搶險搶修中用移動設(shè)備將現(xiàn)場實時采集到的數(shù)據(jù)第一時間傳輸至電力監(jiān)管平臺，大幅度縮短事故發(fā)生后的響應(yīng)時間，合理調(diào)配有效資源進行設(shè)備搶修，迅速完成搶修工作[17-18]；國土部門對國土資源調(diào)查和土地執(zhí)法監(jiān)察[19-20]；水利部門的供水管網(wǎng)巡線、水利信息的移動采集平臺等[21-22]；林業(yè)巡查中可加載林業(yè)屬性數(shù)據(jù)、森林火災(zāi)預(yù)警等[23-25]。這些應(yīng)用為在統(tǒng)計行業(yè)中應(yīng)用移動GIS完成基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積統(tǒng)計測量野外調(diào)查提供了良好的思路和行業(yè)應(yīng)用案例。

本文以農(nóng)作物種植面積野外統(tǒng)計調(diào)查為目標，以基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積統(tǒng)計測量為技術(shù)支撐，以地質(zhì)（災(zāi)害）[26-28]、資源[29-30]、林業(yè)[31]等行業(yè)的野外調(diào)查系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)為參考，從農(nóng)作物面積遙感抽樣野外調(diào)查自身的業(yè)務(wù)需求出發(fā)，在現(xiàn)代計算機軟硬件和智能便攜設(shè)備及3S等空間技術(shù)的支持下，設(shè)計開發(fā)包含野外任務(wù)進展實時監(jiān)控、任務(wù)分發(fā)管理、任務(wù)完成情況統(tǒng)計等功能為一體的農(nóng)作物種植面積野外調(diào)查系統(tǒng)，以期為農(nóng)作物種植面積的野外調(diào)查測量提供一種新的方式，以高效率、低成本的方式完成樣方實地調(diào)查及屬性數(shù)據(jù)采集，保障基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積統(tǒng)計調(diào)查技術(shù)全面“落地”及糧食作物種植面積遙感測量運行系統(tǒng)的業(yè)務(wù)化運行。

1 需求分析

1.1 需求概述

分析基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積統(tǒng)計調(diào)查技術(shù)[1-3,8,10]可知，遙感抽樣調(diào)查可分為以下幾個步驟：明確遙感抽樣調(diào)查的目標域——構(gòu)建抽樣總體——設(shè)計抽樣方案——實施野外調(diào)查——估算和評價結(jié)果。其中，野外調(diào)查是獲取樣本內(nèi)農(nóng)作物種植信息真值的唯一途徑，是整個遙感抽樣調(diào)查的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)的野外調(diào)查是基于抽樣方案實施抽選出的樣本，通過一系列的數(shù)據(jù)準備，形成調(diào)查樣方圖紙和調(diào)查表，派出專職調(diào)查員，對樣方內(nèi)的地面信息進行辨別、勾繪和統(tǒng)計。這種調(diào)查方式效率較低，耗時耗力，數(shù)據(jù)共享與管理落后，因此，基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積統(tǒng)計測量業(yè)務(wù)需要現(xiàn)代化高效的野外調(diào)查方式，并著重解決如下問題：1）業(yè)務(wù)調(diào)查任務(wù)的自動分發(fā)與交互式接收；2）野外調(diào)查路線的智能規(guī)劃與導(dǎo)航；3）數(shù)據(jù)采集一次性錄入；4）可選擇性的調(diào)查成果提交。

1.2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求

遙感抽樣的野外調(diào)查系統(tǒng)本質(zhì)上是一個特定約束條件下的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是以數(shù)據(jù)與任務(wù)的管理服務(wù)為核心，通過3G/4G/WIFI網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，串聯(lián)服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)客戶端、移動采集終端建立信息化網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境；以業(yè)務(wù)流為主線，業(yè)務(wù)平臺下達調(diào)查指令，發(fā)布調(diào)查任務(wù)與輔助數(shù)據(jù)，終端用戶獲取調(diào)查任務(wù)，調(diào)查員采集數(shù)據(jù)并將樣本調(diào)查信息上報，審核員通過業(yè)務(wù)平臺審核樣本信息；同時，以多源遙感影像數(shù)據(jù)與路網(wǎng)、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)底圖，將樣本的調(diào)查成果信息定位到地圖上，提供綜合的查詢展示窗口。移動終端作為最重要的組成部分需要將遙感技術(shù)與基礎(chǔ)地理信息無縫銜接，提供無盲區(qū)的空間導(dǎo)航；并綜合使用空間、屬性、多媒體信息采集，提供多維度的遙感樣本調(diào)查手段，同時提供終端內(nèi)調(diào)查任務(wù)的管理，每個調(diào)查終端可以承載多份調(diào)查任務(wù)，調(diào)查員根據(jù)分配的任務(wù)區(qū)域，選擇調(diào)查任務(wù)，并調(diào)用相應(yīng)底圖信息。調(diào)查員可采用網(wǎng)絡(luò)上報調(diào)查成果，亦可采用一鍵式導(dǎo)入的方式通過客戶端上傳樣本調(diào)查信息?；緲I(yè)務(wù)流程如圖1所示。

圖1 農(nóng)業(yè)統(tǒng)計野外調(diào)查整體業(yè)務(wù)流程Fig. 1 Business process of fi eld survey of agricultural statistics

1.3 系統(tǒng)功能需求

分析圖1農(nóng)業(yè)統(tǒng)計野外調(diào)查整體業(yè)務(wù)流程，野外調(diào)查系統(tǒng)的功能需求主要總結(jié)為下面幾個方面。

首先，需要調(diào)查任務(wù)定制、分配、獲取功能。遙感調(diào)查樣方的標準化、調(diào)查指標的數(shù)字化、大量高分辨率遙感影像與調(diào)查輔助信息的預(yù)處理、任務(wù)包的批量封裝，需要操作簡單的制作工具；針對各作物、不同種植期內(nèi)的調(diào)查任務(wù)安排下達、遙感調(diào)查任務(wù)包、輔助調(diào)查底圖的入庫、管理、發(fā)布需要有統(tǒng)一的平臺軟件提供系統(tǒng)化的服務(wù)支持；調(diào)查員需要有一個整合調(diào)查指令接收、任務(wù)包下載更新、調(diào)查成果上報等多個環(huán)節(jié)的信息化平臺，為其提供簡單、穩(wěn)定、一體化的在線/離線工作環(huán)境。

