基于Android平臺(tái)的GPS面積測(cè)量軟件開發(fā)

柳開弘+王學(xué)文

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.161

摘 要：為了提高現(xiàn)有土地面積測(cè)量方法效率，并為之提供一種操作簡(jiǎn)單、易于普及的方法，該文提出一種基于Android平臺(tái)智能手機(jī)的土地面積測(cè)量軟件開發(fā)。該軟件一方面設(shè)計(jì)了手持GPS面積測(cè)量的改良方案，利用球面多邊形角盈計(jì)算其面積避免了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的誤差，并且能自動(dòng)采集GPS樣本信息然后進(jìn)行計(jì)算；一方面又利用百度地圖接口，設(shè)計(jì)出利用高清衛(wèi)星圖像對(duì)樣本區(qū)域邊界勾勒并測(cè)量的方法，對(duì)于邊界清晰的區(qū)域可不用到實(shí)地測(cè)量。實(shí)際測(cè)量結(jié)果表明，該軟件可以滿足林業(yè)上對(duì)林地測(cè)量或其他工程測(cè)繪水平面積的精度要求。

關(guān)鍵詞：面積測(cè)量 Android軟件開發(fā) 全球定位系統(tǒng)（GPS）

中圖分類號(hào)：TP311.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（b）-0161-05

第四代移動(dòng)通訊技術(shù)（4G）為移動(dòng)設(shè)備帶來了更快的數(shù)據(jù)傳輸速率，也為計(jì)算機(jī)網(wǎng)路與電信網(wǎng)絡(luò)的融合提供了支持。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的大范圍普及，移動(dòng)設(shè)備終端不僅是通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備終端，也將成為互聯(lián)網(wǎng)的終端。因此，移動(dòng)終端設(shè)備的應(yīng)用和需求擁有龐大的發(fā)展空間。美國(guó)谷歌公司為此于2008年9月23日推出了一款基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)——Android。其在硬件上融合了多種傳感器，如電子羅盤、重力感應(yīng)、光線感應(yīng)、陀螺儀、GPS等，并且為其提供了應(yīng)用層的調(diào)用接口，使得Android軟件開發(fā)者可以便捷地調(diào)用這些傳感器來開發(fā)各種功能的軟件。

另一方面，利用GPS（全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)稱）測(cè)量面積，是目前林地測(cè)量及其他工程測(cè)繪上普遍使用的方法。利用GPS的定位功能，在指定區(qū)域即可獲得該區(qū)域各點(diǎn)的GPS地理坐標(biāo)，經(jīng)過對(duì)多個(gè)點(diǎn)的地理坐標(biāo)采集處理，可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的面積。但是，傳統(tǒng)的GPS接收機(jī)功耗高、體積龐大、購置成本比較高。而且，在操作和使用方面需要經(jīng)過專業(yè)的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)。因此，傳統(tǒng)的GPS面積測(cè)量難以在普通民用得以普及。而選擇在Android平臺(tái)上開發(fā)測(cè)面積APP，一方面，由于Android設(shè)備的普及，大部分人都擁有Android設(shè)備，并且其集成了高性能GPS模塊，使得GPS面積測(cè)量可以方便、快捷、便攜而且成本大大降低；另一方面，利用Android平臺(tái)的開放性優(yōu)勢(shì)及設(shè)備的性能優(yōu)勢(shì)，使GPS面積測(cè)量應(yīng)用接入百度地圖開放平臺(tái)，衛(wèi)星地圖、矢量地圖等可視化操作大大降低了用戶的學(xué)習(xí)成本，使得農(nóng)民朋友們也可以輕松地使用上GPS面積測(cè)量。

