測量標志巡查內外業一體化管理系統的設計與實現

彭李，周勇，黃健

(1.荊州市測繪院，湖北 荊州 434000； 2.荊州市自然資源和規劃局，湖北 荊州 434000)

1 引 言

測量標志是維持國家坐標系統、高程系統、重力系統及其框架的基礎設施，是空間位置定位的基準，在國民經濟建設和社會發展中發揮著重要的基礎保障作用[1，2]。測量標志一旦破壞，就無法發揮其應有作用，而且恢復重建工作非常復雜，費用大大增加，影響正常的測量活動。因此，各級測繪地理信息主管部門高度重視此項工作，每年都定期開展測量標志巡查工作，進一步加強對測量標志保護。

由于測量標志點資料均為靜態圖紙及紙質文檔，而且測量標志種類多、分布范圍廣、巡查工作周期長，外業還要攜帶儀器設備，傳統手工管理的方式操作十分不便，存在測量標志點難找、數據查詢困難、信息化水平不高、大量重復性工作等諸多問題，無法及時掌握測量標志的情況，不便于測量標志的維護和保管。各地除了制定測量標志巡查的相關措施外，開展了測量標志信息化工作，基本實現了測量標志數據的集中管理[3，4]。但這些系統架構單一、功能設計側重于數據庫管理，忽視了測量標志巡查內外業的業務聯系，導致了數據更新維護不一致、時效性差、信息不準確等問題，在一定程度上影響了測量標志的巡查工作[5，6]。

測量標志巡查是一項系統性、持續性的工作，時間緊、任務重，如何提高巡查工作的效率，是當前迫切需要解決的問題。本文采用面向服務的(SOA)架構及移動GIS等技術，以測量標志巡查數據管理為主線，設計了測量標志巡查內外業一體化管理系統，實現基于平板電腦的移動巡查和桌面端展示測量標志位置以及其他相關屬性信息，能夠有效管理測量標志信息及基于規則和模板驅動的測量標志點相關電子表格批量輸出等，滿足測量標志巡查、管理的業務需求。系統既便于對測量標志的維護，又大大縮短了巡查周期，保證了點位資料的現勢性，實現了測量標志巡查的信息化。

2 系統設計

2.1 系統架構

系統總體框架分為標準規范層、數據支撐層、基礎框架層和功能應用層四個部分[7～9]，如圖1所示：

圖1 系統架構

標準規范層。系統建設嚴格遵循行業相關的數據規范、設計標準、操作規程等，并根據建設內容形成相應的數據資源建設和符號化表達規范要求。

數據支撐層。為系統提供數據支持，包含作為底圖數據的衛星影像、測量基礎DLG數據、文檔資料等數據，還包括保管員數據、各類測量標志點數據(三角點、水準點、GPS點、基準站等)。

基礎框架層。包含高度集成化的應用開發平臺和中間件產品，通過.NetFrameWork、ArcGIS、Android API和ArcGIS For Android等提供統一的技術支撐。

功能應用層。包括桌面端管理子系統和移動端巡查子系統，實現數據加載、地圖瀏覽、標志點查詢與統計輸出，野外巡查、路徑規劃、照片采集、GPS定位與軌跡記錄等功能。

2.2 系統功能設計

桌面端主要提供對空間數據的訪問、編輯、輸出等功能，將內業處理數據與外業巡查緊密地結合在一起，從而實現內外業一體化測量標志巡查流程，底圖數據制作、平板數據導出、數據查詢統計、數據管理、報表輸出等工作主要在桌面端執行，具體功能如圖2所示。

圖2 桌面端管理子系統功能

平板端主要用于測量標志的野外巡查工作，運行于安卓平臺的平板電腦上，考慮平板的顯示效率，在桌面端首先對已有影像數據和矢量數據進行數據切片操作，由于涉及數據保密工作，在進行外業巡查時，需要將所需的數據下載到平板端進行存儲，數據的讀取、顯示、編輯、保存通過本地數據庫完成，具體功能如圖3所示。

圖3 移動端巡查子系統功能

2.3 數據庫設計

系統數據庫的建設主要包括各類測量標志點數據內容：三角點數據、水準點數據、GPS點數據、基準站數據、保管員信息、巡查路徑以及各種輔助點、輔助線和輔助面數據。

測量標志數據庫在桌面端和移動端基本保持一致。桌面端通過Microsoft SQLServer 2016和ArcGIS統一管理數據，移動端則采用Sqlite數據庫，并進行擴展，以支持空間數據的存儲。考慮到底圖瓦片的大數據量和離線加載的需要，系統將瓦片實體文件存儲在平板存儲或SD卡的文件中；測量標志點數據和輔助數據的數據量較少且用戶操作頻繁，將其存儲在平板項目目錄的Sqlite數據庫中。另外，圖片采用實體文件保存，數據庫保存路徑和文件名。

3 系統實現

3.1 桌面端管理子系統

實現地圖瀏覽、數據編輯、數據設置、地圖工具、移動端數據管理和查詢統計等功能，系統界面如圖4所示。移動端數據管理模塊實現從數據庫中下載數據(geodatabase格式數據庫)提供給外業巡查系統使用；當外業巡查完成后，支持將geodatabase數據庫上傳到數據庫，保持內外數據的一致性。通過選擇或輸入行政區劃，標志類型以及級別、點名等信息，進行測量標志點查詢，查詢的結果可導出Excel表格，并可批量對測量標志點進行文檔輸出。匯總統計主要實現對各個類型測量標志點的總數、各級別數量、完損情況進行統計，并將結果導出Excel表格，如圖5所示。

圖4 桌面端管理子系統界面

圖5 匯總統計

3.2 移動端巡查子系統

實現了測量標志查詢定位、測量標志信息采集、巡查路線規劃及標志點巡查、GPS軌跡記錄。測量標志查詢定位功能實現根據測量標志點類型，輸入點名、等級和保管員等查詢條件，顯示查詢結果，查看和編輯標志點屬性。測量標志信息采集功能實現對測量標志點的信息進行錄入編輯、屬性數據的編輯與修改及測量標志圖像拍攝，可以添加、刪除不同類型的測量標志點，建立了標志點照片與對應的測量標志點關聯，如圖6所示。巡查路線規劃及標志點巡查功能實現為巡查人員提供多點的巡查，支持巡查測量標志點之間的規劃與指示，可以快速定位當前位置，為巡查實時提供行進方向，使巡查人員能夠準確快捷地找到被巡查的測量標志點，如圖7所示。GPS軌跡記錄功能實時記錄巡查人員工作路線，保證標志巡查信息采集的真實性、可靠性，并為測量標志巡查督導檢查工作提供可靠數據。

圖6 測量標志信息采集

4 結 語

本文設計實現的測量標志巡查內外業一體化管理系統以影像和基礎地理數據為支撐，集成各類測量標志點數據及相關業務數據，將測量標志巡查內外業業務緊密聯系，移動端實現測量標志信息的實時采集與更新，通過地圖定位和軌跡記錄，可以快速找到需要巡查的點，桌面端實現對測量標志點之記和測量標志普查登記表進行識別和自動入庫，按照統一的表格模板批量化輸出點之記信息表、測量標志委托保管書等電子文檔。系統的建立改變了傳統測量標志巡查內、外業分離的情況，解決了測量標志點難找、信息查詢難、管理難等問題，提高了測量標志外業的巡查及內業數據處理的效率，降低了測量標志管護工作成本和難度，促進了測量標志巡查工作科學化、規范化、常態化。