移動端農用地現場核查系統設計與實現

曹智

摘要 隨著現代農業的發展，農用地管理日益成為國土資源管理工作的熱點和難點問題。如何采用高效科學的技術手段，建立農用地現場核查系統，提高農用地核查效率，更好地為農用地管理服務，已成為亟待解決的問題之一。在移動平臺上設計了農用地現場核查系統，闡述了系統的主要功能與實現方法，并在移動平臺上進行了實現與試驗，取得了良好的效果。

關鍵詞 農業核查；移動端；采集信息系統

中圖分類號 S127 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）15-344-03

Design and Implementation of a Mobile System in Farmland Verification

CAO Zhi

（Shanghai Institute of Surveying and Mapping， Shanghai 200063）

Abstract With the development of modern agriculture， agricultural land management has become a hot and difficult problem for the management of land and resources. To build a system for farmland verification adopting effective scientific technology， to improve the efficiency of verification， and to serve for the agricultural land management better， become one of the problems to be solved. This paper designs and implements a mobile system in farmland verification， and elaborates the main functions of the system and the implementation methods， and has carried on the implementation and experiment on the mobile platform， obtained the good effect.

Key words Farmland verification； The mobile terminal； System for collecting information

隨著互聯網技術的迅猛發展，互聯網已經深入到各行各業與人們的生活中；通信技術的發展和移動技術的提高，移動互聯網迅速崛起，開啟了“數字革命”時代。在此環境下，移動地圖方興未艾，為農用地現場核查系統的建設提供了便利[1-3]。

隨著我國的傳統農業向現代農業的快速轉變，農業生產規模擴大，農業設施增加，農業生產效益得到了顯著提高。與此同時，為了適應現代農業發展，需要完善農用地精細化管理，保障我國現代化農業的健康、可持續發展。

農用地信息的現場核查是農用地精細化管理的重要工作，是農用地信息化管理系統與農用地基礎數據庫的建設與完善的需求，是進一步提高系統數據的準確性的必經之路，具有重要的意義。長期以來，農用地信息的現場核查工作主要以紙質地圖和紙質農用地信息為參考，核查人員根據現場情況進行核查，發現問題后進行登記更正，最后交由農用地數據庫管理員進行數據更新。傳統的現場核查效率低下，數字化水平低，農用地信息更新滯后。為進一步提升現場核查的效率和準確性，采用先進的信息化技術手段和設備，面對平板和手機等移動設備，建立一套農用地現場核查系統十分有必要。移動技術的發展使農用地現場核查人員可以將所有需要的地圖、農用地信息保存在移動設備上，而不必攜帶大量紙質資料進行現場核查工作，提高了核查效率；成熟的移動通訊技術使現場核查人員可以根據核查情況實時更新農用地信息數據庫，并可以實時通過網絡查看其他核查人員的核查結果和更新的數據庫，既有效防止了核查人員間的重復工作，又大大提高了核查工作的準確率。

基于移動平臺建設農用地現場核查系統，為農用地核查數據的信息資源數字化、信息實體虛擬化、信息獲取一體化、信息利用共享化、信息提供知識化等提供了便利；基于先進和成熟的數據庫技術、移動端技術、多媒體技術、智能檢索技術和計算機安全技術等設計與開發移動采集信息系統，實現對多種數據資源包括空間位置、文本屬性、照片和視頻等多媒體信息的獲取、管理和共享，提高農用地核查工作的效率和科學管理水平；建立采集信息的交換方式，現場核查數據是該項目的重要數據，鑒于此類數據的空間特征以及數據交換與共享的特點，建立數據信息的存儲規則，為基于空間數據庫的數據管理與發布設立標準。

1 系統設計

1.1 總體設計

農用地現場核查系統是運行于互聯網中的移動應用系統，通過在線調用農用地信息在線地圖服務、加載離線基礎地圖數據，農業核查員在移動端獲取到農用地信息，與實地信息進行對比，進行現場核查工作。最后，將現場核查結果實時傳回服務器，以達到實時更新農用地信息數據庫的目的。總體架構圖如圖1所示。農用地信息數據庫與基礎地圖數據庫，組成了系統的數據層支撐起了整個系統的基礎。

