自然資源全要素自適應(yīng)野外調(diào)查框架設(shè)計(jì)分析

宋小英 沈晶

摘 要：在開展自然資源全要素調(diào)查工作時(shí)，所應(yīng)用的分類標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)查方法與口徑均不同，從而導(dǎo)致不同部門的調(diào)查軟件平臺(tái)重復(fù)建設(shè)，致使地理信息特征表達(dá)模糊。此次研究聯(lián)合全要素野外調(diào)查適量，建立特征模型，表示不同資源類型的野外調(diào)查方法，以此形成調(diào)查技術(shù)平臺(tái)，全面確保自然資源治理效果。通過應(yīng)用實(shí)踐驗(yàn)證，該框架可以有效應(yīng)用于自然資源全要素自適應(yīng)野外調(diào)查作業(yè)中。

關(guān)鍵詞：自然資源全要素;自適應(yīng);野外調(diào)查框架;優(yōu)化設(shè)計(jì)

自然資源具備使用價(jià)值，可以提升人類生存質(zhì)量，屬于自然環(huán)境因素的總和。自然資源具備經(jīng)濟(jì)屬性、生態(tài)屬性和自然屬性，能夠?qū)Σ煌匀毁Y源進(jìn)行調(diào)查監(jiān)測，以此滿足自然資源管理與控制的要求，有效保障自然資源的科學(xué)利用。我國自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)受到部門限制，且不同部門所應(yīng)用的分類標(biāo)準(zhǔn)不同，從而導(dǎo)致調(diào)查數(shù)據(jù)差異比較大。在使用和共享自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)直接影響自然資源權(quán)屬管理與使用。此次研究聯(lián)合多部門的實(shí)際需求，基于多個(gè)行業(yè)業(yè)務(wù)需求，提出自適應(yīng)野外調(diào)查方法，建立自然資源特征模型，希望可以全面提升調(diào)查水平。

1、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型的驅(qū)動(dòng)引擎

1.1主表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

在主表中，主鍵為對(duì)象標(biāo)識(shí)字段，通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行維護(hù)，可以有效識(shí)別和編輯本地化要素。GUID字段屬于唯一標(biāo)識(shí)，可以有效保持附件資料的關(guān)聯(lián)查詢、多終端數(shù)據(jù)匯總的唯一性。幾何字段可以通過WKB格式讀寫，屬性字段可以通過對(duì)象多層嵌套結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)。

1.2單標(biāo)存儲(chǔ)全要素幾何

自然資源全要素會(huì)涉及到多種幾何類型，方便檢索與存取。在野外調(diào)查中，不再應(yīng)用數(shù)據(jù)分層和幾何分層理念，開始將Geometry類型作為數(shù)據(jù)類型，支持多種不同的幾何類型。然而Geometry類型可以表示不同子類的集合，全面提升數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的適配力，處理空間數(shù)據(jù)獨(dú)立存儲(chǔ)問題。幾何字段采用二進(jìn)制格式存儲(chǔ)，可以有效存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)。創(chuàng)建幾何字段時(shí)，需要應(yīng)用AddGeometry Column命令。

1.3單字段存儲(chǔ)全要素屬性

自然資源全要素調(diào)查會(huì)涉及到多個(gè)行業(yè)的調(diào)查對(duì)象，調(diào)查本體為數(shù)據(jù)、表格等，不同屬性可以采用{ key： value}形式，以此適應(yīng)不同屬性形態(tài)。此次研究設(shè)計(jì)多層嵌套的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，每個(gè)對(duì)象可以代表完整的子屬性表，可以通過大字段存儲(chǔ)全要素屬性，以此處理多源異構(gòu)復(fù)雜屬性問題。

1.4單文件存儲(chǔ)全要素附件

在自然資源全要素調(diào)查中，附件表可以存儲(chǔ)多種文件格式的附件，且所有附件通過二進(jìn)制方式存儲(chǔ)，確保工程單文件的復(fù)制性。在附件表中包含二進(jìn)制文件、GUID、文件名與類型等字段，且附件表內(nèi)的GUID和主表中的GUID相關(guān)聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)連表查詢。

