譚　君（四川中水成勘院測(cè)繪工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610072）

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測(cè)繪數(shù)據(jù)外業(yè)采集及其內(nèi)業(yè)處理

譚君（四川中水成勘院測(cè)繪工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610072）

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展推動(dòng)了信息化建設(shè)在各行業(yè)、領(lǐng)域的應(yīng)用，測(cè)繪數(shù)據(jù)外業(yè)采集工作在數(shù)據(jù)獲取能力與現(xiàn)時(shí)性上也面臨著越來(lái)越高的要求。智能移動(dòng)設(shè)備和信息網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋為測(cè)繪外業(yè)工作的變革帶來(lái)的巨大的發(fā)展機(jī)遇，使得測(cè)繪生產(chǎn)單位根據(jù)業(yè)務(wù)需求，利用跨平臺(tái)自行開發(fā)組建應(yīng)用成為可能。本文基于ArcGIS Runtime SDK與ArcGIS Serve技術(shù)，初步探索了在網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代背景下的測(cè)繪數(shù)據(jù)外業(yè)采集工作及其內(nèi)業(yè)處理的解決方案。

測(cè)繪數(shù)據(jù)；外業(yè)采集；內(nèi)業(yè)處理

引言

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起將智能移動(dòng)終端設(shè)備帶入到了人們生活的各個(gè)方面，推動(dòng)了測(cè)繪數(shù)據(jù)外業(yè)工作向著“平板化”的方向邁進(jìn)。同時(shí)，許多GIS廠商通過(guò)在統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)上向公眾提供開放式的通用軟件服務(wù)，使得用戶擁有了更多的選擇空間與設(shè)備自定義的自由。這使得測(cè)繪作業(yè)人員能夠通過(guò)基本的培訓(xùn)并掌握新的工作方式來(lái)從以往繁重的勞動(dòng)中解脫出來(lái)，極大的提高了外業(yè)采集及其內(nèi)業(yè)處理工作的效率。另一方面，智能移動(dòng)終端設(shè)備系統(tǒng)平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化使得非專業(yè)的開發(fā)人員也能夠通過(guò)學(xué)習(xí)掌握數(shù)據(jù)的二次開發(fā)技術(shù)，極大的降低了數(shù)據(jù)外業(yè)采集和內(nèi)業(yè)處理的難度，作業(yè)單位可以根據(jù)自己的需求來(lái)定制最大程度適合自身需要的測(cè)繪應(yīng)用程序。鑒于以上情況，作為測(cè)繪生產(chǎn)單位必須要積極應(yīng)對(duì)這種外部環(huán)境的變化，認(rèn)識(shí)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、信息化建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測(cè)繪提出的更高要求，重視新技術(shù)的開發(fā)，不斷提高生產(chǎn)效率，形成屬于自己的核心研發(fā)能力。

1　關(guān)鍵技術(shù)及其特點(diǎn)

1.1ArcGIS Runtime SDKs

ArcGIS Runtime SDKs是ESRI公司發(fā)布的一套適用于各種平臺(tái)，可用作各種原生應(yīng)用程序開發(fā)的工具集合。基于ArcGIS Online以及ArcGIS Server的測(cè)繪數(shù)據(jù)外業(yè)采集系統(tǒng)能夠在離線環(huán)境下為移動(dòng)終端、嵌入式設(shè)備以及桌面環(huán)境提供從簡(jiǎn)單的地圖顯示到復(fù)雜的導(dǎo)航甚至是高級(jí)GIS分析功能。不僅如此，ArcGIS Runtime SDKs還可以被應(yīng)用于構(gòu)建平臺(tái)原生應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)與ArcGIS Serve的無(wú)縫對(duì)接和對(duì)ArcGIS Online的集成工作，并且在實(shí)現(xiàn)大量豐富的GIS功能的同時(shí)仍能保持移動(dòng)設(shè)備的流暢使用體驗(yàn)。

