測繪數據外業采集及其內業處理

譚　君（四川中水成勘院測繪工程有限責任公司，四川 成都 610072）

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測繪數據外業采集及其內業處理

譚君（四川中水成勘院測繪工程有限責任公司，四川 成都 610072）

經濟社會的發展推動了信息化建設在各行業、領域的應用，測繪數據外業采集工作在數據獲取能力與現時性上也面臨著越來越高的要求。智能移動設備和信息網絡的全面覆蓋為測繪外業工作的變革帶來的巨大的發展機遇，使得測繪生產單位根據業務需求，利用跨平臺自行開發組建應用成為可能。本文基于ArcGIS Runtime SDK與ArcGIS Serve技術，初步探索了在網絡化時代背景下的測繪數據外業采集工作及其內業處理的解決方案。

測繪數據；外業采集；內業處理

引言

移動互聯網的興起將智能移動終端設備帶入到了人們生活的各個方面，推動了測繪數據外業工作向著“平板化”的方向邁進。同時，許多GIS廠商通過在統一的系統平臺上向公眾提供開放式的通用軟件服務，使得用戶擁有了更多的選擇空間與設備自定義的自由。這使得測繪作業人員能夠通過基本的培訓并掌握新的工作方式來從以往繁重的勞動中解脫出來，極大的提高了外業采集及其內業處理工作的效率。另一方面，智能移動終端設備系統平臺的標準化使得非專業的開發人員也能夠通過學習掌握數據的二次開發技術，極大的降低了數據外業采集和內業處理的難度，作業單位可以根據自己的需求來定制最大程度適合自身需要的測繪應用程序。鑒于以上情況，作為測繪生產單位必須要積極應對這種外部環境的變化，認識到社會經濟的快速發展、信息化建設的穩步推進對基礎數據測繪提出的更高要求，重視新技術的開發，不斷提高生產效率，形成屬于自己的核心研發能力。

1　關鍵技術及其特點

1.1ArcGIS Runtime SDKs

ArcGIS Runtime SDKs是ESRI公司發布的一套適用于各種平臺，可用作各種原生應用程序開發的工具集合。基于ArcGIS Online以及ArcGIS Server的測繪數據外業采集系統能夠在離線環境下為移動終端、嵌入式設備以及桌面環境提供從簡單的地圖顯示到復雜的導航甚至是高級GIS分析功能。不僅如此，ArcGIS Runtime SDKs還可以被應用于構建平臺原生應用程序，實現與ArcGIS Serve的無縫對接和對ArcGIS Online的集成工作，并且在實現大量豐富的GIS功能的同時仍能保持移動設備的流暢使用體驗。

1.2ArcGIS Server

ArcGIS Serve是基于SOA（Service-Oriented Architecture）構架的GIS服務器，可用于企業級服務的部署，并能向使用者提供便捷的資源訪問權，允許包括移動端、桌面端、Web端在內的各種客戶端利用其進行GIS資源的創建與開發。空間可視化與空間分析以及實時數據處理分析是ArcGIS的核心功能，開發者還可以用于進行如空間數據管理、測繪數據在線編輯以及地圖核心內容管理等其他工作。

ArcGIS Server集成了ArcSDE技術，可以向用戶提供數十種不同類型的服務，如地圖服務、搜索服務、幾何服務、空間數據服務、地理編碼服務、工作流程管理服務等，具有系統伸縮性強、跨平臺優勢明顯、版本與非版本化編輯功能強、數據業內處理效率高等優點，是一個提供高級GIS功能、可集中管理的GIS系統。

1.3基于ArcGIS Runtime SDK/Serve技術的數據外業采集特點

ArcGIS Runtime SDK與ArcGIS Serve技術的應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特點：①該系統能夠利用底圖數據和多種矢量數據格式在離線模式下工作，并能參照各種常見的測繪空間來進行數據展示；②支持外業環境下對空間數據的離線編輯，并可在設備聯網后與服務端進行同步編輯工作；③利用設備的GPS功能來運行完整的地理信息處理任務，并擁有后臺高速的幾何處理和空間分析功能，并能夠在離線模式下進行地理空間編碼和相應的解析工作；④能夠智能提示現實要素信息，支持離線狀態下的位置搜索，并能夠通過交互或SQL查詢的方式對要讀取的信息進行讀取。

2　主要模塊設計

總體設計：

根據對具體工作的需求分析結果，基于模塊化、層次化的設計原則，可將測繪外業數據采集系統的總體構架分為三個大的層次，各個層次中又包括若干個子模塊。處于基礎地位的數據訪問層應包括數據加載模塊、日志模塊以及服務連接模塊，其主要職能是獲取并加載測繪外業作業數據，對應用程序的運行狀態進行相關數據統計等。服務層是連接外業數據與內業處理的核心地帶，一般包括圖層管理模塊、定位模塊以及數據采集模塊等，其主要職能是基于數據訪問層或移動終端數據共享系統接口向上層提供組織和管理數據內容的服務。應用層主要負責測繪數據的查詢與瀏覽，故應該相應設置查詢和瀏覽模塊，其主要職能是實現用戶之間的信息交互。