1.5存儲(chǔ)軌跡記錄存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

存儲(chǔ)數(shù)據(jù)多源于設(shè)備傳感器，可以準(zhǔn)確記錄精度、時(shí)間、經(jīng)緯度等。通過衛(wèi)星可以獲得協(xié)調(diào)世界時(shí)，在使用期間需要轉(zhuǎn)換為本地時(shí)間。

2、空間數(shù)據(jù)檢索分析驅(qū)動(dòng)引擎

在應(yīng)用過程中，必須根據(jù)設(shè)定的字符串、幾何圖形和數(shù)字，對(duì)復(fù)合預(yù)期結(jié)果進(jìn)行檢索，此時(shí)需要采用不同的索引類型，全面加強(qiáng)大數(shù)據(jù)集的檢索性能，例如采用空間索引方式，此種方式主要應(yīng)用SQLite R*Tree 算法，該算法定義矩形樹狀結(jié)構(gòu)。不同幾何可以表示為矩形MBR，采用相對(duì)應(yīng)矩形進(jìn)行快速空間檢索，此時(shí)可以應(yīng)用CreateSpatialIndex命令。

3、數(shù)據(jù)規(guī)定語義模型配置引擎

不同行業(yè)規(guī)范與數(shù)據(jù)規(guī)定的自然資源調(diào)查要求，都可以通過分析歸類方式轉(zhuǎn)化為調(diào)查表單與類型。所以將語義化處理后的自然資源調(diào)查要求定義為“語義化特征模型”。配置規(guī)范采用可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式，調(diào)查類型為多級(jí)嵌套結(jié)構(gòu)，如[類型1]-[類型N]。

不同調(diào)查表單對(duì)應(yīng)調(diào)查類型，且采用Code值相互關(guān)聯(lián)。用戶在選定調(diào)查類型后，可以選中調(diào)查表單。且不同調(diào)查表單可以配置SubmitTo定義表存儲(chǔ)方式，選值為本地?cái)?shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，以此滿足離線存儲(chǔ)與在線存儲(chǔ)的需求。不同調(diào)查表單上的調(diào)查屬性項(xiàng)必須按照調(diào)查需求配置。配置項(xiàng)定義如下：第一，字段名稱。主要表示調(diào)查屬性項(xiàng)存儲(chǔ)時(shí)對(duì)應(yīng)的Key，可以兼容數(shù)據(jù)庫。一般該項(xiàng)為英文內(nèi)容。第二，顯示名稱。主要表示屬性項(xiàng)在軟件系統(tǒng)中的顯示中文;第三，分組篩選。配置項(xiàng)主要針對(duì)多數(shù)表單配合form中的Filter使用，可以達(dá)到分組填寫效果;第四，輸入類型。通常劃分為文本輸入、數(shù)字輸入、單項(xiàng)選擇、多項(xiàng)選擇、行政區(qū)選擇等。第五，必填項(xiàng)。能夠?qū)φ{(diào)查屬性項(xiàng)目的填寫進(jìn)行標(biāo)識(shí)，選值Y表示“是”，N表示“否”。第六，可選項(xiàng)。如果輸入類型為文本輸入與數(shù)字輸入，可選項(xiàng)可以驗(yàn)證正則表達(dá)式、控制動(dòng)態(tài)輸入。

4、動(dòng)態(tài)表單自適應(yīng)引擎

在軟件開發(fā)中，客戶端必須對(duì)特征明顯的調(diào)查表單與類型進(jìn)行識(shí)別，XmClassify Helper類設(shè)計(jì)應(yīng)用歷經(jīng)form節(jié)點(diǎn)獲取的調(diào)查屬性項(xiàng)配置信息;XmlGuiForm類設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)表單創(chuàng)建、初始化、數(shù)驗(yàn)證與數(shù)據(jù)保存的操作方式配置信息。按照調(diào)查屬性項(xiàng)中的輸入類型開展程序編碼，以此實(shí)現(xiàn)圖形界面組件。XmlGuiPickOne能夠?qū)崿F(xiàn)單項(xiàng)選擇的配制功能;XmlGuiEditTable能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)嵌套表單配置功能。應(yīng)用可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式，可以動(dòng)態(tài)化實(shí)現(xiàn)自然資源調(diào)查。