1.2ArcGIS Server

ArcGIS Serve是基于SOA（Service-Oriented Architecture）構(gòu)架的GIS服務(wù)器，可用于企業(yè)級(jí)服務(wù)的部署，并能向使用者提供便捷的資源訪問(wèn)權(quán)，允許包括移動(dòng)端、桌面端、Web端在內(nèi)的各種客戶端利用其進(jìn)行GIS資源的創(chuàng)建與開發(fā)?？臻g可視化與空間分析以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理分析是ArcGIS的核心功能，開發(fā)者還可以用于進(jìn)行如空間數(shù)據(jù)管理、測(cè)繪數(shù)據(jù)在線編輯以及地圖核心內(nèi)容管理等其他工作。

ArcGIS Server集成了ArcSDE技術(shù)，可以向用戶提供數(shù)十種不同類型的服務(wù)，如地圖服務(wù)、搜索服務(wù)、幾何服務(wù)、空間數(shù)據(jù)服務(wù)、地理編碼服務(wù)、工作流程管理服務(wù)等，具有系統(tǒng)伸縮性強(qiáng)、跨平臺(tái)優(yōu)勢(shì)明顯、版本與非版本化編輯功能強(qiáng)、數(shù)據(jù)業(yè)內(nèi)處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一個(gè)提供高級(jí)GIS功能、可集中管理的GIS系統(tǒng)。

1.3基于ArcGIS Runtime SDK/Serve技術(shù)的數(shù)據(jù)外業(yè)采集特點(diǎn)

ArcGIS Runtime SDK與ArcGIS Serve技術(shù)的應(yīng)用能夠使高性能的地圖制圖成為可能，并極大的提升GIS的處理能力。其主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①該系統(tǒng)能夠利用底圖數(shù)據(jù)和多種矢量數(shù)據(jù)格式在離線模式下工作，并能參照各種常見的測(cè)繪空間來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)展示；②支持外業(yè)環(huán)境下對(duì)空間數(shù)據(jù)的離線編輯，并可在設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后與服務(wù)端進(jìn)行同步編輯工作；③利用設(shè)備的GPS功能來(lái)運(yùn)行完整的地理信息處理任務(wù)，并擁有后臺(tái)高速的幾何處理和空間分析功能，并能夠在離線模式下進(jìn)行地理空間編碼和相應(yīng)的解析工作；④能夠智能提示現(xiàn)實(shí)要素信息，支持離線狀態(tài)下的位置搜索，并能夠通過(guò)交互或SQL查詢的方式對(duì)要讀取的信息進(jìn)行讀取。

2　主要模塊設(shè)計(jì)

總體設(shè)計(jì)：

根據(jù)對(duì)具體工作的需求分析結(jié)果，基于模塊化、層次化的設(shè)計(jì)原則，可將測(cè)繪外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體構(gòu)架分為三個(gè)大的層次，各個(gè)層次中又包括若干個(gè)子模塊。處于基礎(chǔ)地位的數(shù)據(jù)訪問(wèn)層應(yīng)包括數(shù)據(jù)加載模塊、日志模塊以及服務(wù)連接模塊，其主要職能是獲取并加載測(cè)繪外業(yè)作業(yè)數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)用程序的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。服務(wù)層是連接外業(yè)數(shù)據(jù)與內(nèi)業(yè)處理的核心地帶，一般包括圖層管理模塊、定位模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊等，其主要職能是基于數(shù)據(jù)訪問(wèn)層或移動(dòng)終端數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)接口向上層提供組織和管理數(shù)據(jù)內(nèi)容的服務(wù)。應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)測(cè)繪數(shù)據(jù)的查詢與瀏覽，故應(yīng)該相應(yīng)設(shè)置查詢和瀏覽模塊，其主要職能是實(shí)現(xiàn)用戶之間的信息交互。

