基于二維碼的小班數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)

陳偉1李浩然2洪奕豐1（1國家林業(yè)局華東林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院　浙江杭州　310019；2國家林業(yè)局管理干部學(xué)院　北京　102600）

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基于二維碼的小班數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)

陳偉1李浩然2洪奕豐1
（1國家林業(yè)局華東林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院浙江杭州310019；2國家林業(yè)局管理干部學(xué)院北京102600）

摘要：以二維碼為媒介，基于森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)庫，搭建內(nèi)外業(yè)一體化的小班數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要分為PC端子系統(tǒng)和移動(dòng)端子系統(tǒng)，在PC端可以實(shí)現(xiàn)模型更新、智能查詢、統(tǒng)計(jì)分析、動(dòng)態(tài)發(fā)布、二維碼制作等功能，借助這些手段能夠了解森林資源的變化情況。移動(dòng)端子系統(tǒng)可借助二維碼技術(shù)方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程查詢、動(dòng)態(tài)對比、及時(shí)更新。與傳統(tǒng)森林資源調(diào)查模式相比，該系統(tǒng)可大大提高小班數(shù)據(jù)的更新、查詢、分析效率，為智慧林業(yè)建設(shè)提供一種創(chuàng)新的探索模式。

關(guān)鍵詞：小班；二維碼；對比分析；動(dòng)態(tài)反演；數(shù)據(jù)更新

森林是主要的陸地生態(tài)系統(tǒng)，在生物多樣性保護(hù)及氣候變化方面起著非常重要的作用[1]。為全面摸清森林資源家底，掌握資源現(xiàn)狀，科學(xué)制定林業(yè)發(fā)展規(guī)劃，林業(yè)調(diào)查是一種常規(guī)的工作模式。目前普遍采用的林業(yè)調(diào)查方法是：以森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查為基礎(chǔ)，通過對比判讀兩期高分辨率遙感影像和分析地方森林資源經(jīng)營檔案，結(jié)合現(xiàn)地核實(shí)驗(yàn)證，篩查變化小班，及時(shí)掌握林地變化狀況，更新森林資源檔案和森林資源年度監(jiān)測數(shù)據(jù)[2-3]?，F(xiàn)行的林業(yè)調(diào)查方法和數(shù)據(jù)更新手段能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)更新，保持?jǐn)?shù)據(jù)的時(shí)效性，提升林地監(jiān)測服務(wù)能力，提高林地管理水平，但所采用的調(diào)查方式和手段相對傳統(tǒng)，需要耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。

本文所介紹的小班數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)以森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，充分利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)、移動(dòng)終端服務(wù)能力和二維碼技術(shù)，更好地為林業(yè)調(diào)查工作及地方森林資源各類指標(biāo)數(shù)據(jù)的應(yīng)用服務(wù)。該系統(tǒng)以二維碼為管理標(biāo)簽，對小班數(shù)據(jù)進(jìn)行智能查詢、統(tǒng)計(jì)分析、動(dòng)態(tài)對比[4-6]，使工作者可以直觀了解數(shù)據(jù)現(xiàn)狀與歷史，同時(shí)通過二維碼掃描，可以實(shí)時(shí)查詢、更新小班數(shù)據(jù)，提高工作效率。

1　原理與方法

1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

小班數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)分為PC端和移動(dòng)端，而后臺(tái)服務(wù)包括服務(wù)器管理系統(tǒng)和Web服務(wù)管理系統(tǒng)，主要是為PC端和移動(dòng)端提供信息交互服務(wù)。PC端采用分布式部署方式，承載一定的數(shù)據(jù)加載和處理能力，以減輕服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理壓力；移動(dòng)端側(cè)重于林業(yè)野外數(shù)據(jù)采集，采用二維碼掃描方式查看小班數(shù)據(jù)，將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器端；服務(wù)器管理系統(tǒng)主要用于系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)通信；Web服務(wù)管理系統(tǒng)是為移動(dòng)端提供在線數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，是移動(dòng)端與數(shù)據(jù)庫交互的媒介。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)Fig.1 The architecture of the data update system.

1.2方法流程

PC端通過對小班數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)和動(dòng)態(tài)對比，可發(fā)現(xiàn)有變化的小班，然后人工判斷小班變化原因。如需數(shù)據(jù)更新，則打開數(shù)據(jù)編輯工具，對小班進(jìn)行分割、合并、疊加等操作，最終把小班更新到空間數(shù)據(jù)庫中。對更新完成的小班，可通打印出小班的“身份證”即二維碼，用于野外跟蹤調(diào)查。移動(dòng)端可通過掃描小班二維碼讀取小班因子，對變化小班進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并更新到空間數(shù)據(jù)庫中。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)更新及二維碼制作，外業(yè)二維碼掃描更新小班到數(shù)據(jù)庫，這樣就達(dá)到了以二維碼為媒介的內(nèi)外業(yè)一體化作業(yè)模式。方法流程見圖2。

圖2　系統(tǒng)工作流程Fig.2 The workflow of the data update system.