其次，需要對工作進度、質(zhì)量提供空間化的動態(tài)監(jiān)控功能。支持以作物、種植期為專題，監(jiān)控各地調(diào)查工作的進展情況；支持實時追蹤遙感調(diào)查的狀態(tài)、樣本內(nèi)信息的收集情況，并直接下達指令指導(dǎo)調(diào)查員的工作；服務(wù)器提供信息接收端口，接收終端實時回傳位置、設(shè)備狀態(tài)和任務(wù)進展情況等信息；回傳遙感樣本內(nèi)作物的播種面積、生長情況、產(chǎn)量等指標的實際調(diào)查值及實景照片等輔助信息；針對樣本調(diào)查工作量、進度、完成情況支持省縣分級統(tǒng)計，并以時間序列專題圖的形式提供交互式的查詢。

第三，需要對調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析與精確查詢功能。遙感樣本內(nèi)耕地地塊、種植的作物及生長情況、實景拍照信息需要精確、簡單的定位查找方式；要結(jié)合中高分歷史影像，遙感調(diào)查樣本、指標調(diào)查值、實拍圖像進行綜合分析，并進行統(tǒng)計分析與空間展示。

第四，需要提供完善的權(quán)限管理功能。遙感調(diào)查業(yè)務(wù)工作中涉及各級業(yè)務(wù)部門的眾多工作人員，調(diào)查的不同階段他們在各自崗位上承擔(dān)不同的任務(wù)，發(fā)揮各自的作用。因此，讓調(diào)查工作人員能在整個系統(tǒng)中充分發(fā)揮各自作用，就需要綜合考慮責(zé)任分工與信息安全，合理設(shè)計多層次角色，分配相應(yīng)的權(quán)限。

第五，手持采集終端需要支持無盲區(qū)的空間導(dǎo)航功能。需要縮放、平移、空間選擇等基本地圖操作與列表查看兩種方式來查找遙感樣本；結(jié)合使用遙感地圖與衛(wèi)星定位信息判斷樣本方位，綜合路網(wǎng)與遙感信息兩種導(dǎo)航方式快速定位并到達目的地，并提供空間量算的功能以預(yù)測路程成本，以降低調(diào)查工作在行程上的成本消耗。

最后，手持采集終端需要多維度的信息采集手段。支持遙感樣本內(nèi)自然地塊的增改工作；支持使用GPS或屏幕手繪來勾畫地塊；支持分割、修改自然地塊邊線節(jié)點的功能；支持樣本內(nèi)地塊屬性填報、地塊實景拍照的功能，并且動態(tài)關(guān)聯(lián)照片、樣本內(nèi)作物種植情況、空間位置等信息；針對不同調(diào)查對象的特性設(shè)計分類別多層次的調(diào)查指標組。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

2.1.1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu) 依據(jù)遙感抽樣野外調(diào)查的需求分析，本研究將整個平臺歸納為3個部分內(nèi)容：業(yè)務(wù)平臺、數(shù)據(jù)展示和野外調(diào)查。業(yè)務(wù)平臺主要面向業(yè)務(wù)應(yīng)用和野外調(diào)查提供數(shù)據(jù)支持，以及監(jiān)督整個業(yè)務(wù)的運行狀態(tài)，業(yè)務(wù)平臺也為國家、省、縣各用戶根據(jù)其職能不同，提供不同功能權(quán)限的賬戶，各司其職。數(shù)據(jù)展示提供了多種信息篩選的手段，支持空間、時間維度的調(diào)查成果展現(xiàn)。野外調(diào)查主要為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供實地樣本信息支持，基于數(shù)據(jù)與樣本支持遙感統(tǒng)計調(diào)查業(yè)務(wù)應(yīng)用，同時，將業(yè)務(wù)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)提交給后臺統(tǒng)一管理。

為了系統(tǒng)健壯，減少數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)同步的功效，本系統(tǒng)將業(yè)務(wù)平臺與數(shù)據(jù)展示兩部分進行整合，用戶在一個系統(tǒng)中可以無縫的使用兩部分功能；而野外調(diào)查系統(tǒng)以移動終端為平臺設(shè)計，為調(diào)查員進行外業(yè)調(diào)查工作提供現(xiàn)代化的調(diào)查手段。

圖2 野外調(diào)查系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖Fig. 2 Technical framework of fi eld investigation system

2.1.2 系統(tǒng)技術(shù)結(jié)構(gòu) 考慮系統(tǒng)的可靠性、易用性和業(yè)務(wù)化應(yīng)用的需求，本系統(tǒng)設(shè)計為系統(tǒng)平臺、技術(shù)支撐、功能組件、解決方案4層架構(gòu)（圖2）。其中，系統(tǒng)平臺是開發(fā)環(huán)境的系統(tǒng)基礎(chǔ)，包括用戶提供的操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫軟件，J2EE框架。技術(shù)支撐為依托統(tǒng)計部門現(xiàn)有的空間基礎(chǔ)平臺軟件的框架，集成ArcGIS、SRS、GDAL等功能強大、成熟穩(wěn)定的空間新型平臺，構(gòu)建空間數(shù)據(jù)的處理與分析功能；集成IDL、ERDAS、ENVI等商業(yè)數(shù)字影像處理軟件構(gòu)建遙感數(shù)據(jù)處理工作模塊；在報表定制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合SIMS系統(tǒng)的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計，融入EXCEL、SPSS等軟件成熟的統(tǒng)計業(yè)務(wù)功能構(gòu)建業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)計功能模塊。功能組件是根據(jù)整個遙感抽樣業(yè)務(wù)提供的4大類共17個相互獨立的業(yè)務(wù)功能模塊，每個模塊針對農(nóng)業(yè)統(tǒng)計工作中的具體工作內(nèi)容，各模塊獨自完成其所負責(zé)的任務(wù)，同時模塊間協(xié)同完成某一專題的業(yè)務(wù)工作；17個模塊作為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)，通過模塊間重組與模塊內(nèi)擴展的方式為業(yè)務(wù)的靈活搭建和功能擴展需求提供了技術(shù)架構(gòu)基礎(chǔ)。具體解決方案為結(jié)合農(nóng)業(yè)統(tǒng)計業(yè)務(wù)的特點，在功能組件的支撐下，為各角色的工作人員搭建專屬的工作平臺。業(yè)務(wù)定制子系統(tǒng)是專業(yè)子系統(tǒng)的構(gòu)建平臺，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的靈活搭建與業(yè)務(wù)的擴展。4個專業(yè)調(diào)查子系統(tǒng)針對遙感統(tǒng)計野外調(diào)查業(yè)務(wù)流程分別制定，為各專業(yè)提供符合自身特點的工作環(huán)境，例如，縣級調(diào)查子系統(tǒng)（小型工作站）針對縣級調(diào)查部門工作內(nèi)容結(jié)構(gòu)單一、工程量大的特點提供任務(wù)接收處理的平臺。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

