基于移動GIS的綜合調查作業模式探究

徐晗

(上海市測繪院，上海 200063)

1 引 言

近年來，土地調查、全息測繪、管線測量以及地理國情監測等工作都對以調查為手段的變化發現、外業調繪、屬性采集工作提出了更高要求[1-3]。以智能化全息測繪為例，隨著激光掃描、航空攝影、移動測繪等新型采集手段的不斷發展，空間、紋理信息的獲取已十分便捷[4]。但是，地理實體的社會經濟屬性仍需要通過人工調查的方式獲?。徽{繪工作仍依賴紙質圖紙。長期以來，傳統的調查工作管理模式單一，管控力度不夠，且多種類數據的重復調查，不僅效率低，還會帶來成果不一致等諸多問題，已不適應現代社會綜合治理要求。

隨著智能設備性能的提高和應用的普及，移動GIS作用日益凸顯，同時也為綜合調查提供了新的技術手段。因此，本文將通過“一巡多用、一巡多得”，實現變化發現、外業調繪、屬性采集最多“跑一次”，在提高效率的同時，探索全面集成的自動化、規范化綜合調查采集模式，并進行了項目實踐。

2 傳統調查作業模式存在的問題

(1)重復采集問題嚴重

根據調查的目的、要求不同，作業人員往往需多次重復到達現場，進行諸如變化發現、外業調繪、屬性采集等工作。比如管線測量、全息測繪的外業調繪，土地利用現狀調查，地理國情數據更新，是不同作業隊伍，在不同時間去同一個地點采集的。

(2)多種成果數據無法確保一致

多次采集，時效不一致以及采集技術標準、工作流程不統一，導致成果間一致性存在問題，為不同成果融合利用增加難度。比如管線測量和全息測繪的外業調繪工作是分別進行的，對管線地面附屬物的判別常存在差異，數據融合階段往往需要增加額外的外業采集工作。

(3)傳統模式效率低

目前，以紙質草圖為基礎的傳統調查作業模式仍是主流，數據采集的自動化、規范化、集成化程度低，導致作業效率低。且調查獲取的數據，還需人工輸入數據庫，不僅易出錯，還增加了不必要的作業環節，使調查作業內外業分離，流程煩瑣。

(4)過程管控、質量監管難

傳統調查作業模式，作業過程處于“黑盒”狀態，無法確定作業人員是否到達現場，是否100%落實調繪、采集等工作要求。隨著智能化全息測繪的發展，城市要素采集，部件全、屬性多，建模還需外業采集紋理，工作量大，容易遺漏，過程管控、質量監管問題將更加突出。

3 綜合調查作業模式構建

為解決傳統調查作業存在的問題，通過多項調查作業和多種類數據的綜合梳理、分析，結合從單一到綜合，發現到采集，管理到跟蹤的建設目標，綜合調查作業模式必須涵蓋以管理需求為核心的GIS桌面管理端和以現場作業需求為核心的移動調查終端。

3.1 GIS桌面管理端

GIS桌面管理端(以下簡稱管理平臺)是綜合調查作業管理的核心。除瀏覽、查詢、分析等基礎功能外，管理平臺需具備數據配置、項目管理、安全保密三方面功能。

(1)數據配置

根據土地調查、全息測繪、管線測量以及地理國情監測等工作的需求，綜合調查可能涉及影像底圖、地形數據等基礎數據和土地利用現狀數據、宗地數據、全息測繪成果、管線數據、地理國情數據等業務數據?？梢娦枰M行調查的業務數據成果標準各不相同，且調查需求也各不相同，因此數據配置以矢量數據為基礎，需對數據屬性進行三個部分的靈活配置。①字段名、字段類型、數據精度等屬性參數；②是否編輯、是否拍照、拍照要求等操作參數；③是否顯示、顯示效果、是否可查等輔助參數。通過三類參數的靈活配置，滿足矢量格式要求的數據都可納入綜合調查作業體系。靈活的數據配置是綜合調查作業實現“一巡多用、一巡多得”的核心。

(2)項目管理

區別于傳統調查作業的“黑盒”模式，項目管理需實現從作業人員、作業任務到作業過程三個層面的自動化管理。通過用戶管理、任務分割、任務分發、任務提醒等功能，可實現綜合調查范圍全覆蓋、作業全流程的監督管理。除此以外，結合移動GIS實時定位、實時采集的特點，項目管理模塊可通過調查人員作業軌跡的查看、分析實現對調查過程的監督和成果質量的輔助評定[5]。

