王慶輝

(陜西廣播電視大學資源建設與現(xiàn)代教育中心，陜西西安710068)

0 、引言

據(jù)統(tǒng)計，在軍事、自然資源管理、土地和城市管理、電力、電信、石油和天然氣、城市規(guī)劃、交通運輸、環(huán)境監(jiān)測和保護、110和120快速反應系統(tǒng)等國防、經濟建設、日常生活中，有80%與GIS密切相關。目前國內GIS市場總額 (包括軟件、應用和服務)約10億～15億元人民幣，到成熟期將超過200億?？梢?，GIS已經深入到了人們的日常生活中。因此，GIS被公認為是21世紀的支柱性產業(yè)，是信息產業(yè) (IT)的重要組成部分。

1.GIS系統(tǒng)介紹。

GIS即地理信息系統(tǒng) (Geographic Information System)，經過了40多年的發(fā)展，已經成為了一門獨立的科學，并且得到了廣泛的應用。尤其是近些年，GIS更以強大的地理信息空間分析功能，在物流、水電水利、石油、城市規(guī)劃等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。簡單的說，地理信息系統(tǒng)就是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的一種技術系統(tǒng)。

2.通過GPS采集GIS信息。

現(xiàn)在幾乎所有的智能手機都裝有GPS接收天線，而智能手機的定位都是單點定位，單點的定位精度都超過了10米。如果要采集精度很高的GPS數(shù)據(jù)，那就需尋找已知點來建立基站，基站的覆蓋范圍根據(jù)品牌略有不同，拿中海達V8來說，可覆蓋到30公里左右，如果要采集西安市所有的電線桿坐標，那就需要建立330個基站 (西安市面積/單基站覆蓋面積)。這樣建設基站成本過于昂貴，如果建立移動基站，成本將大大降低。目前GPS接收機主流品牌有天寶、南方測繪和中海達等品牌。在建立基站地點的選擇上，首要考慮的是設備的安全性，目前一套天寶R8的價格在50萬左右 (兩個R8和一個手部)，設備丟失或者損壞會造成很大的經濟損失，其次考慮要覆蓋范圍、穩(wěn)定供電等因素。

在基站建立后，移動站接收的GPS數(shù)據(jù)發(fā)送到中心服務器與基站的數(shù)據(jù)進行差分計算，差分結果利用藍牙發(fā)送到手持設備上，這樣就可以得到精確的GPS定位數(shù)據(jù)，固定解的GPS精度大約能到3CM左右(天寶的設備能達到1CM)。

采集工作都在野外進行，有些采集點會比較危險，為了能給外業(yè)人員比較好的用戶體驗，就需要建立一套快速采集流程。要快速采集，那就要想方設法減少外業(yè)人員的操作復雜度，最好讓外業(yè)人員在手持端界面上能選擇就不輸入、采集成功給出提示音、能乘坐交通工具就不要步行和給與外業(yè)人員適當獎勵。在采集中，會遇到某些要采集的點不容易采集的情況，比如在山上有一個電線桿，或者要采集點被圍墻圍住，無法進入，這就需要間接測量，間接測量一般是利用測距工具，計算GPS天線到待采集點的距離和角度等值，再利用軟件計算求解待采集點的地理坐標。

在采集工作中，除了空間地理坐標的采集外，還有采集目標屬性的采集，比如要在一套GIS系統(tǒng)中分析出比較好的經商地點，那就要分析出哪一片地區(qū)人流量較大、哪一片地區(qū)車流量較大、哪一片地區(qū)人口比較密集，從而為進行商業(yè)活動，其中的這些數(shù)據(jù)都是在現(xiàn)場經過分析和計算得出的。舉個簡單的例子(如果你身邊的電腦可以上網，你也可以跟著一起做)打開百度地圖，進行公交線路查詢，在地圖上可以顯示出公交線路每一站的站名和公交車行使的路線，還可以顯示出換乘公交的許多解決方案。當然上面的例子只是列舉出了百度地圖的其中一個功能而已，百度地圖的功能可不止這一個，你可以搜索樓宇地點、單位地點等大量信息，其中的數(shù)據(jù)就是采集外業(yè)人員采集的。

采集工作的工作量比較大，難免會出現(xiàn)錯誤，這就需要數(shù)據(jù)審核，外業(yè)人員需要每天把采集的數(shù)據(jù)利用網絡發(fā)送到中心服務器，中心端審核人員把外業(yè)人員采集的點顯示在地圖上進行審核，看看有沒有漏采和重復采等工作失誤，確認沒有問題后，把外業(yè)人員的采集數(shù)據(jù)錄入到空間數(shù)據(jù)庫，如果有審核未通過的采集數(shù)據(jù)，那就需要及時通知外業(yè)人員。通知的形式可以是電話通知，也可以自己建立一套補采系統(tǒng)，把要重新采集的點建立成新的采集任務，發(fā)送到指定的采集手持設備上。