2.2.1 整體數(shù)據(jù)庫構(gòu)建 基于遙感統(tǒng)計業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)種類繁多、時間序列長、空間分布廣、信息量巨大且積累速度快。因此，規(guī)范化的建庫方法和標準化的建設(shè)流程，以及先進的存儲技術(shù)和嚴謹?shù)馁|(zhì)量控制都是保證建設(shè)合理、適用的數(shù)據(jù)庫的前提條件，是支撐野外調(diào)查業(yè)務(wù)順利進行的條件，也是開展基于高分辨率遙感數(shù)據(jù)的國家統(tǒng)計業(yè)務(wù)化應(yīng)用的基礎(chǔ)。因此，本系統(tǒng)在國家統(tǒng)計部門現(xiàn)有的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、遙感影像數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計專題數(shù)據(jù)庫、現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)庫及元數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基礎(chǔ)上，融合基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積測量野外調(diào)查業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)庫需求，進一步設(shè)計并建立統(tǒng)計遙感地理空間信息資源目錄，建立信息分類框架，包括：統(tǒng)計遙感地理空間信息資源目錄、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、遙感底圖數(shù)據(jù)庫、多分辨率背景底圖數(shù)據(jù)庫、現(xiàn)勢遙感影像數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計制度資料數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料庫等。這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)不僅僅是針對野外調(diào)查系統(tǒng)，也是針對遙感統(tǒng)計調(diào)查的整個應(yīng)用系統(tǒng)，具體建設(shè)內(nèi)容包括：適用范圍、引用標準、技術(shù)術(shù)語定義/解釋、編碼命名規(guī)則、元數(shù)據(jù)標準、文檔格式、數(shù)據(jù)庫建設(shè)流程、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)庫交匯等。

2.2.2 野外調(diào)查系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 野外調(diào)查任務(wù)以任務(wù)包的形式發(fā)布，其中包括樣本信息、調(diào)查指標、調(diào)查必備的遙感影像與輔助數(shù)據(jù)；調(diào)查成果中包括矢量數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)，實際拍攝的照片等。為了方便后續(xù)的展示及面積推算工作，調(diào)查系統(tǒng)最終的輸出成果必須使用數(shù)據(jù)庫定義的標準化通用數(shù)據(jù)格式。

矢量數(shù)據(jù)支持Shape fi le格式，包括來自公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及農(nóng)作物野外調(diào)查中采集登記的地塊、自然地塊、抽樣框及樣本數(shù)據(jù)面積抽樣框、樣本村、耕地單位區(qū)抽樣框、耕地樣本單位區(qū)、樣本格網(wǎng)、野外采集數(shù)據(jù)采集的樣方等。柵格數(shù)據(jù)支持GeoTIFF 格式，主要來自于農(nóng)作物調(diào)查中的遙感影像數(shù)據(jù)、多時相中分影像數(shù)據(jù)、多時相高分數(shù)據(jù)以及遙感測量的結(jié)果數(shù)據(jù)（如農(nóng)作物空間分布圖）等。表格數(shù)據(jù)支持dBase格式，農(nóng)業(yè)統(tǒng)計的各業(yè)務(wù)的每個環(huán)節(jié)，都包含有記錄了各個調(diào)查對象的面積、長勢、產(chǎn)量和價格等信息的屬性數(shù)據(jù)，這些屬性數(shù)據(jù)是調(diào)查結(jié)果的主要載體，也是調(diào)查工作中最重要的組成部分。圖片數(shù)據(jù)支持JPEG格式，主要是調(diào)查過程中采集的調(diào)查對象現(xiàn)勢圖片，記錄調(diào)查對象的一些輔助信息，為野外調(diào)查提供更豐富的信息維度，證明調(diào)查數(shù)據(jù)的客觀性。

后臺的數(shù)據(jù)管理是調(diào)查工作進行的核心，調(diào)查任務(wù)數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)的管理十分重要，需要建立基于調(diào)查任務(wù)元數(shù)據(jù)的管理體系，建立調(diào)查任務(wù)數(shù)據(jù)庫。因此，本系統(tǒng)將野外調(diào)查的數(shù)據(jù)分為三類管理：統(tǒng)計制度要素、高分遙感數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)要素數(shù)據(jù)、調(diào)查成果數(shù)據(jù)。三者相互關(guān)系見圖3所示。

統(tǒng)計制度要素：在統(tǒng)計制度中“指標”規(guī)定“對象”的具體調(diào)查內(nèi)容項，指標通過分組的形式組織管理，對象采用分類目錄的方式管理；公式作為檢驗各個對象指標間是否符合業(yè)務(wù)規(guī)范與調(diào)查要求；基礎(chǔ)表定義具體的調(diào)查工作內(nèi)容與工作方式，綜合表指定了某個主題全部調(diào)查成果的組織方式；抽樣模型提供抽樣調(diào)查所需要的模型算法參考；專業(yè)的方式管理表式為各專業(yè)提供專屬的統(tǒng)計制度視圖。

高分遙感數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)要素：包括直接收集高分遙感數(shù)據(jù)等原始資料；通過標準化、分析處理等操作組織的抽樣框數(shù)據(jù)；抽選的樣本數(shù)據(jù)等。

調(diào)查成果數(shù)據(jù)：現(xiàn)階段主要針對農(nóng)作物調(diào)查、遙感調(diào)查成果中的地塊信息等調(diào)查成果空間數(shù)據(jù)以空間數(shù)據(jù)庫方式單獨存儲，而非空間信息制定以作物、調(diào)查期為專題框架的數(shù)據(jù)組織方式，為遙感統(tǒng)計調(diào)查的成果數(shù)據(jù)建立分目錄的存儲空間，保證調(diào)查數(shù)據(jù)的順利錄入，支持調(diào)查成果的快捷精確提取。

