城市地下管線數(shù)據(jù)采集一體化研究與實現(xiàn)

摘""要：隨著移動終端智能設(shè)備的發(fā)展，外業(yè)人員借助于具有專業(yè)功能、便攜的移動終端設(shè)備進行地下管線信息的外業(yè)采集已成為一種趨勢。因此，基于Android平臺，研究了地下管線外業(yè)采集的無紙化作業(yè)模式，實現(xiàn)了采集成果的電子化，與傳統(tǒng)繪制草圖、紙質(zhì)記錄作業(yè)手段相比，能顯著提高整體作業(yè)效率，減少數(shù)據(jù)出錯率，增強內(nèi)外業(yè)一體化的銜接，大大提高了管線信息采集的工作效率及成果質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：地下管線"數(shù)據(jù)采集"一體化""Android平臺

中圖分類號：P208;TU990.3

Research"and"Implementation"of"Integrated"Data"Collection"for

Urban"Underground"Pipelines

SUN"Ruimin""FANG"Kan""ZHAO"Deyi""ZHOU"Wan

Jiangsu"Province"Engineering"Investigation"and"Research"Institute"Co.，Ltd.，"Yangzhou，Jiangsu"Province，"225002"China

Abstract："With"the"development"of"mobile"terminal"intelligent"devices，"it"has"become"a"trend"for"field"personnel"to"collect"underground"pipeline"information"through"professional"and"portable"mobile"terminal"devices."Therefore，"based"on"the"Android"platform，"a"paperless"operation"mode"for"underground"pipeline"field"collection"is"studied，"and"the"electronic"collection"results"are"achieved."Compared"with"traditional"sketching"and"paper"recording"methods，"it"can"significantly"improve"the"overall"operation"efficiency，"reduce"the"probability"of"data"errors，"enhance"the"integration"of"internal"and"external"work，"greatly"improving"the"efficiency"and"quality"of"pipeline"information"collection.

Key"Words："Underground"pipelines;"Data"collection;"Integration;"Android"platform

城市地下管線是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是城市規(guī)劃、設(shè)計、施工、和管理的重要依據(jù)。查清地下管線埋設(shè)現(xiàn)狀并將其數(shù)據(jù)入庫進行信息化處理，做到一圖多用，信息共享，可以為城市帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

截至目前，仍有大部分作業(yè)單位采用傳統(tǒng)的管線探測方法[1-4]，外業(yè)通過手工繪制草圖及紙質(zhì)的表格記錄管線的屬性信息，內(nèi)業(yè)再根據(jù)外業(yè)草圖、表格等資料重新錄入、成圖、入庫等。這種傳統(tǒng)的作業(yè)方式自動化程度低，內(nèi)外業(yè)無法形成無縫銜接[5]，效率低且出錯率高等缺點。隨著互聯(lián)網(wǎng)、移動通信、測繪地理信息等技術(shù)的飛速發(fā)展，地下管線數(shù)據(jù)采集內(nèi)外業(yè)一體化已成為一種趨勢[6-9]。因此，本文基于Android平臺，研究利用移動設(shè)備進行管線信息的采集錄入，很大程度上提高了外業(yè)數(shù)據(jù)采集的工作效率，同時內(nèi)業(yè)實時同步地獲取外業(yè)采集到的數(shù)據(jù)，減少了內(nèi)業(yè)重復(fù)錄入的工作量，實現(xiàn)了內(nèi)外業(yè)一體化的作業(yè)模式。

1"管線數(shù)據(jù)采集內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)流程

地下管線數(shù)據(jù)采集內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)流程如圖1所示。

（1）底圖準備：不再是傳統(tǒng)的紙質(zhì)底圖或者是打印出來的電子草圖，而是直接利用在線的電子地圖及CAD電子圖作為底圖直接加載到移動設(shè)備內(nèi)。（2）外業(yè)探查：主要采集管點管線的各種屬性信息（包括管點的類別、材質(zhì)、埋深等），并同步到服務(wù)器中。（3）外業(yè)測量：主要通過RTK或者全站儀采集管線點的空間坐標，并同步到服務(wù)器中。（4）數(shù)據(jù)處理：不再需要手動繪制草圖（各個點之間的連接與方向），移動端依據(jù)采集的管點空間和屬性信息自動進行解算，完成圖屬信息的匹配，每段管線的連接則依據(jù)解算的起始點方向自動連接成圖。（5）質(zhì)量檢查：外業(yè)采集的數(shù)據(jù)信息可實時同步到內(nèi)業(yè)，內(nèi)業(yè)人員可對采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析及質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)問題可及時通知外業(yè)人員修正。（6）成果提交：質(zhì)量檢查通過后，進行相關(guān)的圖面整飾、接邊等工作，并最終形成成果圖及數(shù)據(jù)庫。

2管線數(shù)據(jù)采集內(nèi)外業(yè)一體化的總體設(shè)計

管線數(shù)據(jù)采集內(nèi)外業(yè)一體化的總體設(shè)計如圖2所示，總體設(shè)計主要由運行支撐層、應(yīng)用層、服務(wù)層以及數(shù)據(jù)層4個部分組成。