1 傳統(tǒng)面積測(cè)量方法

（1）用皮尺或測(cè)繩人工丈量距離，用面積計(jì)算公式計(jì)算地塊面積。

（2）用羅盤儀、經(jīng)緯儀等儀器測(cè)量距離，然后計(jì)算面積。羅盤儀或經(jīng)緯儀測(cè)量即按照羅盤儀或經(jīng)緯儀閉合導(dǎo)線方法，即定邊界點(diǎn)為測(cè)點(diǎn)，測(cè)定兩個(gè)變量即測(cè)距和測(cè)角（方位角），要求相鄰點(diǎn)之間必須通視，斜距的傾斜角超過5°時(shí)要水平校正，山地測(cè)量的閉合差應(yīng)小于1/150，平地測(cè)量的閉合差應(yīng)小于1/200[1]。再利用距離和角度把測(cè)點(diǎn)展繪到圖紙上，再把相鄰點(diǎn)用直線連接起來，然后利用電子求積儀計(jì)算面積；或者是利用數(shù)方格紙法計(jì)算面積（根據(jù)比例尺把圖紙面積換算成實(shí)際面積）。

（3）用GPS測(cè)量面積，GPS是（全球定位系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱。測(cè)量時(shí)，持GPS接收機(jī)沿地塊邊界繞行一周，即可得到被測(cè)地塊的面積。

（4）利用全站儀測(cè)定地塊面積，先用獨(dú)立坐標(biāo)假定測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)，安置全站儀，利用假定的測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置測(cè)站，利用角度定后視的方法，再拿棱鏡繞著邊界走一圈，全站儀瞄準(zhǔn)棱鏡邊測(cè)邊記錄點(diǎn)的坐標(biāo)。在儀器里，計(jì)算面積有兩種方法：一種是直接在儀器里利用面積求算功能求算面積；另一種是利用SD卡導(dǎo)出數(shù)據(jù)，利用插件轉(zhuǎn)換X、Y坐標(biāo)，最后利用CASS9.2軟件求算地塊面積。

2 當(dāng)前面積測(cè)繪存在的問題

對(duì)于測(cè)量工作人員來說，當(dāng)前的測(cè)量方式雖然已達(dá)到測(cè)量要求的精確度，但是亦存在許多的問題。第一，當(dāng)前的測(cè)量方法都必須到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，工作量大，野外作業(yè)辛苦，人力物力消耗都很大，特別是林業(yè)部門要測(cè)量林地面積時(shí)交通不便，要走到現(xiàn)場(chǎng)都需要花費(fèi)很多時(shí)間，測(cè)量的山頭地塊有樹木遮擋視線，也會(huì)給測(cè)繪帶來更多的困難。第二，當(dāng)前測(cè)量方式的工作效率不夠高，而且多人協(xié)作上比較麻煩，需要花費(fèi)很多時(shí)間對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

對(duì)于普通民眾特別是農(nóng)民朋友來說，用皮尺或羅盤儀等比較傳統(tǒng)的方式一方面精準(zhǔn)度難以達(dá)到要求，一方面也需要花費(fèi)大量的人力；而先進(jìn)的測(cè)量方式又需要購置專業(yè)的設(shè)備以及需要經(jīng)過相應(yīng)的培訓(xùn)，因此當(dāng)前的面積測(cè)繪方法難以在普通民眾上普及。

3 開發(fā)應(yīng)用軟件

根據(jù)以上存在的問題，筆者在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程時(shí)就考慮如何依托現(xiàn)今科技發(fā)達(dá)的手段，開發(fā)出一種既可以為一線測(cè)繪人員帶來便利又能滿足工作項(xiàng)目的精度要求，并且在使用操作上大大簡(jiǎn)化使得在一般民用上得以普及推廣的面積測(cè)量軟件系統(tǒng)。

文中所設(shè)計(jì)的基于Android平臺(tái)與智能手機(jī)的GPS面積測(cè)量軟件系統(tǒng)構(gòu)成上大體可分為3個(gè)部分：Android操作系統(tǒng)、百度地圖SDK、Bmob后端云。

3.1 Android操作系統(tǒng)

基于Linux開發(fā)出的Android操作系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是開源，系統(tǒng)功能齊全，使用穩(wěn)定。Andorid系統(tǒng)架構(gòu)采用分層思想，與它的操作系統(tǒng)架構(gòu)十分相似。Android的系統(tǒng)架構(gòu)可以分為4個(gè)部分，即：Linux內(nèi)核層、Android運(yùn)行庫、應(yīng)用框架層、應(yīng)用程序?qū)覽2]。此次開發(fā)的軟件就是在應(yīng)用程序?qū)由线M(jìn)行的開發(fā)，其在應(yīng)用框架中提供了眾多的組件以及接口，使我們可以對(duì)GPS進(jìn)行集成開發(fā)。