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計

2.3.1 總體功能 野外調(diào)查系統(tǒng)主要由任務(wù)管理與進度監(jiān)控子系統(tǒng)、遙感樣本采集數(shù)據(jù)展示查詢子系統(tǒng)、野外調(diào)查實施數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、任務(wù)包定制工具、系統(tǒng)管理5個組成部分，其中任務(wù)管理與進度監(jiān)控一體化平臺、遙感樣本采集數(shù)據(jù)展示查詢系統(tǒng)、任務(wù)包定制工具共同集成為農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查系統(tǒng)（服務(wù)器端），野外調(diào)查實施數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)則為相對獨立的手持終端采集平臺。系統(tǒng)管理則是兩個終端系統(tǒng)均有的基本管理功能系統(tǒng)。

圖3 野外調(diào)查系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)Fig. 3 Database structure of fi eld investigation system

農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)。其中，任務(wù)管理與進度監(jiān)控子系統(tǒng)是野外調(diào)查任務(wù)封裝、入庫、管理、發(fā)布，監(jiān)控各地調(diào)查工作的進展情況，實時追蹤掌控遙感調(diào)查的狀態(tài)、樣本內(nèi)信息的收集情況、直接下達指令指導(dǎo)調(diào)查員的工作等主要工具，為整個遙感樣本調(diào)查工作提供業(yè)務(wù)流程化與一體化的管理。此外，該子系統(tǒng)針對縣域內(nèi)調(diào)查工作一般會進一步細分的業(yè)務(wù)需求，以小型工作站搭載有限權(quán)限的任務(wù)管理與進度監(jiān)控一體化平臺為縣域調(diào)查任務(wù)的進一步細分，任務(wù)分配、成果反饋與整合，成果上報等工作提供中轉(zhuǎn)的功能，同時亦可作為移動采集終端與任務(wù)管理平臺的一個信息數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站。而遙感樣本采集數(shù)據(jù)展示查詢子系統(tǒng)以覆蓋全部樣本區(qū)的中高分歷史影像作為底圖，將遙感調(diào)查樣本、指標調(diào)查值、實拍圖像信息定位在地圖上，支持對省、縣內(nèi)各作物調(diào)查指標的分級查看；支持縣域內(nèi)格網(wǎng)、遙感樣本的空間分布展示，可從地圖上提取小格網(wǎng)內(nèi)包含的作物播種、生長、產(chǎn)量等指標信息，交互式查看現(xiàn)場拍攝的實景照片，支持遙感分析員在線修整地塊種植信息等。

任務(wù)包制定工具是將調(diào)查指標數(shù)字化、模板化的工具，管理員可以用此工具將統(tǒng)計調(diào)查制度中的各指標數(shù)字化，定制業(yè)務(wù)模板。遙感數(shù)據(jù)制作人員用此工具將標準化過的遙感樣本、中高分辨率的遙感影像與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)分配封裝并批量制作調(diào)查任務(wù)包。

手持終端采集平臺作為調(diào)查員野外勘測調(diào)查的基本工具，提供定位導(dǎo)航、數(shù)據(jù)采集、任務(wù)管理、地圖查看、空間量測、數(shù)據(jù)上報功能，滿足戶外尋找調(diào)查對象點位、實地調(diào)查采集信息回傳上報的要求，作為野外調(diào)查系統(tǒng)的核心，將在后文重點介紹。

系統(tǒng)管理提供用戶管理、部門管理、權(quán)限管理、日志管理、業(yè)務(wù)統(tǒng)計分析、平臺監(jiān)控、審核管理等信息系統(tǒng)的基本功能操作。平臺的注冊用戶必須經(jīng)過管理員審核通過后，才能獲得訪問操作平臺的資源。通過日志管理、業(yè)務(wù)統(tǒng)計分析等，可以獲知系統(tǒng)的訪問和運行情況，并進行分析，評價系統(tǒng)的整體性能等。

2.3.2 手持（移動）終端采集平臺功能設(shè)計 手持終端采集平臺作為調(diào)查員野外勘測調(diào)查的基本工具，根據(jù)野外調(diào)查業(yè)務(wù)實際操作需求，提供定位導(dǎo)航、數(shù)據(jù)采集、任務(wù)管理、地圖查看、空間量測、數(shù)據(jù)上報等功能（圖4），滿足戶外尋找調(diào)查對象點位、實地調(diào)查采集信息回傳上報的要求。

賬戶管理：手持終端的賬戶權(quán)限與任務(wù)管理平臺同步，對不同用戶提供不同的功能權(quán)限與數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，用戶必須登錄才能開展調(diào)查工作。首先，移動終端會離線保存（不是緩存）用戶的信息，與服務(wù)器端內(nèi)容相同，當(dāng)連接到服務(wù)器時與服務(wù)器同步；一臺移動終端會有多個任務(wù)包，多個用戶，每個用戶只可以看到自己工作范圍內(nèi)的任務(wù)包，不可以查看其它人的任務(wù)包。其次，賬戶登錄提供用戶驗證機制，需要用戶輸入“用戶名”與“密碼”，用戶點擊“登錄”后，當(dāng)無法連接服務(wù)器時，通過本地保存的用戶表進行驗證，通過驗證的可以進入任務(wù)包管理相關(guān)頁面，且僅可查看本人權(quán)限內(nèi)的任務(wù)包；不存在的賬戶，提示用戶“您尚未注冊，無查看權(quán)限，請聯(lián)系管理員”，存在但未通過驗證的用戶提示“密碼不正確，請聯(lián)系管理員”。

圖4 手持（移動）終端采集平臺功能劃分Fig. 4 Function division of handheld (mobile) terminal acquisition platform

任務(wù)選擇： 每個任務(wù)包內(nèi)會有一個配置文件說明本任務(wù)包的調(diào)查工作所屬的“調(diào)查期、表、范圍”，并提供“調(diào)查期、表、范圍”三級別的選擇；通過驗證的用戶，在連接服務(wù)器時，可以瀏覽自己能夠下載的任務(wù)包，并有選擇的下載任務(wù)包，更新本地的任務(wù)包。因任務(wù)包內(nèi)包括4個部分主要內(nèi)容：底圖包、調(diào)查對象、制度包、調(diào)查包，所以，更新任務(wù)包時，用戶可有選擇地更新某一個或幾個。

選擇目標：提供多級列表，允許用戶逐層選擇調(diào)查目標（樣本或農(nóng)戶），各級目錄的label與主鍵通過配置文件控制；提供多層次的地圖信息。在地圖上，用戶從大尺度開始，通過點選鉆取的方式，逐級選擇更小的目標；地圖上各對象的渲染方式與Label通過配置文件管理。

