移動GIS在農(nóng)村土地調(diào)查中的應用

郭少波，辛兵廠

移動GIS是指人們通過移動終端設備隨時隨地獲取有關(guān)地理信息的服務。它不是掌上電腦等個人數(shù)字助理（PDA）與GIS、GPS的簡單結(jié)合，而有著更廣泛的外延和更深刻的內(nèi)涵。移動終端設備、網(wǎng)絡、地理信息系統(tǒng)、各類地理信息服務及其供應商是它的必備要素，它的最終目標是“實現(xiàn)隨時（anytime）隨地（anywhere）為所有的人（anybody）和事（anything）提供實時服務（4A服務）”，把復雜的地理信息變成能夠充分利用和享受的信息。移動信息系統(tǒng)，是全局信息系統(tǒng)中部分孤島的“鏈”，是全息化管理的一個階梯。在進行地類驗證時，攜帶儲存土地調(diào)查數(shù)據(jù)的移動終端，不僅攜帶方便，而且可以將修改的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳回服務器端的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的實時更新，這樣既減少了工作量，而且極大的提高了工作效率，使得土地調(diào)查工作快速、準確、順利。

1 系統(tǒng)原理與設計

地類驗證系統(tǒng)采用C／S模式，服務器端采用ESRI公司的ArcGIS Server作為GIS數(shù)據(jù)發(fā)布服務器，以ArcSDE作為作為數(shù)據(jù)庫與ArcGIS Server服務器的連接引擎。以PDA為驗證終端，通過ArcGIS Server將具有版本特性的地類數(shù)據(jù)以服務的方式進行發(fā)布，用PDA驗證終端提取地類數(shù)據(jù)，通過實地驗證將修改過的數(shù)據(jù)發(fā)送回服務器端的地類數(shù)據(jù)庫，實時更新數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1：

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

1.1 服務器端

服務器端主要由 ArcGIS Server、ArcSDE、Microsoft SQL Server2005、IIS服務器構(gòu)建，Microsoft SQL Server2005存儲土地調(diào)查數(shù)據(jù)，ArcSDE連接ArcGIS Server與SQL數(shù)據(jù)庫、IIS服務處理瀏覽器的各種請求并負責返回相應處理結(jié)果。具體的運行順序為ArcGIS Server通過ArcSDE從SQL提取需要發(fā)布的數(shù)據(jù)并建立MapService，然后用 ArcGIS Server Manager引用創(chuàng)建的MapService創(chuàng)建 Web應用，最后通過IIS服務器發(fā)布，終端用戶通過瀏覽器訪問，或者建立移動應用程序直接訪問MapService。當終端用戶通過PC瀏覽器或移動設備的Web瀏覽器交互時，首先IIS服務器收的瀏覽器請求傳給ArcGIS Server，GIS服務器收到消息后通過SDE服務器從SQL數(shù)據(jù)庫中提取相應的數(shù)據(jù)并依次傳給GIS服務器、IIS服務器、終端用戶瀏覽器。

1.2 驗證終端

驗證終端主要在具有windows mobile操作系統(tǒng)的PDA硬件平臺上用ArcGIS Server Mobile SDK 開發(fā)，ArcGIS Server Mobile SDK 是一套用于開發(fā)移動地理信息系統(tǒng)的組件。利用它可以開發(fā)移動地理信息應用系統(tǒng)。移動地理信息系統(tǒng)所使用的地圖由ArcGIS桌面應用系統(tǒng)授權(quán)并由ArcGIS Server發(fā)布。

1.3 網(wǎng)絡通信

現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷提高，特別是無線移動通信技術(shù)的發(fā)展與普及，為數(shù)據(jù)實時更新提供了有效保證。蜂窩移動通信己成為世界范圍內(nèi)的一項非常成功之作，其發(fā)展如此迅速以致業(yè)務需求遠遠超過了原先的預測。GPRS是通用分組無線業(yè)務（General Packet Radio Service）的英文簡稱，是歐洲電信協(xié)會GSM系統(tǒng)中有關(guān)分組數(shù)據(jù)所規(guī)定的標準，它可以提供高達115Kbps的空中接口傳輸速率，是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務。GPRS是分組交換技術(shù)，具有“實時在線”、“按量計費”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優(yōu)點。因此，可以利用具有GPRS功能的PDA或可以擴展GPRS功能的PDA將編輯過的數(shù)據(jù)通過開通GPRS業(yè)務直接發(fā)送到數(shù)據(jù)服務器，實時更新服務器的數(shù)據(jù)庫。

2 系統(tǒng)的實現(xiàn)及工作步驟

2.1 系統(tǒng)配置及運行環(huán)境

（1）硬件

嵌入式設備：惠普iPAQ 6365PDA（內(nèi)置四種無線功能：紅外，藍牙，Wi－Fi無線局域網(wǎng)和四頻GSM／GPRS）；GPS設備：HOLUX GM－270（USB接口）。

（2）軟件

開發(fā)平臺：Microsoft Visual Studio 2005 ；ArcGIS Server9.2；ArcGIS Server Mobile SDK。

2.2 服務器端地類數(shù)據(jù)的發(fā)布

準備需要發(fā)布的數(shù)據(jù)，將預解譯好的地類數(shù)據(jù)，校正好的DOM導入到SDE數(shù)據(jù)庫，然后為需要驗證修改的地類數(shù)據(jù)注冊版本，用ArcMap打開包含矢量地類數(shù)據(jù)與DOM影像數(shù)據(jù)，并制定版本數(shù)據(jù)沖突的協(xié)調(diào)方案，保存為＊.mxd文檔文件。然后通過ArcGIS Server Manager或者ArcCatalog將保存的文檔數(shù)據(jù)地理信息服務的方式發(fā)布，發(fā)布服務時選中服務的Mobile Access功能，以便移動客戶終端訪問數(shù)據(jù)服務。

