信息外業(yè)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
——基于Web Socket協(xié)議的移民調(diào)查

周 婉，趙得意，方 衎，黃一昀

(江蘇省工程勘測(cè)研究院有限責(zé)任公司，江蘇 揚(yáng)州 362200)

移民工程實(shí)物調(diào)查的主要任務(wù)是查明征地范圍內(nèi)各種相關(guān)聯(lián)對(duì)象的數(shù)量和質(zhì)量，目前大多采用傳統(tǒng)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過EXCEL表格進(jìn)行采集匯總，需要專人將采集的數(shù)據(jù)逐條入庫(kù)[1]。目前，市場(chǎng)上有許多的外業(yè)采集系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)線上填報(bào)匯總，但所上報(bào)的數(shù)據(jù)質(zhì)量無法得到保證，時(shí)常出現(xiàn)返工現(xiàn)象。若通過移動(dòng)外業(yè)采集系統(tǒng)，基于GIS平臺(tái)的數(shù)據(jù)管理與分析方式，運(yùn)用LBS服務(wù)，可直接將移民調(diào)查數(shù)據(jù)在平板上進(jìn)行定位、記錄，并實(shí)時(shí)上傳至后臺(tái)進(jìn)行匯總輸出，數(shù)據(jù)中存在的問題能夠及時(shí)反饋，可極大提高工作精度和工作效率。

1 研究?jī)?nèi)容

基于GIS空間數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、Java、MUI等，建立完善的、相對(duì)獨(dú)立的移民數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用系統(tǒng)，為移民外業(yè)調(diào)查提供科學(xué)、高效、可靠的技術(shù)支持。本系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立自主設(shè)計(jì)的GIS平臺(tái)，采用開源leaflet庫(kù)讀寫柵格和矢量空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建瓦片金字塔模型壓縮影像，調(diào)查圖層在柵格影像上疊加顯示，實(shí)現(xiàn)合并和編輯矢量圖斑的操作，并基于空間信息使用手持終端進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)記錄和圖片采集。區(qū)別于傳統(tǒng)的作業(yè)方式，使用本系統(tǒng)在移動(dòng)設(shè)備上作業(yè)不需要攜帶紙質(zhì)遙感影像、地形圖、調(diào)查卡片等，只需在移動(dòng)設(shè)備上加載處理好的柵格和矢量空間數(shù)據(jù)就可查看電子版的作業(yè)數(shù)據(jù)，填寫電子調(diào)查卡片。運(yùn)用WebSocket通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器雙向通信，實(shí)現(xiàn)用戶上報(bào)信息實(shí)時(shí)校驗(yàn)并主動(dòng)反饋結(jié)果[2]?；贛UI移動(dòng)端開源庫(kù)，以IOS平臺(tái)UI控件為基礎(chǔ)，補(bǔ)充部分Android平臺(tái)特有的UI控件，使用戶交互界面高度趨于原生狀態(tài)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采用B/S架構(gòu)，使用MUI移動(dòng)端開發(fā)框架，自主研發(fā)針對(duì)移民數(shù)據(jù)外業(yè)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地圖信息發(fā)布、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、GIS展示、數(shù)據(jù)分析與維護(hù)、用戶之間通信等功能[3]。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1。

圖1 系統(tǒng)框架Fig.1 System framework

2.1 技術(shù)路線

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)采用分布式管理方式，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分開管理?？臻g數(shù)據(jù)通過SDE發(fā)布服務(wù)，各個(gè)點(diǎn)位信息在移動(dòng)端進(jìn)行渲染展示，屬性數(shù)據(jù)通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理引擎存儲(chǔ)[4]。

圖2 技術(shù)路線Fig.2 Technical route

用戶登錄信息利用Redis管理，存儲(chǔ)登錄令牌和控制時(shí)長(zhǎng)。后臺(tái)檢查人員若發(fā)現(xiàn)外業(yè)采集人員有數(shù)據(jù)上傳錯(cuò)誤，則通過Web Socket服務(wù)協(xié)議，將審核結(jié)果反饋給外業(yè)采集人員，避免二次返工。

2.2 外業(yè)信息采集

外業(yè)信息采集過程是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的核心部分，分為點(diǎn)狀要素信息采集、線狀要素信息采集、面狀要素信息采集[5]。點(diǎn)狀要素信息采集主要記錄戶數(shù)據(jù)，包括戶的基本信息和所有涉及到的附屬物信息，確認(rèn)后由戶主簽字；線狀要素信息采集主要記錄電纜線、電力線等線狀數(shù)據(jù)，主要包括線名、長(zhǎng)度、類別等基本信息；面狀要素信息采集主要記錄農(nóng)田、水系、道路等面狀數(shù)據(jù)，包括集體用地屬性、水系類別、用途等。該模塊基于空間信息進(jìn)行操作，外業(yè)人員點(diǎn)擊相應(yīng)實(shí)物對(duì)屬性信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)記錄，對(duì)外業(yè)采集的信息進(jìn)行錄入，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)提交后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