（1）運行支撐層：該設(shè)計主要運行于支持安卓系統(tǒng)（Android"8.0以上）的，鴻蒙系統(tǒng)的智能手機與平板等移動設(shè)備。（2）應(yīng)用層：應(yīng)用層是用戶對該設(shè)計的一種直觀的操作體驗，包含各式各樣的功能，如地圖操作、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)導(dǎo)出等。（3）服務(wù)層：服務(wù)層是該設(shè)計的技術(shù)支撐，提供滿足于數(shù)據(jù)采集需求的各種功能，包括地圖操作的API、數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)庫、支持數(shù)據(jù)編輯的SDK等。（4）數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層是該設(shè)計的基礎(chǔ)內(nèi)容，為設(shè)計運行提供數(shù)據(jù)支撐，包括CAD底圖數(shù)據(jù)、在線電子影像、電子地圖數(shù)據(jù)以及管點管線照片等相關(guān)多媒體數(shù)據(jù)。

3管線數(shù)據(jù)采集內(nèi)外業(yè)一體化的關(guān)鍵技術(shù)

3．1"電子底圖的載入

直接加載天地圖的在線影像和在線電子地圖作為輔助層，電子CAD圖作為作業(yè)底圖，并且通過給每個圖層設(shè)置開關(guān)來控制其顯示與隱藏，使讀圖的靈活性大大增強。

3．2"數(shù)據(jù)字典的引入

在采集管點管線的屬性時，為提高采集人員的填寫效率，一些具有固定選項的屬性字段，會默認將這些選項形成數(shù)據(jù)字典，并以下拉框的形式讓外業(yè)人員進行選擇，這樣不僅提高了效率，還規(guī)范了填寫內(nèi)容，減少了出錯率。

3．3"同名管點自動匹配

傳統(tǒng)的匹配工作是回到內(nèi)業(yè)進行的，本設(shè)計則在現(xiàn)場就會解算管點信息，將同名管點的空間信息和屬性信息進行自動匹配。

3．4"草圖的自動繪制

傳統(tǒng)手工繪制時，當(dāng)同一個管點有多個方向時，需要分別記錄各管線的信息，這種做法會導(dǎo)致數(shù)據(jù)在傳遞時容易出錯，且會存在數(shù)據(jù)重復(fù)。本設(shè)計中，只需要知道該段管線的起始點號，即可自動連線，同時相匹配的屬性會自動掛接進來，從而完成草圖的自動繪制。

3．5"內(nèi)外業(yè)的同步性

傳統(tǒng)作業(yè)時，內(nèi)業(yè)需要等待外業(yè)作業(yè)完成后才可進行內(nèi)業(yè)處理。本設(shè)計為了解決這一問題，增加了服務(wù)器備份功能。即外業(yè)現(xiàn)場所采集到的信息，在保存至本機SQLite數(shù)據(jù)庫的同時，會實時地同時備份到內(nèi)業(yè)的服務(wù)器（MySQL數(shù)據(jù)庫中），這樣不僅會防止因移動設(shè)備損壞時造成數(shù)據(jù)丟失，保證了數(shù)據(jù)安全；更增強了內(nèi)外業(yè)的聯(lián)動性，保證了內(nèi)外業(yè)一體化。

4"管線數(shù)據(jù)采集內(nèi)外業(yè)一體化的實現(xiàn)

4．1"開發(fā)環(huán)境簡述

本設(shè)計結(jié)合公司實際需求，在Android"Studio開發(fā)工具下，采用JAVA開發(fā)語言，服務(wù)器數(shù)據(jù)庫選用成熟的商業(yè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL，以及ArcGIS"Runtime"API"for"Android等一系列強大的軟件開發(fā)包的技術(shù)支撐下開發(fā)而出的。

4．2"數(shù)據(jù)庫建設(shè)

數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括人員信息、角色信息、系統(tǒng)信息、采集管點、管線等相關(guān)信息的數(shù)據(jù)字典，外業(yè)人員采集的數(shù)據(jù)必須符合數(shù)據(jù)類型，字段名稱、字段類型、長度必須符合相關(guān)規(guī)定。系統(tǒng)將根據(jù)自審規(guī)則對采集數(shù)據(jù)進行語法檢查和有效性驗證，并對出現(xiàn)錯誤的部分進行提示，以保證數(shù)據(jù)的準確性。

4．3"設(shè)計實現(xiàn)

為了驗證該設(shè)計的成果，以揚州某小區(qū)內(nèi)的排水管線為測試對象，分別采用該設(shè)計以及傳統(tǒng)方式進行作業(yè)。實驗結(jié)果證明，在外業(yè)環(huán)節(jié)，兩種方式相差不是很大，但在內(nèi)業(yè)環(huán)節(jié)的作業(yè)中，本設(shè)計的工作效率有明顯提升，且出錯率降低，本設(shè)計最明顯的一個優(yōu)勢就是很大程度上解放了內(nèi)業(yè)人員的工作量，并且數(shù)據(jù)安全也得到了有效保障，具有一定的實際意義。

5"結(jié)語

本文研究的地下管線數(shù)據(jù)采集一體化的作業(yè)模式，在現(xiàn)實工作中，相較于傳統(tǒng)模式，不但提高了整體的作業(yè)效率，還減少了內(nèi)業(yè)人員的工作量，減少了內(nèi)外業(yè)銜接的問題，同時還更好地保障了數(shù)據(jù)的安全性，取得了較好的效果，具有一定的實際意義。同時，本設(shè)計接下來還有一定的提升空間，目前只是完成了移動端的設(shè)計，后續(xù)會進一步完成PC端的設(shè)計，從而更大程度上提高地下管線調(diào)查這項工作的效率及實用性。

參考文獻

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