5、GPS軌跡自動(dòng)化采集引擎

該引擎涉及到航位推算、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別、全球定位技術(shù)等。在野外作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)記錄軌跡，搭配使用軟件和硬件設(shè)施，以此實(shí)現(xiàn)長時(shí)間續(xù)航，需要制定科學(xué)的軌跡刺激策略予以支持?？蛻舳藛?dòng)時(shí)，后臺(tái)可以啟動(dòng)軌跡采集服務(wù)，偶去系統(tǒng)記錄的GPS位置，以此確保定位準(zhǔn)確。之后開啟監(jiān)聽模式，對(duì)監(jiān)測位置變化進(jìn)行監(jiān)聽，以此獲得準(zhǔn)確的GPS位置。為了避免監(jiān)聽器監(jiān)聽耗電，在監(jiān)聽器啟動(dòng)時(shí)，需要通過運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)識(shí)別算法，對(duì)設(shè)備運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行判斷。如果識(shí)別結(jié)果為步行狀態(tài)時(shí)，則可以確保GPS更新頻率正常。如果識(shí)別為駕駛或者跑步狀態(tài)時(shí)，則按照運(yùn)行強(qiáng)度，減小GPS更新頻率，以此減少設(shè)備功耗。通過航位推算法補(bǔ)償定位間隔。采用上述流程所獲取的位置數(shù)據(jù)，需要通過卡爾曼濾波進(jìn)行過濾處理，之后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

6、結(jié)束語

綜上所述，此次研究開發(fā)一套自然資源調(diào)查系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以直接安裝在移動(dòng)終端上，通過虛擬機(jī)方式部署操作系統(tǒng)。技術(shù)框架可以按照不同行業(yè)與應(yīng)用需求，可以優(yōu)化配置數(shù)據(jù)的語義，按照語義化配置模型開展自動(dòng)化適應(yīng)，不需要再次開放二次軟件編碼。將該技術(shù)框架應(yīng)用到全國地名普查、地理國情普查、地圖更新與國土調(diào)查中，應(yīng)用實(shí)踐驗(yàn)證，技術(shù)框架可以適應(yīng)不同自然資源野外調(diào)查作業(yè)，并且可以應(yīng)用到更新改造類工程項(xiàng)目中，實(shí)用價(jià)值非常高。

參考文獻(xiàn)：

[1]王軍，胡文華，郭帥辰，王若男，孔圣盛.三角網(wǎng)法在礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量年度動(dòng)態(tài)檢測中的應(yīng)用[J].世界有色金屬，2019，25（08）：120-121.

[2]陳云峰，岳曉，張景光.資源環(huán)境類野外臺(tái)站安全現(xiàn)狀調(diào)查分析及對(duì)策建議[J].辦公室業(yè)務(wù)，2018，10（24）：105-108.

[3]岳曉，張景光，陳云峰.資源環(huán)境野外臺(tái)站安全管理現(xiàn)狀調(diào)查及若干思考[J].辦公室業(yè)務(wù)，2018，22（22）：83-84.

[4]陳綠珍，巖罕書，郎萍，王孝蓉，巖罕單.西雙版納地區(qū)瀕危傣藥資源現(xiàn)狀調(diào)查及原因探討[J].中國民族民間醫(yī)藥，2018，27（17）：14-19.

[5]薛長松，沈鵬，張立秋，石瑞，李琪，于俊林，朱俊義.基于長白山區(qū)野外調(diào)查的東北牛防風(fēng)生境影響因子研究[J].通化師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，39（06）：14-18.