基于Android的遼寧林業(yè)外業(yè)調(diào)查采集系統(tǒng)構(gòu)建

王 鎧

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧 沈陽 110122)

1 引言

隨著移動設(shè)備制造技術(shù)和移動互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，移動手機(jī)、移動智能平板等設(shè)備的性能日趨卓越，用戶越來越多，尤其是基于android系統(tǒng)的移動設(shè)備擴(kuò)展性和兼容性很強(qiáng)，其應(yīng)用范圍十分廣泛。以往林業(yè)調(diào)查使用的外業(yè)調(diào)查軟件系統(tǒng)很多是基于Windows系統(tǒng)開發(fā)的，這些設(shè)備由于硬件老化、開發(fā)難度大，已經(jīng)逐漸退出歷史舞臺，而基于android系統(tǒng)開發(fā)的林業(yè)外業(yè)調(diào)查系統(tǒng)，由于兼容性好、開發(fā)難度低，已經(jīng)逐漸成為主流。在這樣的形勢下，遼寧省在總結(jié)以往經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于android系統(tǒng)的遼寧林業(yè)外業(yè)調(diào)查采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠滿足基礎(chǔ)定位查詢、資源調(diào)查、造林核查等多種業(yè)務(wù)需求，在林業(yè)外業(yè)調(diào)查中應(yīng)用十分廣泛。

2 開發(fā)環(huán)境

2.1 Android Studio開發(fā)工具

Android Studio 是目前比較流行的Android開發(fā)工具，是由谷歌公司研發(fā)的一款A(yù)ndroid系統(tǒng)的集成開發(fā)工具。它是基于 IntelliJ IDEA 的開發(fā) Android 應(yīng)用的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)。有IntelliJ 的代碼編輯器和開發(fā)者工具，Android Studio 提供了更多可提高 Android 應(yīng)用構(gòu)建效率的功能。

2.2 ArcGIS Runtime SDK for Android

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

3 總體設(shè)計

本系統(tǒng)的總體設(shè)計思路是通過桌面端森林資源管理系統(tǒng)分發(fā)資源小班面矢量數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、地形圖柵格數(shù)據(jù)等作為外業(yè)調(diào)查采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用外業(yè)調(diào)查采集系統(tǒng)進(jìn)行外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)調(diào)查采集，采集后將調(diào)查結(jié)果返回桌面森林資源管理系統(tǒng)，更新資源數(shù)據(jù)庫。在滿足外業(yè)基礎(chǔ)調(diào)查、采集功能的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)調(diào)查數(shù)據(jù)與資源數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的無縫銜接，形成一體化協(xié)同作業(yè)的內(nèi)外業(yè)調(diào)查更新體系。詳見圖1。

圖1 一體化協(xié)同作業(yè)的內(nèi)外業(yè)調(diào)查更新體系

4 功能模塊設(shè)計

本系統(tǒng)在實現(xiàn)野外GPS定位和坐標(biāo)采集以外，針對遼寧林業(yè)外業(yè)調(diào)查的實際需求定制開發(fā)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(yè)外業(yè)調(diào)查采集的所有需求。

4.1 外部數(shù)據(jù)加載

提供shp格式的矢量數(shù)據(jù)和所有格式柵格數(shù)據(jù)的添加和移除。

4.2 數(shù)據(jù)采集和編輯

系統(tǒng)提供GPS采點、十字采點、實時采點、導(dǎo)入航點、點成面、線成面、手繪采集等數(shù)據(jù)采集功能；分割、合并、修邊、挖面、節(jié)點編輯等圖形編輯功能，可根據(jù)實際需求靈活地完成圖形采集和編輯。

4.3 造林核查

系統(tǒng)自定義當(dāng)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(fù)核查等6種核查業(yè)務(wù)模塊，提供屬性查詢、錄入、拷貝和邏輯關(guān)系檢查功能。