2.3 客戶端數(shù)據(jù)提取、驗證與更新

數(shù)據(jù)服務發(fā)布后，就可以提取所要工作區(qū)的地類驗證數(shù)據(jù)，系統(tǒng)利用ArcGIS Mobile開發(fā)包開發(fā)提取數(shù)據(jù)程序從服務器端下載地類驗證數(shù)據(jù)，在將所有的數(shù)據(jù)進行驗證后，有誤的數(shù)據(jù)可以在客戶端進行修改，然后將修改數(shù)據(jù)傳送回服務器端數(shù)據(jù)庫實時更新土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫。同時還需注意：由于ArcGIS Mobile是運用于便攜設備上，所以ArcGIS Mobile SDK不支持浮點型數(shù)據(jù)運算，只支持整形數(shù)據(jù)運算；同時對代碼的質(zhì)量也有很高的要求，以減少內(nèi)存使用量；而且移動設備一般在野外工作，所以要考慮到野外的廣度，在設計地圖時要對地圖的顏色搭配有嚴格的規(guī)定；另外，地圖要盡可能的簡潔，以方便野外工作人員進行查看和編輯。同時考慮到ArcGIS Mobile本身的特點，對自己支持的圖層、數(shù)據(jù)格式和標識都有嚴格的規(guī)定，從而達到最優(yōu)化效果。

3 系統(tǒng)功能

3.1 基本功能

包括地圖的放大、縮小、平移、全屏顯示、及雙向查詢。

3.2 導航功能

括GPS點坐標與圖形的顯示，當驗證地類工作中不能確定自己的位置時，可以使用導航功能在PDA屏幕上現(xiàn)在自己的位置。

3.3 編輯功能

包括地類數(shù)據(jù)的增加、刪除、地類數(shù)據(jù)節(jié)點的添加與刪除、地類編碼的添加與修改如圖2與圖3。

3.4 數(shù)據(jù)回傳功能

包括地類驗證數(shù)據(jù)的提取與發(fā)送，在驗證前通過此功能提取驗證區(qū)域的地類數(shù)據(jù)，驗證結(jié)束后再通過此功能將驗證過的地類數(shù)據(jù)發(fā)送到服務器數(shù)據(jù)庫。

圖2 地類圖斑節(jié)點編輯

圖3 地類圖斑屬性編輯

4 系統(tǒng)實施效果

通過對系統(tǒng)使用，實現(xiàn)了土地資源調(diào)查數(shù)據(jù)的一體化作業(yè)，使系統(tǒng)的服務器端，數(shù)據(jù)采集終端，數(shù)據(jù)用戶端的數(shù)據(jù)具有非常高的同一性，大大提高了工作效率，與傳統(tǒng)土地資源調(diào)查方法相比，共有4方面主要優(yōu)點。①土地資源調(diào)查的工作方式有了很大的提高，傳統(tǒng)的工作方式是使用紙質(zhì)調(diào)查手冊，調(diào)查的內(nèi)容填寫繁瑣，而且需要工作人員攜帶較多的調(diào)查工具，工作起來極為不便，費時費力。而采用本系統(tǒng)開展土地調(diào)查工作，只需一個人攜帶集成的數(shù)據(jù)采集終端就可完成土地調(diào)查數(shù)據(jù)的編輯、修改與遠程傳輸?shù)?。②可以利用PDA自身的多種功能采集比較感性的圖像數(shù)據(jù)，音頻數(shù)據(jù)等，以利于日后數(shù)據(jù)的驗證和檢查，這在傳統(tǒng)的采集方式中是難以辦到的。③傳統(tǒng)的調(diào)查方式由于受調(diào)查員的技術(shù)水平高低差異影響較大，判圖的準確率也各不相同，直接影響到調(diào)查數(shù)據(jù)成果的質(zhì)量，通過使用本系統(tǒng)采集的調(diào)查數(shù)據(jù)精度有了質(zhì)的提高，是傳統(tǒng)調(diào)查手段無法比擬的，使得土地部門在規(guī)劃、預測等方面將更加細致和準確。④傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集工作持續(xù)時間較長，且不能實時進行數(shù)據(jù)的傳輸，無法滿足用戶對數(shù)據(jù)的更新要求?，F(xiàn)在的系統(tǒng)卻可以通過終端將數(shù)據(jù)實時更新，并將最新的數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)以服務的方式進行發(fā)布，實現(xiàn)了土地資源數(shù)據(jù)最廣泛的共享。

5 結(jié)語

通過此方法進行農(nóng)村土地調(diào)查地類數(shù)據(jù)的驗證，不僅充分的利用了當代空間信息科學的先進技術(shù)，提高了農(nóng)村土地資源調(diào)查的科學技術(shù)程度，更重要的是極大減少了調(diào)查工作量，大大提高了工作效率。工作人員只需攜帶移動終端對地類數(shù)據(jù)進行驗證，并實時將正確數(shù)據(jù)輸入到服務器數(shù)據(jù)庫，減少了紙質(zhì)DOM數(shù)據(jù)現(xiàn)地驗證有誤時，既需要在紙質(zhì)DOM上修改，又需要在地類數(shù)據(jù)庫中修改的繁瑣工作。不過現(xiàn)有PDA系統(tǒng)配置及工作性能尚無法與PC相比，利用此方法進行地類數(shù)據(jù)驗證時，應隨機對系統(tǒng)功能做出調(diào)整，盡量減少系統(tǒng)工作負荷，以提高系統(tǒng)工作效率。

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