劉 吉，孫俊英，李 琴，，蔡忠亮

(1. 貴州省第二測(cè)繪院，貴州 貴陽(yáng) 550004； 2. 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079)

貴州省精準(zhǔn)扶貧外業(yè)采集APP系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用

劉 吉1，孫俊英1，李 琴1，2，蔡忠亮2

(1. 貴州省第二測(cè)繪院，貴州 貴陽(yáng) 550004； 2. 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079)

為了在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)貴州省精準(zhǔn)扶貧海量數(shù)據(jù)高效率、高精度的外業(yè)采集工作，綜合集成GIS技術(shù)、GPS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，基于智能移動(dòng)終端研發(fā)了一套易攜帶、成本低、實(shí)時(shí)作業(yè)的APP外業(yè)采集系統(tǒng)，充分利用了APP系統(tǒng)下載即用、操作簡(jiǎn)單、使用方便、培訓(xùn)快速的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)貧困戶信息的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)更新、實(shí)時(shí)考核、實(shí)時(shí)跟蹤，大大提高了采集的工作效率，在貴州省國(guó)土資源云精準(zhǔn)扶貧作戰(zhàn)圖管理系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)中取得了良好的應(yīng)用成效，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和實(shí)用性。

精準(zhǔn)扶貧；外業(yè)采集；APP系統(tǒng)；GIS技術(shù)

貴州是全國(guó)貧困人口最多、貧困面最廣、貧困程度最深的欠發(fā)達(dá)省份，地處西南腹地，山高路險(xiǎn)、交通閉塞、資源條件差、貧困戶分布較為分散，這給扶貧工作帶來了很大的困難。2016年3月初，開展了貴州省國(guó)土資源云精準(zhǔn)扶貧作戰(zhàn)圖管理系統(tǒng)建設(shè)工作。貧困戶所處地理位置的精準(zhǔn)定位及居住現(xiàn)狀照片的采集是本項(xiàng)目的核心內(nèi)容，該任務(wù)工作量大、要求高、時(shí)間緊。傳統(tǒng)外業(yè)數(shù)據(jù)采集方式對(duì)人員專業(yè)素質(zhì)要求較高，難以大范圍同時(shí)采集，效率低下，無(wú)法按時(shí)、按要求完成任務(wù)。因此，需要制定一套高效而又成本低的外業(yè)采集方案。

移動(dòng)設(shè)備以其體積小巧、攜帶方便、操作靈活等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)[1]。古美景[9]研發(fā)的森林資源外業(yè)采集系統(tǒng)及張雪芹等[10]研發(fā)的林業(yè)專題調(diào)查系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了外業(yè)采集無(wú)紙化操作，大大提高了工作效率?；舨萚11]研發(fā)的錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)APP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通過移動(dòng)設(shè)備客戶端指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)錄井作業(yè)，規(guī)避了作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。白立舜等[12]基于PDA，綜合集成GPS、藍(lán)牙、聲控技術(shù)，將野外調(diào)繪和數(shù)據(jù)采集為一體，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化，大大提高了外業(yè)和內(nèi)業(yè)的工作效率。董群等[13]提出了基于安卓智能終端的便攜式土地資源協(xié)同采集系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了位置獲取、地圖顯示、采樣規(guī)劃、信息采集、數(shù)據(jù)展示、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)同步等核心功能。將移動(dòng)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS技術(shù)結(jié)合，外業(yè)采集工作不再需要攜帶笨重的儀器，使得數(shù)據(jù)采集效率更加高效，數(shù)據(jù)獲取和上傳更加方便，這是外業(yè)采集的一個(gè)重大突破。因此，本文圍繞貴州省精準(zhǔn)扶貧外業(yè)數(shù)據(jù)采集目標(biāo)，研發(fā)了一套基于智能移動(dòng)終端的APP外業(yè)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)成本低、易攜帶、實(shí)時(shí)作業(yè)，使困難而煩瑣的外業(yè)采集變得簡(jiǎn)單而高效。該系統(tǒng)不僅通過了貴州省國(guó)土資源廳的實(shí)地檢核，在精準(zhǔn)扶貧工作中也發(fā)揮了重要作用。本文將從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)創(chuàng)新、系統(tǒng)應(yīng)用及發(fā)展前景幾個(gè)方面詳細(xì)介紹該系統(tǒng)，為以后的相關(guān)工作提供借鑒。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的主要目標(biāo)是支撐貧困戶地理坐標(biāo)信息、多媒體(包括聲音、視頻、照片等)信息采集、貧困戶姓名核實(shí)，規(guī)范數(shù)據(jù)格式，對(duì)接和滿足貴州省國(guó)土資源云精準(zhǔn)扶貧作戰(zhàn)圖管理系統(tǒng)需求。