2.1數據訪問層

服務連接模塊主要負責對部署在ArcGIS Serve上的要素進行訪問，根據一定的條件對矢量數據進行緩存、記錄，并將相應數據備份并生成支持后續離線編輯的geodatabase文件。待測繪外業工作結束后再通過對文件的讀取來實現外業數據在地理數據庫中的對要素內容和要素服務的同步編輯。

2.2數據采集模塊

向系統發起Intent請求是數據采集模塊主要實現的功能，不論是利用系統組件還是借助于第三方開發的應用程序來實現對實景信息的收集，也不論收集到的實景信息是以圖片、視頻或是音頻形式存在的，該模塊職責就在于將這些測繪數據信息生成相關的文件并將其生成的路徑返回給調用的模塊。同時，在加入作業場景為環境變量的基礎上，調用系統API獲取移動設備的姿態數據等各種傳感器數據，并寫入系統日志。

2.3定位模塊

定位模塊的設計是為了更好的向向調用方返回附帶時間有效性標記的不同精度定位坐標數據。定位模塊又可以根據應用場景的不同而被分為兩種方式，基于網絡的定位和基于GPS功能的定位。在實際中由于GPS定位經常受到信號強度和質量的影響而存在一定程度的不穩定性，因此出于對意外情況的考慮，應避免過長的響應時間，并選擇更加穩定可靠的網絡定位。

2.4數據加載模塊

數據加載模塊主要是為系統提供一個便于操作的可視化界面，并能夠真實有效的反應用戶交互的結果并在其基礎上識別上傳文件的數據類型，檢查數據的完整程度，使得用戶能夠自由快捷的獲取目標文件。與此同時，數據加載模塊在判別調用的數據類型后進行數據的裝載，將系統中的可用實例交付給地圖控件，如果相關數據存在殘損狀況，則通過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現控制圖層的可見性，并便于對圖層進行有效的加載、凍結以及調整等操作。通過與數據加載模塊的接口，圖層管理模塊能夠獲取調用數據引用的實例，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、拖放調整順序以及鎖定與解鎖操作。

3　實現與應用

3.1工作流程介紹

基于ArcGIS Runtime SDK與ArcGIS Serve技術的外業采集與內業處理系統的工作流程可以分為三個階段，數據準備階段、外業工作階段與內業處理階段。在在數據準備階段，通過制作地圖文檔，部署ArcGIS Serve，發布地圖文檔以及創建企業級地理數據庫這四個步驟來實現對要素服務的創建。創建完成后，相應的測繪工作人員就可以在移動端的應用程序中找到對應要素服的連接，并能夠下載要素數據，生成可離線使用的地理數據庫文件，為外業工作的開始做出充分的準備。在外業工作階段，作業人員主要是通過調用瀏覽查詢模塊來查找數據，并在離線環境下能夠對調用數據采集模塊進行編輯，將實景信息數據采集下來并以各種格式寫入屬性字段中。外業工作結束后，在內業環境下重新連接要素服務，調用服務連接模塊將外業中進行的修改編輯操作同步到企業級地理數據庫中，隨后即可在ArcMap中加載數據進行后續的內業處理工作。

3.2矢量編輯功能

矢量編輯是測繪外業作業過程中主要的需求之一。在傳統的紙質調繪方法以及部分電子調繪系統中一般采用標注的方法來對修改加以記錄，并在內業中跟進后續工作。基于ArcGIS Runtime SDK方案的本系統能夠支持移動終端在離線環境下對要素的幾何信息進行直接的編輯修改。主要的操作類型包括新建、修改、分割、刪除與合并等，并且具有操作過度集約化的特點，所有不同類型的操作均可以通過系統中地圖控件上的SingleTap進行調用實現。

3.3設置可離線使用的要素服務數據

系統的同步功能對數據的同步存儲提出了要求，數據的離線使用和同步功能的實現有賴于數據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、管理以及分析數據的更愛，以便于操作者能夠對地理數據庫中所有數據互數據子集的更改有全面清晰的認識。全局ID則用于在地理數據庫中或跨地理數據庫唯一地識別要素。

4　結束語

隨著智能化電子設備與移動終端平臺操作系統的不斷發展，各種新型的開發技術不斷涌現。一些操作系統的跨平臺特點為測繪數據的外業采集以及內業處理帶來的極大的便利，也為移動GIS的發展帶來了機遇與挑戰。在這種新形勢下，測繪單位需要認識到數據網絡化進程對推進對基礎數據測繪提出的更高要求，重視新技術的開發，不斷提高生產效率，形成屬于自己的核心研發成果。

［1］田 萍，唐桂彬，閏愛軍.測繪外業數據智能采集系統的研究與應用［J］.楊凌職業技術學院學報，2014（1）：44～46.

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譚 君（1971-），女，高級工程師，本科，主要從事測繪內業工作。

TB22

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2095-2066（2016）09-0085-02

2016-2-23