導(dǎo)航模塊： 該功能首先兼容移動終端地圖服務(wù)（如高德地圖），但在離線導(dǎo)航時需要少許流量，從網(wǎng)絡(luò)獲取行進路線，一般在WIFI環(huán)境下用戶可以自己選擇下載調(diào)查目標區(qū)域范圍的離線地圖服務(wù)導(dǎo)航包。另外，還設(shè)計增加了“遙感圖+直線定位導(dǎo)航”，以遙感影像作為底圖，在調(diào)查目標與“我”之間繪制一條直線，提示目標方位、直線距離、行進速度、行進方向、當(dāng)前位置等信息，并實時刷新。當(dāng)?shù)竭_目標附近，與目標間距離小于預(yù)設(shè)值時，提示用戶到達目標附近，并允許用戶直接進入“統(tǒng)計綜合填報”頁面。地圖服務(wù)導(dǎo)航與“遙感圖+直線定位導(dǎo)航”間具有良好的銜接，啟動導(dǎo)航功能后，首先啟用移動終端地圖服務(wù)導(dǎo)航；在地圖服務(wù)結(jié)束后，若與目標的距離仍在預(yù)設(shè)距離外，則自動轉(zhuǎn)換為“遙感圖+直線定位導(dǎo)航”。

綜合填報：包括空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)以及圖像數(shù)據(jù)。用戶在調(diào)查每個樣本時，軟件系統(tǒng)會讀取制度包中的配置文件，自動創(chuàng)建一個綜合填報頁面。首先是對象（小地塊、農(nóng)戶）列表，主要為樣本內(nèi)的細分對象列表。系統(tǒng)設(shè)計為可定制的對象列表，讀取制度包中的配置文件，解析后確定要顯示哪個字段、標簽為何；選中某個對象后可以自動彈出“屬性填報表單”；并且提供刪除已有記錄和添加新記錄的功能。第二，為了提供客觀的作物種植信息輔助材料，該模塊還提供多張圖片的拍攝功能，主要根據(jù)制度包中照片數(shù)量的要求，軟件系統(tǒng)動態(tài)創(chuàng)建能拍攝多張照片的界面，并提供多張照片縮略圖的瀏覽功能；允許刪除拍過的照片；每張照片拍攝完成后必須要求用戶錄入照片標簽，標簽的錄入方式提供“鍵盤輸入”與“枚舉選擇”兩種，根據(jù)配置文件信息，動態(tài)創(chuàng)建錄入方式，而拍攝時間及用戶關(guān)心的填報信息可選擇性的在照片上打水印記錄。第三，地塊作物種植的屬性信息是野外調(diào)查的關(guān)鍵，因此屬性填報的表單功能必不可少。這一過程中，軟件系統(tǒng)會讀取制度包中的配置文件，解析出定制的指標、填報方式，由程序動態(tài)的創(chuàng)建填報頁面，提供填報信息的保存功能、刪除已有屬性的功能，指標的填報方式與實際調(diào)查數(shù)據(jù)分開管理。目前設(shè)計支持鍵盤輸入、自動計算多邊形面積、自動計算多邊形周長、通過GPS獲取位置、通過圖上選點獲取位置、直接記錄調(diào)查對象中心點位置、預(yù)設(shè)枚舉列表選擇、拍照、錄音等采集功能。第四，特殊情況下，因為任務(wù)包處理誤差，調(diào)查樣本可能存在無法實施數(shù)據(jù)采集的情況，因此，需要在其附近進行新樣本地塊的現(xiàn)場采集，主要是現(xiàn)場選擇并勾畫、保存新樣本地塊的空間形狀，以完成樣本的調(diào)查。此外，我國靈活且復(fù)雜的種植制度下，地塊修改編輯則必不可少，所以小地塊分割、已有地塊形狀修改應(yīng)運而生，前者將已有地塊一分二，保存新的兩個地塊，并刪除原有地塊，原地塊的屬性信息賦值給兩個新地塊；后者主要實現(xiàn)地塊形狀的節(jié)點編輯，保存地塊的空間形狀。

輔助功能：主要包括調(diào)查狀態(tài)監(jiān)控、實時定位以及軌跡記錄。調(diào)查狀態(tài)監(jiān)控首先要實時記錄調(diào)查狀態(tài)，統(tǒng)計每個任務(wù)包內(nèi)已經(jīng)調(diào)查完成的樣本數(shù)量，每個樣本的調(diào)查狀態(tài)；其次要上傳調(diào)查狀態(tài)，在能夠連接到服務(wù)器時，以1 h為周期，周期性的向服務(wù)器提交調(diào)查狀態(tài)信息。實時定位則通過系統(tǒng)接口，實時獲取設(shè)備當(dāng)前的位置，并以預(yù)設(shè)時間為周期觸發(fā)界面上“我”位置的刷新，顯示設(shè)備所在位置的經(jīng)緯度、海拔、前進方向等信息。

結(jié)果上傳：以任務(wù)包內(nèi)調(diào)查對象為單位將“調(diào)查包”數(shù)據(jù)上傳。圖像、視頻等消耗流量的數(shù)據(jù)目前設(shè)計只能在WIFI環(huán)境下上傳，3G/4G環(huán)境下只能上傳非富媒體的填報信息；同樣的數(shù)據(jù)不允許重復(fù)上傳（修改過的數(shù)據(jù)可以重新上傳，服務(wù)器通過時間戳進行版本管理）。

手持終端采集平臺作為野外調(diào)查系統(tǒng)的核心，其外部接口關(guān)系如圖5所示。任務(wù)包制作工具將源數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)需求制作成不同調(diào)查類型的任務(wù)包；后臺服務(wù)器在需要更新或下載新的任務(wù)包時通過網(wǎng)絡(luò)請求將下載地址等傳給移動端，而移動端在登錄驗證時通過網(wǎng)絡(luò)接口上傳用戶名密碼至服務(wù)器，并在調(diào)查完成后通過網(wǎng)絡(luò)請求將結(jié)果上傳；移動端可將調(diào)查完成的成果導(dǎo)出至本地小型工作站，小型工作站可實現(xiàn)本地調(diào)查任務(wù)包管理及結(jié)果的顯示并將已調(diào)查的成果通過小型工作站進行處理反饋給移動端；移動端實時記錄調(diào)查狀態(tài)，在成果上傳時通過網(wǎng)絡(luò)請求將調(diào)查狀態(tài)一并上傳，調(diào)查監(jiān)控系統(tǒng)通過調(diào)查狀態(tài)、調(diào)查對象ID實現(xiàn)調(diào)查進度的監(jiān)控。