4.4 影像加載

一是通過設(shè)置遙感影像存儲路徑，可實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)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(jī)，野外無需聯(lián)網(wǎng)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(chǎn)生微小偏移，系統(tǒng)可手動設(shè)置底圖偏移量，調(diào)整底圖影像與小班圖層的位置關(guān)系；也可與系統(tǒng)內(nèi)設(shè)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(fā)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(dǎo)入平板，并建立與小班面圖層的關(guān)鍵字關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過定位模塊選擇要查找的縣、鄉(xiāng)、村、林班、小班號，點擊定位即可立即定位到目標(biāo)小班位置，方便外業(yè)查找目標(biāo)(圖3)。

4.7 數(shù)據(jù)字典

可自定義調(diào)查因子代碼域、行政代碼表和圖層參數(shù)表，實現(xiàn)行政代碼、調(diào)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(tǒng)特色

5.1 手工精確采點

在屏幕中心設(shè)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(zhǔn)確率低)。

5.2 影像批量加載

影像批量加載可實現(xiàn)屏幕顯示區(qū)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(shù)據(jù)量較大而造成卡頓的問題。

5.3 面向多業(yè)務(wù)設(shè)計

系統(tǒng)既能滿足普通外業(yè)調(diào)查采集業(yè)務(wù)，也能滿足造林核查、資源調(diào)查等業(yè)務(wù)需求。

5.4 外業(yè)采集與內(nèi)業(yè)管理系統(tǒng)無縫銜接

本系統(tǒng)的設(shè)計與遼寧省森林資源管理系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫對接，極大地提高了內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)交換的準(zhǔn)確性、一致性和工作效率。

6 總結(jié)和展望

目前，由于智能平板設(shè)備擁有價格低、性能好、顯示效果好、app開發(fā)難度不高、兼容性強(qiáng)等特點，林業(yè)外業(yè)調(diào)查采集設(shè)備正由傳統(tǒng)的三防式的非智能PDA向智能平板設(shè)備轉(zhuǎn)移。介紹了基于Android 開發(fā)平臺和ArcGIS Runtime SDK for Android開發(fā)環(huán)境開發(fā)的遼寧林業(yè)外業(yè)調(diào)查采集系統(tǒng)的總體設(shè)計思路、功能模塊設(shè)計和設(shè)計特色。該設(shè)計在充分總結(jié)遼寧林業(yè)外業(yè)調(diào)查實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過大量野外測試和完善優(yōu)化最終形成，其整體設(shè)計思路符合主流的大數(shù)據(jù)一體化平臺建設(shè)思想，其細(xì)節(jié)功能設(shè)計也針對性地解決了外業(yè)調(diào)查中操作精度低、操作效率低的突出問題，尤其是其數(shù)據(jù)來源和調(diào)查成果數(shù)據(jù)與遼寧省森林資源管理系統(tǒng)的無縫銜接，大大提高了該系統(tǒng)的實際作用，解決了以往外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)與內(nèi)業(yè)資源數(shù)據(jù)兼容難的問題。

由于林業(yè)調(diào)查結(jié)果的精度相對國土等行業(yè)來說比較低，導(dǎo)致更多先進(jìn)的設(shè)備和科技成果在林業(yè)行業(yè)的應(yīng)用相對比較滯后，相信隨著科技的不斷進(jìn)步和精準(zhǔn)林業(yè)戰(zhàn)略的不斷深入，林業(yè)外業(yè)調(diào)查軟件的設(shè)計將更加注重調(diào)查精度和調(diào)查成果與基礎(chǔ)資源數(shù)據(jù)的同步。文本就提高外業(yè)調(diào)查采集精度、影像等外部數(shù)據(jù)使用效率和調(diào)查成果與資源數(shù)據(jù)的同步方面進(jìn)行了重要探索和研究，希望對林業(yè)行業(yè)野外調(diào)查工作的發(fā)展以及外業(yè)采集系統(tǒng)設(shè)計的進(jìn)步起到一定的幫助。