2　功能模塊

PC端：模型更新分為小班屬性更新和小班圖形更新，屬性更新根據(jù)林木生長規(guī)律，采用林分?jǐn)?shù)學(xué)模型對小班屬性表進(jìn)行更新，屬于漸變式更新；小班圖形更新，根據(jù)小班圖形變化情況，采用數(shù)據(jù)編輯或者GIS空間分析方式，進(jìn)行圖形更新，這種方式屬于突變式更新。智能查詢分為模糊查詢和精準(zhǔn)查詢，模糊查詢?yōu)楦鶕?jù)關(guān)鍵字對所有圖層進(jìn)行查詢；精準(zhǔn)查詢?yōu)閱螆D層采用SQL語句查詢，也可根據(jù)空間包含、相交關(guān)系進(jìn)行空間查詢。統(tǒng)計(jì)分析為根據(jù)小班數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)報(bào)表進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)；動(dòng)態(tài)發(fā)布為根據(jù)需要，篩選非涉密的、可向社會(huì)公布森林資源信息；二維碼制作主要是以“縣-鄉(xiāng)-村-小班”類似的模式為唯一“身份證”，為每個(gè)小班制作二維碼，用于野外小班標(biāo)識。對比分析是根據(jù)歷年小班變化對比，從而形象地判斷小班變化情況。如果需要外業(yè)核查，則可通過導(dǎo)出手機(jī)數(shù)據(jù)模塊，導(dǎo)出移動(dòng)端軟件支持的數(shù)據(jù)格式，進(jìn)行外業(yè)核查。

移動(dòng)端：遠(yuǎn)程查詢是以web服務(wù)調(diào)用的方式，對小班數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，并且采用動(dòng)態(tài)對比的方式，反應(yīng)歷年小班的變化情況。對于變化的小班，可采用移動(dòng)端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，如GPS點(diǎn)、繞測面積等。采集后的數(shù)據(jù)，可實(shí)時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器上，進(jìn)行即時(shí)更新。遇到異常情況，可采用在線交流的方式進(jìn)行反映。這樣可為后續(xù)的數(shù)據(jù)更新提供便利、高效的管理模式，節(jié)省工作量和外業(yè)時(shí)間。

圖3　功能模塊圖Fig.3 The functionalmodulesof thedataupdatesystem.

后臺(tái)支撐服務(wù)環(huán)境為PC端和移動(dòng)端提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)和web服務(wù)，這些服務(wù)是數(shù)據(jù)流流通的橋梁，是信息交互的媒介，也是常用的webgis系統(tǒng)開發(fā)模式，在此不作介紹。

3　運(yùn)行環(huán)境

3.1運(yùn)行環(huán)境

PC端系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，硬件環(huán)境：CPU：Intel Pentium 4,主頻2.4GHz或更高，內(nèi)存：512MB或更高，顯卡：獨(dú)立顯卡，顯存1GB或更高，軟件環(huán)境：Windows XP/Windows 7/Windows 8/Windows Server 2008，采用ArcEngine二次開發(fā)技術(shù)。移動(dòng)端系統(tǒng)，硬件環(huán)境：服務(wù)器CPU: Intel Pentium 4,主頻2.4GHz或更高，內(nèi)存：512MB或更高，顯卡：獨(dú)立顯卡，顯存1GB或更高，手機(jī)CPU頻率：1536MHz,內(nèi)存512MB或更高；軟件環(huán)境：服務(wù)器端：Windows 7/Windows 8/Windows Server 2008；移動(dòng)端：Android 4.0及以上，編程語言：C#，Java。

3.2系統(tǒng)界面及功能設(shè)置

圖4和圖5為PC端擬建設(shè)的系統(tǒng)界面，根據(jù)小班“身份證”生成二維碼。該二維碼可直接打印或者保存為圖片格式。圖5為動(dòng)態(tài)對比歷年小班變化情況，從而可根據(jù)變化小班進(jìn)行圖形更新。圖6為手機(jī)端掃描小班二維碼而得到的小班屬性信息，可編輯屬性表，也可空間定位小班位置。

圖4　數(shù)據(jù)查詢和生成二維碼（PC端）Fig.4 Dataquery and generation ofa two-dimensionalcodeat the PCend.

圖5　數(shù)據(jù)對比分析（PC端）Fig.5 Datacomparation and analysisat the PCend.

圖6　二維碼掃描查詢（手機(jī)端）Fig.6 Scanning and query of the two dimensional code at the mobile end.

4　結(jié)束語

本文以森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，充分利用“二維碼”技術(shù)、GIS空間分析技術(shù)，結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化的小班數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以大大提高森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測的工作效率，降低外業(yè)調(diào)查成本，為智慧林業(yè)建設(shè)提供一種嘗試性探索思路。

參考文獻(xiàn):

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[2]閆宏偉,黃國勝,曾偉生，等.全國森林資源一體化監(jiān)測體系建設(shè)的思考[J].林業(yè)資源管理,2011, (6).

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[6]周偉,馬金輝,李成六，等.基于GIS的甘肅省黃河流域水資源管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].節(jié)水灌溉, 2011, (11).

The data update system for forest compartments and sub-com partments based on 2-dimensional code

Chen Wei1，Li Haoran2，Hong Yifeng1
(1.East China Forest Inventory and Planning Institute,State Forestry Administration, Hangzhou310019,China；2.State Academy of Forestry Administration，Beijing 102600)

Abstract:This paper presents a system for updating forest compartments and sub-compartments, which is based on QR code technology and forest resources planning and design survey database. The system is divided into the PC-based sub-system and the mobile sub-system. On the PC, the data for the compartments and sub-compartments can be viewed, analyzed, compared and counted, and the changes of forest resources can be informed w ith the aid of these operations. Based on QR code technology, these operations such as query, comparison and online or offline update can be realized easily in the mobile sub-system. Compared w ith the traditional survey methods of forestry resources, the proposed system can greatly improve the efficiency of data update and management for compartments & sub-compartments and it can provide an innovative exploration mode for the construction of smart forestry.

Keywords:sub-compartment; QR code; contrastive analysis; data update

收稿日期：2016-01-08

中圖分類號：TP392

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-7743（2016）01-0067-04