該系統(tǒng)采用C/S開發(fā)模式，以安卓系統(tǒng)移動(dòng)設(shè)備作為客戶端。服務(wù)器端用于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理和成果數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。為了加快數(shù)據(jù)調(diào)用速度，本系統(tǒng)將采集目標(biāo)數(shù)據(jù)提前打包導(dǎo)入客戶端SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)。該系統(tǒng)地圖底圖支持天地圖、百度地圖等，可以相互切換。

1.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體由數(shù)據(jù)權(quán)限模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)展示模塊、數(shù)據(jù)上傳模塊、功能支撐模塊5大模塊構(gòu)成，包括網(wǎng)絡(luò)同步數(shù)據(jù)、空間定位、照片采集、地圖切換、工作軌跡記錄等18個(gè)具體功能，如圖1所示。

系統(tǒng)核心功能如下：

(1) 網(wǎng)絡(luò)同步數(shù)據(jù)：采用同步碼，通過向服務(wù)器發(fā)送異步請(qǐng)求，獲取所需采集區(qū)域的貧困戶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

(2) 照片采集和空間定位：在對(duì)貧困戶進(jìn)行拍照的同時(shí)精確定位，并獲取照片和坐標(biāo)信息。

(3) 采集進(jìn)度顯示：對(duì)貧困戶的采集情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并顯示到主界面的左上角，統(tǒng)計(jì)內(nèi)容包括待采集貧困戶總數(shù)、已采集貧困戶數(shù)、已上傳貧困戶數(shù)。

(4) 工作路徑記錄：自動(dòng)記錄工作人員的空間行為即工作軌跡。服務(wù)器端可查看軌跡，上級(jí)管理部門可對(duì)扶貧工作人員的工作進(jìn)行監(jiān)督及績(jī)效考核。

(5) 信息和路徑上傳：數(shù)據(jù)即時(shí)上傳至服務(wù)器，采集上傳的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)管理備份，采集信息的錯(cuò)誤可實(shí)時(shí)查看并反饋。

1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是指根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)容和功能需求，在某一具體的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)上，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和建立數(shù)據(jù)庫(kù)的過程[14]。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照以下原則執(zhí)行[15]：

(1) 數(shù)據(jù)庫(kù)必須層次分明，布局合理。

(2) 數(shù)據(jù)庫(kù)必須高度結(jié)構(gòu)化，以保證數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，這是建立數(shù)據(jù)庫(kù)和進(jìn)行信息交換的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，尤其要重視編碼的應(yīng)用。

(3) 在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，一方面要盡可能地減小冗余度，減小存儲(chǔ)空間的占用，降低數(shù)據(jù)重復(fù)性問題發(fā)生的可能性；另一方面，還要考慮適當(dāng)?shù)娜哂?，以提高運(yùn)行速度和降低開發(fā)難度。

(4) 必須維護(hù)數(shù)據(jù)的正確性和一致性。在系統(tǒng)中，多個(gè)用戶共享數(shù)據(jù)庫(kù)，由于并發(fā)操作，可能影響數(shù)據(jù)的一致性。因此必須用“鎖”等辦法保證數(shù)據(jù)的一致性。

(5) 設(shè)定相應(yīng)的安全機(jī)制，由于數(shù)據(jù)庫(kù)的信息對(duì)特定的用戶有特定的保密要求，安全機(jī)制必不可少。

根據(jù)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)了9個(gè)表，即貧困戶信息表、采集區(qū)域表、文件信息表、重采集表、上傳信息表、多媒體信息表、軌跡記錄表、用戶表、版本更新表，見表1。

2 系統(tǒng)創(chuàng)新

本文是依托云計(jì)算和測(cè)繪地理信息技術(shù)，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維開展扶貧工作，針對(duì)傳統(tǒng)外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法的不足，結(jié)合移動(dòng)GIS在外業(yè)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)交互方面的強(qiáng)大能力，對(duì)精準(zhǔn)扶貧外業(yè)采集模式進(jìn)行創(chuàng)新，研究精確扶貧數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建精準(zhǔn)扶貧外業(yè)采集APP系統(tǒng)。本文創(chuàng)新點(diǎn)如下：

表1 精準(zhǔn)扶貧數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1) 降低了項(xiàng)目成本：該系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的智能移動(dòng)設(shè)備，攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)科學(xué)、流程合理，極大降低了采集人員的培訓(xùn)成本，降低了項(xiàng)目對(duì)采集對(duì)象水平的要求，在項(xiàng)目實(shí)施過程中體現(xiàn)了硬件低成本、軟件低成本、培訓(xùn)低成本。