2.1數(shù)據(jù)訪問(wèn)層

服務(wù)連接模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)部署在ArcGIS Serve上的要素進(jìn)行訪問(wèn)，根據(jù)一定的條件對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存、記錄，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)備份并生成支持后續(xù)離線編輯的geodatabase文件。待測(cè)繪外業(yè)工作結(jié)束后再通過(guò)對(duì)文件的讀取來(lái)實(shí)現(xiàn)外業(yè)數(shù)據(jù)在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中的對(duì)要素內(nèi)容和要素服務(wù)的同步編輯。

2.2數(shù)據(jù)采集模塊

向系統(tǒng)發(fā)起Intent請(qǐng)求是數(shù)據(jù)采集模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能，不論是利用系統(tǒng)組件還是借助于第三方開發(fā)的應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)景信息的收集，也不論收集到的實(shí)景信息是以圖片、視頻或是音頻形式存在的，該模塊職責(zé)就在于將這些測(cè)繪數(shù)據(jù)信息生成相關(guān)的文件并將其生成的路徑返回給調(diào)用的模塊。同時(shí)，在加入作業(yè)場(chǎng)景為環(huán)境變量的基礎(chǔ)上，調(diào)用系統(tǒng)API獲取移動(dòng)設(shè)備的姿態(tài)數(shù)據(jù)等各種傳感器數(shù)據(jù)，并寫入系統(tǒng)日志。

2.3定位模塊

定位模塊的設(shè)計(jì)是為了更好的向向調(diào)用方返回附帶時(shí)間有效性標(biāo)記的不同精度定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)。定位模塊又可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同而被分為兩種方式，基于網(wǎng)絡(luò)的定位和基于GPS功能的定位。在實(shí)際中由于GPS定位經(jīng)常受到信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量的影響而存在一定程度的不穩(wěn)定性，因此出于對(duì)意外情況的考慮，應(yīng)避免過(guò)長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間，并選擇更加穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)定位。

2.4數(shù)據(jù)加載模塊

數(shù)據(jù)加載模塊主要是為系統(tǒng)提供一個(gè)便于操作的可視化界面，并能夠真實(shí)有效的反應(yīng)用戶交互的結(jié)果并在其基礎(chǔ)上識(shí)別上傳文件的數(shù)據(jù)類型，檢查數(shù)據(jù)的完整程度，使得用戶能夠自由快捷的獲取目標(biāo)文件。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)加載模塊在判別調(diào)用的數(shù)據(jù)類型后進(jìn)行數(shù)據(jù)的裝載，將系統(tǒng)中的可用實(shí)例交付給地圖控件，如果相關(guān)數(shù)據(jù)存在殘損狀況，則通過(guò)用戶交互界面給出提示信息。

2.5圖層管理模塊

圖層管理模塊主要是為了實(shí)現(xiàn)控制圖層的可見性，并便于對(duì)圖層進(jìn)行有效的加載、凍結(jié)以及調(diào)整等操作。通過(guò)與數(shù)據(jù)加載模塊的接口，圖層管理模塊能夠獲取調(diào)用數(shù)據(jù)引用的實(shí)例，讀取其空間參照信息并將圖層添加到地圖空間中顯示，并提供圖層的顯示與隱藏、拖放調(diào)整順序以及鎖定與解鎖操作。