圖5 移動終端采集平臺外部接口Fig. 5 Mobile terminal acquisition platform external interface

3 野外調(diào)查系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)的開發(fā)

基于遙感抽樣的野外調(diào)查系統(tǒng)為多平臺相互配合的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其中，為滿足遙感統(tǒng)計調(diào)查計算復(fù)雜、占用資源多的需求，系統(tǒng)服務(wù)器分為應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)服務(wù)器，設(shè)計配置4臺應(yīng)用服務(wù)器與2臺數(shù)據(jù)服務(wù)器（參數(shù)要求CPU12核心（24線程）、主頻3.0 GH以上；主板4U主板；內(nèi)存為4 G以上DDR3；硬盤：500 TB以上；網(wǎng)絡(luò)：1 Gbps 以 上 ）， 以 Windows Server 2008 R2 64bit、ORACLE11g+PostgreSQL平臺，基于3S技術(shù)主要利用JAVA開發(fā)，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)展示的所有功能模塊。野外采集系統(tǒng)以Android內(nèi)核版本的手機、平板為平臺，基于移動3S技術(shù)，同樣利用JAVA進行開發(fā)，實現(xiàn)了野外采集終端的全部功能模塊。

其主要特點有：系統(tǒng)能夠根據(jù)需要，靈活加載地圖服務(wù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及任務(wù)包中的樣方遙感數(shù)據(jù)；開發(fā)實現(xiàn)了離線調(diào)查，避免了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化對調(diào)查進度的影響；遙感樣本外業(yè)調(diào)查應(yīng)用涉及到大量圖片拍攝和空間圖形存儲，需要一定的存儲容量作為保障，采集App支持32G/64G外置TF卡作為存儲對象；在2G、3G、4G、WIFI信號良好的情況下，可以在線訪問調(diào)查系統(tǒng)后臺服務(wù)獲取任務(wù)及相關(guān)數(shù)據(jù)，并上傳調(diào)查信息；為滿足定位精度與時效性，系統(tǒng)支持北斗與GPS雙模導(dǎo)航，并實現(xiàn)了地圖導(dǎo)航服務(wù)（如高德、百度等）與系統(tǒng)“遙感圖+直線定位導(dǎo)航”功能的銜接轉(zhuǎn)換。

3.2 系統(tǒng)運行

野外調(diào)查系統(tǒng)業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)展示平臺登陸后的局部功能菜單頁面顯示如圖6，右上部分為流程制定、任務(wù)管理、任務(wù)監(jiān)控、資管配置、日志管理等任務(wù)管理與進度監(jiān)控功能菜單，左下為任務(wù)監(jiān)控菜單下的查詢、圖表、進度三大任務(wù)監(jiān)控子功能菜單。一般該平臺中通過任務(wù)管理創(chuàng)建具體的調(diào)查任務(wù)，并將任務(wù)下發(fā)給作業(yè)單位，作業(yè)人員通過手持終端登陸野外調(diào)查軟件可以將任務(wù)進行下載，下載后作業(yè)人員可以直接進行外業(yè)的數(shù)據(jù)采集工作（圖7）。野外采集工作完成后可通過中轉(zhuǎn)管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行整理，上傳管理中心提交數(shù)據(jù)。

各個調(diào)查任務(wù)作業(yè)過程中PC端可以對任務(wù)進展情況進行監(jiān)督，發(fā)布催報命令，并實時對調(diào)查任務(wù)進行管理（圖8）。

3.3 系統(tǒng)的應(yīng)用

圖6 農(nóng)業(yè)統(tǒng)計野外調(diào)查系統(tǒng)PC端功能菜單展示Fig. 6 Agricultural statistics fi eld investigation system PC terminal function menu display

圖7 移動端野外調(diào)查系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集Fig. 7 Data acquisition by mobile terminal fi eld survey system

圖8 野外調(diào)查任務(wù)管理Fig. 8 Field investigation tasks management

基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積測量野外調(diào)查系統(tǒng)作為遙感抽樣調(diào)查的基本工具，自2011年第一版開發(fā)完成，通過國家統(tǒng)計部門的部署，先后在江蘇、湖北、廣東、北京、內(nèi)蒙古、遼寧、浙江、新疆等?。ㄊ?、自治區(qū)）的主要農(nóng)作物（玉米、小麥、水稻、棉花等）種植面積遙感測量開展了示范及推廣應(yīng)用，并針對示范及推廣應(yīng)用中出現(xiàn)的問題進行了不斷改進，取得了良好效果。目前，移動端采集平臺通過集成農(nóng)業(yè)統(tǒng)計外業(yè)調(diào)查流程，實現(xiàn)了自動/半自動化交互式錄入樣方農(nóng)作物種植信息，相比傳統(tǒng)野外調(diào)查方式，作業(yè)效率提高了30倍，且數(shù)據(jù)采集的各項技術(shù)指標經(jīng)驗證完全達到國家統(tǒng)計調(diào)查體系的要求。2015年通過第三次全國農(nóng)業(yè)普查農(nóng)作物面積遙感測量的成功試點應(yīng)用，2016年基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積測量野外調(diào)查系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用到31個省區(qū)和1 100個糧食大縣及第三次全國農(nóng)業(yè)普查農(nóng)作物面積遙感測量工作中。

在廣泛推廣應(yīng)用的同時，考慮不同用戶的調(diào)查需求，手持（移動）終端目前已經(jīng)劃分為專業(yè)版、簡化版。專業(yè)版適于“三防”工業(yè)級PDA，該系統(tǒng)已成為作業(yè)人員農(nóng)作物種植信息調(diào)查的標配，全國已配備4 000多套，累計完成約24 000個村、120 000個樣方的調(diào)查，一個作物生長季內(nèi)調(diào)查面積約達48萬hm2。簡化版適用于安卓系統(tǒng)手機，全國約10萬基層農(nóng)調(diào)人員均已安裝使用，不但降低了高額的硬件成本，同時農(nóng)業(yè)統(tǒng)計人員可以做到隨時、隨地采集外業(yè)數(shù)據(jù)。

根據(jù)國家統(tǒng)計調(diào)查業(yè)務(wù)部門的統(tǒng)一部署，2017年有23個省份將主要農(nóng)作物面積遙感統(tǒng)計調(diào)查納入常規(guī)業(yè)務(wù)，這意味著農(nóng)作物遙感抽樣野外調(diào)查已進入了全國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查的業(yè)務(wù)化運行體系，并將會繼續(xù)為我國統(tǒng)計調(diào)查業(yè)務(wù)服務(wù)。