(2) 以同步碼的方式同步數(shù)據(jù)：在外業(yè)采集之前，預(yù)先打包導(dǎo)入計(jì)劃采集目標(biāo)的部分屬性信息，以同步碼的方式同步數(shù)據(jù)，使采集人員只能同步指定內(nèi)容，保障了數(shù)據(jù)安全。采集人員只需選擇對(duì)應(yīng)的信息，填入對(duì)應(yīng)的同步碼即可完成采集，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)獲取的方式，減少了外業(yè)采集的工作量，較大地提升了采集效率。

(3) 集成定位和拍照：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集功能集成了智能移動(dòng)設(shè)備的定位和拍照技術(shù)，在進(jìn)行拍照的同時(shí)精準(zhǔn)定位，使得數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)能將屬性數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)、照片等多格式數(shù)據(jù)同時(shí)收集和傳輸，既豐富了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)內(nèi)容，也簡(jiǎn)化了單次數(shù)據(jù)采集的操作流程。

(4) 貧困戶信息模糊檢索：模糊文本檢索功能利用輸入關(guān)鍵詞動(dòng)態(tài)匹配檢索目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了貧困戶姓名的快速填寫，提高了填寫效率和質(zhì)量。

(5) 實(shí)時(shí)考勤：本系統(tǒng)自動(dòng)記錄并上傳工作人員的工作軌跡，服務(wù)器端可實(shí)時(shí)查看，有助于對(duì)外業(yè)數(shù)據(jù)采集人員進(jìn)行有效監(jiān)督和考核。

(6) 流式上傳數(shù)據(jù)：流式上傳數(shù)據(jù)技術(shù)支持外業(yè)采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至服務(wù)器，不但保證了外業(yè)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)備份和管理，有效地規(guī)避了智能設(shè)備故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)，而且也可以通過后臺(tái)對(duì)采集錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)和反饋，及時(shí)糾正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

(7) 采用了眾包的思想和政府統(tǒng)籌的理念：系統(tǒng)應(yīng)用過程中積極與各地州市進(jìn)行對(duì)接，充分發(fā)揮政府的統(tǒng)籌作用和地方扶貧工作人員的力量，這充分體現(xiàn)了眾包的思想和政府統(tǒng)籌的理念。該模式改變了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取方式，將數(shù)據(jù)采集結(jié)果提升到大數(shù)據(jù)規(guī)模。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

按照貴州省國(guó)土資源廳對(duì)全省精準(zhǔn)扶貧作戰(zhàn)圖的總體部署，筆者所在單位承擔(dān)了遵義市、貴陽(yáng)市、黔東南州3個(gè)市州的精準(zhǔn)扶貧數(shù)據(jù)采集，簡(jiǎn)稱“第二戰(zhàn)區(qū)”。以“第二戰(zhàn)區(qū)”貧困戶信息采集為例，應(yīng)用歷程為2016年4月8日—2016年5月12日，培訓(xùn)周期為7 d，外業(yè)采集為12 d，內(nèi)業(yè)處理為22 d，依靠該系統(tǒng)單日信息采集量最高達(dá)6.5萬(wàn)戶(如圖3所示)，僅一個(gè)多月的時(shí)間就完成了40多萬(wàn)戶貧困戶信息的采集任務(wù)，這是依靠傳統(tǒng)外業(yè)數(shù)據(jù)采集方式難以完成的。該系統(tǒng)技術(shù)和工作模式的創(chuàng)新充分體現(xiàn)了測(cè)繪地理信息技術(shù)服務(wù)于“大扶貧”和“精準(zhǔn)扶貧”工作的戰(zhàn)略要求，體現(xiàn)了精度高、效率高的特點(diǎn)，為科學(xué)扶貧提供了有力技術(shù)支撐。

圖2 APP系統(tǒng)主頁(yè)面功能

圖3 “第二戰(zhàn)區(qū)”貧困戶采集情況

4 總結(jié)與展望

貴州省精準(zhǔn)扶貧外業(yè)采集APP系統(tǒng)將移動(dòng)GIS技術(shù)引入精準(zhǔn)扶貧工作中，將數(shù)據(jù)維度拓展到空間層面，使采集數(shù)據(jù)增加了空間數(shù)據(jù)屬性。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，使用方便，培訓(xùn)快速，使復(fù)雜、煩瑣的外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)處理工作變得簡(jiǎn)單而高效，解決了貴州省國(guó)土資源精準(zhǔn)扶貧作戰(zhàn)圖管理系統(tǒng)建設(shè)中外業(yè)采集工作量大、要求高、時(shí)間緊、任務(wù)重的問題。