3.2 百度地圖SDK

百度地圖SDK是一套基于Android 2.1及以上版本設(shè)備的應(yīng)用程序接口。開發(fā)者可以使用該接口開發(fā)適用于iOS或Android系統(tǒng)移動(dòng)設(shè)備的地圖應(yīng)用，通過調(diào)用該接口，輕松訪問百度地圖的數(shù)據(jù)和服務(wù)，構(gòu)建功能豐富、交互性強(qiáng)的地圖類應(yīng)用程序[3]。

百度地圖SDK在同類服務(wù)中具有巨大優(yōu)勢(shì)，其整體框架清晰合理，接口設(shè)計(jì)符合開發(fā)者使用邏輯，各方面設(shè)計(jì)人性化、規(guī)范化；在性能上進(jìn)行了多方面優(yōu)化處理，使得使用過程中CPU占用率、內(nèi)存等方面系統(tǒng)資源占用率低；并且，百度地圖SDK還提供了高精度定位接口，其通過GPS、基站、WiFi聯(lián)合定位的高精準(zhǔn)定位方法，適用于室內(nèi)、室外多種定位場(chǎng)景，具有出色的定位性能——定位精度高、覆蓋率廣、網(wǎng)絡(luò)定位請(qǐng)求流量小、定位速度快，其高精度定位模式定位成功率高達(dá)99.5%。百度地圖SDK為文章所設(shè)計(jì)軟件的可視化操作及高精度定位功能提供了重要支持。

3.3 Bmob后端云

Bomb后端云是由比目網(wǎng)絡(luò)科技提供的一體化網(wǎng)絡(luò)后端服務(wù)平臺(tái)，利用其提供的SDK，在APP中進(jìn)行調(diào)用，便可以很方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和下載以及云端數(shù)據(jù)庫的編輯。

Bmob云數(shù)據(jù)庫支持String、Number、Boolean、Date、Array等常用的數(shù)據(jù)類型[4]，為文章所設(shè)計(jì)軟件的云端同步功能提供了重要支持。

4 軟件總體設(shè)計(jì)

4.1 開發(fā)環(huán)境配置

此次開發(fā)使用了Android Studio作為軟件開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)語言為Java，使用Android 6.0 SDK。

實(shí)際測(cè)量所使用的Android智能終端為：小米 Redmi 3S。配置為驍龍430 8核處理器4×1.4GHz+4×1.1GHz，2GB LPDDR3內(nèi)存，采用Android 6.0.1系統(tǒng)。全面支持GPS、AGPS、GLONASS、北斗定位4大定位系統(tǒng)，為該次軟件開發(fā)調(diào)試提供了很好的硬件測(cè)試環(huán)境。

4.2 百度地圖配置

該次開發(fā)基于百度地圖SDK v4.0.0，首先配置百度地圖圖層mMapView.getMap（）；該次開發(fā)中，為了提高用戶的可視化操作體驗(yàn)，提供了矢量地圖BaiduMap.MAP_TYPE_NORMAL，以及衛(wèi)星地圖BaiduMap.MAP_TYPE_SATELLITE，供用戶選擇。

百度地圖定位功能的實(shí)現(xiàn)主要使用BMapManager、MapView、LocationClient、LocationData、LocationClientOption、MyLocationOverlay這6類。BMapManager這類作用在整個(gè)地圖的生命周期中，程序開發(fā)的時(shí)候要先對(duì)其進(jìn)行初始化操作；MapView作用在展示地圖界面；LocationClient為定位服務(wù)的客戶端。宿主程序在客戶端聲明此類，并調(diào)用它；LocationData作用于接收定位所得的數(shù)據(jù)參數(shù)；MyLocationOverlay則作用于顯示當(dāng)前位置。

4.3 測(cè)繪功能的實(shí)現(xiàn)

