基于Android的遼寧林業外業調查采集系統構建

王 鎧

(遼寧省林業調查規劃院，遼寧 沈陽 110122)

1 引言

隨著移動設備制造技術和移動互聯技術的發展，移動手機、移動智能平板等設備的性能日趨卓越，用戶越來越多，尤其是基于android系統的移動設備擴展性和兼容性很強，其應用范圍十分廣泛。以往林業調查使用的外業調查軟件系統很多是基于Windows系統開發的，這些設備由于硬件老化、開發難度大，已經逐漸退出歷史舞臺，而基于android系統開發的林業外業調查系統，由于兼容性好、開發難度低，已經逐漸成為主流。在這樣的形勢下，遼寧省在總結以往經驗的基礎上，開發了基于android系統的遼寧林業外業調查采集系統，該系統能夠滿足基礎定位查詢、資源調查、造林核查等多種業務需求，在林業外業調查中應用十分廣泛。

2 開發環境

2.1 Android Studio開發工具

Android Studio 是目前比較流行的Android開發工具，是由谷歌公司研發的一款Android系統的集成開發工具。它是基于 IntelliJ IDEA 的開發 Android 應用的集成開發環境 (IDE)。有IntelliJ 的代碼編輯器和開發者工具，Android Studio 提供了更多可提高 Android 應用構建效率的功能。

2.2 ArcGIS Runtime SDK for Android

ArcGIS Runtime SDK是一整套用于構建原生及跨平臺的地圖應用程序的開發包，包括移動設備的Android、iOS、Windows Phone。這所有的API基于一個共同的C++內核，并在不同平臺上做了對應的封裝，使得在多平臺下的接口風格和編程模型相一致。利用這套開發環境可以很好地完成Android環境下的gis功能開發。

3 總體設計

本系統的總體設計思路是通過桌面端森林資源管理系統分發資源小班面矢量數據、遙感影像數據、地形圖柵格數據等作為外業調查采集系統的基礎數據，利用外業調查采集系統進行外業調查數據調查采集，采集后將調查結果返回桌面森林資源管理系統，更新資源數據庫。在滿足外業基礎調查、采集功能的基礎上，實現調查數據與資源數據管理系統的無縫銜接，形成一體化協同作業的內外業調查更新體系。詳見圖1。

圖1 一體化協同作業的內外業調查更新體系

4 功能模塊設計

本系統在實現野外GPS定位和坐標采集以外，針對遼寧林業外業調查的實際需求定制開發了造林核查圖斑采集和錄入、影像批量加載、小班定位等功能，能夠滿足目前林業外業調查采集的所有需求。

4.1 外部數據加載

提供shp格式的矢量數據和所有格式柵格數據的添加和移除。

4.2 數據采集和編輯

系統提供GPS采點、十字采點、實時采點、導入航點、點成面、線成面、手繪采集等數據采集功能；分割、合并、修邊、挖面、節點編輯等圖形編輯功能，可根據實際需求靈活地完成圖形采集和編輯。

4.3 造林核查

系統自定義當年造林核查、往年造林核查、封山育林實績核查、封山育林成效核查、退化林分修復核查等6種核查業務模塊，提供屬性查詢、錄入、拷貝和邏輯關系檢查功能。

4.4 影像加載

一是通過設置遙感影像存儲路徑，可實現標準圖幅影像的一鍵加載和一鍵移除，使影像加載更加靈活。二是可下載離線谷歌影像，存儲于本機，野外無需聯網直接加載離線地圖，是參考影像來源更加多元化(圖2)。

圖2 影像加載界面

4.5 底圖糾偏

離線谷歌影像可能與小班線產生微小偏移，系統可手動設置底圖偏移量，調整底圖影像與小班圖層的位置關系；也可與系統內設的自動糾偏功能配合使用，確保離線谷歌影像或其他底圖影像與小班圖層完全吻合。

4.6 小班定位

單獨開發了小班定位庫的制作程序，制作小班檢索定位庫，將小班檢索定位庫導入平板，并建立與小班面圖層的關鍵字關聯關系，通過定位模塊選擇要查找的縣、鄉、村、林班、小班號，點擊定位即可立即定位到目標小班位置，方便外業查找目標(圖3)。

4.7 數據字典

可自定義調查因子代碼域、行政代碼表和圖層參數表，實現行政代碼、調查因子代碼與中文的對照，配合屬性錄入窗口的下拉選擇。

圖3 小班定位界面

5 系統特色

5.1 手工精確采點

在屏幕中心設置了一個十字采集位，不隨底圖的拖動而移動，可通過移動底圖和放大比例，精確采集要采集的點位，避免了非GPS采集的手工采點的低精度問題(手指或筆點擊平板電腦屏幕的準確率低)。

5.2 影像批量加載

影像批量加載可實現屏幕顯示區域影像的一鍵加載，相對于以往的手動單幅添加影像，加載效率大大提高，同時也避免了自動加載全部底圖影像由于數據量較大而造成卡頓的問題。

5.3 面向多業務設計

系統既能滿足普通外業調查采集業務，也能滿足造林核查、資源調查等業務需求。

5.4 外業采集與內業管理系統無縫銜接

本系統的設計與遼寧省森林資源管理系統能實現數據的無縫對接，極大地提高了內外業數據交換的準確性、一致性和工作效率。

6 總結和展望

目前，由于智能平板設備擁有價格低、性能好、顯示效果好、app開發難度不高、兼容性強等特點，林業外業調查采集設備正由傳統的三防式的非智能PDA向智能平板設備轉移。介紹了基于Android 開發平臺和ArcGIS Runtime SDK for Android開發環境開發的遼寧林業外業調查采集系統的總體設計思路、功能模塊設計和設計特色。該設計在充分總結遼寧林業外業調查實踐經驗的基礎上，經過大量野外測試和完善優化最終形成，其整體設計思路符合主流的大數據一體化平臺建設思想，其細節功能設計也針對性地解決了外業調查中操作精度低、操作效率低的突出問題，尤其是其數據來源和調查成果數據與遼寧省森林資源管理系統的無縫銜接，大大提高了該系統的實際作用，解決了以往外業調查數據與內業資源數據兼容難的問題。

由于林業調查結果的精度相對國土等行業來說比較低，導致更多先進的設備和科技成果在林業行業的應用相對比較滯后，相信隨著科技的不斷進步和精準林業戰略的不斷深入，林業外業調查軟件的設計將更加注重調查精度和調查成果與基礎資源數據的同步。文本就提高外業調查采集精度、影像等外部數據使用效率和調查成果與資源數據的同步方面進行了重要探索和研究，希望對林業行業野外調查工作的發展以及外業采集系統設計的進步起到一定的幫助。