本文具有如下現(xiàn)實(shí)意義：①精準(zhǔn)扶貧外業(yè)采集APP系統(tǒng)在精準(zhǔn)扶貧工作中具有很強(qiáng)的實(shí)踐意義。系統(tǒng)利用GPS定位功能實(shí)現(xiàn)快速定位，利用移動(dòng)GIS技術(shù)將實(shí)地與地圖上位置聯(lián)動(dòng)，采集數(shù)據(jù)直接上傳至服務(wù)器端，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和規(guī)避錯(cuò)誤，極大提高了內(nèi)業(yè)工作效率。②研究采用了APP+移動(dòng)數(shù)字設(shè)備的采集模式，并結(jié)合眾包思想和政府統(tǒng)籌理念，改變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模式，簡(jiǎn)化了外業(yè)采集流程，拓展了數(shù)據(jù)采集人員的數(shù)量和廣度，降低了數(shù)據(jù)獲取難度，加快了數(shù)據(jù)采集速度，保證了數(shù)據(jù)精度，使得數(shù)據(jù)采集成果提升到大數(shù)據(jù)規(guī)模。③采用了實(shí)時(shí)處理流式數(shù)據(jù)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)貧困信息的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)更新、實(shí)時(shí)考核、實(shí)時(shí)跟蹤，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)監(jiān)控。

[1] 賀俊偉，孟衛(wèi)，周冬梅.移動(dòng)GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用[J].地理空間信息，2011，9(1):97-99.

[2] 劉朋，馬龍.基于Android系統(tǒng)的“輕松快遞APP”的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016，15(8):66-67.

[3] 王加樂，閻潔，林京楠.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”可視化互動(dòng)搶修及移動(dòng)APP系統(tǒng)應(yīng)用[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，2016，3(4):00293.

[4] 余航,張赫男，陳莎莎.基于智能掃碼揀選快遞APP系統(tǒng)的開發(fā)[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2016，37(28):34-36.

[5] 錢崢，趙科科，許皓皓.基于Android的移動(dòng)氣象信息服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].氣象科技，2014，42(1):99-103.

[6] 張志剛.基于APP技術(shù)的智慧旅游的研究和應(yīng)用[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2014(11):133.

[7] 牟少霞.基于智能終端的移動(dòng)電子商務(wù)商業(yè)模式研究[D].濟(jì)南:山東師范大學(xué)，2014.

[8] 邱林潤(rùn)，李蓉蓉.基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的一體化校園APP應(yīng)用研究[J].電子世界，2014(17):177.

[9] 古美景.基于平板電腦的森林資源信息外業(yè)采集APP設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].科技資訊，2016，14(1):10-11.

[10] 張雪芹，張旭，馬琰，等.基于RFID和Android的林木調(diào)查系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2014(5):38-41.

[11] 霍昌，王進(jìn)，李鵬，等.錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)APP系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].錄井工程，2015，26(1):70-72.

[12] 白立舜，楊伯鋼，王晴.森林資源調(diào)查的便攜式野外聲控記錄技術(shù)研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2013(9):80-82.

[13] 董群，陳國(guó)良，胡云鋒，等.便攜式土地信息協(xié)同采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪通報(bào)，2016(9):89-95.

[14] BECKER S A，GIBSON R，LEIST N L.A Study of a Generic Schema for Management of Multidatabase Systems[J].Journal of Database Management，1996，7(4):14-20.

[15] GARMANY J，KELLY L.Logical Database Design Principles[J].IBM，2005，19(1):71-77.

ConstructionandApplicationofDataAcquisitionAPPforPrecisionPovertyAlleviationinGuizhou

LIU Ji1，SUN Junying1，LI Qin1,2，CAI Zhongliang2

(1. The Second Surveying and Mapping Institute of Guizhou Province,Guiyang 550004，China；2. School of Resource and Environmental Science,Wuhan University,Wuhan 430079，China)

In order to achieve the timely acquisition of mass data of poverty,this paper developed an APP system by integrating GIS technology,GPS technology,network technology,database technology,and intelligent mobile terminal,which is easy to carry and perform.By virtue of the APP,we can timely acquire,update,store and track the poverty information.The efficiency of the project in Guizhou Province,land and resources cloud precision poverty alleviation map management system project construction has achieved good results,which verifies the feasibility and practicality of the system.

precision poverty alleviation；field acquisition；APP；GIS technology

2017-03-14

劉 吉(1981—)，女，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)?S技術(shù)在國(guó)土資源中的應(yīng)用。E-mail：43667964@qq.com

劉吉，孫俊英，李琴，等.貴州省精準(zhǔn)扶貧外業(yè)采集APP系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用[J].測(cè)繪通報(bào)，2017(12)：127-130.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0394.

P208

A

0494-0911(2017)12-0127-04