在該程序中，將主要提供兩種測(cè)繪方式，分別為勾勒邊界法和手持設(shè)備移動(dòng)法。

4.3.1 勾勒邊界法

該方法建議配合高清衛(wèi)星圖像進(jìn)行直觀的操作，用戶在地圖圖層上需要設(shè)點(diǎn)的位置進(jìn)行點(diǎn)擊，便可以放置一個(gè)錨點(diǎn)，錨點(diǎn)可以確認(rèn)所需測(cè)量多邊形的一個(gè)頂點(diǎn)，然后由多個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成所需測(cè)量的區(qū)域。放置錨點(diǎn)的設(shè)計(jì)放置在地圖點(diǎn)擊響應(yīng)事件bdMap.setOnMapClickListener中，在里面的onMapClick函數(shù)中，配置一個(gè)BitmapDescriptor對(duì)象并且放置在點(diǎn)擊事件傳入的LatLng坐標(biāo)上，使之實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊地圖即可放置一個(gè)錨點(diǎn)。BitmapDescriptor對(duì)象具有長(zhǎng)按拖動(dòng)功能，用戶可以在錨點(diǎn)放置完畢后再進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整適配。當(dāng)錨點(diǎn)的位置最后放置完畢后，通過BitmapDescriptor的點(diǎn)擊事件，確定所測(cè)量區(qū)域的頂點(diǎn)，使用DotOptions來配置各個(gè)頂點(diǎn)。并且將所有頂點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的經(jīng)緯度LatLng依次添加進(jìn)path數(shù)組中，用于接下來的數(shù)據(jù)處理。

4.3.2 手持設(shè)備移動(dòng)法

該方法用戶可以手持設(shè)備對(duì)所需測(cè)量區(qū)域邊緣行走一圈，便可在地圖圖層中繪出該區(qū)域的大致輪廓。該方法實(shí)現(xiàn)方法為，配置一個(gè)TimerTas抽象類，設(shè)定好事件時(shí)間任務(wù)并且相隔5 s觸發(fā)（如行動(dòng)速度較快則相應(yīng)降低觸發(fā)時(shí)間以保證精確度。在每個(gè)時(shí)間任務(wù)里，獲取當(dāng)前的經(jīng)緯度LatLng，然后配置DotOptions作為所測(cè)量區(qū)域的頂點(diǎn)，并且將當(dāng)前的經(jīng)緯度LatLng添加進(jìn)path數(shù)組中，用于接下來的數(shù)據(jù)處理。

4.4 計(jì)算區(qū)域面積算法

4.4.1 球體幾何簡(jiǎn)介

球體幾何的產(chǎn)生是因?yàn)閷?duì)歐幾里得的《幾何原本》的第五公設(shè)提出異議而產(chǎn)生的新的幾何，因此，對(duì)球體表面多邊形的計(jì)算也與歐幾里得幾何不同[5]。球面多邊形就是封閉的球面折線，在球面多邊形中，各個(gè)劣大圓弧稱為球面多邊形的邊；相鄰兩邊的公共端點(diǎn)稱為球面多邊形的頂點(diǎn)；以相鄰兩邊的公共端點(diǎn)（即球面多邊形的頂點(diǎn)）為頂點(diǎn)、相鄰兩邊所在大圓弧為邊的球面角稱為球面多邊形的角。具有3條邊的球面多邊形稱為球面三角形；具有n條邊的球面多邊形稱為球面n邊形。球面多邊形的面積公式是球面幾何的基本公式之一，其可用下面公式計(jì)算：S=eR2，式中R為球半徑，e為球面多邊形的球面角盈（即球面多邊形的內(nèi)角和與其相應(yīng)的平面多邊形內(nèi)角和的差值）。亦可化為如下公式：

其中，S為所求球面多邊形面積，R為球體半徑，δ為球面多邊形的球面內(nèi)角和，n為該多邊形的邊數(shù)。

4.4.2 面積計(jì)算算法設(shè)計(jì)

