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(guī)劃局，湖北 荊州 434000)

1 引 言

測量標志是維持國家坐標系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、重力系統(tǒng)及其框架的基礎(chǔ)設(shè)施，是空間位置定位的基準，在國民經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展中發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)保障作用[1，2]。測量標志一旦破壞，就無法發(fā)揮其應(yīng)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(tài)圖紙及紙質(zhì)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(yè)還要攜帶儀器設(shè)備，傳統(tǒng)手工管理的方式操作十分不便，存在測量標志點難找、數(shù)據(jù)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(guān)措施外，開展了測量標志信息化工作，基本實現(xiàn)了測量標志數(shù)據(jù)的集中管理[3，4]。但這些系統(tǒng)架構(gòu)單一、功能設(shè)計側(cè)重于數(shù)據(jù)庫管理，忽視了測量標志巡查內(nèi)外業(yè)的業(yè)務(wù)聯(lián)系，導致了數(shù)據(jù)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(tǒng)性、持續(xù)性的工作，時間緊、任務(wù)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(wù)的(SOA)架構(gòu)及移動GIS等技術(shù)，以測量標志巡查數(shù)據(jù)管理為主線，設(shè)計了測量標志巡查內(nèi)外業(yè)一體化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)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(guān)屬性信息，能夠有效管理測量標志信息及基于規(guī)則和模板驅(qū)動的測量標志點相關(guān)電子表格批量輸出等，滿足測量標志巡查、管理的業(yè)務(wù)需求。系統(tǒng)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(xiàn)勢性，實現(xiàn)了測量標志巡查的信息化。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)總體框架分為標準規(guī)范層、數(shù)據(jù)支撐層、基礎(chǔ)框架層和功能應(yīng)用層四個部分[7～9]，如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

標準規(guī)范層。系統(tǒng)建設(shè)嚴格遵循行業(yè)相關(guān)的數(shù)據(jù)規(guī)范、設(shè)計標準、操作規(guī)程等，并根據(jù)建設(shè)內(nèi)容形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)資源建設(shè)和符號化表達規(guī)范要求。

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

基礎(chǔ)框架層。包含高度集成化的應(yīng)用開發(fā)平臺和中間件產(chǎn)品，通過.NetFrameWork、ArcGIS、Android API和ArcGIS For Android等提供統(tǒng)一的技術(shù)支撐。

功能應(yīng)用層。包括桌面端管理子系統(tǒng)和移動端巡查子系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)加載、地圖瀏覽、標志點查詢與統(tǒng)計輸出，野外巡查、路徑規(guī)劃、照片采集、GPS定位與軌跡記錄等功能。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

桌面端主要提供對空間數(shù)據(jù)的訪問、編輯、輸出等功能，將內(nèi)業(yè)處理數(shù)據(jù)與外業(yè)巡查緊密地結(jié)合在一起，從而實現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化測量標志巡查流程，底圖數(shù)據(jù)制作、平板數(shù)據(jù)導出、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計、數(shù)據(jù)管理、報表輸出等工作主要在桌面端執(zhí)行，具體功能如圖2所示。

圖2 桌面端管理子系統(tǒng)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(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)切片操作，由于涉及數(shù)據(jù)保密工作，在進行外業(yè)巡查時，需要將所需的數(shù)據(jù)下載到平板端進行存儲，數(shù)據(jù)的讀取、顯示、編輯、保存通過本地數(shù)據(jù)庫完成，具體功能如圖3所示。

圖3 移動端巡查子系統(tǒng)功能

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)主要包括各類測量標志點數(shù)據(jù)內(nèi)容：三角點數(shù)據(jù)、水準點數(shù)據(jù)、GPS點數(shù)據(jù)、基準站數(shù)據(jù)、保管員信息、巡查路徑以及各種輔助點、輔助線和輔助面數(shù)據(jù)。

測量標志數(shù)據(jù)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(tǒng)一管理數(shù)據(jù)，移動端則采用Sqlite數(shù)據(jù)庫，并進行擴展，以支持空間數(shù)據(jù)的存儲。考慮到底圖瓦片的大數(shù)據(jù)量和離線加載的需要，系統(tǒng)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(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較少且用戶操作頻繁，將其存儲在平板項目目錄的Sqlite數(shù)據(jù)庫中。另外，圖片采用實體文件保存，數(shù)據(jù)庫保存路徑和文件名。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 桌面端管理子系統(tǒng)

實現(xiàn)地圖瀏覽、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)設(shè)置、地圖工具、移動端數(shù)據(jù)管理和查詢統(tǒng)計等功能，系統(tǒng)界面如圖4所示。移動端數(shù)據(jù)管理模塊實現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫中下載數(shù)據(jù)(geodatabase格式數(shù)據(jù)庫)提供給外業(yè)巡查系統(tǒng)使用；當外業(yè)巡查完成后，支持將geodatabase數(shù)據(jù)庫上傳到數(shù)據(jù)庫，保持內(nèi)外數(shù)據(jù)的一致性。通過選擇或輸入行政區(qū)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(jié)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(tǒng)計主要實現(xiàn)對各個類型測量標志點的總數(shù)、各級別數(shù)量、完損情況進行統(tǒng)計，并將結(jié)果導出Excel表格，如圖5所示。

圖4 桌面端管理子系統(tǒng)界面

圖5 匯總統(tǒng)計

3.2 移動端巡查子系統(tǒng)

實現(xiàn)了測量標志查詢定位、測量標志信息采集、巡查路線規(guī)劃及標志點巡查、GPS軌跡記錄。測量標志查詢定位功能實現(xiàn)根據(jù)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(jié)果，查看和編輯標志點屬性。測量標志信息采集功能實現(xiàn)對測量標志點的信息進行錄入編輯、屬性數(shù)據(jù)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(yīng)的測量標志點關(guān)聯(lián)，如圖6所示。巡查路線規(guī)劃及標志點巡查功能實現(xiàn)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(guī)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(shù)據(jù)。

圖6 測量標志信息采集

4 結(jié) 語

本文設(shè)計實現(xiàn)的測量標志巡查內(nèi)外業(yè)一體化管理系統(tǒng)以影像和基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為支撐，集成各類測量標志點數(shù)據(jù)及相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，將測量標志巡查內(nèi)外業(yè)業(yè)務(wù)緊密聯(lián)系，移動端實現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)的建立改變了傳統(tǒng)測量標志巡查內(nèi)、外業(yè)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(yè)的巡查及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)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(guī)范化、常態(tài)化。