3　實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

3.1工作流程介紹

基于ArcGIS Runtime SDK與ArcGIS Serve技術(shù)的外業(yè)采集與內(nèi)業(yè)處理系統(tǒng)的工作流程可以分為三個(gè)階段，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段、外業(yè)工作階段與內(nèi)業(yè)處理階段。在在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段，通過(guò)制作地圖文檔，部署ArcGIS Serve，發(fā)布地圖文檔以及創(chuàng)建企業(yè)級(jí)地理數(shù)據(jù)庫(kù)這四個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)要素服務(wù)的創(chuàng)建。創(chuàng)建完成后，相應(yīng)的測(cè)繪工作人員就可以在移動(dòng)端的應(yīng)用程序中找到對(duì)應(yīng)要素服的連接，并能夠下載要素?cái)?shù)據(jù)，生成可離線使用的地理數(shù)據(jù)庫(kù)文件，為外業(yè)工作的開始做出充分的準(zhǔn)備。在外業(yè)工作階段，作業(yè)人員主要是通過(guò)調(diào)用瀏覽查詢模塊來(lái)查找數(shù)據(jù)，并在離線環(huán)境下能夠?qū)φ{(diào)用數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行編輯，將實(shí)景信息數(shù)據(jù)采集下來(lái)并以各種格式寫入屬性字段中。外業(yè)工作結(jié)束后，在內(nèi)業(yè)環(huán)境下重新連接要素服務(wù)，調(diào)用服務(wù)連接模塊將外業(yè)中進(jìn)行的修改編輯操作同步到企業(yè)級(jí)地理數(shù)據(jù)庫(kù)中，隨后即可在ArcMap中加載數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的內(nèi)業(yè)處理工作。

3.2矢量編輯功能

矢量編輯是測(cè)繪外業(yè)作業(yè)過(guò)程中主要的需求之一。在傳統(tǒng)的紙質(zhì)調(diào)繪方法以及部分電子調(diào)繪系統(tǒng)中一般采用標(biāo)注的方法來(lái)對(duì)修改加以記錄，并在內(nèi)業(yè)中跟進(jìn)后續(xù)工作?；贏rcGIS Runtime SDK方案的本系統(tǒng)能夠支持移動(dòng)終端在離線環(huán)境下對(duì)要素的幾何信息進(jìn)行直接的編輯修改。主要的操作類型包括新建、修改、分割、刪除與合并等，并且具有操作過(guò)度集約化的特點(diǎn)，所有不同類型的操作均可以通過(guò)系統(tǒng)中地圖控件上的SingleTap進(jìn)行調(diào)用實(shí)現(xiàn)。

3.3設(shè)置可離線使用的要素服務(wù)數(shù)據(jù)

系統(tǒng)的同步功能對(duì)數(shù)據(jù)的同步存儲(chǔ)提出了要求，數(shù)據(jù)的離線使用和同步功能的實(shí)現(xiàn)有賴于數(shù)據(jù)集存檔功能的啟用和全局ID的添加。具體而言，存檔是為了更好的記錄、管理以及分析數(shù)據(jù)的更愛，以便于操作者能夠?qū)Φ乩頂?shù)據(jù)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)互數(shù)據(jù)子集的更改有全面清晰的認(rèn)識(shí)。全局ID則用于在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中或跨地理數(shù)據(jù)庫(kù)唯一地識(shí)別要素。

4　結(jié)束語(yǔ)

隨著智能化電子設(shè)備與移動(dòng)終端平臺(tái)操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展，各種新型的開發(fā)技術(shù)不斷涌現(xiàn)。一些操作系統(tǒng)的跨平臺(tái)特點(diǎn)為測(cè)繪數(shù)據(jù)的外業(yè)采集以及內(nèi)業(yè)處理帶來(lái)的極大的便利，也為移動(dòng)GIS的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在這種新形勢(shì)下，測(cè)繪單位需要認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程對(duì)推進(jìn)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測(cè)繪提出的更高要求，重視新技術(shù)的開發(fā)，不斷提高生產(chǎn)效率，形成屬于自己的核心研發(fā)成果。

［1］田 萍，唐桂彬，閏愛軍.測(cè)繪外業(yè)數(shù)據(jù)智能采集系統(tǒng)的研究與應(yīng)用［J］.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（1）：44～46.

［2］李興中.地理國(guó)情普查外業(yè)核查的電子調(diào)繪方法［J］.測(cè)繪，2014（05）：237～240.

［3］川汪鐵華.地理國(guó)情普查外業(yè)調(diào)繪核查系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.測(cè)繪與空間地理信息，2014（6）：157～158，161.

譚 君（1971-），女，高級(jí)工程師，本科，主要從事測(cè)繪內(nèi)業(yè)工作。

TB22

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2095-2066（2016）09-0085-02

2016-2-23