坐標(biāo)兩兩之間可構(gòu)成一個(gè)向量，筆者首先設(shè)計(jì)一個(gè)以經(jīng)緯度為坐標(biāo)參數(shù)表示的向量的方位角函數(shù)。對(duì)于球體幾何來說，假定當(dāng)前兩點(diǎn)的坐標(biāo)經(jīng)緯度分別是（λ1，φ1）和（λ2，φ2），則其經(jīng)度差值為?φ。已知atan2為方位角函數(shù)，那么可得到球體幾何中通過兩點(diǎn)經(jīng)緯度計(jì)算其構(gòu)成向量的方位角公式：

在程序設(shè)計(jì)中，筆者將其設(shè)計(jì)為Vector函數(shù)，參數(shù)為兩個(gè)坐標(biāo)的值，返回計(jì)算出的方位角。其主要代碼如下：

double angle =-Math.atan2（Math.sin（lon1 - lon2）*Math.cos（lat2），Math.cos（lat1）*Math.sin（lat2）-Math.sin（lat1）*Math.cos（lat2）*Math.cos（lon1 - lon2））；

其次，設(shè)計(jì)內(nèi)角函數(shù)Angle，依次傳入3個(gè)坐標(biāo)，從幾何角度上，3個(gè)有序坐標(biāo)前兩者與后兩者分別組成向量，形成夾角。那么形成向量的過程中調(diào)用上述的Vector函數(shù)計(jì)算該向量的方位角，然后將兩個(gè)返回的方位角相減，得到兩向量夾角，即其中一個(gè)內(nèi)角，主要代碼設(shè)計(jì)如下：

double vector21 = Vector（p2， p1）；

double vector23 = Vector（p2， p3）；

double angle = vector21 - vector23；

最后，設(shè)計(jì)總的球面多邊形面積計(jì)算函數(shù)Spherical PolygonArea，傳入處理后的坐標(biāo)數(shù)組，循環(huán)分別取出3個(gè)坐標(biāo)值傳入Angle函數(shù)中并求和，最終根據(jù)公式計(jì)算出總的面積。主要代碼設(shè)計(jì)如下：

for （int i = 0； i < points.size（）； ++i） {

int j = （i + 1） % points.size（）； int k = （i + 2） % points.size（）；

totalAngle += Angle（points.get（i）， points.get（j）， points.get（k））； }

double planarTotalAngle = （points.size（） - 2） * 180.0； double OverAngle = totalAngle - planar-TotalAngle；

return OverAngle * radiansUnit * earthRadi-usMeters * earthRadiusMeters；

4.4.3 GPS誤差處理

偏移點(diǎn)可定義為該GPS測(cè)量點(diǎn)精度與平均測(cè)量精度相差很大的數(shù)據(jù)點(diǎn)，對(duì)于樣本方差來說，這些點(diǎn)對(duì)其影響最大。由于外界因素或氣候不佳等原因影響，會(huì)對(duì)GPS傳感器造成干擾，從而產(chǎn)生了GPS測(cè)量偏移點(diǎn)，無法保證所有的數(shù)據(jù)均在理想范圍內(nèi)。那么，對(duì)于這些有偏差的值，我們可以選擇從數(shù)據(jù)中剔除。

對(duì)于誤差點(diǎn)的判斷算法，筆者根據(jù)Haversine公式設(shè)計(jì)了誤差判別算法。該公式由James Andrew于1805年首次提出，給定球體上兩點(diǎn)之間的經(jīng)緯度即可算出該兩點(diǎn)之間的大圓距離，該公式如下：

其中，hav表達(dá)式為

假設(shè)在一次測(cè)量中，從點(diǎn)A移動(dòng)到點(diǎn)B，這兩點(diǎn)的經(jīng)緯度分別為A（Lat，Lng1），B（Lat2，Lng2）。那么，設(shè)ΔLat=Lat2-Lat2、ΔLng=Lng2-Lng2。根據(jù)Haversine公式，化為兩坐標(biāo)點(diǎn)球面距離的算式

其中，R為地球半徑，d為所求距離。

根據(jù)上述公式，只需要統(tǒng)計(jì)出手持設(shè)備移動(dòng)測(cè)量方式的GPS采樣間隔時(shí)間（默認(rèn)為5 s）所能移動(dòng)的距離值。