圖1 總體設計

在農用地信息數據庫基礎上建立起農用地信息服務與農用地核查服務，通過移動互聯網與移動端的農用地核查系統相連。前者為系統提供必要的農用地信息，后者用以農用地現場核查人員實時更新農用地信息數據庫，它們共同為系統的農用地信息數據與農用地現場核查應用實現了數據的共享與交換?；A地圖數據經過加密、壓縮存儲等步驟，制作成自定義的離線柵格數據格式，直接存儲在移動設備中，供農用地現場核查應用調用。

移動端的農用地線程核查應用由農用地信息數據查看、搜索、現場核查記錄和記錄查看等功能模塊構成。

1.2 離線數據

系統需要用的數據包括基礎地圖數據和農用地信息數據。基礎地圖數據采用柵格格式，數據量較大，因此需要制作成離線數據放在移動端進行加載。

移動設備與一般的臺式機和筆記本電腦等相比，具有屏幕尺寸較小、計算能力有限、觸摸交互、輸入源豐富（移動終端具有GPS、陀螺儀、重力感應、加速感應等模塊）等特點，對移動端離線數據的制作提出了不同的要求。為了在有限的窗口范圍內清晰顯示地圖要素信息，系統采用的基礎地圖數據采用了不同于網絡終端上地圖數據的層級與不同層級的顯示內容標準。

1.2.1 離線數據安全。

在一些情況下，為了確保離線基礎地圖數據的安全或其他一些原因，需要對離線地圖數據進行加密處理。首先對離線數據進行水印加密轉換處理，在每張地圖圖片上增加隱性或顯性的水印信息，方便數據追蹤回溯。

在對離線數據加入數字水印后，對地圖數據進行加密運算，加密算法采用AES（Advanced encryption standard，高級加密標準）。AES具有安全性高、性能優越、加密解密的效率高、加密解密過程簡單易懂、容易使用等優點。與其他加密算法相比，AES無論在有反饋模式還是無反饋模式的計算環境下都具有非常高的性能。更難能可貴的是，AES對內存等硬件需求十分低的同時，也可以抵御強大的攻擊。這些優點都使AES成為移動端離線數據加密的最合適算法[4]。

1.2.2 離線數據存儲。

柵格地圖的數據量一般較大，而移動設備硬件條件有限，所以應盡量減少離線數據量。為此，筆者設計了一種緊湊型的離線切片數據格式，具有遷移方便、創建更快和減少存儲空間等優點。

系統采用的緊湊型格式主要是將多個柵格圖片合并為1個文件，以大量減少文件數目的方式來達到減少數據占用空間的目的，筆者設計的緊湊型柵格數據格式，將4 096×4 096個像素的圖像合并為1個文件保存，同時生成1個索引文件，方便系統快速定位至所需圖片。文本用上海市基礎地圖數據進行試驗，將2.2 G大小的地圖數據制作成緊湊型后數據量為1.8 G，在基本不影響系統加載地圖數據效率的基礎上，一定程度上減少了離線數據量[5-6]。

1.3 功能設計

該系統旨在幫助用戶進行農用地現場核查，根據核查結果對農用地數據庫進行更新。核查人員可以快速查看對感興趣的農用地信息，進行現場核查，實時通過在線農用地核查服務進行農用地數據更新，并以多媒體信息的形式記錄下來，以供數據回溯、記錄查看和記錄修改等。

1.3.1 記錄核查。

核查人員對農用地進行核查的主要內容有核查地塊編號和地理位置是否正確、田塊實地面積與數據庫數據是否一致、田塊的使用信息與實地使用是否吻合等。核查人員在系統中記錄核查日期、農用地編號、核查人、核查情況以及必要的多媒體輔助信息。