所涉及的數(shù)據(jù)包括工程建設(shè)需要的永久占地及臨時(shí)用地。工程占地范圍內(nèi)涉及的移民財(cái)產(chǎn)、城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)企業(yè)；工程占地范圍內(nèi)涉及的交通、電力、管線、水利設(shè)施等專業(yè)項(xiàng)目。其中，戶數(shù)據(jù)包括行政區(qū)劃、人口信息、房屋信息、附屬設(shè)施。行政區(qū)劃分為市、縣(區(qū))、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、組等；人口信息包括農(nóng)業(yè)人口和非農(nóng)業(yè)人口；房屋信息主要包括框架結(jié)構(gòu)房屋、磚混房屋、磚木房屋、簡(jiǎn)易房等；附屬設(shè)施包括磚圍墻、門樓、廁所、爐灶、壓水井、沼氣池、空調(diào)、太陽(yáng)能、有線電視、電視接收器、電話等全部有價(jià)值的物品[6]。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)按照功能可分為地圖基本工具、地圖要素管理、信息采集、事件處理、收發(fā)消息、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)消息等功能模塊。

圖3 功能界面Fig.3 Function interface

地圖基本工具模塊。工具模塊主要包括全圖、放大、縮小、底圖切換、距離量測(cè)、面積量測(cè)、GNSS定位。底圖切換主要實(shí)現(xiàn)遙感影像圖與矢量地圖之間的切換[7]；GNSS定位功能實(shí)現(xiàn)當(dāng)前位置在地圖上顯示，便于外業(yè)人員快速在地圖上找到當(dāng)前位置。

地圖要素管理模塊。圖層管理模塊包括地圖編輯、刪除、拍照，用于注釋圖層要素的當(dāng)前屬性，如該地圖要素在實(shí)際調(diào)查中有變化，可通過地圖編輯功能在圖層要素上進(jìn)行標(biāo)識(shí)、繪制。編輯圖層與原數(shù)據(jù)所屬圖層不同，便于內(nèi)業(yè)檢查修改。刪除功能用于刪除圖層上多余的地圖要素，如某處房屋已經(jīng)拆遷或本身就不存在，調(diào)查者可以刪除該要素，并將該要素的空間信息存儲(chǔ)在日志表中，在pc端能夠展示刪除部分?jǐn)?shù)據(jù)。調(diào)查者在修改或標(biāo)注地圖要素時(shí)可利用拍照功能上傳現(xiàn)場(chǎng)圖片。

信息采集模塊。信息采集模塊包括房屋信息、電纜線信息、土地信息的采集。該模塊支持地物屬性數(shù)據(jù)的記錄，能夠直接上傳至服務(wù)器，其中點(diǎn)狀數(shù)據(jù)如電線桿，線狀數(shù)據(jù)包括電纜線、電力線等，面狀數(shù)據(jù)包括土地?cái)?shù)據(jù)、水域數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)。

圖4 房屋信息采集界面Fig.4 House information collection interface

事件處理模塊。事件處理模塊主要有事件處理、事件響應(yīng)。填報(bào)過程中，系統(tǒng)通過人員角色控制，將采集信息推送到項(xiàng)目組長(zhǎng)的事件處理模塊，項(xiàng)目組長(zhǎng)可根據(jù)填報(bào)內(nèi)容進(jìn)行初步判斷處理，若填報(bào)數(shù)據(jù)有誤，可直接退回到填報(bào)人員，填報(bào)人員的事件處理模塊將主動(dòng)接受待處理事件。

收發(fā)消息模塊。項(xiàng)目參與人員可在該模塊中進(jìn)行交流，包括發(fā)送位置信息、項(xiàng)目進(jìn)度信息、項(xiàng)目任務(wù)劃分、填報(bào)內(nèi)容交流等，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的協(xié)同性進(jìn)展，增強(qiáng)了項(xiàng)目整體把控力度。

數(shù)據(jù)管理模塊。數(shù)據(jù)管理模塊是專門應(yīng)用于移民專業(yè)的工程應(yīng)用模塊，是移民專業(yè)分析的基礎(chǔ)[8]。將采集的信息進(jìn)行分析匯總，支持?jǐn)?shù)據(jù)的增刪改查，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果以專題地圖形式展示輸出。

圖5 數(shù)據(jù)管理界面Fig.5 Data management interface

系統(tǒng)消息模塊。該模塊主要包括個(gè)人操作日志查看，根據(jù)日期、操作行為篩選。操作行為有登錄、增加信息、刪除信息、修改信息、退出。

4 結(jié)語(yǔ)

該系統(tǒng)在移民工程調(diào)查中的應(yīng)用，規(guī)范了移民信息采集過程，改變了傳統(tǒng)移民調(diào)查人員的工作方法，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度，為移民工程管理人員提供了科學(xué)、高效的管理工具。從應(yīng)用層面上來看，本系統(tǒng)只在前期數(shù)據(jù)調(diào)查中提供了幫助，但在移民專業(yè)應(yīng)用中還存在不足，如淹沒分析、移民規(guī)劃分析等。從展示效果上來看，本系統(tǒng)局限于二維地圖展示，缺乏三維模型應(yīng)用，影響了展示效果。今后將從這兩個(gè)方面進(jìn)一步完善，增加移民專業(yè)應(yīng)用相關(guān)功能，拓展三維功能模塊信息。