基于Android平臺的管線調繪系統設計與實現

楊澤宇，孫炳見

(1.武漢珈和科技有限公司，湖北 武漢 430000； 2.徐州市勘察測繪研究院，江蘇 徐州 221000)

基于Android平臺的管線調繪系統設計與實現

楊澤宇1*，孫炳見2

(1.武漢珈和科技有限公司，湖北 武漢 430000； 2.徐州市勘察測繪研究院，江蘇 徐州 221000)

城市地下管線是城市公共基礎設施的關鍵，如何快速、高效地維護更新地下管線信息成為城市管理中需要面臨的重要問題。本文介紹了在管線數據采集過程中，采用基于Android平臺設計并開發的移動GIS數據采集系統，不同于傳統的紙質作業流程，移動GIS數據采集系統能夠減少內業工序，降低傳統內業手工錄入數據屬性過程中出現錯誤的概率，提高了工作效率。

Android；管線；移動GIS

1 引 言

隨著城市化進程的加快，管線從地上轉移到地下，鋪設范圍越來越廣，種類也日益增多，導致管線普查工作越來越復雜。管線普查時需要記錄大量數據，除了要畫管線草圖，還需要記錄管點、管線的屬性以及一些特殊情況的備注信息。傳統的紙質調繪，已經不能夠滿足日益復雜的管線探測，內業錄入過程中存在數據量大，出錯率高等問題[1，2]。因此如何提高管線外業數據采集及內業成圖效率成為不可避免的問題。隨著移動互聯網的熱潮，平板電腦在生活中的應用也在不斷加強，但移動GIS數據采集并沒有受到普及。本文中主要基于Android版的平板電腦開發出一套移動GIS，供管線外業數據采集使用，能夠適應外業人員工作方式，進行實時數據錄入，查詢，更新，并且將一些基本屬性自動標注在管線上，既方便管線巡視時查看，又可以實時查看屬性是否填錯，為了區分不同管線點，對不同屬性的管線點進行了符號化，管線則使用不同顏色表示。使用基于Android的移動GIS管線數據采集系統，可以實現管線內外業一體化，規范化地下管線數據采集的工作流程，提高管線的工作效率。

2 管線探測流程

2.1 作業流程

管線作業流程大致可以分為四個部分，管線外業調繪、測量管線點坐標、內業數據處理、生成數據庫[3，4]，如圖1所示。管線外業調繪中繪制管線草圖，建立管點之間的拓撲關系，同時記錄管點、管線的屬性信息。采用全站儀或RTK收集管點坐標，內業數據處理時與管線草圖匹配，最終生成數據庫。

圖1 管線作業流程

2.2 數據整理

傳統紙質管線作業中，主要是利用紙質繪制管線草圖和記錄相關屬性信息，對于大型的管線項目，容易存在重號等問題，尤其是在數字化過程中容易出現錯連、重號等紕漏，如果錯號，還需要外業進行重測，過程煩瑣。若是采用移動GIS方法，可以避免這些問題。外業采集數據結束后，直接將數據導出，大大降低了傳統紙質內業數據整理的工作量。在使用平板電腦進行管線巡視時，配合顯示的重要管線標注，可直觀查看重要屬性是否正確、丟失，與傳統紙質相比省去了打印紙質圖等過程，而且系統設置了記憶功能，在記錄數據時一些常用的屬性，如材質、線型、管線性質、流向等屬性值直接從上一個點或線中獲取。

3 系統設計

3.1 系統總體結構設計

本系統采用3層架構設計，分別為服務層、數據層、運行支撐層組成[5]，如圖2所示。

(1)運行支撐層

運行支撐層是軟件的開發框架，也是系統平臺層，各系統中所有應用都是基于該層進行開發的。其中ArcGIS for Android由Esri發布，是構建原生及跨平臺的地圖應用程序的開發包，可用于開發桌面和移動設備的應用程序，支持各種地圖服務。SQLite是一個開源、內嵌式的關系型數據庫，主要用來完成數據存儲。

圖2 系統總體結構設計

(2)數據層

數據層是由離線地圖，表單數據以及照片等其他數據構成，包含了管線外業調繪時的離線地形圖，九類管線的點、線屬性表，備注信息表以及調查地點的照片。

(3)服務層

服務層主要包括登錄驗證、工程管理、圖層控制、地圖操作、數據編輯、查詢服務等部分，可以實現身份登錄，文件的新建、打開數據庫文件，導入離線地圖以及地圖放縮等基本操作，查詢、添加管點、管線。