根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)，得到行走5 s所移動(dòng)的距離值范圍在2～10 m之間，取上一次定位得到的經(jīng)緯度LatLng與該次定位獲取的經(jīng)緯度LatLng值進(jìn)行運(yùn)算，得到的d值若大于10 m或小于2 m則可選擇刪除。

4.5 云同步功能實(shí)現(xiàn)

在該軟件的設(shè)計(jì)中，通過Bmob后端云服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路徑測(cè)量的云端保存以及還原，為測(cè)量任務(wù)的保存以及多人協(xié)作測(cè)量提供了支持。

4.5.1 云數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計(jì)

在工程新建一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象Model_User，其為繼承自BmobUser的子類，并對(duì)應(yīng)于Bmob后臺(tái)的一個(gè)數(shù)據(jù)表，在表的主要設(shè)計(jì)中，objectId為每條記錄在數(shù)據(jù)表中的唯一標(biāo)識(shí)，添加記錄時(shí)自動(dòng)生成。username與password為用戶設(shè)定。Path用于儲(chǔ)存測(cè)量區(qū)域邊角節(jié)點(diǎn)列表。

4.5.2 云同步功能設(shè)計(jì)

在云同步功能啟用之前，需要用戶進(jìn)行注冊(cè)或登陸，新建Model_User對(duì)象bu2，通過調(diào)用bu2.login（new SaveListener（）{}方法進(jìn)行登陸，并把登陸后回調(diào)的Model_User對(duì)象通過（（App）getApplication（））.model_User=model_user方法進(jìn)行傳遞。當(dāng)用戶通過手動(dòng)勾勒邊界法或手持設(shè)備移動(dòng)法對(duì)所需測(cè)量區(qū)域邊緣進(jìn)行勾勒后，啟用云端上傳功能，調(diào)用BmobUser類內(nèi)的update函數(shù)，上傳當(dāng)前勾勒的邊緣節(jié)點(diǎn)path。相應(yīng)的，通過調(diào)用BmobQuery類的getObject函數(shù)，可下載之前上傳的節(jié)點(diǎn)。

5 軟件使用效果

5.1 軟件使用測(cè)試

筆者以標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)（面積為7 140 m2）作為參考，使用該軟件進(jìn)行對(duì)比測(cè)量。

5.1.1 勾勒邊界法

此方法主要適用于非實(shí)地考察情況，把軟件切換至衛(wèi)星地圖，在地圖上拖至此次測(cè)量的樣本區(qū)域——廣西梧州高中足球場(chǎng)。從衛(wèi)星地圖上看到樣本區(qū)域的邊界輪廓十分清晰。適合于樣本區(qū)域邊界勾勒。經(jīng)過軟件勾勒并計(jì)算后，得到的面積值約為7 229.64 m2，與標(biāo)準(zhǔn)值7 140 m2相比，誤差為1.2%。

5.1.2 手持設(shè)備移動(dòng)測(cè)量

此方法與傳統(tǒng)GPS測(cè)量方法相似，此方法測(cè)量樣本為桂林電子科技大學(xué)足球場(chǎng)，打開該軟件的自動(dòng)測(cè)量功能，然后圍繞該足球場(chǎng)行走一圈，從矢量地圖上可以看到GPS采樣數(shù)據(jù)形成的輪廓。

使用手持設(shè)備移動(dòng)測(cè)量方法對(duì)樣本進(jìn)行5次測(cè)量，得到的測(cè)量值及偏差如表3所示，測(cè)量精度均超過95%，達(dá)到了滿足林業(yè)上對(duì)林地測(cè)量或其他工程測(cè)繪水平面積的精度要求。