4 結(jié)論

本研究設(shè)計的基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積測量野外調(diào)查系統(tǒng)以遙感等空間信息技術(shù)為支撐，針對統(tǒng)計調(diào)查業(yè)務(wù)，綜合多源高分辨率實時影像與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)作為采集參考信息，首先，能夠為農(nóng)作物種植面積測量野外調(diào)查任務(wù)的定制分發(fā)、調(diào)查進度監(jiān)控、調(diào)查數(shù)據(jù)審核與管理提供支撐服務(wù)，為野外調(diào)查工作提供定位、導(dǎo)航、采集的空間一體化信息采集手段；其次，能夠為野外調(diào)查的任務(wù)包及相關(guān)輔助數(shù)據(jù)的發(fā)布、調(diào)查成果的上報等建立工作環(huán)境；此外，還能夠為野外調(diào)查作業(yè)小組內(nèi)的工程任務(wù)管理提供輔助支持。經(jīng)不斷地推廣實踐應(yīng)用表明，該系統(tǒng)能夠幫助野外調(diào)查人員高效地完成調(diào)查工作，顯著提升了我國農(nóng)作物種植面積測量野外調(diào)查工作的效率，為國家統(tǒng)計事業(yè)及國家經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展提供了可靠的技術(shù)支撐和保障。

隨著空間信息技術(shù)與計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的不斷改革與發(fā)展，特別是“天—空—地”多層級遙感技術(shù)的發(fā)展、海量遙感數(shù)據(jù)的投入應(yīng)用及人工智能的逐漸興起，基于遙感抽樣的農(nóng)作物種植面積測量技術(shù)也在不斷改進，野外調(diào)查系統(tǒng)在全國部署并進行業(yè)務(wù)化應(yīng)用后的系統(tǒng)維護與升級將會迎來挑戰(zhàn)。因此，采用新技術(shù)，不斷維護并升級該系統(tǒng)，使其更簡單易用、更智能化，以適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)統(tǒng)計野外調(diào)查業(yè)務(wù)的新需求則是該系統(tǒng)研究進一步需要關(guān)注的焦點。

[1]Pan Y, Li L, Zhang J, et al. Winter wheat area estimation from MODIS-EVI time series data using the crop proportion phenology index[J]. Remote Sensing of Environment, 2012, 119(3): 232-242.

[2]Pan Y, Zhang J, Zhou W, et al. Methodology of the crops acreage estimation using remote sensing and survey sampling in national statistical system of China[C]//First International Conference on Agro-Geoinformatics. IEEE, 2012: 1-4.

[3]何浩, 潘耀忠, 張錦水, 等. 統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架的研究與應(yīng)用[J]. 測繪科學(xué), 2011, 36(6): 253-256.He H, Pan Y Z, Zhang J S, et al. Research and application of spatial framework in statistics and remote sensing[J]. Science of Surveying & Mapping, 2011, 36(6): 253-256.

[4]Zhang J, Zhu S, Zhu X, et al. Improving sampling ef fi ciency of crop acreage estimation using wheat planting rule from historical remote sensing[J]. Journal of Applied Remote Sensing, 2014, 8(1):083663.

[5]張錦水, 申克建, 潘耀忠, 等. HJ-1號衛(wèi)星數(shù)據(jù)與統(tǒng)計抽樣相結(jié)合的冬小麥區(qū)域面積估算[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 43(16):3306-3315.Zhang J S, Shen K J, Pan Y Z, et al. HJ-1 remotely sensed data and sampling method for wheat area estimation[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2010, 43(16): 3306-3315.

[6]譚建光, 張錦水, 高晨雪, 等. 基于結(jié)構(gòu)規(guī)模的冬小麥種植面積遙感抽樣估算[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2012, 28(23): 114-122.Tan J G, Zhang J S, Gao C X, et al. Winter wheat area estimation based on structure and scale using remote sensing[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2012, 28(23):114-122.

[7]顧曉鶴, 潘耀忠, 何馨, 等. 以地塊分類為核心的冬小麥種植面積遙感估算[J]. 遙感學(xué)報, 2010, 14(4): 789-805.Gu X H, Pan Y Z, He X, et al. Measurement of sown area of winter wheat based on per- fi eld classi fi cation and remote sensing imagery[J]. Journal of Remote Sensing, 2010, 14(4): 789-805.

[8]劉國棟, 鄔明權(quán), 牛錚, 等. 基于GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)的農(nóng)作物種植面積遙感抽樣調(diào)查方法[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2015, 31(5): 160-166.Liu G D, Wu M Q, Niu Z, et al. Investigation method for crop area using remote sensing sampling based on GF-1 satellite data[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2015, 31(5): 160-166.

[9]鄔明權(quán), 楊良闖, 于博, 等. 基于遙感與多變量概率抽樣調(diào)查的作物種植面積測量[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2014, 30(2): 146-152.Wu M Q, Yang L C, Yu B, et al. Mapping crops acreages based on remote sensing and sampling investigation by multivariate probability proportional to size[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2014, 30(2): 146-152.

[10]李宜展, 朱秀芳, 張錦水, 等. 與抽樣相結(jié)合的縣級作物遙感面積估算應(yīng)用實例[J]. 遙感技術(shù)與應(yīng)用, 2015, 30(5): 891-898.Li Y Z, Zhu X F, Zhang J S, et al. A case study for area estimation of crop in county level based on remote sensing data and sampling technology[J]. Remote Sensing Technology & Application, 2015,30(5): 891-898.

[11]周巍, 朱榮, 張錦水. 遙感輔助的農(nóng)作物種植面積小域估計方法研究[J]. 統(tǒng)計研究, 2015, 32(7): 81-86.Zhou W, Zhu R, Zhang J S. A Study on small area estimation for crop acreage in remote sensing assisted crop survey[J]. Statistical Research, 2015, 32(7): 81-86.

[12]Zhou W, Zhang J, Pan Y, et al. Remote sensing assisted multi-level crop acreage estimation—An application of small area estimation in Heilongjiang Province[C]//International Conference on Agro-Geoinformatics. IEEE, 2014: 1-6.

[13]胡潭高, 張錦水, 馬衛(wèi)峰, 等. 糧食作物面積遙感測量運行系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2010, 26(3): 163-170.Hu T G, Zhang J S, Ma W F, et al. Design and implementation of remote sensing system for monitoring crop plant area[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2010, 26(3): 163-170.