1.3.2 記錄展示。

核查形成的核查記錄保存在移動設備中，可以隨時在移動設備上直接查看和修改，同時也可以通過在線實時上傳的方式，通過農用地核查服務對農用地信息數據庫進行相應更新，從而提高基礎數據的精準性，加快了核查員的核查效率。

2 系統實現

基于ArcGIS Runtime SDK for Android，數據庫采用移動平臺上的開源輕量級數據庫SQLite，在Android移動平臺上實現了農用地核查系統。目前，該系統已在上海浦東新區農業委員會試用，獲得了良好的評價。

與目前其他的移動操作系統相比，Android系統的一大優勢在于其開放性和免費的服務，Android是一個對第三方軟件完全開放的平臺，開發者在為其開發程序時擁有更大的自由度，與iOS系統的封閉性完全相反，所以Android系統獲得了更多產商的支持，同時Android也得到了大量開發者的支持，因此筆者選定在Android系統下進行了實現與試驗。當然，筆者提出的農用地現場核查系統也完全適用于iOS等其他移動操作系統。

2.1 農用地信息展示與搜索

農用地核查員用該系統在現場進行核查時，系統會加載影像地圖與農用地數據，在地圖上標識出農用地塊；提供農用地的編號、土地性質、種養戶、生產用途、種養類型、面積等屬性，為核查人員在現場核查提供必要的數據資料。系統提供道路交叉口搜索以及根據農用地編號、農用地位置、所在區鎮、種植戶名稱等的農用地搜索，方便核查員進行核查。

2.2 農用地現場核查記錄

核查人員在農用地塊上進行核查，記錄農用地塊編號、核查記錄文字描述、核查地實時輔助照片，如圖 2所示。其中，田塊編號為核查的農用地編號，地圖上居中選擇并顯示其屬性信息；核查情況為核查情況的文字描述，

圖2 核查記錄

比如“邊界有誤”、“生成用途錯誤”等；另外，還可以添加1張或多張現場照片，用以輔助說明現場情況。核查信息上傳至農用地核查服務的同時，也被保存在移動端中，方便隨時查看和修改核查記錄。

2.3 農用地核查記錄查看

核查員需要查看核查記錄時，可以根據核查人與核查日期快速定位到感興趣的核查記錄項；查看詳細信息時，地圖快速定位至記錄的農用地塊，并顯示包括文字、圖片在內的多媒體等核查具體信息（圖3）。

圖3 記錄查看

3 小結

隨著“智慧城市”和“智慧農業”等的建設，物聯網和移動互聯網的迅猛發展，數字化信息無處不在，也對農業工作者提出了更高的要求，應當利用先進的移動互聯網、GIS技術提高農用地現場核查效率。筆者將移動互聯網技術與農業結合，提出了一套移動端農用地現場核查系統，闡述了系統中的離線數據加密、壓縮、核查記錄采集和核查記錄展示等關鍵技術。最后，在Android平臺上進行了實現，成功應用于上海市浦東新區農用地信息化管理系統中。

參考文獻

[1] 楊艷梅，王澤根.移動地圖理論基礎研究[J].四川測繪，2007，30（4）：159-163.

[2] 周侗，龍毅.我國近期移動地圖與互聯網地圖發展綜述[J].地理與地理信息科學，2012，28（5）：1-5.

[3] 劉勝前，陳立定，任志剛.基于Android移動平臺和GPS應用服務研究[J].信息技術，2012（1）：82-85.

[4] 趙雪梅.AES加密算法的實現及應用[J].常熟理工學院學報，2010，24（2）：105-110.

[5] 辛靖，白麗娜，劉占敏.一種適用于移動在線地圖數據的精簡方法[J].軍事交通學院學報，2014（2）：86-90.

[6] 劉愛龍.地圖數據網絡分發中數據壓縮與加密技術的研究[D].鄭州：解放軍信息工程大學，2005.