(3)安全保密

為確保數據安全，管理平臺可采用業務信息網上流轉，調查數據線下加密的方式，既保證業務信息的實時流轉，也保證調查數據的安全保密。鑒于移動端運算性能限制，經對比試驗，針對調查數據的加密可分為兩個部分。①對影像底圖等柵格數據，因數據量較大，加密算法運算成本較高，影響數據實時解密、顯示的效果，因此可先混淆數據空間索引文件，再進行壓縮加密處理，如圖1所示，確保兼顧數據安全和運行效率。②對矢量業務數據，重點對空間坐標屬性進行加密。RSA加密算法是目前被研究最廣泛的公鑰算法，其中RSA和AES(如圖2)加密算法解決了單一加密機制的安全性、速度性、密鑰管理等問題[6，7]，被廣泛用于區塊鏈、數據通信等領域，經實踐，是解決綜合調查數據線下加密打包的有效算法。

圖1 影像底圖等柵格數據加密方法 圖2 調查矢量數據加密方法

3.2 移動調查終端

移動調查終端是實現自動化、規范化作業的核心。從紙質底圖、手工記錄到電子平板、自動采集，移動調查終端應通過優化采集、豐富內容、協助管理三方面提高綜合調查作業的效率和質量。

(1)優化采集

從采集方式來看，通過語音識別、圖文識別等技術，屬性采集已不再單純依賴手工輸入，自動化、便捷化的采集方式可充分提高作業效率。從輔助手段來看，通過電子設備、多源GIS數據，可實現實時定位，現場數據查詢、瀏覽、疊加、分析等多項輔助功能，協助作業人員做更準確的判斷和采集，提高數據采集的質量。

(2)豐富內容

從采集內容來看，作業人員可現場采集各類文本屬性數據；視頻、照片等多媒體數據以及時間、位置等輔助數據，大大豐富采集內容。且采集位置、時間、屬性和圖片數據的一致性，可作為數據質檢的重要依據，如照片采集的位置、角度、朝向與采集對象的空間位置矛盾，系統可鎖定拍照功能，強制作業人員到點采集，提高數據質量。

(3)協助管理

綜合調查因調查對象的增加，對作業人員要求較高，移動調查終端需配備作業管理模塊。對所有待調查的數據進行組織管理，調查人員可從系統中快速了解數據內容、作業范圍等基本信息。通過對已經完成和未完成的任務進行分色顯示，提供諸如快速定位距離最近的待調查對象等功能，可進一步協助作業人員無遺漏地完成調查作業。同時，作業管理模塊還可以對作業人員的工作量、工作效率進行評定，督促作業人員保質保量完成任務。

4 上海市黃浦區項目實例

上海市黃浦區項目的調查旨在采集用地管理中實際使用情況這一現狀數據，補全工業和商業地塊的現狀使用信息，彌補目前土地管理中實際使用情況主體的信息缺失。結合全息測繪院落實體數據以及地理國情專題設施更新需求，以綜合調查作業模式為基礎，建設了“院落(建筑)實體綜合調查系統”[8，9]。系統分為GIS桌面管理端和移動調查終端(如圖3)，建立了院落實體、土地數據以及地理國情要素綜合調查體系，功能組織如圖4所示。

通過黃浦區試點區域的綜合調查(數據組織如圖5所示)，在充分提高作業效率，提高成果質量，提高管理能力的基礎上，形成了從平面地塊數據到使用權利人實體化，使用情況立體化，使用內容豐富化的整套利用現狀數據，并實現院落實體數據和地理國情數據的同步更新。通過數據配置，系統可靈活適應包括全息測繪、管線測量等在內的多種變化發現、外業調繪、屬性采集工作。

圖3 綜合調查系統移動調查終端 圖4 院落(建筑實體)綜合調查系統功能組織

圖5 項目數據組織

5 結 論

本文分析了傳統調查作業模式存在的問題，構建了綜合調查作業模式，并通過建設“院落(建筑)實體綜合調查系統”，以及項目試點，實踐了綜合調查作業模型的可行性，在提高作業效率的基礎上，提高了調查作業管理能力和成果質量，對以調查為手段的變化發現、外業調繪、屬性采集工作開展有借鑒意義。