[14]甘泉. 嵌入式GIS技術(shù)在輸油管道巡檢系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].測繪, 2010, 33(6): 247-249.Gan Q. The application of the mobile GIS in the fi eld of pipeline inspection[J]. Surveying & Mapping, 2010, 33(6): 247-249.

[15]黃虎龍, 曹闖明, 莊斯涵, 等. 移動GIS在天然氣長輸管道巡檢中的應(yīng)用[J]. 測繪與空間地理信息, 2013(s1): 194-196.Huang H L, Cao C M, Zhuang S H, et al. Application of GIS in the inspection of long-distance gas pipeline[J]. Geomatics &Spatial Information Technology, 2013 (s1): 194-196.

[16]耿關(guān)慶. 基于移動GIS的南疆天然氣利民工程管道巡檢系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 測繪與空間地理信息, 2016(1): 88-90.Geng G Q. The design and implementation of pipeline inspection system of Nanjiang natural gas project based on mobile GIS[J].Geomatics & Spatial Information Technology, 2016(1): 88-90.

[17]全斌, 汪智益, 劉金長, 等. 基于PDA/GPS/GPRS的移動GIS在電力系統(tǒng)中的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 集美大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2006, 11(2): 112-116.Quan B, Wang Z Y, Liu J C, et al. Technology of development of mobile GIS and its realization based on PDA/GPS/GPRS[J].Journal of Jimei University (Natural Science), 2006, 11(2): 112-116.

[18]張興忠, 王晟. 基于WebGIS的電力搶修調(diào)度系統(tǒng)的研究與設(shè)計[J]. 電腦開發(fā)與應(yīng)用, 2011, 24(5): 38-40.Zhang X Z, Wang S. Research and design of electrical repairs scheduling system based on WebGIS[J]. Computer Development& Applications, 2011, 24(5): 38-40.

[19]江鶿, 賀弢, 明庭輝, 等. 基于GPS、GIS和移動通信技術(shù)的國土資源移動巡查系統(tǒng)總體設(shè)計[J]. 測繪通報, 2010, 28(6):65-68.Jiang Y, Tao H, Ming T H, et al. The overall design of the land and resources mobile patrol system based on GPS, GIS and mobile communication technologies[J]. Bulletin of Surveying &Mapping, 2010, 28(6): 65-68.

[20]彭亞云. 基于移動GIS的土地資源動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].國土資源信息化, 2013(2): 15-18.Peng Y Y. Realization of dynamic regulation system of land resources based on GIS mobile[J]. Land & Resources Informatization, 2013(2): 15-18.

[21]曾武, 徐速. 基于移動GIS技術(shù)的供水管網(wǎng)巡線系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[J]. 水利水電技術(shù), 2011, 42(1): 92-95.Zeng W, Xu S. Design and development of mobile GIS based water supply pipeline walking system[J]. Water Resources &Hydropower Engineering, 2011, 42(1): 92-95.

[22]趙杏杏, 張曉祥. 移動水利信息APP模塊的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 測繪工程, 2014, 23(7): 46-50.Zhao X X, Zhang X X. Design and implementation of mobile water-related information APP[J]. Engineering of Surveying &Mapping, 2014, 23(7): 46-50.

[23]劉軍, 張偉巖, 劉俠, 等. 基于移動GIS的林業(yè)有害生物普查信息管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J]. 中國森林病蟲, 2015, 34(3): 32-37.Liu J, Zhang W Y, Liu X, et al. Study and application of the forest pest survey information management system based on the mobile GIS[J]. Forest Pest and Disease, 2015, 34(3): 32-37.

[24]王六如, 李崇貴. 森林資源清查移動GIS系統(tǒng)研制[J]. 林業(yè)科學(xué), 2010, 46(8): 174-180.Wang L R, Li C G. Developing of a mobile GIS system of digital forest resource continuous inventory[J]. Scientia Silvae Sinicae,2010, 46(8): 174-180.

[25]盛曉婷. 基于移動GIS的森林資源管理系統(tǒng)方案設(shè)計[J]. 山西林業(yè)科技, 2015(1): 30-32.Sheng X T. Forest resource management system project design based on mobile GIS[J]. Shanxi Forestry Science & Technology,2015(1): 30-32.

[26]鄧煜, 王建強, 張東東. 基于安卓系統(tǒng)的手持設(shè)備結(jié)合OZIExplorer軟件在野外地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用[J]. 地層學(xué)雜志, 2016(2): 219-224.Deng Y, Wang J Q, Zhang D D. The Application of androidbased handled device, with OZIExplorer in field geologcal investigation[J]. Journal of Stratigraphy, 2016(2): 219-224.

[27]何凱濤, 李志忠, 汪大明. 基于遙感衛(wèi)星和北斗衛(wèi)星的野外地質(zhì)調(diào)查服務(wù)與管理系統(tǒng)設(shè)計綜述[J]. 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報, 2012(3):203-212.He K T, Li Z Z, Wang D M. Overview on the design of the service and management system for fi eld geological survey based on the remote sensing and Beidou satellites[J]. Journal of Geomechanics,2012(3): 203-212.

[28]楊旭東, 李媛, 佟彬, 等. 基于移動3S技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害野外調(diào)查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報,2016(4): 93-96, 113.Yang X D, Li Y, Tong B, et al. Design and implementation of fi eld data acquisition system for geo-hazards survey based on mobile 3S technology[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2016(4): 93-96, 113.

[29]馬衛(wèi)峰, 孫冠楠, 張小波, 等. 中藥資源普查野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 中國現(xiàn)代中藥, 2013(10): 823-826.Ma W F, Sun G N, Zhang X B, et al. Design and implementation of field data collecting system for Chinese Materia medica resources survey[J]. Modern Chinese Medicine, 2013(10): 823-826.

[30]曾群, 林熙, 張建, 等. 基于Windows Phone的野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)——以土壤調(diào)查為例[J]. 城市勘測,2013(3): 5-8.Zeng Q, Lin X, Zhang J, et al. Research and realization of the system of fi eld data collection based on Windows Phone—Take soil survey as an Example[J]. Urban Geotechnical Investigation &Surveying, 2013(3): 5-8.

[31]龐麗峰, 劉鵬舉, 唐小明. 基于PDA造林作業(yè)設(shè)計野外調(diào)查系統(tǒng)的研建[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011(2): 856-858.Pang L F, Liu P J, Tang X M. Research on the establishment of wild investigation system based on PDA afforestation operation design[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2011(2): 856-858.