5.2 軟件使用效果對(duì)比

經(jīng)過測(cè)試使用后，與傳統(tǒng)測(cè)量面積方法對(duì)比：（1）用皮尺或測(cè)繩人工丈量距離，用面積計(jì)算公式計(jì)算地塊面積的方法最耗時(shí)間，效率最低。（2）用羅盤儀、經(jīng)緯儀等儀器測(cè)量距離，然后計(jì)算面積這種方法在測(cè)量面積比較大時(shí)與第一種方法比較效率會(huì)比較高些。（3）GPS的成本是羅盤儀的1/10，工效則是羅盤儀的10倍。可見采用GPS比前兩種方法都省時(shí)、省力、省費(fèi)用，是林業(yè)企業(yè)降低成本提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑，現(xiàn)在在林地測(cè)量上還普遍使用。（4）利用全站儀測(cè)定地塊面積，它是在電子經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)上增加了電子測(cè)距的功能，使得儀器不僅能夠測(cè)角，而且也能測(cè)距，并且測(cè)量的距離長(zhǎng)、時(shí)間短、精度高，智能化程度高，功能強(qiáng)大，操作方便，并可為用戶量身定制測(cè)量程序，滿足各種專業(yè)測(cè)量和工程測(cè)量的需求，這在工程測(cè)繪制圖這方面普遍使用。但該方法人力成本較大，需要專業(yè)人員進(jìn)行操作，不適于民用推廣。

筆者所開發(fā)的手機(jī)測(cè)面積軟件，在實(shí)際測(cè)量效果中，精度可達(dá)到95%以上，可滿足林業(yè)上對(duì)林地測(cè)量或其他工程測(cè)繪水平面積的精度要求。而且操作簡(jiǎn)單，安裝在普通智能手機(jī)中使用，大大節(jié)約了成本，不需要專門數(shù)據(jù)處理，由軟件直接得出測(cè)量結(jié)果，大大提高了效率。因此在市場(chǎng)上具有很強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值，前景廣闊。

6 總結(jié)與展望

6.1 總結(jié)

文章針對(duì)現(xiàn)有的土地測(cè)量方法的不足之處，并且結(jié)合目前Android平臺(tái)的巨大優(yōu)勢(shì)，提出了基于Andorid平臺(tái)GPS面積測(cè)量APP開發(fā)方案。該軟件提供了手持設(shè)備移動(dòng)測(cè)量和手動(dòng)勾勒邊界兩種不同的方法供用戶選擇，彌補(bǔ)了現(xiàn)有GPS測(cè)量方式單一的缺陷。在手持設(shè)備移動(dòng)測(cè)量方法中，利用球面多邊形的角盈計(jì)算面積，最大程度地避免了在經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的誤差，然后通過Haversine公式設(shè)計(jì)了偏移點(diǎn)處理方法，使得在數(shù)據(jù)處理上保證了準(zhǔn)確度。并且，手持設(shè)備移動(dòng)測(cè)量法相比于傳統(tǒng)手持GPS測(cè)量法，還集成了百度地圖接口，在可視化矢量地圖中看到GPS邊界采樣點(diǎn)的位置。在手動(dòng)勾勒邊界法中，利用百度地圖提供的高清衛(wèi)星地圖，對(duì)區(qū)域邊界清晰的區(qū)域直接在GPS衛(wèi)星地圖上對(duì)其邊界進(jìn)行勾勒計(jì)算，免去了人工到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的工作。在上述測(cè)繪方法完成過程中，該軟件還支持云端保存及同步，使得面積測(cè)量工作可以保存至云端或與他人協(xié)作。隨著云端平臺(tái)的發(fā)展，面積測(cè)量行業(yè)數(shù)據(jù)共享并上傳至云端平臺(tái)是測(cè)繪數(shù)字化必然發(fā)展的趨勢(shì)。

6.2 展望

由于時(shí)間和個(gè)人能力有限，文章對(duì)Android平臺(tái)GPS面積測(cè)量APP開發(fā)的理解和分析還不夠深入，系統(tǒng)功能也有待完善。Android是一個(gè)擁有巨大潛力的平臺(tái)，結(jié)合現(xiàn)在非常熱門的云計(jì)算能力，基于Android平臺(tái)的GPS面積測(cè)量APP在未來可演變?yōu)橹煌ㄟ^Android進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣，然后將所收集到的數(shù)據(jù)全部上傳至云端服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)算處理，強(qiáng)大的云運(yùn)算能力可將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次的分析優(yōu)化，為最終面積運(yùn)算結(jié)果提供更高的精準(zhǔn)度。

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