3.2 系統數據庫設計

系統數據庫采用SQLite數據庫，它實現了零配置、完備性、事務性的SQL數據庫引擎，特點是簡單、靈活、可靠。數據庫結構設計則是充分考慮工作中屬性規范指定相應的數據表，主要有管點屬性表、管線屬性表。管點屬性表主要有物探號、特征、附屬物、管線性質、權屬單位屬性[6]。管線屬性表主要有起點物探號、終點物探號、起點埋深、終點埋深、埋設類型、線型、管線性質、材質、管徑、壓力值、電纜條數、總孔數、占用孔數、電壓值、路名屬性[7]。

4 功能設計

本文中功能設計的系統功能架構[8]，如圖3所示。

4.1 工程管理

工程管理主要是對數據庫文件進行新建、打開、導入操作以及加載離線地圖。離線地圖可以通過ArcGIS進行發布，供移動端進行離線數據訪問。如圖4所示，該部分功能主要是對數據庫文件及離線地圖文件進行相關操作。

圖3 系統功能架構

圖4 工程管理

4.2 地圖操作

地圖操作部分主要包含了地圖瀏覽功能，如放大、縮小、全圖顯示。圖層控制功能主要是對電力、電信、排水、給水等九種管線的圖層進行顯示隱藏操作，可以根據需要關閉顯示圖層。添加管點、管線和備注也是本系統的核心部分。本系統操作界面如圖5所示，離線地形圖與已有管線相結合，右側為圖層管理層，此處僅以電力、電信為例。配合管線的屬性標注，能夠完全取代紙質作業。

圖5 地圖操作

4.3 數據處理

數據處理部分主要分為編輯、查詢和刪除功能。用戶可以對感興趣的管點、管線使用點選操作進行編輯、查詢和刪除其屬性。錄入、編輯、查詢管點管線的屬性信息，如圖6、圖7所示，此處以電力管點和管線為例。管線外業探測過程中，同一路段的同類型管點、管線通常有相同的屬性，如材質、線型、管線性質、流向等，因此在使用系統進行數據采集時，對重復性較高的屬性項，使用記憶輸入法，即直接將上一個數據顯示在屬性表中，無須用戶對每個管點管線的屬性值，全部進行重新錄入。

圖6 點屬性

圖7 線屬性

5 結 語

本文中開發基于Android平臺的管線外業數據采集系統，能夠實時有效地完成大型管線野外數據調繪和采集，減少了大量內業處理工作量，提高了工作效率。比傳統管線采集方式節省了50%的工作量，省略了傳統紙質作業流程中，打圖、繪制紙質草圖、內業重新錄入數據等容易出現紕漏的過程，真正實現了內外業作業模式數字一體化，同時也取得了良好的經濟效益和社會效益。

[1] 范娟娟，鞠建榮. 基于Android 的管線移動采集更新系統設計與實現[J]. 城市勘測，2016，1(1)：98～100.

[2] 郭鵬，夏吉祥，王超. 基于Android平臺的地下管線數據移動采集軟件設計與實現[J]. 地理信息世界，2014，21(2)：74～77.

[3] 秦智慧. 地下管線探測內外業一體化系統的研究與設計[J]. 工程勘察，2015(9)：76～79.

[4] 常洲，戴相喜，王華峰. 地下管線內外業一體化探測技術研究及實現[J]. 測繪通報，2011(7)：50～53.

[5] 唐曉旭. 基于PDA的內外業一體化技術在地下管線普查中的應用[J]. 計算機光盤軟件與應用，2012(20)：79～80.

[6] 張書亮，儲征偉，何源等. 城市綜合與專業地下管線空間數據的差異性分析[J]. 測繪通報，2013(12)：58～62.

[7] 林超峰，丁建勛，萬志剛等. 基于VB 的地下管線竣工測量內外業一體化的設計與實現[J]. 測繪通報，2012 (S1).

[8] 倪志，康停軍，古敏聰等. 基于移動GIS 的地下管線應用的設計與實現[J]. 測繪與空間地理信息，2016，39(7)：34～35.

DesignandImplementationofPipelineAnnotationSystemBasedonAndroid

Yang Zeyu1，Sun Binjian2
(1.Wuhan JiaHe Info Co.，Ltd，Wuhan 430000，China；2.Xuzhou Institute of Surveying and Mapping，Xuzhou 221000，China)

Urban underground pipeline is the key part of urban public infrastructure，how to maintain and update the underground pipeline information efficiently and rapidly becomes an important problem in the city management. This paper describes the process of pipeline data collection，based on the Android platform design and development of mobile GIS data collection system. Different from the traditional paper recording process，mobile GIS data collection system can drop the tedious working procedure，reduce error probability caused by manual record pipeline data，and grow great working efficiency.

Android；pipeline；Mobile GIS

1672-8262(2017)06-40-03

P208.2

B

2017—02—06

楊澤宇(1987—)，女，碩士，工程師，主要從事GIS軟件開發、圖像算法等研究。