3.GIS的核心數(shù)據(jù)庫的建立。

GIS的核心是一個地理數(shù)據(jù)庫，所以建立GIS的最重要的一步是將空間數(shù)據(jù)和描述它的屬性數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫中。屬性數(shù)據(jù)比較規(guī)范，適應于表格表示，所以許多地理信息系統(tǒng)都采用關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理，supermap采用access數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)管理，而更強大的arcgis的sde則可以對應目前流行的各種關系型數(shù)據(jù)庫。通常的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都為用戶提供了一套功能很強的數(shù)據(jù)編輯和數(shù)據(jù)庫查詢語言，系統(tǒng)設計人員可據(jù)此建立友好的用戶界面，以方便用戶對屬性數(shù)據(jù)的輸入、編輯與查詢.除文件管理功能外，屬性數(shù)據(jù)庫管理模塊的主要功能之一是用戶定義各類地物的屬性數(shù)據(jù)結構.由于GIS中各類地物的屬性不同，描述他們的屬性項及值域亦不同，所以系統(tǒng)應提供用戶自定義數(shù)據(jù)結構的功能，系統(tǒng)還應提供修改結構的功能，以及提供拷貝結構、刪除結構、合并結構等功能。中國的城市的現(xiàn)代化建設在飛速的發(fā)展中，地理數(shù)據(jù)的更新就顯得非常的重要，一般在GIS系統(tǒng)中，應該為更新地理數(shù)據(jù)提供良好的用戶交互界面，以便用戶方便更新地理數(shù)據(jù)。

4.GIS系統(tǒng)中的多媒體數(shù)據(jù)采集。

多媒體數(shù)據(jù)，即聲音、視頻和照片數(shù)據(jù)的采集。在一些GIS系統(tǒng)中，需要用到多媒體數(shù)據(jù)。比如在地圖上，把鼠標移至某條街道，該街道的圖片會顯示給用戶。在現(xiàn)場采集多媒體數(shù)據(jù)時，需要用到外部存儲設備，因為多媒體數(shù)據(jù)都比較占用磁盤空間。在采集了多媒體數(shù)據(jù)后，需要把數(shù)據(jù)壓縮并發(fā)送到中心服務器，可以采用GPRS網絡發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以直接使用Internet進行發(fā)送數(shù)據(jù)，而前者的費用會比后者高出很多。

及時數(shù)據(jù)采集。有些GIS系統(tǒng)中，在地圖上需要顯示當前時刻或者某一時刻的移動點的地理坐標，比如要把出租車的當前位置顯示在地圖上，又或者是某條管線的巡線人員的當前位置顯示在地圖上，以方便查看員工的當前地理坐標。在收集這些數(shù)據(jù)時，并不需要高精度的地理坐標，只是需要把移動點的單點坐標及時的發(fā)送到中心服務器，比如30秒或者60秒發(fā)送一次，這時就需要GPRS或者是3G網絡來發(fā)送數(shù)據(jù)，在中心服務器上，啟動一個監(jiān)控進程來接受移動端發(fā)送的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，然后GIS系統(tǒng)在把數(shù)據(jù)庫中的移動點的當前地理坐標顯示給用戶。

5.GIS系統(tǒng)中防爆區(qū)的數(shù)據(jù)采集。

防爆區(qū)的數(shù)據(jù)采集。在某些地區(qū)，比如是氣田、油田等地的采集工作和日常巡線工作工作需要防爆設備來進行采集，因為一個小的電流就可能導致安全事故。在此地區(qū)采集時，需要購買防爆的采集設備，在采集人員穿著上，也需要穿著防靜電的服裝，雖然防暴設備的價格會相對較貴，但是和人身財產安全相比，那是覺得值得的。防暴區(qū)的一些廠房中，機器的日常數(shù)據(jù)是通過手持設備讀取射頻卡得到的，有些設備把管線的內部壓力、溫度等值保存在射頻卡上，手持設備通過刷取射頻卡，取得巡線數(shù)據(jù)，然后手持設備把日常巡線數(shù)據(jù)發(fā)送到中心的數(shù)據(jù)庫服務器，GIS系統(tǒng)在把巡線數(shù)據(jù)顯示給用戶。

一般的一個采集小組需要兩名以上的采集人員，因為在野外采集時，當遇到不可預知的危險時，兩個人可以相互照顧，當一名成員受傷時，另外的一名組員可以提供相應的幫助。野外采集的工期一般都比較長，建立好的采集流程和管理制度就非常重要，如果一個環(huán)節(jié)考慮不當，就可能會花費大量人力和財力，在用戶操作界面和流程上多考慮考慮，肯定會節(jié)約出一些資金，這些節(jié)約出來的資金用于外業(yè)人員的獎勵，定會激勵外業(yè)人員更快更好的完成采集工作，節(jié)約出更多的資金來。

6.GIS系統(tǒng)在遠程教育中的應用

隨著互聯(lián)網和信息技術的不斷進步，以及人們不斷加快的生活節(jié)奏，移動學習、隨時隨地學習將是遠程教育應用在未來的主要發(fā)展方向。這就要求我們能夠在任何時間、任何地點傳遞任何教學課程。但是大量的數(shù)據(jù)通過無線網絡下載將是既費錢又費時的。那么如何解這個問題呢?GIS地理信息系統(tǒng)為我們提供了解決方案?？梢酝ㄟ^建立多個移動數(shù)據(jù)不載站，移動數(shù)據(jù)下載站由一臺簡單的電腦組成，他可提供部分課程數(shù)據(jù)下載，再將其裝于公共設施中 (比如公交車上)。學習者可以通過GIS地理信息系統(tǒng)實時地看到移動下載站的具體位置，當前手機GPS已經基本普及，利用這項技術可為學習者更方便地提供更多更新的教學資源。

7.結論

GIS的數(shù)據(jù)采集是完整GIS系統(tǒng)的基本，而GIS產業(yè)是關系到國民經濟增長、社會發(fā)展和國家安全的戰(zhàn)略性產業(yè)，它不僅為國家創(chuàng)造直接經濟利益，而且是其他眾多產業(yè)的推動力，對眾多經濟領域具有輻射作用，能在國民經濟的發(fā)展中起到倍增器的效果，其滲透作用已深刻影響到國民經濟的各個方面。